La respuesta inmune Defensas inespecíficas Tu cuerpo está bien
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La respuesta inmune Defensas inespecíficas Tu cuerpo está bien protegido. Tu primera línea defensiva es el envoltorio de piel y el revestimiento interno de las membranas mucosas. Tu piel, con su capa externa de queratina muy resistente, es una barrera impenetrable siempre que no esté rasgada. Tus membranas mucosas carecen de la capa externa resistente, pero poseen otras defensas. Por ejemplo, tus lágrimascontienen lisozima, una enzima que destruye las paredes celulares de muchas bacterias. Las células de tus vías respiratorias están armadas de cilios con los que barren fuera el polvo, microorganismos, hollín y residuos celulares. Tu saliva, como las lágrimas, contiene lisozima, así como otras enzimas destructivas, las mismas que inician la digestión de tu comida. Cualquier invasor que entre con la comida hasta el estómago será destruido por la acidez de tus jugos gástricos. Los sobrevivientes que alcancen el intestino encontraran un huésped residente, la bacteria E. coli, preparada para defender su territorio contra los intrusos. Algunos patógenos, sin embargo, consiguen penetrar todas estas defensas, a través de rasguños o pinchazos de la piel o de las membranas mucosas; con la ayuda de mosquitos, garrapatas y otros artrópodos chupadores: o mediante otras estrategias con disimulo y perfidia. Recuerda, los microbios también luchan por su existencia. Una vez dentro los invasores se enfrentan a otro ejército compuesto literalmente por millones de glóbulos blancos. Entre los primeros miembros de este ejército que entran en escena cuando las barraras se han roto están los macrófagos (que comen cosas grandes,). Este macrófago esta alargando su seudópodo hacia una célula bacteriana, igual que sus muy distantes parientes, las amebas, que han estado haciendo lo mismo desde hace 1.000 millones de años. El ejército de glóbulos blancos de tu cuerpo es, como los otros ejércitos, elaborado, muy complicado y difícil: de entender en todos sus detalles, y muy caro: 1 de cada 100 células del cuerpo pertenece a este ejercito. Normalmente gana sus batallas tan silenciosamente que incluso se desconoce que ha habido una guerra. Como otros ejércitos, sin embargo, a veces es superado y pierde. Y a veces se equivoca porque se: cometen errores en el servicio de inteligencia propio y se organiza un ataque contra células amigas. Fig. 6.1 Defensas inespecíficas Cada ser vivo, y nosotros mismos en este momento, estamos rodeados de microorganismos potencialmente perjudiciales. Muchos de estos microorganismos no sólo pueden destruir las células, sino que pueden alterar también numerosos procesos que están interrelacionados, de los cuales depende la vida del organismo. Por lo tanto, la defensa contra estos microorganismos es un aspecto esencial de la homeostasis. A lo largo de la larga historia de la evolución, los organismos han desarrollado una gran variedad de defensas para excluir los posibles invasores o para destruir los que ya han entrado. En los vertebrados, estas defensas han evolucionado en una red compleja interrelacionada que contiene fortificaciones estructurales, como la barrera formada por la piel; respuestas no específicas que, como las armas de guerra, destruyen indiscriminadamente cualquier intruso que las pise; y las respuestas muy específicas del sistema inmunitario, que, como fuerzas de élite, montan un ataque dirigido precisamente a las características específicas del invasor. Fig.6.2. Resumen de los mecanismos de defensa específicos e inespecíficos del cuerpo Fig.6.3 La inflamación 1. La respuesta inflamatoria Cuando los microorganismos penetran en la primera línea de defensa, la cubierta exterior de la piel y el revestimiento interno de las membranas mucosas, se encuentran con una segunda línea de defensa. Esta línea de defensa está formada principalmente por glóbulos blancos, como el de la fotografía inicial, que viajan por la sangre la linfa. Supón que te has hecho un corte en la piel. Las células de la zona liberan inmediatamente histamina y otros compuestos que favorecen la circulación sanguínea en cl área y la permeabilidad de los capilares próximos. Los glóbulos blancos, atraídos por estos compuestos químicos salen de los capilares y se concentran en el lugar de la herida. Estas células engullen a los invasoras externos, muriendo a menudo en el proceso Los coágulos de sangre comienzan a formarse y la herida queda aislada. La temperatura local suele aumentar, creando un ambiente desfavorable para la multiplicación de los microorganismos, pero favorable para el movimiento de los glóbulos blancos Como resultado de una serie de sucesos, conocida como respuesta inflamatoria (Figura 6.4), la zona lesionada se calienta, enrojece y duele. La inflamación puede provocar también efectos sistémicos (es decir, efectos por todo el cuerpo) además de los locales. Una respuesta sistémica es la fiebre, causada por una proteína que ciertos glóbulos blancos producen durante el proceso inflamatorio. La respuesta inflamatoria y la respuesta inmunitaria, más especifica, dependen de la interacción de una gran variedad de glóbulos blancos. Estas células, como los eritrocitos, tienen una vida limitada y deben ser substituidas continuamente. Todas las diferentes formas de glóbulos blancos o leucocitos, así como los glóbulos rojos, se producen por división y diferenciación de células madre localizadas en la médula ósea de los huesos largos. Un tipo particularmente importante de leucocito, capaz de fagocitar, es el macrófago, con el que empezábamos el capitulo. Los macrófagos se encuentran no sólo en los lugares de la infección, sino también se localizan en los ganglios linfáticos, bazo, hígado, pulmones y tejidos conjuntivos, en donde atrapan cualquier bacteria o partícula extraña