Índice: El Sistema Inmunitario. Componentes del Sistema Inmunitario. El Sistema Inmunológico. Estructura y organización del Sistema Inmunitario. Efectos adversos del Sistema Inmunológico. Algunos descubrimientos importantes en el campo de la Inmunología. Bibliografía recomendada.
El Sistema Inmunitario
Bajo la denominación de Sistema Inmunológico se engloba un conjunto de elementos que de manera coordinada, son capaces de asegurar la respuesta inmunitaria. El Sistema Inmunológico está formado por órganos, tejidos, células y moléculas conectados entre sí por las circulaciones sanguínea y linfática.
La actividad del Sistema Inmunológico tiene un efecto barrera, impidiendo la proliferación de los microorganismos y la expansión de las células tumorales, destruyéndolas. El resultado de dicha actividad es el estado de inmunidad.
El termino inmunidad deriva del latín immunitas, que significa proteger de algo o estar exento de algo. Cuando el Sistema Inmunológico responde adecuadamente, decimos que el individuo está protegido, está inmune.
La inmunidad puede ser definida como una situación, en la que un conjunto de mecanismos biológicos permite a un organismo pluricelular, mantener su organización celular y tisular y asegurar su integridad, eliminando su propios constituyentes deteriorados, las sustancias extrañas y los microorganismos a los que se ve expuesto el individuo. Tradicionalmente, la inmunidad se ha entendido como un mecanismo de defensa contra los microorganismos (bacterias, virus, hongos, parásitos).
La Inmunología es la ciencia que estudia los mecanismos que emplea el Sistema Inmunológico para elaborar su respuesta defensiva y protectora, así como las modificaciones que se producen en el medio interno del individuo. La Inmunología estudia la inmunidad del ser humano y los animales.
Componentes del Sistema Inmunitario
El Sistema Inmunológico se compone de una gran variedad de elementos ampliamente distribuidos por todo el organismo. Está integrado por:
Órganos del Sistema Inmunológico
Los órganos del Sistema Inmunológico, bien desarrollado en los mamíferos y las aves, constituye el 1/60 del peso del organismo y comprende tres tipos de órganos en función de su participación en los procesos de producción, diferenciación, maduración y especialización de las células linfoides:
1.- Órganos fuente (órganos centrales)
a. Mesodermo embrionario
b. Hígado fetal
c. Médula ósea
2.- Órganos primarios (de diferenciación)
a. Timo
b. Bursa de Fabricius (solo en las aves)
3.- Órganos secundarios (periféricos)
a. Ganglios linfáticos
b. Bazo
4.- Tejido linfático asociado a mucosas:
a) Sistema Inmunológico de la nasofaringe (NALT)
b) Sistema Inmunológico del tubo digestivo(GALT)
c) Sistema Inmunológico del aparato respiratorio (BALT)
d) Sistema Inmunológico de las vías urinarias (UALT)
e) Sistema Inmunológico de las glándulas mamarias (MALT)
f) Sistema Inmunológico de la piel (SALT)
Médula ósea
Es un tejido localizado en la cavidad de casi todos los huesos del cuerpo, sostenido por una matriz de células y fibras reticulares. Contiene todas las células linfoides y sanguíneas, y sus precursoras, las células madre pluripotentes (Stem cells), muchas de las cuales producen hormonas que funcionan como factores paracrinos de crecimiento y diferenciación.
Funciones
La médula ósea en la especie humana tiene tres funciones relacionadas con la actividad de los linfocitos:
1.- Mantiene la producción de células madre con diferenciación hacia la línea linfoide y los primeros estadios de los linfocitos T y B.
2.- Propicia la maduración y la diferenciación completa de los linfocitos B en linfocitos B maduros, aptos para colonizar los órganos linfáticos periféricos.
3.- Sirve de alojamiento de los linfocitos B activados por el antígeno provenientes de los órganos periféricos secundarios que en la médula se transforman en plasmocitos sintetizadores de anticuerpos. La médula ósea es un órgano donde se producen anticuerpos. Poco tiempo después de la estimulación antigénica, la mayoría de las células productoras de anticuerpos se encuentran en los ganglios linfáticos y en el bazo, pero después, especialmente durante las respuestas secundarias, la mayoría de las células productoras de anticuerpos se localizan en la médula ósea.
El timo
El timo es un órgano linfoepitelial que se encuentra situado en el mediastino anterior y superior. Está formado por dos lóbulos unidos por un istmo medio y rodeado por una cápsula. Su peso varia con la edad: en el feto se encuentra bien desarrollado, aumenta de peso hasta la pubertad, etapa en la que alcanza su mayor tamaño en relación a la masa corporal y finalmente se va atrofiando con el paso del tiempo. En el timo se diferencian los linfocitos T, a partir de las células precursoras y los protimocitos, derivados de las células madre de la médula.
Funciones
1.- Transforma los timocitos indiferenciados en linfocitos T maduros, con la adquisición de receptores T para el antígeno (TCR). La multiplicación y la diferenciación se realiza en la zona cortical. Las células adquieren progresivamente los marcadores de las células T maduras, CD2, CD3, CD4 y CD8 y el TCR. Seguidamente se realiza un selección positiva y negativa que conduce a una proliferación de linfocitos que reconocen moléculas HLA clase I o moléculas HLA- clase II.
2.- Selección positiva. Los timocitos que reconocen las moléculas HLA clase II, pueden proliferar hasta timocitos CD4+. Los timocitos que reconocen las moléculas CMH clase I son los CD8+
3.- Selección negativa. Los timocitos que reconocen lo propio son fuertemente autoreactivos y son destruidos. El timo actúa como un órgano que permite la multiplicación, la diferenciación y la selección de los linfocitos T. Los linfocitos no válidos son eliminados por apoptosis, sobrevivinedo solamente entre el 1-10% de los timocitos.
Bolsa de Fabricius
En las aves existe una formación denominada Bolsa de Fabricius que es el destino de los linfocitos B que salen de la médula ósea. Es un órgano linfoepitelial localizado en una posición anterior a la cloaca y que se comunica con otros órganos linfoides a través de la circulación sanguínea y linfática. Alcanza su máximo desarrollo en la etapa embrionaria y se atrofia conforme el embrión madura.
