TEMA 11 RESISTENCIA A LA INFECCIÓN Introducción Debido a la acción agresora de agentes como bacterias, virus, hongos, protozoos, helmintos, etc, nuestro organismo posee la capacidad de resistir casi todos los tipos de agresiones mediante mecanismos de resistencia ala infección que pueden clasificarse en dos grades grupos: 1. Mecanismos de resistencia inespecíficos (inmunidad innata) 2. Mecanismos de resistencia específicos (inmunidad adquirida) MECANISMOS DE RESISTENCIA INESPECÍFICOS Constituyen un formidable conjunto de sistemas que interfieren y nos protegen frente a los microbios. Estos mecanismos son la primera “barrera” entre los que destacan los elementos siguientes: Flora Saprofita normal Para que un microorganismo pueda establecer un tipo de relación particular con nuestro organismo, es necesario que acceda al interior o a la superficie. La flora saprofita normal protege al hospedador de la invasión de los microorganismos patógenos mediante varios mecanismos: a) Competición por los mismos nutrientes b) Competición por los mismos receptores en la célula del hospedador c) Producción de sustancias tóxicas para otros microorganismos como antibióticos, bacteriocinas, ácidos grasos volátiles, etc. d) Estímulo continuado del sistema específico de la inmunidad causante de la aparición de los llamados “anticuerpos naturales” con actividad cruzada frente a varios microorganismos y del mantenimiento de la expresión de los antígenos de histocompatibilidad de clase IIen los macrófagos y células presentadoras de antígenos. Anticuerpos naturales Los anticuerpos naturales son anticuerpos específicos frente a determinados microorganismos presentes en individuos sanos sin historia previa de exposición. Se producen en respuesta al estímulo producido por los microbios presentes en la flora normal de las mucosas y que poseen antígenos con reactividad cruzada. Los anticuerpos frente a los antígenos de los grupos sanguíneos son consecuencia de la colonización por microbios con antígenos que presentan reactividad cruzada con éstos. Un elemplo puede ser un individuo con el grupo sanguíneo B que posee anticuerpos frente al antígeno del grupo A, aunque jamás haya recibido una transfusión de sangre compatible. INTEGRIDAD DE PIEL Y MUCOSAS: PAPEL MECÁNICO Muy pocos microorganismos poseen la capacidad innata de penetrar a través de la piel intacta (vgr. Schistosoma sp.); los demás accederán al medio interno a través de un traumatismo o de un artrópodo vector. Para comprender el importante papel mecánico que la piel ejerce en la defensa frente a la infección conviene recordad la facilidad con la que se producen infecciones tras la rotura de esta barrera a través de heridas. BARRERA CUTANEOMUCOSA: PAPEL QUÍMICO La sequedad, ligera acidez y la flora saprofita normal, contribuyen a que la piel sea un entorno inhóspito para los microorganismos patógenos. La piel inflamada es más permeable a la humedad y se coloniza con mayor facilidad. Además, los ácidos grasos saturados (caprílico, undecílico) y no saturados (oleico) liberados a la piel y la constante descamación de las capas superficiales dificultan todavía más la colonización. Por otra parte, la presencia en la superficie de la piel de enzimas como la lisozima y la peroxidasa tienen un importante papel en la defensa inespecífica. Por otra parte, las mucosas están mucho más colonizadas por microorganismos que la piel, la presencia de esta flora bacteriana simbiótica y comensal compite con la eventual presencia de bacterias patógenas, dificultando la infección. SISTEMA DE DEFENSA INESPECÍFICOS DEL APARATO RESPIRATORIO Este es uno de los aparatos más expuestos a la agresión de microorganismos procedentes del exterior, por ello posee mecanismos de defensa sofisticados. Las partículas inhaladas deben penetrar por un sistema aerodinámico de filtración del tracto respiratorio superior. El flujo en esta zona es turbulento y hace que las partículas impacten en la mucosa, siendo atrapadas por ésta. La mucosa ciliar transportará las partículas hacia el exterior. El reflejo de la tos contribuye a la expulsión de más del 90% de las sustancias atrapadas en la mucosa respiratoria en un lapso no mayor a una hora. Además de la protección mecánica, las secreciones respiratorias contienen sustancias con actividad antimicrobiana. MECANISMOS DE DEFENSA DEL TRACTO GASTROINTESTINAL El tracto digestivo está protegido por el efecto antimicrobiano de las secreciones gástrica, pancreática, biliar e intestinal. El bajo pH de la secreción gástrica es un mecanismo importante para la desinfección de los alimentos ingeridos. La peristalsis y la continua descamación del epitelio intestinal disminuyen el recuento bacteriano normal del tracto digestivo. MECANISMO DE DEFENSA DEL TRACTO GENITOURINARIO La orina vesical es estéril en condiciones normales. La orina posee sustancias inhibitorias para diversos microorganismos a lo que contribuye el pH, normalmente ácido, de la misma. Sin embargo, la orina puede ser un buen