que haya podido atravesar las barreras defensivas iniciales. Estas células son también importantes como veremos, en activar los linfocitos, los glóbulos blancos que juegan el papel más importante en la respuesta inmunitaria. Fig. 6.4 La respuesta inflamatoria. Cuando las defensas del cuerpo son atravesadas, por ejemplo, con un fragmento de cristal, las propias células del cuerpo y las células bacterianas segregan diversos compuestos químicos que se liberan en el lugar de la herida. Estas substancias, entre ellas la histamina, hacen aumentar el flujo de sangre en la zona, aumentan la permeabilidad de los capilares y atraen a los leucocitos que migran de los capilares hacia la herida. Simultáneamente, se inicia la formación de un coágulo, que da comienzo al proceso de cicatrización. Cuando los glóbulos blancos entran en escena, prolongan sus seudópodos para engullir los microorganismos y otras partículas extrañas Algunos leucocitos contienen gránulos que pueden verter rápidamente nuevas cantidades de histamina que hacen aumentar la respuesta inflamatoria. Otros producen una proteína que desequilibra el termostato interno y provoca fiebre 2. Leucocitos Hay en la sangre cinco tipos de glóbulos blancos o leucocitos. Ante todo, están provistos de núcleo; al carecer de hemoglobina son incoloros y, aparte, avanzan activamente con movimientos ameboides. Estos elementos pueden moverse contra la corriente sanguínea, e insinuarse por los intersticios de la pared vascular y así penetrar a los tejidos. Los glóbulos blancos son mucho menos numerosos que los rojos. Suelen contarse unos 7.000 de los primeros por milímetro cúbico como promedio, pero este número varia de cinco a nueve o 10.000 en distintos individuos, o incluso en los mismos a diferentes horas del día, pues el recuento es más bajo por la mañana y más elevado por la tarde. Las personas desnutridas tienen menos leucocitos que las normales, lo que supone menos resistencia a la infección y a las enfermedades. El descenso a menos de 500 elementos por milímetro cúbico es mortal. Dos de los tipos de glóbulos blancos, linfocitos y monocitos son producidos en el tejido linfoide del bazo el timo y los ganglios linfáticos; Los otros tres neutrófilos, eosinófilos y basófilos producidos en la médula ósea junto con los glóbulos rojos. Los tres contienen gránulos citoplásmicos que difieren en tamaño y propiedades tintoriales. Los neutrófilos normalmente representan 60 a 70 % de la población de glóbulos blancos circulantes; pueden moverse activamente por movimiento amiboide, deslizarse por la pared de los capilares entre células adyacentes y son importantes en la destrucción de bacterias y otros agentes infecciosos por fagocitosis. Los neutrófilos también fagocitan los restos de células tisulares muertas. Los neutrófilos y otros glóbulos blancos son guiados hasta los puntos de infección por sustancias químicas liberadas por los tejidos inflamados e infectados. Los monocitos son los glóbulos blancos de mayor tamaño, y alcanzan 20 micrones de diámetro. Al igual que los linfocitos más pequeños, no tienen gránulos citoplasmáticos. Los monocitos también se mueven activamente por movimiento amiboide y fagocitan bacterias. Al cabo de varias horas de permanecer en el espacio tisular, los monocitos tienden a aumentar de tamaño y se convierten en macrófagos, que pueden desplazarse con gran rapidez y devorar 100 o más bacterias. Los neutrófilos son de capital importancia para resistir infecciones bacterianas agudas; os monocitos adquieren mayor importancia en la tarea de contrarrestar infecciones crónicas. Los macrófagos pueden ingerir grandes partículas de restos celulares y tienen importancia en la limpieza de una región infectada tras haber sido eliminadas las bacterias. Los eosinófilos, que tienen gránulos grandes que se tiñen con eosina y con otros colorantes ácidos, son amiboides yfagocíticos. Aumentan considerablemente en número durante las reacciones alérgicas y durante las infecciones con parásitos como los gusanos productores de triquinosis. Los linfocitos son células muy interesantes que tienen potencial de convertirse en muchos otros tipos de células del organismo. El linfocito puede hincharse y convertirse en monocito, entrando así en los tejidos conectivos y otros espacios, y convirtiéndose en macrófago. Los linfocitos también pueden penetrar en la médula ósea y convertirse en precursores de glóbulos rojos o de glóbulos blancos granulocíticos, como los neutrófilos. Los linfocitos de los tejidos pueden convertirse en fibroblastos y secretar fibras de colágeno, fibras elásticas y otros elementos del tejido conectivo. Los linfocitos también pueden convertirse en células plasmáticas que producen y secretan anticuerpos, de gran importancia en el proceso de inmunización. Un grupo final de elementos circulantes formados en la sangre son los trombocitos ( plaquetas), que tienen importancia porque inician la coagulación de la sangre. En muchos vertebrados distintos de los mamíferos los trombocitos son pequeñas células puntiagudas y ovales con un núcleo. Los trombocitos de los mamíferos son pequeñas plaquetas esféricas o en forma dc disco, que carecen de núcleo. Son formados por la fragmentación de células gigantes, los megacariocitos, en la médula ósea roja. Algunas plaquetas se forman de células fagocíticas de los pulmones. Con la proporción de glóbulos blancos de cada tipo se obtienen los datos del llamado recuento diferencial. Se obtiene una extensión fina y regular de sangre sobre un portaobjetos, se tiñe con el colorante de Wright y se examina al microscopio con el fin de contar y clasificar varios cientos de estos elementos. Los valores promedio de una persona normal son:60 a 70% de neutrófilos, 25 a 30 % de linfocitos, 5 a 10 % de monocitos y casi 0.5 % de basófilos. Neutrófilo Eosinófilo Basófilo Linfocito Monocito Fig. 6.5 