Sistema inmunitario: defensa inespecífica, inmunidad específica y formas acelulares

Mecanismos de defensa inespecífica

a) Defensa inespecífica celular

Las células fagocitarias son las encargadas de ingerir y destruir microorganismos y cuerpos extraños. Son células especializadas del organismo como los micrófagos (leucocitos polimorfonucleares neutrófilos, eosinófilos y basófilos), los macrófagos (monocitos) y las células NK (natural killer), que son leucocitos.

Los macrófagos son grandes células deformables, capaces de fagocitar partículas y células, y están repartidos por todos los tejidos. Proceden de la maduración de los monocitos (células sanguíneas formadas en la médula ósea roja) y reciben distintos nombres según el tejido donde se encuentren: macrófagos alveolares (pulmón), células de la microglía (tejido nervioso), histiocitos (tejido conjuntivo), etc. El conjunto de macrófagos constituye el sistema reticuloendotelial (S.R.E.).

Tienen la propiedad de reconocer si una determinada célula o fragmento celular es del propio organismo o tiene un origen extraño. Este reconocimiento se debe a que en las membranas de las células existen unas proteínas (glucoproteínas) propias de cada individuo y de cada tejido, que constituyen el complejo mayor de histocompatibilidad (CMH). Los antígenos del CMH son los antígenos normales del individuo, lo que significa que la detección de la molécula extraña exige el reconocimiento simultáneo de un componente propio del sujeto. A su vez, existen dos tipos: clase I (presentes en todas las células) y clase II (presentes en las células inmunitarias).

Reconocida la célula o partícula extraña, ésta queda adherida a la membrana celular del macrófago y posteriormente es fagocitada formándose la vacuola digestiva. Digerido el cuerpo extraño, un fragmento de él se fija a las proteínas del CMH del fagocito para ser presentado a otros elementos celulares del sistema inmunitario (respuesta específica). La actuación de estos otros elementos es necesaria cuando los microorganismos traspasan esta barrera local o inespecífica (bacterias con cápsula, sustancias tóxicas contra los macrófagos, etc.).

Las células NK o células asesinas naturales destruyen células que han sido infectadas por virus, células cancerosas, así como los injertos de órganos trasplantados. Producen perforinas, proteínas que causan agujeros en las células. El estímulo para su actuación es la ausencia de las proteínas correctas del CMH de clase I.

b) Defensa inespecífica humoral

Corre a cargo del interferón y el complemento.

• El interferón: es el conjunto de proteínas liberadas por diferentes células cuando están infectadas por virus. La unión del interferón a la célula le confiere un "estado antivírico" en el que se inhibe fuertemente el inicio de la infección vírica. A su vez, liberado de la célula infectada, el interferón se une a las proteínas receptoras de las membranas de las células vecinas, lo que induce a estas células a producir proteínas enzimáticas que son las responsables del estado antivírico, pues inhiben la síntesis de proteínas víricas.

  El interferón también regula diversas células del sistema inmunitario e inhibe la proliferación celular, por lo cual se pensó que podía ser eficaz frente al cáncer, aunque la experimentación no ha corroborado estas expectativas, de momento.

• El complemento: es uno de los actores principales de la lucha antibacteriana. Está formado por varias subunidades proteicas disueltas en el plasma sanguíneo en estado inactivo, que se activan gracias a componentes extraños de la cápsula o pared de las bacterias (vía alternativa) o mediante la presencia de anticuerpos (vía clásica).

  1. Vía clásica: al unirse el complemento al anticuerpo, pueden producirse dos tipos de reacciones:

     • a) Lisis de las bacterias.
     • b) Opsonización o estimulación de los macrófagos, para que las bacterias se adhieran a la membrana de los fagocitos facilitando su poder de digestión.