medio de cultivo para otros microorganismos. El flujo de la orina, la longitud de la uretra entre otros factores impiden que los microorganismos alcancen la vejiga. La uretra femenina, más corta que la del hombre es uno de los factores que condicionan que la infección urinaria sea 14 veces mas frecuente. Por su parte, la mucosa vaginal posee un curioso mecanismo de defensa. Bajo la influencia hormonal, el epitelio vaginal acumula glucógeno. El glucógeno vaginal mantiene la población considerable de lactobacilos que acidifican las secreciones y acumulan cantidades considerables de peróxido de hidrógeno que impiden la colonización. EL SISTEMA DE COMPLEMENTO Formado por alrededor de 20 proteínas que se activan en cascada. Aunque la activación por la denominada vía clásica está ligada a los mecanismos de defensa específicos, también puede ser activado por la superficie de diversos microorganismos por la llamada vía alternativa. La activación del complemento puede causar lisis de la célula sobre la que se produce la activación pero además es muy importante para la efectividad de la fagocitosis, la producción de citocinas y la quimiotaxis. La mayoría de las bacterias residentes habituales en el intestino son susceptibles a la lisis por complemento. CÉLULAS DE LA FAGOCITOSIS Los microorganismos que rebasan todas las barreras anteriores, se enfrentan a la acción protectora de las células especializadas en la fagocitosis, fundamentalmente leucocitos polimorfonucleares y monocitos que emigran a los focos de inflamación. La fagocitosis es mucho más eficaz cuando los microorganismos están cubiertos por opsoninas (anticuerpos y/o complemento). Los microorganismos ingeridos por los fagocitos son destruidos mediante metabolitos tóxicos del oxígeno y otras sustancias contenidas en sus gránulos. MECANISMOS DE RESISTENCIA ESPECÍFICOS Propiedades de la respuesta inmune específica básicamente son: 1. Distinción entre lo propio y lo extraño. Estos mecanismos de distinción son necesarios para evitar que el sistema inmune responda frente a sus propios antígenos. Esta respuesta patológica sucede en raras ocasiones, ocasionando las enfermedades autoinmunes. 2. Memoria inmunológica. Esta propiedad permite que el sistema inmune “recuerde” haber estado en contacto con el antígeno anterior, respondiendo con eficacia. 3. Especificidad. El contacto con un antígeno da lugar a una respuesta específica, es decir, una respuesta que reaccionará exclusivamente con este antígeno. Esta especificidad no siempre es tan exquisita y sabemos que en algunos casos se producen reacciones cruzadas , es decir, un mismo anticuerpo reacciona con dos antígenos diferentes o un antígeno puede reaccionar con dos anticuerpos diferentes. VACUNAS Origen de las vacunas La viruela fue la primera enfermedad que el ser humano intentó prevenir inoculándose a sí mismo con otro tipo de enfermedad. Se cree que la inoculación nació en la India o en China alrededor del 200 adC. En China, a los pacientes que sufrían tipos leves de viruela se les recogían fragmentos de pústulas secas para molerlas hasta conseguir una mezcla con aspecto de polvo que luego se le introducía por la nariz, esperando que esto les inmunizara. En 1718, Lady Mary Wortley Montague informó de que los turcos tenían la costumbre de inocularse con fluidos tomados también de casos leves de viruela. Lady Montague inoculó a sus propios hijos de esta manera. En 1796, durante el momento de mayor extensión del virus de la viruela en Europa, un médico rural de Inglaterra, Edward Jenner, observó que las recolectoras de leche adquirían ocasionalmente una especie de «viruela de vaca» o «viruela vacuna» (cowpox) por el contacto continuado con estos animales, y que luego quedaban a salvo de enfermar de viruela común. Efectivamente se ha comprobado que esta viruela vacuna es una variante leve de la mortífera viruela «humana». Trabajando sobre este caso de inoculación, Jenner tomó leche vacuna de la mano de la granjera Sarah Nelmes. Insertó este fluido a través de inyección en el brazo de un niño de ocho años, James Phipps. El pequeño mostró síntomas de la infección de viruela vacuna. Cuarenta y ocho días más tarde, después de que Phipps se hubiera recuperado completamente de tal enfermedad, el doctor Jenner le inyectó al niño infección de viruela humana, pero esta vez no mostró ningún síntoma o signo de enfermedad. Tipos de vacunas Las vacunas pueden estar compuestas de bacterias o virus, ya sean vivos o debilitados, que han sido criados con tal fin. Las vacunas también pueden contener organismos inactivos o productos purificados provenientes de aquellos primeros. Hay cuatro tipos tradicionales de vacunas: Inactivadas: microorganismos dañinos que han sido tratadas con productos químicos o calor y han perdido su peligro. Ejemplos de este tipo son: la gripe, cólera, peste bubónica y la hepatitis A. La mayoría de estas vacunas suelen ser incompletas o de duración limitada, por lo que es necesaria más de una toma. Vivas