Tipos de glóbulos blancos Funciones Protectoras De Los Glóbulos Blancos La principal función de los glóbulos blancos es proteger al individuo contra los microorganismos patógenos. Los neutrófilos y monocitos destruyen las bacterias invasoras ingiriéndolas (de manera similar a como una amiba engloba una partícula de alimento). Las bacterias fagocitadas quedan digeridas gracias a la acción de enzimas secretadas por el mismo glóbulo. El leucocito sigue ingiriendo partículas hasta que sucumbe por el acúmulo de productos desintegrados. Se ha observado, sin embargo, que los neutrófilos pueden englobar de cinco a 25 bacterias, y los monocitos hasta 100 antes de morir. Si las bacterias penetranpor los tejidos del cuerpo, la destruyen las células por ataque directo o por medio de productos químicos tóxicos de su elaboración. Entonces se dilatan los vasos sanguíneos de la región una afectada con lo que es mayor la llegada de sangre a la misma; así ocurre el característico enrojecimiento y aumento de la temperatura local, signos de inflamación grandes que se tiñen con eosina y con otros colorantes. Las paredes de los vasos más permeables dejan rezumar más líquidohacia los tejidos, con la consecuencia de edema. Los glóbulos blancos, particularmente los neutrófilos, emigran por los intersticios de las paredes vasculares, para que puedan fagocitar a los invasores y los remanentes de tejidos destruidos. El Conjunto de las células tisulares muertas, las bacterias y los glóbulos blancos, vivos o muertos, forman un líquidoespeso de color amarillento que recibe el nombre de PUS. Los glóbulos blancos están atraídos hacia los puntos de infección por las substancias químicas emitidas por los microorganismos invasores y por los tejidos inflamados. Después de haber sido destruidas las bacterias, se repara el tejido aniquilado. Algunos tienen la facultad de regenerarse por medio de la multiplicación de células contiguas; otros, en cambio son de limitadas facultades en este sentido, de modo que recurren a la multiplicación de tejido conectivo que forma lo que conocemos por tejido de cicatrización . En este mecanismo se supone la actividad de los linfocitos, pues se acumulan en las zonas donde tiene lugar sangre la regeneración. Los linfocitos cultivados fuera del organismo en medios estériles se convierten fácilmente en células conectivas; es factible que este mismo proceso ocurra en el cuerpo para facilitar el proceso de reparación. El número de glóbulos blancos circulantes aumenta en el curso de muchas infecciones; el recuento puede sobrepasar los 20.000 por milímetro cúbico en casos de apendicitis o neumonía. Se supone que cada los tejidos inflamados ponen en circulación una sustancia ("factor promotor leucocítico"), que por vía hemática llega a la medula ósea, donde estimula y activa la liberación de glóbulos blancos, sobre todo de neutrófilos. De esto resulta que el número de leucocitos en la sangre refleja la gravedad de la infección y, sucesivamente, los recuentos globulares tienen la utilidad de apreciar el grado de restablecimiento del paciente. Algunas enfermedades se distinguen por el aumento de cierta variedad de leucocitos por lo que resulta conveniente proceder al recuento diferencial de linfocitos como medio de diagnostico. El número de linfocitos aumenta en la tos ferina y la anemia perniciosa, por la permanencia a elevadas altitudes o en los trópicos, por las quemaduras solares y en ciertas enfermedades crónicas como la tuberculosis. La fiebre tifoidea y el paludismo generalmente provocan el aumento del número de monocitos, en tanto la neumonía, apendicitis y otras infecciones bacterianas agudas típicamente multiplican el número de neutrófilos. Los eosinófilos son más abundantes en la infestación por tenias, anquilostomas, triquina y otrosparásitos animales, así como en la escarlatina, asma, padecimientos alérgicos, y algunas dermatopatías. Fig. 6.6 esquema de componentes sanguíneos Fagocitosis Una de las principales funciones de la inflamación parece ser el incremento que se observa en la fagocitosis. Los fagocitos ingieren bacterias u otros microorganismos invasores fluyendo (movimiento amiboide) alrededor de ellos y englobándolos. Al ingerir al organismo, la célula lo envuelve con un fragmento de membrana que se desprende de su propia membrana celular. La vesícula que contiene a la bacteria se denomina fagosoma. Uno o más lisosomas se adhieren a la membrana del fagosomas y se fusionan con ella. Bajo el microscopio, los lisosomas se ven como gránulos, pero al fusionarse con el fagosoma esos gránulos parecen desaparecer. Por esa razón, el proceso se llama también desgranulación. El lisosoma libera un conjunto de poderosas enzimas digestivas sobre la bacteria capturada, mientras que la membrana del fagosoma libera peróxido de hidrógeno sobre ella Esas sustancias destruyen la bacteria y la degradan hasta convertir sus macromoléculas en pequeños compuestos innocuos que pueden ser excretados o hasta utilizados por el fagocito Después de que un neutrófilo fagocita 20 o más bacterias queda desactivado (quizá por escurrimiento de sus propias enzimas lisosómicas hacia el citoplasma) y muere. Un macrófago es capaz de fagocitar unas 100 bacterias durante su vida. Pero surge una pregunta: ¿son capaces las bacterias de contrarrestar los ataques del cuerpo? Ciertas bacterias producen enzimas que destruyen las membranas de los lisosomas, de modo que sus poderosas enzimas digestivas se derraman en el citoplasma del fagocito y los destruyen. Otras bacterias, como las de la tuberculosis, poseen paredes celulares o cápsulas que resisten la acción de las enzimas lisosómicas. Algunos macrófagos vagan por los tejidos fagocitando la materia orgánica extraña y cuando es conveniente liberan agentes antivirales. Otros se mantienen en un solo sitio y destruyen las bacterias que pasan por ahí. Por ejemplo, los alvéolos pulmonares contienen grandes cantidades de macrófagos tisulares que destruyen la materia extraña que penetra en los pulmones junto con el aire inhalado. Fig.6.7 La fagocitosis. Diversas células del organismo pueden realizar la fagocitosis: polinucleares, monocitos y macrófagos. Interferones Los interferones son pequeñas proteínas que se diferencian de otros mecanismos defensivos del cuerpo en dos aspectos: 1.