  2. Vía alternativa: ciertas subunidades del complemento se fijan a los mastocitos (glóbulos blancos del plasma intersticial) y acen que éstos liberen mediadores de la inflamación (histamina, serotonina, bradikinina, etc.). Uno de los efectos es el aumento de la permeabilidad de los capilares en las proximidades del punto infectado, lo que provoca un aflujo de células y la atracción de los fagocitos.

c) Respuesta inflamatoria

Se liberan unas sustancias químicas llamadas mediadoras en el tejido conjuntivo y demás. Se localizan los mastocitos que, en contacto con los gérmenes, liberan histamina, entre otras sustancias. Esta dilata los capilares para aumentar el flujo sanguíneo, lo que provoca la inflamación y el enrojecimiento de la zona. Se consigue que un mayor número de células fagocitarias (macrófagos) y moléculas sanguíneas (anticuerpos naturales, interferón, moléculas del complemento, etc.) lleguen a la zona, y muchos macrófagos mueren revent ados por la cantidad de gérmenes fagocitados ("pus").

Como consecuencia del aporte sanguíneo hay también un aumento de la temperatura en esa zona. Si la infección es fuerte, los macrófagos liberan sustancias pirógenas que elevan la temperatura corporal (fiebre), pues estimulan el centro regulador de la temperatura corporal, localizado en el hipotálamo. Este aumento de la temperatura facilita la movilidad de los glóbulos blancos y dificulta el desarrollo de las bacterias.

Al mismo tiempo se comienza la coagulación por efecto de los trombocitos, para evitar que, a través del flujo sanguíneo, la infección se propague a otras zonas corporales.

Resumiendo, cuatro son los síntomas de la respuesta inflamatoria: inflamación, enrojecimiento, calor y dolor. Este último es provocado por la excitación continua de las fibras nerviosas, debido a otro mediador, la prostaglandina.

Si las defensas locales son desbordadas, los microbios pueden extenderse por todo el organismo (septicemia): los ganglios se inflaman, duelen, la fiebre aumenta y se produce un incremento en el número de leucocitos. Tiene lugar la respuesta inmunitaria específica, llevada a cabo por células inmunitarias.

Inmunidad adquirida o específica

La inmunidad adquirida es específica y se basa en la capacidad que tiene el organismo de reconocer y destruir un microorganismo o sus toxinas. Los linfocitos son células especializadas en la respuesta específica y están programadas para reconocer un antígeno en el patógeno.

La respuesta inmunitaria comienza con el reconocimiento del microorganismo patógeno y termina con su destrucción. Presenta las siguientes características: especificidad, memoria inmunológica, distinción entre lo propio y lo extraño, y diversidad.

Especificidad: los antígenos

Un antígeno es la molécula extraña que es reconocida de forma específica por los linfocitos generando la respuesta inmunitaria.

La mayoría de los antígenos son macromoléculas, proteínas o polisacáridos, que están en la superficie de los microorganismos patógenos, de las células cancerosas y de las células trasplantadas. Otros antígenos son solubles, como las toxinas segregadas por las bacterias.

Un linfocito reconoce y se une solo a una pequeña parte de un antígeno, que se denomina determinante antigénico o epítopo. Así, si el antígeno es una proteína, el determinante antigénico es una pequeña secuencia de aminoácidos.

Un antígeno suele tener varios determinantes antigénicos diferentes, cada uno de ellos capaz de producir la respuesta de los linfocitos que lo reconocen. Los anticuerpos segregados por los linfocitos B en respuesta a los antígenos se unen también a los determinantes antigénicos.

Cuando un antígeno provoca la reacción alérgica, recibe el nombre de alérgeno.

Memoria inmunológica

Después de producirse una respuesta contra un determinado antígeno, el sistema inmunológico lo recuerda y, en la exposición posterior al mismo antígeno, la respuesta será más rápida y más intensa.

La memoria inmunológica permite al organismo resistir a los patógenos con los que ya ha tenido contacto, evitando que vuelva a padecer la misma enfermedad. La vacunación contra las enfermedades se basa en que el sistema inmunitario recuerda los antígenos con los que ya ha estado en contacto.