atenuadas: microorganismos que han sido cultivado expresamente bajo condiciones en las cuales pierden sus propiedades nocivas. Suelen provocar una respuesta inmunológica más duradera, y son las más usuales en los adultos. Por ejemplo: la fiebre amarilla, sarampión o rubeola (también llamada sarampión alemán) y paperas. Toxoides: son componentes tóxicos inactivados procedentes de microorganismos, en casos donde esos componentes son los que de verdad provocan la enfermedad, en lugar del propio microorganismo. En este grupo se pueden encontrar el tétanos y la difteria. Subunitarias: más que introducir un microorganismo atenuado o inactivo entero dentro de un sistema inmune, un fragmento de este puede crear una respuesta inmunitaria. Un ejemplo característico es la vacuna subunitaria contra la hepatitis B, que está compuesta solamente por la superficie del virus (superficie formada por proteínas). La vacuna viva de la tuberculosis no es la versión contagiosa de esta enfermedad, pero una variante llamada BCG (Bacilo de Calmette y Guerin, sus descubridores) es usada raramente en los Estados Unidos. Hoy día se están desarrollando y probando nuevos tipos de vacunas: Conjugadas: ciertas bacterias tienen capas externas de polisacáridos que son mínimamente inmunológicos. Poniendo en contacto estas capas externas con proteínas, el sistema inmunitario puede ser capaz de reconocer el polisacárido como si fuera un antígeno (un antígeno puede ser una proteína o un polisacárido). Este proceso es usado en la vacuna Haemophilus influenzae del tipo B (también conocido como bacilo de Pfeiffer). Vector recombinante: combinando la fisiología (cuerpo) de un microorganismo dado y el ADN (contenido) de otro distinto, la inmunidad puede ser creada contra enfermedades que tengan complicados procesos de infección. Vacuna de ADN: vacuna de desarrollo reciente, es creada a partir del ADN de un agente infeccioso. Funciona al insertar ADN de bacterias o virus dentro de células humanas o animales. Algunas células del sistema inmunitario reconocen la proteína surgida del ADN extraño y atacan tanto a la propia proteína como a las células afectadas. Dado que estas células viven largo tiempo, si el agente patógeno (el que crea la infección) que normalmente produce esas proteínas es encontrado tras un periodo largo, serán atacadas instantáneamente por el sistema inmunitario. Una ventaja de las vacunas ADN es que son muy fáciles de producir y almacenar. Aunque en 2006 este tipo de vacuna era aún experimental, presenta resultados esperanzadores. Es importante aclarar que, mientras la mayoría de las vacunas son creadas usando componentes inactivados o atenuados de microorganismos, las vacunas sintéticas están compuestas en parte o completamente de péptidos, carbohidratos o antígenos. Estas sintéticas suelen ser consideradas más seguras que las primeras. Desarrollo de la inmunidad El sistema inmunitario reconoce los agentes de la vacuna como extraños, destruyéndolos y «recordándolos». Cuando una versión realmente nociva de la infección llega al organismo, el sistema inmunitario está ya preparado para responder: 1) Neutralizando al agente infeccioso antes de que pueda entrar en las células del organismo2) Reconociendo y destruyendo las células que hayan sido infectadas, antes de que el agente se pueda multiplicar en gran número. Las vacunas han contribuido a la erradicación de la viruela, una de las enfermedades más contagiosas y mortíferas que ha conocido la humanidad. Otras como la rubeola, la polio, el sarampión, las paperas, la varicela-zoster (virus que puede producir la varicela común y el herpes zoster) y la fiebre tifoidea son tan comunes como hace un siglo. Dado que la gran mayoría de la gente está vacunada, es muy difícil que surja un brote y se extienda con facilidad. Este fenómeno es conocido como "inmunidad colectiva". La polio, que se transmite sólo entre humanos, ha sido el objetivo de una extensa campaña de erradicación que ha visto restringida la polio endémica, quedando reducida a ciertas partes de cuatro países (India, Nigeria, Pakistán y Afganistán). La dificultad de hacer llegar la vacuna a los niños ha provocado que la fecha de la erradicación se haya prolongado hasta la actualidad. Calendario de vacunaciones Con el objetivo de proporcionar la mejor protección, se recomienda que los niños sean vacunados tan pronto su sistema inmunitario sea capaz de responder a vacunas, con las dosis adicionales posteriores que sean necesarias. Algunas vacunas se aplican en varias ocasiones para no suponer una agresión al organismo infantil de una sola vez. Con este objetivo se elaboran a nivel nacional los calendarios o tablas de vacunaciones. En la siguiente tabla se muestran las últimas recomendaciones del Ministerio de Sanidad y Consumo (MSC) de España realizadas en marzo de 2006 Calendario de vacunación del Ministerio Sanidad y Consumo (2006) El Calendario para 2008 propuesto por la Asociación Española de Pediatría se indica a continuación: