Inmunología: Defensa del Organismo y Hematopoyesis

Inmunología: Defensa del Organismo

La inmunología es esencial para la vida, permitiendo detectar sustancias extrañas y actuar en su contra. Es la ciencia que estudia todos los mecanismos de defensa del organismo, identificando lo propio y detectando lo extraño. Estos mecanismos son diversos, pero actúan de forma coordinada dando lugar a la respuesta inmune (respuesta de defensa del organismo). Las sustancias que se comportan como extrañas en el organismo, frente a las cuales este se defiende mediante la respuesta inmune, se llaman antígenos (Ag), que son las sustancias que desencadenan la formación de anticuerpos (Ac). Un hapteno es una molécula de bajo peso molecular que no puede generar una respuesta inmune por sí sola; debe acoplarse a una molécula de mayor tamaño, generalmente una proteína, que se denomina proteína transportadora o carrier. Las moléculas de Ag poseen zonas denominadas epítopos o determinantes antigénicos, que son los que generan la formación de Ac específicos contra ellos. Es decir, el Ac es específico del epítopo y no del Ag en general; esta es la zona donde se acopla el Ac (epítopo). Las fallas en este sistema pueden causar enfermedades o enfermedades inmunes. Los órganos hematopoyéticos primarios son el timo y la médula ósea, mientras que los órganos hematopoyéticos secundarios son los linfáticos y el bazo.

Células del Sistema Inmunitario

• Inespecíficas: Neutrófilos, eosinófilos, basófilos, macrófagos.
• Específicas: Linfocitos B, linfocitos T (colaboradores Th, citotóxicos).

Moléculas del Sistema Inmunitario

• Inespecíficas: Sistema del complemento, interferón, interleucinas, citoquinas.
• Específicas:
  • Inmunoglobulinas (función: actúan como Ac y se encuentran en la superficie de los linfocitos B, como receptores de Ag específicos).
  • Receptor de células T (molécula situada en la superficie de los linfocitos T cuya función es reconocer el Ag que tiene que ir unido a una célula mayor de histocompatibilidad).
  • Moléculas del sistema mayor de histocompatibilidad (CMH) (se encuentran en la superficie de todas las células nucleadas del organismo, participan en el reconocimiento del Ag por el linfocito T y también son responsables del rechazo en los trasplantes).

Células Inespecíficas de la Respuesta Inmune

Neutrófilos

Representan el 90% de los polimorfonucleares. Son capaces de fagocitar y destruir directamente diversos patógenos como bacterias, virus y hongos. También pueden causar inflamación liberando el contenido de sus gránulos al exterior.

Eosinófilos

Constituyen del 2 al 5% de los leucocitos y su concentración aumenta en los procesos de alergias, asma y parasitosis. Su acción principal es liberar al exterior el contenido de sus gránulos en respuesta a parásitos que no se han podido fagocitar.

Basófilos

Son una fracción minoritaria de los leucocitos y pueden liberar el contenido de sus granulaciones frente a diversos estímulos, potenciando de esta manera la inflamación.

Macrófagos

Son células presentadoras de Ag. Proceden de los monocitos formados en la médula ósea y pasan a la circulación sanguínea, distribuyéndose por todo el cuerpo. Una vez que los monocitos salen de los capilares sanguíneos y se localizan en los tejidos, se transforman en macrófagos, que realizan la fagocitosis, la inflamación y presentan el Ag al linfocito T, ya que en su membrana poseen células del (HLA) clase 2.

Funciones de los Macrófagos

1. Fagocitosis: Función principal de los macrófagos, que consiste en fagocitar todos los cuerpos extraños que se introducen en el organismo, bacterias, virus y sustancias de desecho de los tejidos. Los macrófagos son fagocitos junto con los neutrófilos y otras células.
2. Inflamación: Como macrófagos forman parte de la inmunidad celular innata, emiten una respuesta natural contra los Ag.
3. Presentación de Ag (APC, antígenos presentadores de célula): Cuando los macrófagos fagocitan microorganismos, los procesan y ponen en su membrana plasmática sus Ag, donde los reconocerán los linfocitos T colaboradores. Estos, al reconocerlos, producen linfoquinas que activan los linfocitos B. Por eso, los macrófagos forman parte de las llamadas células presentadoras de Ag, ya que poseen en su membrana moléculas en su complejo mayor de histocompatibilidad de clase 2. Los linfocitos B activados producen y liberan Ac específicos a los Ag presentados por el macrófago.