Órganos linfoides secundarios, periféricos o efectores
El desarrollo de los órganos linfoides secundarios o efectores es mas tardío que el de los primarios. Solamente alcanzan su pleno desarrollo cuando se produce el estímulo antigénico. Estos órganos albergan los linfocitos T, provenientes del timo, y los linfocitos B, provenientes de la médula. En estos órganos, y gracias al contacto con el antígeno, los linfocitos T y B desarrollan sus capacidades funcionales inmunológicas. Existen tres grupos de órganos secundarios:
a.- El bazo
b.- Los ganglios
c.- El tejido linfoide asociado a mucosas
El bazo
Este órgano esta intercalado en la circulación general y es muy importante en la depuración de la sangre.
Funciones
1.- Captura de los antígenos. La captación del antígeno la realizan a nivel de la zona marginal las células reticulares. Después de 24 horas, el antígeno se encuentra en el centro germinativo de los folículos linfoides o en la zona timodependiente.
2.- El bazo tiene una función muy importante en la defensa del organismo.
3.- Actúa como un filtro interpuesto en la circulación sanguínea.
4.- Captura los microorganismos que invaden el torrente circulatorio, principalmente bacterias.
5.- Destruye los hematíes envejecidos o alterados y elimina inmunocomplejos.
6.- El bazo actúa también como reservorio de hematíes. Los individuos a los que se les extirpa el bazo sufren frecuentes episodios infecciosos.
Ganglios linfáticos
Los ganglios linfáticos son estructuras ovoides ordenadas en forma de rosarios y distribuidas por todo el organismo, pero particularmente en el cuello, la cavidad torácica, la zona axilar, el tronco, la zona inguinal, la región poplítea y la cavidad peritoneal.
Los ganglios son órganos linfoides de entre 1 y 10mm de diámetro, rodeados y contorneados por una cápsula. El parénquima de los ganglios, formado por tejido conectivo reticular, esta infiltrado de linfocitos e irrigado de venas linfáticas y sanguíneas.
Funciones
El papel de los ganglios es múltiple:
1.- Recoger los antígenos correspondientes al territorio de las venas linfáticas aferentes, que permanecen libres o son capturados por los macrófagos o las células dendríticas.
2.- Servir de soporte para la activación los linfocitos T por los antígenos, de manera que puedan producir una respuesta inmunológica, ya sea de tipo celular en la región paracortical, o de tipo humoral, con la aparición de linfocitos B activados que terminan su maduración en la médula ósea. 3.- Almacenar células memoria.
4.- Diseminar la respuesta inmunológica gracias a la circulación de los linfocitos por medio de las venas linfáticas ganglionares eferentes, a través canal torácico.
5.- Posteriormente, devolver la sangre hacia las otras zonas ganglionares o esplénicas, digestivas o respiratorias.
Sistema linfoide asociado a mucosas
Aparte de los órganos linfoides sólidos o encapsulados, está el tejido linfoide no encapsulado asociado a mucosas, MALT (Mucosa Associated Lymphoid Tissue). El modo de funcionamiento de los diferentes MALT es distinto al de los otros órganos linfoides. Por su localización funcional el Sistema Inmunológico asociado a mucosas se divide en:
Los linfocitos atraviesan el epitelio gracias a sus enzimas proteolíticos. Este proceso destruye constantemente el epitelio, que es seguidamente regenerado. El epitelio de las criptas permite la penetración de los antígenos y el desarrollo de una respuesta inmunológica de tipo primario o secundario.
1.- Las placas de Peyer
2.- Las formaciones linfoides del apéndice. Las placas de Peyer, son voluminosos agregados de folículos primarios asentados en el corion de la mucosa de la parte terminal del íleon. Están próximas a la luz intestinal, separadas únicamente por un epitelio desprovisto de vellosidades. En el epitelio las células M (microfold) captan los antígenos del tubo digestivo y los transfieren sin degradarlos hacia los linfocitos subyacentes. El corion de la mucosa apendicular está bastante espesado por la presencia de abundante tejido linfoide en toda su circunferencia. Los antígenos pueden penetrar en las formaciones linfoides a partir de la luz intestinal, produciendo un estímulo antigénico.
Los linfocitos T y B se transforman en inmunoblastos, pero son incapaces de pasar a plasmocitos o linfocitos T sensibilizados. Después de un estímulo antigénico, los linfocitos emigran hacia los ganglios mesentéricos, donde se diferencian en plasmocitos. A continuación se reintegran a través del conducto torácico a la circulación sanguínea y finalmente a la lámina propia del intestino.
Estos plasmocitos secretan IgA secretora a la luz del intestino, donde la concentración de inmunoglobulina IgA secretora es muy elevada y muy débil la de las inmunoglobulinas IgG, IgM o IgE.
Linfocitos intraepiteliales. Los linfocitos T, particularmente los Tγ∂, se pueden encontrar entre las células de la mucosa intestinal.
Linfocitos subepiteliales. Se trata de linfocitos B infiltrados y de plasmocitos de clase IgA subyacentes al epitelio intestinal, que darán lugar a la producción de IgA secretora.
Sistema inmunológico del árbol respiratorio (BALT, Bronchus Associated Lymphoid Tissue)
Existen numerosa formaciones linfoides repartidas a todo lo largo del árbol respiratorio, son ganglios linfáticos, nódulos y agregados linfoides, así como un tejido linfoide difuso, en contacto con el epitelio bronquial.
Sistema inmunológico de las vías urogenitales (UALT, Urogenital Associated Lymphoid Tissue), presente a nivel del epitelio vaginal.
Sistema inmunológico de la glándula mamaria (MALT, Mammary Associated Lymphoid Tissue). Los efectores específicos son esencialmente inmunoglobulinas del tipo IgA. La leche materna contiene IgA, que impide las infecciones en el tubo digestivo del niño.
Sistema inmunológico asociado a la piel (SALT, Skin Associated Lymphoid Tissue)
En la piel son las células de Langerhans las encargadas de capturar los antígenos y transportarlos a los nódulos linfáticos. Los queratinocitos producen citocinas IL-1, IL-3, IL-6 e IL-8 , que activan a numerosas poblaciones celulares como los linfocitos T y B y los neutrófilos.