- solo son activos contra los virus y 2.- no actúan contra ellos directamente, sino que estimulan la propia resistencia celular a la infección. Cuando un virus infecta una célula, ésta comienza a fabricar interferón que se une e interactúa con los receptores de membrana dc las células vecinas (Fig.6.7). Estas células, así estimuladas, producen enzimas que bloquean la traducción del RNA mensajero en proteínas. parece ser que se necesitan muy pocos moléculas de interferón para proteger las células vecinas dc la infección vírica. Las moléculas de interferón también interactúan con los receptores de membrana de varios tipos celulares de leucocitos, estimulando tanto la respuesta inmunitaria como inflamatoria. Hasta hace poco los únicos interferones que se obtenían para fines de investigación eran las minúsculas cantidades extraídas de las células de mamífero expuestas a virus en cultivos dc tejido. Actualmente, gracias a la ingeniería genética del DNA, se puede producir interferón en mayores cantidades. Estas nuevas cantidades se han usado para estudiar las posibles aplicaciones clínicas en el control de las infecciones víricas y para explorar su efectividad contra algunas formas de cáncer. Entre sus múltiples efectos, los interferones inhiben la proliferación celular, lo que hizo pensar que, en un principio, podría ser la panacea para curar diferentes tipos de cáncer. Sin embargo, hasta el momento, sólo una forma extremadamente rara de Leucemia parece que responde al tratamiento con interferón. Mecanismos de acción del interferón. a.- Cuando un virus infecta una célula, esta libera moléculas de interferón que se une a receptores de membrana de células no infectadas. b.- Esta interacción estimula la síntesis de enzimas que bloquean la traducción del RNA m vírico en proteínas víricas. Si hay otras partículas virales que invaden estas células, no podrán reproducirse. Las moléculas de interferón también se unen a receptores de superficie en los leucocitos c.- Estimulando las respuestas inflamatorias e inmunitarias. Fig.6.8 Acción de un interferón 6.2 Defensas específicas Los mecanismos de defensa inespecíficos destruyen los agentes patógenos e impiden que éstos proliferen causando una infección mientras son movilizados los mecanismos de defensa específicos. Son necesarios varios días para que se activen las reacciones inmunitarias especificas, pero una vez funcionando, dichos mecanismos son extremadamente eficaces. Existen dos tipos principales de inmunidad específica: la inmunidad mediada por células, en la que los linfocitos atacan directamente al patógeno invasor, y la inmunidad mediada por anticuerpos, en la que los linfocitos producen anticuerpos específicos encaminados a destruir el agente patógeno. Los órganos de la inmunidad 1.- El sistema linfático humano consiste en una red extensísima de vasos y ganglios linfáticos por los cuales circula la linfa, líquido incoloro que vuelve al torrente sanguíneo a través de conductos que desembocan en las venas subclavias. 2.- EL sistema linfático, junto al bazo, timo, amígdalas y otras formaciones linfoideas conforman el sistema inmune. 3.- El timo y la médula ósea son considerados como órganos linfoideos centrales. 4.- El bazo, los ganglios linfáticos y otras formaciones linfoideas son los órganos periféricos. 5. Linfocitos T y B: efectores de la respuesta inmune Todas las células de la sangre (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas) se originan en la médula roja de los huesos. Algunos linfocitos migran hacia el timo, donde adquieren sus competencias particulares. Se les llama linfocitos T. Se dice que el timo es la escuela de los linfocitos T. Allí se vuelven inmunocompetentes. Los linfocitos B son independientes del timo; adquieren sus propiedades en la médula ósea. Luego los linfocitos B y T llegan a las zonas especiales del bazo, de los ganglios linfáticos y otras formaciones linfoideas. En estos órganos linfoideos periféricos se realiza el contacto con el antígeno, provocando la respuesta inmunitaria. Fig.6.9 Las órganos del sistema inmune : Una red de conductos linfáticos colecta liquidoextracelular desde los tejidos transportándolo hacia el sistema venoso y luego al corazón donde se mezcla con la sangre y es nuevamente bombeado hacia los tejidos. El timo, el bazo y la médula ósea son órganos esenciales para la defensa del organismo Función Del Timo Presente en todos los vertebrados, la glándula timo tiene, hasta donde se sabe, por lo menos dos funciones. Primero, de alguna manera todavía desconocida el timo confiere competencia inmunitaria a los linfocitos T. Dentro de esa glándula, los linfocitos adquieren la capacidad de diferenciarse y convertirse en células que reaccionan a la presencia de antígenos específicos. Se piensa que esa "instrucción" recibida dentro del timo ocurre poco antes del nacimiento y durante los primeros meses de vida postnatal, Cuando se extirpa experimentalmente el timo a un animal de laboratorio antes de que suceda esa capacitación, dicho animal no es capaz de adquirir inmunidad celular. Cuando el timo es extirpado después de ese periodo, la inmunidad mediada por células no se ve mayormente afectada. La segunda función del timo es la de glándula endocrina. Dicho órgano secreta varias hormonas, entre las cuales se destaca la timosina. Si bien es poco lo que se sabe acerca de esas hormonas se piensa que la timosina afecta a los linfocitos T después de