Células Específicas de la Respuesta Inmune

Linfocitos B

Nacen en la médula ósea y maduran en el hígado en la época fetal, luego en la médula ósea en la época adulta (HLA clase 2). Están especializados en la producción de Ac y son los responsables de la respuesta inmune humoral. El linfocito B reconoce al Ag por los receptores específicos de su membrana celular (IgM e IgD). El linfocito maduro sale de la médula ósea y va por los órganos linfoides secundarios; si no encuentra ningún Ag, se muere en 3 o 4 días, pero si lo encuentra, se activa y vuelve a la médula ósea para madurar del todo, dando un clon de linfocitos B específicos del Ag en cuestión. A veces necesitan células colaboradoras TH. Cuando madura del todo, da lugar a un clon de linfocitos B especializados en ese Ag; en esta fase se dividen en:

• Un grupo madura y se diferencia en células plasmáticas de Ac y secretoras de Ag, segregando en gran cantidad la IgM que antes expresaban en su membrana.
• Otro grupo se transforma en linfocitos B de memoria que sobreviven meses y años y cambian la clase de sus Ig de membrana a IgG, IgA, IgE, con mayor afinidad al Ag. Los linfocitos de memoria son los precursores de las células plasmáticas que producen IgG o E durante la respuesta inmune secundaria.

Linfocitos T

Nacen en la médula ósea, pero maduran en el timo. El linfocito T no reconoce al Ag libre, sino a través del TCR, que reconoce fragmentos de Ag unidos a las células presentadoras y también a una molécula (HLA) clase 2. En el proceso de maduración van adquiriendo y expresando sus receptores de membrana TCR, que no reconocen al Ag libre como actúan los Ac, sino que reconocen solo fragmentos de Ag unidos también a un sistema mayor de histocompatibilidad. Hay 2 tipos de linfocitos T:

• Linfocitos T citotóxicos (TC) (CD8+): Reconocen el determinante Ag unido a una molécula del (HLA) MHC (molécula de histocompatibilidad) de clase 1 en la superficie de otras células y las destruyen.
• Linfocitos T colaboradores (TH) (CD4): Reconocen el determinante Ag unido a una molécula del (HLA) MHC (molécula de histocompatibilidad) de clase 2 y realizan funciones de cooperación a otros tipos celulares (linfocitos B, linfocitos T citotóxicos y macrófagos). Se aprecian los TH1 y TH2, que difieren en algunas de las citoquinas que pueden sintetizar.
• Células NK: Son linfoides con actividad citotóxica innata (células asesinas).

La clase 1 del HLA está en todas las células nucleadas, excepto en los hematíes. La clase 2 está en los linfocitos B, macrófagos y algunos linfocitos T.

Hematopoyesis: Sistema Hematopoyético

La hematopoyesis es el proceso formador de todas las células de la sangre. Debe haber equilibrio; de lo contrario, se produce anemia. Como la sangre se renueva constantemente, los mecanismos reguladores se encargan de que los órganos hematopoyéticos suministren a la sangre una cantidad de hematíes, leucocitos y plaquetas equivalente a la que de estos mismos elementos se destruye, envejece o gasta. Cuando nacemos, la médula ósea tiene capacidad hematopoyética y es el principal órgano hemoformador. Cuando somos adultos, su capacidad queda limitada a los huesos planos, cráneo, clavícula, pelvis. Se admite que todas las células sanguíneas provienen de una célula primitiva, célula madre (stem-cell), capaz de diferenciarse en cualquier serie celular y, al mismo tiempo, de autorregenerarse. A partir de esta célula madre pluripotente aparecen las células madres monopotentes, las que tienen solo un sentido celular y solo ese (sentido único), a partir de las cuales se formarán los primeros elementos reconocibles de cada una de las series celulares (mieloblasto, megacarioblasto, proeritoblasto). La diferenciación es irreversible. Una vez tomado el destino celular, no se puede regresar al origen, dar marcha atrás ni se puede cambiar por otro camino de diferenciación celular. Aún no está claro cómo la célula madre toma el compromiso de diferenciación hacia las distintas líneas celulares.

CHT = célula totipotencial hematopoyética. UFC = unidad formadora de colonias. UFB = unidad formadora de brotes. BI = blastos. LM = linfoide mieloide. GEMM = granulocitos, eritrocitos, monocitos, megacariocitos. L = linfoide. EG = eritrocitos y granulocitos, megacariocitos. M = monocitos. G = granulocitos. Meg = megacariocitos. Bas = basófilos. Eo = eosinófilos. LB = linfocitos B. LT = linfocitos T. LGG = linfocitos grandes granulares.

Anticoagulantes

Los anticoagulantes son sustancias que retardan la coagulación, las cuales, mezcladas con sangre recién extraída, nos permiten obtener sangre entera, completa o total, en las mismas condiciones en que fluye por las venas.