Células del Sistema Inmunológico
Una respuesta inmune efectora necesita dos grupos esenciales de células: linfocitos y células presentadoras del antígeno. Los linfocitos son células blancas de la sangre que se originan en la médula ósea en el proceso de la hematopoyesis. Los linfocitos dejan la médula ósea, circulan por la sangre y los sistemas linfáticos y recalan en diferentes órganos linfoides. Tienen la capacidad de sintetizar y expresar en la superficie de su membrana receptores que fijan los antígenos, propiedad que hace que los linfocitos posean la capacidad de reconocer los antígenos, distingan lo propio de lo extraño y posean los atributos inmunológicos de la especificidad, de diversidad, y la memoria inmunológica. Existen diferentes tipos de células implicadas en la respuesta del Sistema Inmunitario:
a. Linfocitos B
Los linfocitos B maduran en el seno de la médula ósea; cuando dejan esta, cada uno expresa sobre su membrana un receptor de unión con el antígeno específico (BCR). El receptor de las células B es una molécula de anticuerpo de membrana.
Cuando una célula B ingenua (virgen), que jamás estuvo en contacto con un antígeno, encuentra por primera vez un antígeno que corresponde a su anticuerpo de membrana, el enlace del antígeno y el receptor celular provoca la división rápida de la célula; las células que resultan de esta división se diferencian en células B memoria, células B efectoras y en los plasmocitos, destinados a producir anticuerpos.
b. Linfocitos T
Los linfocitos T provienen de la médula ósea. Contrariamente a las células B que llegan a la madurez en el seno de la médula ósea, las células T emigran hacia el timo para su maduración. Durante su maduración en el timo, la célula T expresa, en la superficie de su membrana, una molécula de unión para el antígeno denominado receptor de células T para el antígeno (TCR).
Contrariamente a los anticuerpos de membrana de las células B, que pueden reconocer el antígeno por sí solos, los receptores de las células T tienen que reconocer el antígeno necesariamente unido (restringido) a las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) o Sistema HLA (sistema de los antígenos leucocitarios humanos), que son proteínas de la membrana celular, presentes en todas las células nucleadas.
Cuando una célula T ingenua encuentra un antígeno unido a una molécula del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) en la superficie de una célula; la célula T prolífera, se hace un linfoblasto, y se diferencia en células T memoria y en diferentes células T efectoras.
c. Monocitos
Son células grandes que tienen su origen en la médula ósea. Se pueden encontrar en sangre periférica como macrófagos inmaduros. Cuando emigran a los tejidos se transforman en macrófagos tisulares (profesionales) y forman parte del sistema fagocítico mononucleado.
d. Macrófagos
Los macrófagos son células mononucleadas de gran tamaño (16-22 μm), derivadas de los monocitos de la sangre. Se caracterizan por su enorme capacidad fagocítica, lo que les permite destruir sustancias extrañas. Juegan un papel importante en la fagocitosis, en la presentación de los antígenos y en la defensa antitumoral.
e. Células dendríticas
Las células dendríticas constituyen un grupo de células presentadoras de antígeno profesionales que interaccionan con los linfocitos del tejido linfoide, la piel y el epitelio escamoso. Las células dendríticas son fundamentales en la respuesta celular adaptativa frente a las proteínas antígenicas.
f. Células endoteliales.
Forman parte del endotelio vascular de los vasos sanguíneos. Juegan un papel importante en el proceso inflamatorio. Son elementos intermediarios entre el sistema cardiovascular y el sistema inmunitario. Producen factores vasodilatadores y vasoconstrictores. Son un componente muy importante del sistema inmunitario.
g. Astrocitos.
En la barrera hematoencefálica se encuentran los astrocitos, secretan citocinas y es posible que ejerzan como células presentadoras de antígeno a los linfocitos T (esta función no esta del todo aclarada).
h. Células de la microglía.
Son células de origen mesenquimal, con función de vigilancia y defensa, implicadas también en la reparación celular. Secretan citocinas y presentan antígenos a los linfocitos T.
i. Polimorfonucleares
Constituyen un conjunto de células fundamentales en la reacción inflamatoria inmunológica. Las reacciones de hipersensibilidad inmediata requieren basófilos y mastocitos. Las reacciones por inmunocomplejos requieren neutrófilos y eosinófilos.
Moléculas del Sistema Inmunológico
a. Inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas son glicoproteínas producidas por las células plasmáticas como respuesta a un estímulo antigénico de los linfocitos B. Todos los anticuerpos son inmunoglobulinas. Una molécula de anticuerpo está constituida por dos cadenas polipeptídicas pesadas idénticas y dos cadenas polipeptídicas ligeras también idénticas. Existen cinco tipos de inmunoglobulinas:
b.Citocinas
Las citocinas son un grupo muy numeroso de proteínas con actividad quasi-hormonal que controlan la intensidad y la extensión de la respuesta inmunitaria Se trata de pequeñas moléculas que no antígeno especificas, pero que su producción está condicionada por el antígeno. Estas moléculas se han venido en llamar citocinas y las producidas por linfocitos linfoquinas. Algunos mediadores que actúan entre los leucocitos se denominan interleucinas. Esta terminología no esta aún cerrada y puede verse modificada en el futuro, hoy se tiende a denominar citocinas a todas estas proteínas.
d. Moléculas de adhesión
Son glucoproteínas que se encuentra en la membrana de las células implicadas en la unión entre células o en las uniones con diversos sustratos. Estas moléculas participan en la interacción entre las células del sistema inmunitario en los órganos linfoides primarios y secundarios o en la respuesta inflamatoria. Algunas moléculas de adhesión son solubles y están implicadas en control del proceso de adhesión.
e. Quimiocinas
Las quimiocinas son una superfamilia de proteínas, más de 40, que tienen propiedades quimiotácticas sobre los leucocitos, y que pueden actuar también como factores de activación celular, sobre un receptor específico.
f. Ligandos
Los ligandos son grupos de moléculas que reaccionan de manera específica con determinados sitios localizados en algunas moléculas o con receptores situados en la membrana celular.
g. Receptores
Los receptores son moléculas con una afinidad especial para los ligandos. Normalmente los receptores suelen estar localizados en la membrana celular, aunque en ocasiones pueden estar en la membrana citoplasmática e incluso en el citoplasma celular.
h. Interferón
Es una citoquina con un potente efecto antiviral. Todas las especies conocidas son capaces de producir de manera natural interferón, y es el interferón uno de los principales mediadores solubles que producen activación celular. En la actualidad se conocen cuatro tipos de interferones:
IFN-α Interferón tipo I, producido fagocitos, fibroblastos y células epiteliales.
IFN-β Producido fagocitos, fibroblastos y células epiteliales.