que salen del timo, estimulándolos para que completen su diferenciación y adquieran actividad inmunitaria. La timosina ha sido estudiada clínicamente en personas en las cuales la glándula timo está mal desarrollada; asimismo, se le ha estudiado como un modificador de la reacción biológica en pacientes con ciertos tipos de cáncer. Es posible que estimulando la inmunidad celular de esas personas se impida la diseminación de la enfermedad. Linfocitos T y B Los principales guerreros en las reacciones inmunitarias específicas son los millones de millones de linfocitos que se encuentran distribuidos estratégicamente en el tejido linfático de todo el cuerpo. En los anfibios y vertebrados más complejos hay dos tipos de linfocitos, los linfocitos T y los linfocitos B. Según se piensa ambos tipos se originan en la médula ósea o en el hígado embrionario. En su camino hacia los tejidos linfáticos, los linfocitos T se detienen en la glándula timo para ser procesados. La letra T del nombre de estos linfocitos se refiere precisamente a que se derivan del timo de alguna manera la glándula timo influye en la diferenciación de los linfocitos capaces de emitir una reacción inmunitaria. En otras palabras, los linfocitos T son la base de la inmunidad mediada por células y los linfocitos B son el fundamento de la inmunidad mediada por anticuerpos. En las aves, esos linfocitos son procesados por la bolsa de Fabricio, órgano linfático localizado cerca de la cloaca. La letra B del nombre de esos linfocitos se refiere a que se derivan de esa bolsa, porque se les procesa ahí; los demás vertebrados carecen de ese órgano, pero hasta la fecha todavía no se identifica en ellos el órgano equivalente. En los mamíferos es probable que los linfocitos B sean procesados en la médula ósea conforme se van formando, o bien en el hígado o el bazo fetales. Aunque los linfocitos T y B poseen diferentes funciones y ciclos de vida, cuando se les observa al microscopio óptico parecen ser idénticos. Sin embargo, las técnicas más complejas, como la microscopia por fluorescencia, revelan que los dos tipos de linfocitos poseen macromoléculas superficiales peculiares Asimismo, tienden a ubicarse en regiones separadas de los nódulos linfáticos y otros tejidos linfáticos. Fig. 6.10 Origen y funciones de los linfocitos T y B. 6.2.1 Inmunidad Mediada Por Células La inmunidad mediada por células tiene por fundamento la actividad de los linfocitos T y los macrófagos. Esas células destruyen los virus o células extrañas que ingresan en el cuerpo. La mayoría de los linfocitos suelen encontrarse en un estado inactivo y se les denomina linfocitos "pequeños". Existen miles de variedades diferentes de linfocitos "pequeños" cada uno de los cuales tiene la capacidad de reaccionar a un tipo específico de antígeno. Cuando un antígeno invade el cuerpo, los macrófagos lo engloban y lo llevan a los linfocitos. La variedad de linfocito capaz de reaccionar a él; es decir, el linfocito se activa o sensibiliza de esa manera. Una vez estimulados, los linfocitos aumentan de tamaño y luego se dividen por mitosis, dando origen de ese modo a una clona de células idénticas. Esos linfocitos T se diferencian luego para convertirse en linfocitos T citolíticos, de ayuda, supresores o células de memoria. Esas células especializadas se conocen como subtipos celulares T. Los miembros de esa infantería celular salen luego de los nódulos linfáticos y se abren paso hacia el área infectada. Los linfocitos T citolíticos se combinan con el antígeno presente en la superficie de la célula invasora y luego liberan un poderoso grupo de glucoproteínas conocidas como linfocinas. Algunas linfocinas matan directamente a los microorganismos patógenos, mientras que otros les confieren sensibilidad a otros linfocitos del área, con lo que aumentan las filas de guerreros celulares. Otros linfocitos más incrementan la reacción inflamatoria, atrayendo hacia el área de infección un gran número de macrófagos. Asimismo, las linfocinas estimulan a los macrófagos, haciéndolos más activos y eficaces en el combate contra los agentes patógenos . Los linfocitos T son especialmente eficaces en el ataque contra los virus hongos y los tipos de bacterias que viven dentro de las células huésped. ¿Cómo saben estos linfocitos cuáles son las células que deben atacar? Una vez que el microorganismo patógeno invade una célula del cuerpo, las macromoléculas de esa célula se alteran, por lo que el sistema inmunitario las empieza a considerar extrañas y los linfocitos T destruyen dicha célula. Los linfocitos T citolíticos también destruyen las células cancerosas y, por desgracia, las células de los órganos trasplantados. Cuando los linfocitos T son activados y dan origen a una clona, no todas las células sensibilizadas que se producen salen del tejido linfático, sino que algunas de ellas permanecen ahí como células de memoria. Esas células, o su progenie, viven durante muchos años. En caso de que el patógeno invasor vuelva a atacar al organismo, las células de memoria producen una respuesta mucho más rápida de lo que fue posible durante la primera invasión. En ese tipo de respuesta (llamada reacción inmunitaria secundaria), los microorganismos patógenos suelen ser destruidos antes de que tengan tiempo de establecerse y ocasionar los síntomas de la enfermedad. Esa es la razón por la que no se sufre varias veces la misma enfermedad, Casi todas las personas que contrajeron sarampión o varicela, por ejemplo, jamás las vuelven a padecer. Sin embargo, si eso es cierto, ¿cómo es posible que una persona pueda contraer un resfriado más de una vez en su vida? Por desgracia existen muchas variedades del resfriado común, cada una de las cUales es provocada por un virus ligeramente distinto, que posee antígenos un poco diferentes. Para empeorar todavía más las cosas, los virus mutan con frecuencia (lo que