Tipos de Anticoagulantes

A - Actúan descalcificando el plasma (precipitando o secuestrando los iones Ca necesarios para que se produzca la coagulación). Los que actúan son:

1. Citrato sódico: Actúa precipitando los iones Ca en forma de citrato Ca y liberando iones Na. Se utiliza en forma de disolución acuosa al 3,8%. Se utiliza para la determinación de la velocidad de sedimentación globular (V.S.G.). Se mezcla 1 parte de citrato y 4 de sangre (ej: 0.2 + 0.8 sangre). También se utiliza para las pruebas de coagulación, mezclando una parte de citrato y 9 de sangre entera (ej: 0.2 citrato + 1.8 sangre).
2. EDTA: Secuestra iones Ca, interrumpiendo la coagulación. Se utiliza para recuentos globulares (leucocitos, hematíes, plaquetas), para realizar extensiones sanguíneas, para obtener plasma, para determinar hematocrito y hemoglobina, y se utiliza en forma de sal sódica o potásica y para índices eritrocitarios.

B - Heparina: Anticoagulante fisiológico natural del organismo en bajas concentraciones. Inhibe el proceso de coagulación de forma escalonada. Impide, por ejemplo, el paso de trombina a protrombina, de fibrinógeno a fibrina. Se utiliza para pruebas de fragilidad osmótica y pruebas bioquímicas. Inconveniente: es caro.

Manipulación y Conservación de Muestras

Obtención de Distintas Fracciones Sanguíneas

Sangre Entera

Se obtiene mezclando la sangre recién extraída con anticoagulante (EDTA) y homogeneizando perfectamente. Se utiliza para realizar hemogramas, recuento de hematíes, plaquetas, etc., y para extensiones. Conservación: Se puede conservar hasta 3 horas a temperatura ambiente. Si los análisis no se pueden realizar antes de 3 horas, se refrigera a 4-5º durante 24 horas. La sangre entera no se puede congelar.

Plasma

Se obtiene poniendo sangre entera con anticoagulante (EDTA o citrato sódico, pero mejor citrato). Se mezcla y centrifuga de 5 a 10 minutos entre 1500-2000-3000 rpm y se separa el sobrenadante (plasma), que es transparente y líquido como el suero, pero a diferencia de este, contiene fibrinógeno y todos los factores de la coagulación. El plasma se separa de las células hemáticas que se quedan en el fondo, mediante pipetas Pasteur. Se utiliza para pruebas de coagulación. Conservación: Una vez separadas las células hemáticas, se puede conservar 6 horas a temperatura ambiente, 24 horas en nevera y, si se precisa conservar más tiempo, se congela o liofiliza.

Suero

Se diferencia de la sangre porque no lleva fibrinógeno ni factores de coagulación ni plaquetas. Se obtiene a partir de sangre coagulada. Para ello, se coloca la sangre recién extraída en la centrífuga y se deja coagular; este proceso se realiza más rápido si colocamos el tubo en un baño a 37º. Una vez coagulada, se centrifuga a 2-3000 rpm durante 5 minutos. El líquido sobrenadante es el suero, que se separa del coágulo con pipeta Pasteur. Existen unas sustancias llamadas separadoras de suero que permiten, una vez mezcladas con la sangre recién extraída, separar el suero mediante centrifugación inmediata sin necesidad de esperar a que la sangre coagule, acelerando de esta forma el proceso de obtención de suero. Conservación: Igual que el plasma. Se utiliza para pruebas bioquímicas (glucosa, ácido úrico, urea).

Errores Típicos en la Toma de Muestras y su Manipulación

A veces, aparte de hemolizarse el plasma, puede ser que tenga una gran cantidad de grasa.

1. Falta de limpieza en el material utilizado, material de extracción o recipiente de recogida.
2. Deficiente homogeneización de la muestra con el anticoagulante: Sangre y anticoagulante deben mezclarse perfectamente, sin movimientos bruscos que puedan producir hemólisis. Si no se homogeneizan perfectamente, pueden aparecer coágulos.
3. Hemólisis: Es cuando la sangre se hemoliza, rompen los hematíes el suero y el plasma, que se ensucian de color rojizo debido a la hemoglobina que sale de los hematíes. Puede ser por:
   • Hemólisis intravascular.
   • Aspiración de la jeringa demasiado rápido.
   • Agitación formando espuma.
   • Vaciado rápido de la jeringa, ya que hay que quitar la aguja y dejar resbalar la sangre lentamente por las paredes del tubo.
   Las muestras hemolizadas hay que desecharlas, ya que pueden provocar errores bioquímicos o hematológicos.
4. Suero o plasma hipelémicos: Muestras de aspecto lechoso debido a que contienen cantidades elevadas de lípidos. Puede ser porque el paciente no está en ayunas o por enfermedades metabólicas. Estas muestras también pueden inducir a error, por eso se hacen en ayunas. Si es por enfermedad metabólica, las muestras se diluyen con suero fisiológico o agua destilada y el resultado del análisis se multiplica por el factor de dilución.