Distinción entre lo propio y lo extraño

Un organismo tiene diferentes tipos de células con antígenos en su superficie y también diferentes proteínas capaces de desencadenar la respuesta inmunitaria. El sistema inmunitario de un individuo reconoce los antígenos propios y no los ataca. Cuando un organismo fracasa en esta distinción y considera lo propio como extraño, su sistema de defensa ataca a sus propias células, desencadenándose las enfermedades autoinmunes.

Diversidad

El sistema inmunitario está capacitado para responder a la gran diversidad de antígenos: moléculas extrañas, bacterias, virus, etc. Además, cada tipo de agente patógeno puede tener varias capas con diferentes antígenos en su superficie, y cada antígeno puede tener también varios determinantes. Se cree que un individuo puede responder específicamente a unos 10 millones de determinantes antigénicos diferentes.

Formas acelulares

Las formas acelulares comprenden: virus, viroides, plásmidos y priones. Estas formas acelulares no cumplen el dogma biológico de que todo ser vivo crece, se relaciona y se reproduce. Originan patologías tanto en bacterias, vegetales y animales.

• Viroides: son moléculas de ARN monocatenario en forma de varilla, no asociadas a proteínas. En los vegetales (patata, cítricos) producen enfermedades relacionadas principalmente con el crecimiento.

• Plásmidos: formados por una molécula circular de ADN (bicatenario).

• Priones: son proteínas infecciosas (carentes de ácidos nucleicos) que se sitúan en las membranas de las neuronas. Son los responsables de enfermedades degenerativas del sistema nervioso central como la "enfermedad de las vacas locas", Creutzfeldt-Jakob u otras encefalopatías espongiformes. Se descubrieron en 1983 como agentes causantes de afecciones neuronales esporádicas. Ha aumentado su interés debido al mal de las vacas locas. Se conocen dos enfermedades causadas por priones: la tembladera, alteración neurológica de ovejas y cabras, conocida desde el siglo XVIII, y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, rara demencia humana.

Se consideran agentes probables de otras enfermedades humanas que afectan al sistema nervioso. La infección por priones no provoca la respuesta inmunitaria, debido a que el prión está dentro de nuestras propias células. El agente causante es la proteína propia de la membrana plasmática de las neuronas.

La proteína del prión (PrP) sufre una alteración y ciertos fragmentos de la misma se enrollan en lámina β-plegada en lugar de la estructura en α-hélice de la proteína normal. Las proteínas defectuosas actúan como agentes infecciosos que cambian las proteínas normales en defectuosas. La aparición de la demencia es consecuencia de que la acumulación de estas proteínas anómalas, que cristalizan, se produce en las neuronas provocando su destrucción y muerte.

Comparando las dos proteínas, normal y patológica, se comprueba que tienen la misma secuencia de aminoácidos (estructura primaria), pero tienen un plegamiento distinto. Se han encontrado casos de transmisión hereditaria de la enfermedad, debido a una mutación puntual que implica modificación en la estructura primaria de la proteína, sustituyendo la prolina por la leucina.

Los virus

Los virus constituyen un conjunto de microorganismos muy sencillos, diferenciados de los organismos procariotas y eucariotas, hasta el punto de que algunos científicos cuestionan el hecho de considerarlos seres vivos.

Diferencias entre virus y organismos celulares

Los virus difieren de los demás organismos en que no están compuestos por células. Son mucho más pequeños que las células y su tamaño viene a ser el de una gran molécula. Están formados por un arrollamiento de ácido nucleico, rodeado de un recubrimiento de proteína. En esto se parecen a los cromosomas de una célula, de modo que cabría casi considerarlos "cromosomas sueltos".

Necesitan infectar una célula y utilizar su maquinaria metabólica para reproducirse, es decir, no tienen vida independiente, son parásitos obligados. Tienen un estado extracelular (virión) y un estado intracelular (inerte).