es un mecanismo de supervivencia para ellos), y eso los hace cambiar sus antígenos superficiales. Incluso un cambio muy pequeño en los antígenos evita que las células de memoria identifiquen al patógeno. Cada antígeno "diferente" es tratado por el cuerpo como un nuevo reto inmunitario. Las victimas del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) son deficientes en linfocitos T y presentan una proporción anormalmente alta de linfocitos supresores respecto a los linfocitos de ayuda. El resultado es que la capacidad para resistir a las enfermedades se ve gravemente reducida, por lo que las victimas de SIDA mueren a causa de enfermedades como neumonía o cáncer. Si sospecha que una variedad de un virus que induce una forma rara de Leucemia es la causa del SIDA; ese síndrome suele ser transmitido por contacto sexual (sobre todo el con tacto homosexual) o por transfusiones sanguíneas. Fig. 6-11. Inmunidad mediada por células. Cuando es activado por un antígeno, el linfocito T produce una gran clona de células. Muchas de ellas se diferencian para convertirse en linfocitos T citolíticos que emigran hacia el sitio de la infección y tratan de destruir los patógenos invasores. 6.2.2 Inmunidad Mediada Por Anticuerpos Los linfocitos B son causa de la inmunidad mediada por anticuerpos, que también recibe el nombre de inmunidad humoral. Igual que sucede con los linfocitos T, existen miles de variedades de linfocitos B, cada una de las cuales es capaz de reaccionar a un tipo específico de antígeno. Los linfocitos B activados se dividen para producir grandes clonas de linfocitos inmunológicamente idénticos. La mayoría de esas células aumentan de tamaño y se diferencian para convertirse en células plasmáticas, las cuales pueden ser consideradas linfocitos B maduros. Las: células plasmáticas poseen un extenso retículo endoplásmico rugoso, muy desarrollado, para la síntesis de proteínas, ya que son las células que producen los anticuerpos. Las células plasmáticas no salen de los nódulos linfáticos, como sucede con los linfocitos T; solamente los anticuerpos que secretan salen del tejido linfático y llegan, a través de la linfa hasta el área infectada. Algunos linfocitos B activados no se diferencian en células plasmáticas, sino que se convierten en células de memoria cuya función es semejante a la de los linfocitos T de memoria. Los linfocitos B de memoria siguen produciendo pequeñas cantidades del anticuerpo mucho tiempo después de que la infección fue superada. Ese anticuerpo, que forma parte de la fracción de gamma-globulina del plasma, se vuelve parte del arsenal químico del cuerpo. En caso de que el mismo patógeno vuelva a entrar al cuerpo, ese anticuerpo circulante se encuentra disponible de inmediato para destruirlo. Al mismo tiempo, las células de memoria se dividen con rapidez para producir nuevas clonas de las células plasmáticas adecuadas Fig. 6.12. Inmunidad mediada por anticuerpos. Cuando es activado por un antígeno el linfocito B se multiplica y forma grandes clonas celulares. Muchas de las células se diferencian para convertirse en células plasmáticas que secretan los anticuerpos. Dichas células permanecen dentro de los tejidos linfáticos pero los anticuerpos son transportados hasta el sitio de infección por la sangre. Luego se forman complejos antígeno-anticuerpo que desactivan directamente algunos de los microorganismos patógenos y que a la vez "encienden" el sistema del complemento. Algunos de los linfocitos B se convierten en células de memoria las cuales siguen secretando pequeñas cantidades de anticuerpo durante muchos años después de que la infecciónterminó. Lectura complementaria Importancia De Las Células De Memoria Las células de memoria también fabrican anticuerpos, pero se diferencian de las células plasmáticas en su longevidad: las células plasmáticas viven sólo unos pocos días, mientras que las células de memoria continúan en circulación durante mucho tiempo, toda la vida. Así pues, cuando por segunda vez un organismo patógeno infecta el cuerpo, la producción de anticuerpos comienza inmediatamente y en grandes cantidades, por lo que se suele prevenir cualquier posible multiplicación importante del patógeno. Esta respuesta rápida por las células de memoria es la fuente de inmunidad a muchas enfermedades infecciosas, como la viruela, sarampión, paperas o polio, una vez que han pasado. También es la base de las campañas de vacunación contra varias enfermedades. Las vacunas se pueden preparar tomando un patógeno parecido, menos virulento, como en el caso de la vacuna de la viruela; un patógeno muerto, como en el caso de la vacuna de Salk para la polio; o una cepa debilitada que ha crecido en otro organismo huésped o en un cultivo de tejidos, como pasa con la vacuna oral de Sabin (más usada) contra la polio. Se ha utilizado recientemente la ingeniería genética para sintetizar proteínas antigénicas puras que se encuentran en la superficie de los patógenos. Constituye una poderosa herramienta para la preparación de nuevas vacunas. Por ejemplo, se ha fabricado una vacuna segura y eficaz contra el virus de la hepatitis B, uno de los virus más extendidos por todo el mundo y que ataca al hígado. La aplicación de la ingeniaría genética en la confección de vacunas elimina el problema de posibles infecciones o contaminaciones que pueden provocar efectos negativos. 6.3Anticuerpos Y Su Estructura. Fig. 6.13. Diagrama de la estructura de la molécula de inmunoglobulina IgG, compuesta de dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas unidas por enlaces de disulfuro. Se indican las regiones constantes (c) y variables (v) de las cadenas. Las cadenas de carbohidratos están unidas a las cadenas pesadas en los puntos indicados, CHO. Los anticuerpos son proteínas altamente específicas llamadas inmunoglobulinas que se producen en reacción a la presencia de antígenos determinados. Una inmunoglobulina típica consta de cuatro cadenas peptídicas: dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas (fig. 6-13). Cada una de las cadenas ligeras está constituida por 214 aminoácidos, mientras que cada una de las posadas consta de más de 400. Las cadenas polipeptídicas se mantienen juntas mediante puentes disulfuro (—S—S—) y enlaces covalentes, lo que también estabiliza su configuración. Cada una de las cadenas tiene una región constante y una región variable. La región constante o región C puede ser concebida como la parte estándar de una llave, es decir, la parte por la que se le sujeta al usarla. En sus regiones variables, el anticuerpo se pliega tridimensionalmente, adoptando una forma que le permite identificar un antígeno específico y combinarse con el. La región variable o región V es la parte de la llave que corresponde de manera única a un antígeno específico (la cerradura). Cuando se encuentran, el antígeno y el anticuerpo encajan mutuamente de mar era análoga a una cerradura y su llave, lo que es necesario para que el anticuerpo sea eficaz. Sin embargo, el ensamblaje no es tan preciso como en el caso de las enzimas y sus sustratos. Un antígeno cualquiera puede unirse con diferentes grados de fuerza, o afinidad, con cierto número de anticuerpos diferentes. En el curso de una reacción inmunitaria, uno de los fenómenos que ocurren es la producción de anticuerpos cada vez mejores, más fuertes (de mayor afinidad) Un anticuerpo típico es una molécula en forma de Y la cual contiene dos sitios activos (fig. 6-12) que le permiten unirse con dos moléculas del antígeno. Eso, a su vez, se traduce en la formación de complejos antígeno-anticuerpo. Pero, ¿cómo “identifican" los anticuerpos sus antígenos particulares? En un antígeno proteínico existen secuencias específicas de aminoácidos que constituyen el determinante antigénico. Dichos aminoácidos confieren a una parte de la molécula de antígeno una configuración especial que es "identificada" por un anticuerpo o célula sensible, No obstante, el mecanismo es mucho más complejo que esto. Por lo general, un antígeno posee s a 10 determinantes antigénicos en la superficie; algunos poseen 200 o más. Dichos determinantes pueden ser distintos entre sí, por lo que hay varios tipos de anticuerpos diferentes capaces de combinarse con un solo complejo antigénico. Ciertas sustancias presentes en el polvo, al igual que algunos medicamentos, s m demasiado pequeños para ser antigénicos y, no obstante, estimulan reacciones inmunitarias. Dichas sustancias, a las que se dio el nombre de heptenos, se vuelven antigénicas al combinarse con una molécula de mayor tamaño, generalmente una proteína. Clases De Anticuerpos. Las inmunoglobulinas se agrupan en cinco clases conforme a su estructura. En el extremo constante las cadenas pesadas de los anticuerpos poseen una secuencia de aminoácidos característica de la clase de anticuerpos de que se trate. Mediante el uso de la abreviatura Ig para referirse a inmunoglobulina, las cuales reciben los nombres de IgG, IgM, IgA, IgD e IgE. En los vertebrados más simples sólo se observa IgM. En los anfibios ya hay IgM e IgG. En los mamíferos se encuentran esas dos clases de inmunoglobulinas más la IgA, mientras que en el humano se encuentran las cinco clases de compuestos. Cada una de las clases de anticuerpos tiene una función diferente. Quizá al evolucionar los animales más complejos les resultó ventajoso poseer una variedad de clases de anticuerpos con funciones especializadas. En el humano alrededor del 70% de los anticuerpos presentes en la sangre pertenecen al grupo IgG; dichos anticuerpos forman parte de la fracción de gammaglobulina del plasma. La IgG contribuye a generar inmunidad contra muchos patógenos diseminados por la sangre, entre los cuales hay bacterias, virus y algunos hongos. La IgG, junto con los anticuerpos tipo IgM, son la causa de la fijación del complemento, como se vera en la siguiente sección. Las inmunoglobulinas tipo IgM son eficaces contra las bacterias, pero también funcionan como los anticuerpos que caracterizan el tipo sanguíneo. Las inmunoglobulinas tipo IgA son los principales anticuerpos de las secreciones del cuerpo como las secreciones mucosas de nariz, vías respiratorias y aparato digestivo, las lágrimas, la saliva y las secreciones vaginales. Se piensa que los anticuerpos tipo IgA son importantes para proteger el cuerpo contra las infecciones que tienen por causa patógenos inhalados o ingeridos. Aunque todavía se desconoce la función de las inmunoglobulinas tipo IgD, éstas, junto con las IgM, se encuentran en la superficie de los linfocitos B. Las inmunoglobulinas IgE, los mediadores de las reacciones alérgicas, se estudian en una sección posterior. Funcionamiento De Los Anticuerpos. Fig. 6.14 Debido a que la molécula del anticuerpo tiene dos lugares de unión con el antígeno, un solo anticuerpo puede unirse a dos células o partículas diferentes provocando su aglutinación. Los glóbulos blancos fagocitan estas grandes masas de partículas extrañas junto con los anticuerpos. Los anticuerpos identifican al agente patógeno como extraño al organismo al combinarse con los antígenos presentes en la superficie de aquél. No es raro que varios anticuerpos se combinen con varios de esos antígenos, creando una masa de complejos antígeno-anticuerpo aglutinados. La combinación del antígeno con su anticuerpo activa una serie de mecanismos de defensa: 1. El complejo antígeno-anticuerpo puede desactivar al patógeno o su toxina. Por ejemplo, cuando un anticuerpo se fija a la superficie de un virus, éste pierde su capacidad de fijarse a la célula huésped. 2. El complejo antígeno-anticuerpo estimula la fagocitosis del patógeno por los macrófagos y neutrófilos. 3. Los anticuerpos de los grupos IgG e IgM trabajan sobre todo a través del sistema del complemento. Dicho sistema consta de unas 11 proteínas que están presentes en el plasma y otros líquidos del cuerpo. En condiciones normales, las proteínas del complemento están inactivas, pero un complejo antígeno-anticuerpo desencadena una serie de reacciones que activan el sistema. Se dice que el anticuerpo "fija" el complemento. Luego, las proteínas del sistema del complemento trabajan para destruir los patógenos. Algunas proteínas del complemento digieren porciones de la célula patógena; otras la recubren por completo, un proceso que recibe el nombre de opsonización. Ese fenómeno, al parecer, hace mas "sabrosos" los microorganismos patógenos, ya que los macrófagos y neutrófilos comienzan a fagocitarlos con avidez. Las proteínas del complemento también incrementan el grado de inflamación. Dichas proteínas no son específicas, sino que actúan contra cualquier antígeno siempre y cuando hayan sido activadas por un complejo antígeno- anticuerpo. Los anticuerpos identifican de una manera muy específica al patógeno; luego, las proteínas del complemento terminan el trabajo destruyendo a los agentes patógenos. Fig. 6.15 Diferentes reacciones complejo antígeno-anticuerpo. Diversidad De Los Anticuerpos. Uno de los problemas más intrigantes en inmunología ha sido la explicación de la tremenda diversidad y número de anticuerpos. El sistema inmunitario tiene la potencialidad de producir millones de anticuerpos diferentes, cada uno de los cuales está programado para reaccionar a un determinante antigénico distinto. Se han planteado dos teorías principales para explicar esa diversidad. La teoría de la línea germinal propone que el humano nace ya con un gen diferente para la producción de cada región variable que sea posible en los anticuerpos. Uno de los puntos en contra de esa teoría es que un mamífero sólo posee alrededor de un millón de genes y que sólo un pequeño número de ellos pueden estar dedicados a la codificación de anticuerpos; así, no existen en el hombre suficientes genes para explicar los millones de anticuerpos distintos que se observan en el. La teoría de la mutación somática afirma que el humano sólo hereda unos cuantos tipos de genes para la síntesis de las regiones variables de los anticuerpos y que en el DNA de los linfocitos ocurren mutaciones que producen miles de linfocitos distintos en lo que se refiere a las regiones variables. De esa manera, cada gen de la región V (variable) somáticamente formado es capaz de combinarse con un gen de la región C (constante) para integrar la molécula de inmunoglobulina. Así, cada variedad de linfocito podría ser programada para la síntesis de anticuerpos específicos. Dichas mutaciones ocurrirían en el timo o el órgano equivalente a la bolsa de Fabricio. Las investigaciones más recientes indican que la explicación correcta podría ser una combinación de esas dos teorías. La capacidad de sintetizar diferentes anticuerpos es hereditaria, pero también es muy factible que la diversidad aumente por mutación y recombinación génicas. Conforme a la teoría más actual existe un solo gen para codificar la porción C de cada tipo de anticuerpo. Sin embargo, uno de varios cientos de genes puede codificar la síntesis de la región V de la cadena ligera y uno de varios cientos codificar la reglón V de la cadena pesada. Existen también cuatro o cinco genes diferentes que codifican los segmentos que se localizan entre las regiones C y V de cada cadena. La formación de un anticuerpo activo implica la recombinación de una de muchas regiones V posibles con los segmentos intermedios. Luego, esos segmentos se ligan con un segmento correspondiente a la región C. Este proceso ocurre durante la producción de las cadenas ligeras y pesadas por igual. Entonces, las dos cadenas se asocian para integrar el anticuerpo completo. En el curso del desarrollo del organismo se registra también una elevada tasa de mutación en la región V del DNA, lo que, por supuesto, contribuye a incrementar la diversidad en la estructura de los anticuerpos. Empero, incluso en ausencia de tales mutaciones, se ha estimado que se pueden obtener unos l8 000 millones de anticuerpos diferentes mediante la recombinación de unos 300 genes independientes en el monto de su expresión sintética. Reacciones Primaria Y Secundaria La inyección de un antígeno en un animal inmunocompetente activa la producción de anticuerpos, que aparecen en el plasma sanguíneo del sujeto 3 a 14 días después. La primera exposición a un antígeno estimula una reacción primaria. Después de la inyección del antígeno hay un breve periodo de latencia, durante el cual aquel es identificado y los linfocitos apropiados comienzan a formar clonas. Luego ocurre una fase logarítmica, durante la cual la concentración del anticuerpo se eleva en forma logarítmica por varios días, hasta alcanzar un nivel máximo . Por último, se inicia la fase de declinación, durante la cual la concentración de anticuerpos disminuye hasta llegar a un nivel muy bajo. Una segunda inyección del mismo antígeno, incluso años después de la primera, evoca una reacción secundaria . Debido a la presencia de células de memoria, esta reacción suele ser mucho más rápida, con periodo de latencia más corto y una acelerada formación de anticuerpos y linfocitos T, Durante la reacción secundaria se producen más anticuerpos que en la primera, y la fase de declinación es más lenta. En una reacción secundaria el anticuerpo predominante es la IgG (en vez de la IgM). La afinidad o fuerza de acoplamiento del anticuerpo también aumenta después de Una exposición secundaria al antígeno. La cantidad de antígeno necesaria para evocar la reacción secundaria es mucho menor que la necesaria para una reacción primaria. Los refuerzos de las vacunas se administran con el objeto de provocar una reacción secundaria, reforzando la memoria inmunitaria de los antígenos patógenos.