IFN-γ Interferón tipo II producido por los linfocitos T (interferón inmune)
IFN-s. Hay dos tipos, 1y 2, similar al interferón tipo I
El interferón producido por las células infectadas por virus se une a otras células induciendo en ellas un estado de resistencia a la infección viral.
i. Factores estimulantes del crecimiento de colonias (CSFs Colony Stimulating Factor)
Son las citoquinas que regulan el crecimiento, la proliferación y la maduración de los progenitores celulares de la médula ósea. Los mejores caracterizados son los factores estimulantes de granulocitos (G-CSF) y macrófagos (M-CSF).
El factor de transformación del crecimiento (TGF, Transforming Growth Factor) es una glicoproteína capaz de modificar el fenotipo celular y juega un importante papel en la regulación del sistema inmunitario.
j. Proteínas de choque térmico (HSP Heat Shock Proteins)
Estas proteínas se sintetizan cuando se reproducen condiciones ambientales que conducen a situaciones de estrés. Desde el punto de vista inmunológico aparecen en los proceso infecciosos, neoplásicos, inflamatorios y en la fagocitosis. Son proteínas que actúan neutralizando agentes tóxicos para las proteínas que intervienen en la regulación de la respuesta inmunitaria.
k. Lisozima
La lisozima o muramidasa es una enzima del tipo de las hidrolasas, con actividad bactericida contra los microorganismos que tienen ácido murámico en su pared, como es el caso de las bacterias Gram+. La enzima está presente en grandes concentraciones en los gránulos de las células fagocíticas, de donde se libera en el foco inflamatorio. También existe en alta concentración en las secreciones de las mucosas, en las lágrimas, en el moco nasal, en el moco intestinal y en la saliva.
l. Complemento
El complemento es un conjunto de proteínas, muchas con actividad enzimática, que cuando se activan en cascada, dan origen a las diversas manifestaciones de la reacción inflamatoria a la liberación de anafilotoxinas y a la lisis celular. El sistema del complemento puede activarse de manera específica a través de la llamada vía clásica, o inespecíficamente a través de la vía alterna. En el primer caso, se requiere la presencia de anticuerpos que reaccionen específicamente con su antígeno homólogo; en el segundo, los anticuerpos no son necesarios. Los efectos inflamatorios y la lisis celular resultantes de la activación del complemento, son totalmente inespecíficos, de aquí que el complemento se considere como un factor de resistencia no específico, y forme parte de la resistencia inespecífica o natural.
Genes del Sistema Inmunitario
La información genética contenida en los cromosomas de las células de la especie humana se mantiene estable en el momento de la multiplicación celular. Esto se traduce en la existencia de proteínas que no presentan variaciones a lo largo de la vida del individuo, pero en el caso del sistema inmunitario algunas proteínas cambian en función del estímulo antigénico. Este hecho implica un reordenamiento de los genes que codifican para una proteína determinada. Los linfocitos B y los linfocitos T son las únicas células del organismo que pueden soportar, en condiciones fisiológicas, este tipo de recombinaciones en sus genes y ser inmunológicamente activas.
Complejo Principal de Histocompatibilidad (CPH) o Sistema de los antígenos leucocitarios humanos (HLA)
El Complejo Principal de Histocompatibilidad es un conjunto de genes que se encuentran, en el ser humano, en el brazo corto del cromosoma 6 y presenta dos tipos de genes principales: los de clase I y los de clase II. Este sistema, extraordinariamente polimorfo, regula la presentación antigénica. El Sistema HLA tiene una importancia capital en la respuesta inmunológica. Su productos controlan las reacciones contra los aloinjertos en el trasplante y regulan la respuesta inmune. Entre estos genes de clase I y clase II del CPH, se encuentran los genes clase III, que codifican para los componentes del complemento C2, C4a y C4b. También se encuentran los genes del TNF-α y el TNF-β, que como los anteriores (C2, C4 y C4b) no forman parte funcional del sistema HLA.
Genes de las inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas se sintetizan específicamente contra el antígeno. Es por esto que los linfocitos B tienen que reorganizar su genes cada vez que se sintetizan inmunoglobulinas contra un antígeno nuevo. Los genes situados en el cromosoma 14 codifican para las cadenas pesadas. La información para la síntesis de la cadena ligera kappa se encuentra en el cromosoma 2 y para la cadena ligera lambda en el cromosoma 22 (Tabla 1).
Genes del TCR
El TCR, aunque en menor medida, también presenta variaciones estructurales que le permiten entender los antígenos restringidos. El cromosoma 14 codifica para las cadenas alfa y delta, y el cromosoma 7 lo hace para las cadenas beta y gamma (Tabla 1).
Propiedades del Sistema Inmunológico
El sistema inmunológico posee una serie de características que lo diferencian de otros sistemas.
1.- Especificidad
Las reacciones que genera el sistema inmunológico le permiten reconocer antígenos específicos. Este reconocimiento se produce entre los receptores que poseen los linfocitos T y B en su membrana, y los antígenos.
2.- Memoria
La respuesta que se pone en marcha frente a un estímulo antigénico produce ciertas modificaciones en el sistema inmunológico. Un segundo contacto con el antígeno genera una respuesta de recuerdo amplificada con respecto a la primera, lo que se denomina memoria inmunológica positiva. En algunas situaciones, sin embargo, la primera exposición a un antígeno e incluso la segunda, se traduce en una respuesta pobre o inexistente, es lo que se denomina tolerancia inmunológica adquirida. Este hecho tiene importancia en la inmunoterapia.
3.- Movilidad
Los distintos elementos del sistema inmunológico, específicos e inespecíficos pueden circular por el torrente circulatorio. Esto incluye a los linfocitos T y B, los granulocitos polimorfonucleares, los monocitos y las células denderíticas.
4.- Capacidad de replicación
Los componentes celulares del sistema inmunológico específicos e inespecíficos pueden replicarse. Este hecho permite la amplificación de la respuesta celular, pero existe un control que previene la replicación incontrolada de los diferentes elementos. Todas las reacciones inmunes están controladas por un equilibrio entre la respuesta y la supresión de la respuesta.
5.- Diversidad
La respuesta inmune implica la selección de linfocitos cuya especificidad antigénica está ya determinada. El conjunto de las especificidades antigénicas de los linfocitos, en un momento dado es inmensa, billones de ellos. Esta especificidad existe con independencia de la exposición del linfocito a los antígenos y es creada por mecanismos intrínsecos de los linfocitos T y B. El conjunto de las especificaciones creadas por este mecanismo se denomina repertorio de los linfocitos. La diversidad en consecuencia es enorme e implica millones anticuerpos específicos y de especificidades TCR.
6.- Especialización
La respuesta inmune contra diferentes antígenos implica la participación de diversos mecanismos moleculares y celulares para optimizar al máximo la eficacia de la respuesta inmunitaria. Frente a los virus el sistema inmunológico pone en marcha células T específicas contra el virus. En el caso de procesos bacterianos, el sistema inmunológico produce anticuerpos de diferentes clases y lanza fagocitos contra las bacterias. Contra los parásitos la acción más eficaz depende de células T, B y elementos no linfoides como los eosinófilos.
7.- Autocontrol
La respuesta inmunitaria va decreciendo después del contacto con el antígeno. Uno de los motivos de la respuesta del Sistema Inmunitario es la propia eliminación del antígeno, pero no es la única, existen mecanismos de autocontrol que desde del propio Sistema Inmunitario regulan la respuesta inmunitaria, como son los mecanismos de tolerancia e inmunosupresión.
8.- Poder de discriminación entre lo propio y lo extraño
El Sistema Inmunológico tolera los antígenos propios, lo que permite que el huésped no sea atacado por su propio Sistema Inmunitario. Estos antígenos tolerados pueden actuar como extraños cuando se ponen en contacto con el Sistema Inmunitario de otra persona genéticamente diferente, es el caso de los trasplantes. El reconocimiento de lo extraño pone en marcha las respuestas humoral (mediada por anticuerpos) y celular (linfocitos T), que destruyen los elementos extraños.
Propiedades perversas del Sistema Inmunitario
El Sistema Inmunitario posee una serie de propiedades perversas que pueden condicionar su eficacia:
1.- Su función es la destrucción selectiva
2.- El muy grande complicado y elaborado
3.- Tiene distintos componentes que aparentemente realizan funciones idénticas
4.- Esta diseñado para hechos que nunca ocurren
5.- Es susceptible de corrupción
6.- Puede destruir aquello que protege
Algunos descubrimientos importantes en el campo de la Inmunología
Siglo XVIII
- Edward Jenner. Inmunización. La vacunación contra al viruela. (1796)
Siglo XIX
- Metcnikoff y la fagocitosis (1884)
- Pasteur y la idea científica de la vacunación (1885)
- Emil Adolf von Behring. Suero antidiftérico (1890)
- Jules Bordet y los factores humorales (1895) Siglo XX
- Karl Landsteiner. Los grupos sanguíneos. (1900)
- Robert Koch. La hipersensibilidad retardada. (1905)
- Paul Ehrlich. Las antitoxinas (1908)
- Charles Richet. El concepto de anafilaxia. (1913)
- George Snell. El CPH en el ratón. (1936)
- Daniel Bovet Los antihistamínicos. (1937)
- Max Theiler. La vacuna contra la fiebre amarilla. (1937)
- Macfarlane y Peter Medawar. La tolerancia inmunológica. (1958)
- Porter y Edelman. La estructura de las inmunoglobulinas. (1958)
- Jean Dausset. El complejo Principal de Histocompatibilidad. (1953)
- Niels K. Jerne. La selección clonal.(1958)
- Baruj Benacerraf. Los genes de la respuesta inmunitaria. (1963)
- Doherty. R. M. Zinkernagel. La restricción alogénica. P. C. (1974)
- Susumu Tonegawa. Los genes de las inmunoglobulinas. (1974)
- Cesar Milstein. George F. Köler Los anticuerpos monoclonales. (1975)
- Luc Montagnier, Barré-Sinoussi. Descubrimiento del virus del SIDA, VIH (1982)
- E. Donnall Thomas. Joseph Murray. Biología del trasplante. (1990)
- Bruce Beutler, Jules Hoffmann, Ralph M. Steinman. Inmunología de las vacunas (2011)
Componentes del Sistema Inmunitario
El Sistema Inmunológico se compone de una gran variedad de elementos ampliamente distribuidos por todo el organismo. Está integrado por:
- Órganos
- Células
- Moléculas
- Genes
Órganos del Sistema Inmunológico
Los órganos del Sistema Inmunológico, bien desarrollado en los mamíferos y las aves, constituye el 1/60 del peso del organismo y comprende tres tipos de órganos en función de su participación en los procesos de producción, diferenciación, maduración y especialización de las células linfoides:
1.- Órganos fuente (órganos centrales)
a. Mesodermo embrionario
b. Hígado fetal
c. Médula ósea
2.- Órganos primarios (de diferenciación)
a. Timo
b. Bursa de Fabricius (solo en las aves)
3.- Órganos secundarios (periféricos)
a. Ganglios linfáticos
b. Bazo
4.- Tejido linfático asociado a mucosas:
a) Sistema Inmunológico de la nasofaringe (NALT)
b) Sistema Inmunológico del tubo digestivo(GALT)
c) Sistema Inmunológico del aparato respiratorio (BALT)
d) Sistema Inmunológico de las vías urinarias (UALT)
e) Sistema Inmunológico de las glándulas mamarias (MALT)
f) Sistema Inmunológico de la piel (SALT)
Médula ósea
Es un tejido localizado en la cavidad de casi todos los huesos del cuerpo, sostenido por una matriz de células y fibras reticulares. Contiene todas las células linfoides y sanguíneas, y sus precursoras, las células madre pluripotentes (Stem cells), muchas de las cuales producen hormonas que funcionan como factores paracrinos de crecimiento y diferenciación.
Funciones
La médula ósea en la especie humana tiene tres funciones relacionadas con la actividad de los linfocitos:
1.- Mantiene la producción de células madre con diferenciación hacia la línea linfoide y los primeros estadios de los linfocitos T y B.
2.- Propicia la maduración y la diferenciación completa de los linfocitos B en linfocitos B maduros, aptos para colonizar los órganos linfáticos periféricos.
3.- Sirve de alojamiento de los linfocitos B activados por el antígeno provenientes de los órganos periféricos secundarios que en la médula se transforman en plasmocitos sintetizadores de anticuerpos. La médula ósea es un órgano donde se producen anticuerpos. Poco tiempo después de la estimulación antigénica, la mayoría de las células productoras de anticuerpos se encuentran en los ganglios linfáticos y en el bazo, pero después, especialmente durante las respuestas secundarias, la mayoría de las células productoras de anticuerpos se localizan en la médula ósea.
El timo
El timo es un órgano linfoepitelial que se encuentra situado en el mediastino anterior y superior. Está formado por dos lóbulos unidos por un istmo medio y rodeado por una cápsula. Su peso varia con la edad: en el feto se encuentra bien desarrollado, aumenta de peso hasta la pubertad, etapa en la que alcanza su mayor tamaño en relación a la masa corporal y finalmente se va atrofiando con el paso del tiempo. En el timo se diferencian los linfocitos T, a partir de las células precursoras y los protimocitos, derivados de las células madre de la médula.
Funciones
1.- Transforma los timocitos indiferenciados en linfocitos T maduros, con la adquisición de receptores T para el antígeno (TCR). La multiplicación y la diferenciación se realiza en la zona cortical. Las células adquieren progresivamente los marcadores de las células T maduras, CD2, CD3, CD4 y CD8 y el TCR. Seguidamente se realiza un selección positiva y negativa que conduce a una proliferación de linfocitos que reconocen moléculas HLA clase I o moléculas HLA- clase II.
2.- Selección positiva. Los timocitos que reconocen las moléculas HLA clase II, pueden proliferar hasta timocitos CD4+. Los timocitos que reconocen las moléculas CMH clase I son los CD8+
3.- Selección negativa. Los timocitos que reconocen lo propio son fuertemente autoreactivos y son destruidos. El timo actúa como un órgano que permite la multiplicación, la diferenciación y la selección de los linfocitos T. Los linfocitos no válidos son eliminados por apoptosis, sobrevivinedo solamente entre el 1-10% de los timocitos.
Bolsa de Fabricius
En las aves existe una formación denominada Bolsa de Fabricius que es el destino de los linfocitos B que salen de la médula ósea. Es un órgano linfoepitelial localizado en una posición anterior a la cloaca y que se comunica con otros órganos linfoides a través de la circulación sanguínea y linfática. Alcanza su máximo desarrollo en la etapa embrionaria y se atrofia conforme el embrión madura.
Órganos linfoides secundarios, periféricos o efectores
El desarrollo de los órganos linfoides secundarios o efectores es mas tardío que el de los primarios. Solamente alcanzan su pleno desarrollo cuando se produce el estímulo antigénico. Estos órganos albergan los linfocitos T, provenientes del timo, y los linfocitos B, provenientes de la médula. En estos órganos, y gracias al contacto con el antígeno, los linfocitos T y B desarrollan sus capacidades funcionales inmunológicas. Existen tres grupos de órganos secundarios:
a.- El bazo
b.- Los ganglios
c.- El tejido linfoide asociado a mucosas
El bazo
Este órgano esta intercalado en la circulación general y es muy importante en la depuración de la sangre.
Funciones
1.- Captura de los antígenos. La captación del antígeno la realizan a nivel de la zona marginal las células reticulares. Después de 24 horas, el antígeno se encuentra en el centro germinativo de los folículos linfoides o en la zona timodependiente.
2.- El bazo tiene una función muy importante en la defensa del organismo.
3.- Actúa como un filtro interpuesto en la circulación sanguínea.
4.- Captura los microorganismos que invaden el torrente circulatorio, principalmente bacterias.
5.- Destruye los hematíes envejecidos o alterados y elimina inmunocomplejos.
6.- El bazo actúa también como reservorio de hematíes. Los individuos a los que se les extirpa el bazo sufren frecuentes episodios infecciosos.
Ganglios linfáticos
Los ganglios linfáticos son estructuras ovoides ordenadas en forma de rosarios y distribuidas por todo el organismo, pero particularmente en el cuello, la cavidad torácica, la zona axilar, el tronco, la zona inguinal, la región poplítea y la cavidad peritoneal.
Los ganglios son órganos linfoides de entre 1 y 10mm de diámetro, rodeados y contorneados por una cápsula. El parénquima de los ganglios, formado por tejido conectivo reticular, esta infiltrado de linfocitos e irrigado de venas linfáticas y sanguíneas.
Funciones
El papel de los ganglios es múltiple:
1.- Recoger los antígenos correspondientes al territorio de las venas linfáticas aferentes, que permanecen libres o son capturados por los macrófagos o las células dendríticas.
2.- Servir de soporte para la activación los linfocitos T por los antígenos, de manera que puedan producir una respuesta inmunológica, ya sea de tipo celular en la región paracortical, o de tipo humoral, con la aparición de linfocitos B activados que terminan su maduración en la médula ósea. 3.- Almacenar células memoria.
4.- Diseminar la respuesta inmunológica gracias a la circulación de los linfocitos por medio de las venas linfáticas ganglionares eferentes, a través canal torácico.
5.- Posteriormente, devolver la sangre hacia las otras zonas ganglionares o esplénicas, digestivas o respiratorias.
Sistema linfoide asociado a mucosas
Aparte de los órganos linfoides sólidos o encapsulados, está el tejido linfoide no encapsulado asociado a mucosas, MALT (Mucosa Associated Lymphoid Tissue). El modo de funcionamiento de los diferentes MALT es distinto al de los otros órganos linfoides. Por su localización funcional el Sistema Inmunológico asociado a mucosas se divide en:
Sistema Inmunológico nasofaríngeo (NALT, Nasopharyngeal Associated Lymphoid Tissue)
Está representado por el anillo de Waldeyer con las amígdalas y las vegetaciones adenoides.
A nivel de la encrucijada aero-digestiva, el anillo de Waldeyer comprende: las dos amígdalas palatinas entre los pilares del velo del paladar, la amígdala lingual en la base de al lengua, las dos amígdalas tubáricas próximas a la trompa de Eustaquio y la amígdala faríngea en la cara posterior de la faringe.
Las amígdalas están constituidas por tejido linfoide difuso, en estrecha asociación con el epitelio de la faringe. Su estructura se caracteriza por invaginaciones del epitelio de la superficie que se denominan criptas, alrededor de las cuales se agrupan los folículos linfoides.Los linfocitos atraviesan el epitelio gracias a sus enzimas proteolíticos. Este proceso destruye constantemente el epitelio, que es seguidamente regenerado. El epitelio de las criptas permite la penetración de los antígenos y el desarrollo de una respuesta inmunológica de tipo primario o secundario.
Sistema Inmunológico del tubo digestivo. (GALT, Gut Associated Lymphoid Tissue)
Este sistema comprende:1.- Las placas de Peyer
2.- Las formaciones linfoides del apéndice. Las placas de Peyer, son voluminosos agregados de folículos primarios asentados en el corion de la mucosa de la parte terminal del íleon. Están próximas a la luz intestinal, separadas únicamente por un epitelio desprovisto de vellosidades. En el epitelio las células M (microfold) captan los antígenos del tubo digestivo y los transfieren sin degradarlos hacia los linfocitos subyacentes. El corion de la mucosa apendicular está bastante espesado por la presencia de abundante tejido linfoide en toda su circunferencia. Los antígenos pueden penetrar en las formaciones linfoides a partir de la luz intestinal, produciendo un estímulo antigénico.
Los linfocitos T y B se transforman en inmunoblastos, pero son incapaces de pasar a plasmocitos o linfocitos T sensibilizados. Después de un estímulo antigénico, los linfocitos emigran hacia los ganglios mesentéricos, donde se diferencian en plasmocitos. A continuación se reintegran a través del conducto torácico a la circulación sanguínea y finalmente a la lámina propia del intestino.
Estos plasmocitos secretan IgA secretora a la luz del intestino, donde la concentración de inmunoglobulina IgA secretora es muy elevada y muy débil la de las inmunoglobulinas IgG, IgM o IgE.
Linfocitos intraepiteliales. Los linfocitos T, particularmente los Tγ∂, se pueden encontrar entre las células de la mucosa intestinal.
Linfocitos subepiteliales. Se trata de linfocitos B infiltrados y de plasmocitos de clase IgA subyacentes al epitelio intestinal, que darán lugar a la producción de IgA secretora.
Sistema inmunológico del árbol respiratorio (BALT, Bronchus Associated Lymphoid Tissue)
Existen numerosa formaciones linfoides repartidas a todo lo largo del árbol respiratorio, son ganglios linfáticos, nódulos y agregados linfoides, así como un tejido linfoide difuso, en contacto con el epitelio bronquial.
Sistema inmunológico de las vías urogenitales (UALT, Urogenital Associated Lymphoid Tissue), presente a nivel del epitelio vaginal.
Sistema inmunológico de la glándula mamaria (MALT, Mammary Associated Lymphoid Tissue). Los efectores específicos son esencialmente inmunoglobulinas del tipo IgA. La leche materna contiene IgA, que impide las infecciones en el tubo digestivo del niño.
Sistema inmunológico asociado a la piel (SALT, Skin Associated Lymphoid Tissue)
En la piel son las células de Langerhans las encargadas de capturar los antígenos y transportarlos a los nódulos linfáticos. Los queratinocitos producen citocinas IL-1, IL-3, IL-6 e IL-8 , que activan a numerosas poblaciones celulares como los linfocitos T y B y los neutrófilos.
Células del Sistema Inmunológico
Una respuesta inmune efectora necesita dos grupos esenciales de células: linfocitos y células presentadoras del antígeno. Los linfocitos son células blancas de la sangre que se originan en la médula ósea en el proceso de la hematopoyesis. Los linfocitos dejan la médula ósea, circulan por la sangre y los sistemas linfáticos y recalan en diferentes órganos linfoides. Tienen la capacidad de sintetizar y expresar en la superficie de su membrana receptores que fijan los antígenos, propiedad que hace que los linfocitos posean la capacidad de reconocer los antígenos, distingan lo propio de lo extraño y posean los atributos inmunológicos de la especificidad, de diversidad, y la memoria inmunológica. Existen diferentes tipos de células implicadas en la respuesta del Sistema Inmunitario:
a. Linfocitos B
Los linfocitos B maduran en el seno de la médula ósea; cuando dejan esta, cada uno expresa sobre su membrana un receptor de unión con el antígeno específico (BCR). El receptor de las células B es una molécula de anticuerpo de membrana.
Cuando una célula B ingenua (virgen), que jamás estuvo en contacto con un antígeno, encuentra por primera vez un antígeno que corresponde a su anticuerpo de membrana, el enlace del antígeno y el receptor celular provoca la división rápida de la célula; las células que resultan de esta división se diferencian en células B memoria, células B efectoras y en los plasmocitos, destinados a producir anticuerpos.
b. Linfocitos T
Los linfocitos T provienen de la médula ósea. Contrariamente a las células B que llegan a la madurez en el seno de la médula ósea, las células T emigran hacia el timo para su maduración. Durante su maduración en el timo, la célula T expresa, en la superficie de su membrana, una molécula de unión para el antígeno denominado receptor de células T para el antígeno (TCR).
Contrariamente a los anticuerpos de membrana de las células B, que pueden reconocer el antígeno por sí solos, los receptores de las células T tienen que reconocer el antígeno necesariamente unido (restringido) a las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) o Sistema HLA (sistema de los antígenos leucocitarios humanos), que son proteínas de la membrana celular, presentes en todas las células nucleadas.
Cuando una célula T ingenua encuentra un antígeno unido a una molécula del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) en la superficie de una célula; la célula T prolífera, se hace un linfoblasto, y se diferencia en células T memoria y en diferentes células T efectoras.
c. Monocitos
Son células grandes que tienen su origen en la médula ósea. Se pueden encontrar en sangre periférica como macrófagos inmaduros. Cuando emigran a los tejidos se transforman en macrófagos tisulares (profesionales) y forman parte del sistema fagocítico mononucleado.
d. Macrófagos
Los macrófagos son células mononucleadas de gran tamaño (16-22 μm), derivadas de los monocitos de la sangre. Se caracterizan por su enorme capacidad fagocítica, lo que les permite destruir sustancias extrañas. Juegan un papel importante en la fagocitosis, en la presentación de los antígenos y en la defensa antitumoral.
e. Células dendríticas
Las células dendríticas constituyen un grupo de células presentadoras de antígeno profesionales que interaccionan con los linfocitos del tejido linfoide, la piel y el epitelio escamoso. Las células dendríticas son fundamentales en la respuesta celular adaptativa frente a las proteínas antígenicas.
f. Células endoteliales.
Forman parte del endotelio vascular de los vasos sanguíneos. Juegan un papel importante en el proceso inflamatorio. Son elementos intermediarios entre el sistema cardiovascular y el sistema inmunitario. Producen factores vasodilatadores y vasoconstrictores. Son un componente muy importante del sistema inmunitario.
g. Astrocitos.
En la barrera hematoencefálica se encuentran los astrocitos, secretan citocinas y es posible que ejerzan como células presentadoras de antígeno a los linfocitos T (esta función no esta del todo aclarada).
h. Células de la microglía.
Son células de origen mesenquimal, con función de vigilancia y defensa, implicadas también en la reparación celular. Secretan citocinas y presentan antígenos a los linfocitos T.
i. Polimorfonucleares
Constituyen un conjunto de células fundamentales en la reacción inflamatoria inmunológica. Las reacciones de hipersensibilidad inmediata requieren basófilos y mastocitos. Las reacciones por inmunocomplejos requieren neutrófilos y eosinófilos.
Moléculas del Sistema Inmunológico
a. Inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas son glicoproteínas producidas por las células plasmáticas como respuesta a un estímulo antigénico de los linfocitos B. Todos los anticuerpos son inmunoglobulinas. Una molécula de anticuerpo está constituida por dos cadenas polipeptídicas pesadas idénticas y dos cadenas polipeptídicas ligeras también idénticas. Existen cinco tipos de inmunoglobulinas:
- IgG (cuatro subclases IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)
- IgA (dos subclases IgA1, IgA2), IgA secretora
- IgM
- IgD
- IgE.
b.Citocinas
Las citocinas son un grupo muy numeroso de proteínas con actividad quasi-hormonal que controlan la intensidad y la extensión de la respuesta inmunitaria Se trata de pequeñas moléculas que no antígeno especificas, pero que su producción está condicionada por el antígeno. Estas moléculas se han venido en llamar citocinas y las producidas por linfocitos linfoquinas. Algunos mediadores que actúan entre los leucocitos se denominan interleucinas. Esta terminología no esta aún cerrada y puede verse modificada en el futuro, hoy se tiende a denominar citocinas a todas estas proteínas.
d. Moléculas de adhesión
Son glucoproteínas que se encuentra en la membrana de las células implicadas en la unión entre células o en las uniones con diversos sustratos. Estas moléculas participan en la interacción entre las células del sistema inmunitario en los órganos linfoides primarios y secundarios o en la respuesta inflamatoria. Algunas moléculas de adhesión son solubles y están implicadas en control del proceso de adhesión.
e. Quimiocinas
Las quimiocinas son una superfamilia de proteínas, más de 40, que tienen propiedades quimiotácticas sobre los leucocitos, y que pueden actuar también como factores de activación celular, sobre un receptor específico.
f. Ligandos
Los ligandos son grupos de moléculas que reaccionan de manera específica con determinados sitios localizados en algunas moléculas o con receptores situados en la membrana celular.
g. Receptores
Los receptores son moléculas con una afinidad especial para los ligandos. Normalmente los receptores suelen estar localizados en la membrana celular, aunque en ocasiones pueden estar en la membrana citoplasmática e incluso en el citoplasma celular.
h. Interferón
Es una citoquina con un potente efecto antiviral. Todas las especies conocidas son capaces de producir de manera natural interferón, y es el interferón uno de los principales mediadores solubles que producen activación celular. En la actualidad se conocen cuatro tipos de interferones:
IFN-α Interferón tipo I, producido fagocitos, fibroblastos y células epiteliales.
IFN-β Producido fagocitos, fibroblastos y células epiteliales.
IFN-γ Interferón tipo II producido por los linfocitos T (interferón inmune)
IFN-s. Hay dos tipos, 1y 2, similar al interferón tipo I
El interferón producido por las células infectadas por virus se une a otras células induciendo en ellas un estado de resistencia a la infección viral.
i. Factores estimulantes del crecimiento de colonias (CSFs Colony Stimulating Factor)
Son las citoquinas que regulan el crecimiento, la proliferación y la maduración de los progenitores celulares de la médula ósea. Los mejores caracterizados son los factores estimulantes de granulocitos (G-CSF) y macrófagos (M-CSF).
El factor de transformación del crecimiento (TGF, Transforming Growth Factor) es una glicoproteína capaz de modificar el fenotipo celular y juega un importante papel en la regulación del sistema inmunitario.
j. Proteínas de choque térmico (HSP Heat Shock Proteins)
Estas proteínas se sintetizan cuando se reproducen condiciones ambientales que conducen a situaciones de estrés. Desde el punto de vista inmunológico aparecen en los proceso infecciosos, neoplásicos, inflamatorios y en la fagocitosis. Son proteínas que actúan neutralizando agentes tóxicos para las proteínas que intervienen en la regulación de la respuesta inmunitaria.
k. Lisozima
La lisozima o muramidasa es una enzima del tipo de las hidrolasas, con actividad bactericida contra los microorganismos que tienen ácido murámico en su pared, como es el caso de las bacterias Gram+. La enzima está presente en grandes concentraciones en los gránulos de las células fagocíticas, de donde se libera en el foco inflamatorio. También existe en alta concentración en las secreciones de las mucosas, en las lágrimas, en el moco nasal, en el moco intestinal y en la saliva.
l. Complemento
El complemento es un conjunto de proteínas, muchas con actividad enzimática, que cuando se activan en cascada, dan origen a las diversas manifestaciones de la reacción inflamatoria a la liberación de anafilotoxinas y a la lisis celular. El sistema del complemento puede activarse de manera específica a través de la llamada vía clásica, o inespecíficamente a través de la vía alterna. En el primer caso, se requiere la presencia de anticuerpos que reaccionen específicamente con su antígeno homólogo; en el segundo, los anticuerpos no son necesarios. Los efectos inflamatorios y la lisis celular resultantes de la activación del complemento, son totalmente inespecíficos, de aquí que el complemento se considere como un factor de resistencia no específico, y forme parte de la resistencia inespecífica o natural.
Genes del Sistema Inmunitario
La información genética contenida en los cromosomas de las células de la especie humana se mantiene estable en el momento de la multiplicación celular. Esto se traduce en la existencia de proteínas que no presentan variaciones a lo largo de la vida del individuo, pero en el caso del sistema inmunitario algunas proteínas cambian en función del estímulo antigénico. Este hecho implica un reordenamiento de los genes que codifican para una proteína determinada. Los linfocitos B y los linfocitos T son las únicas células del organismo que pueden soportar, en condiciones fisiológicas, este tipo de recombinaciones en sus genes y ser inmunológicamente activas.
Complejo Principal de Histocompatibilidad (CPH) o Sistema de los antígenos leucocitarios humanos (HLA)
El Complejo Principal de Histocompatibilidad es un conjunto de genes que se encuentran, en el ser humano, en el brazo corto del cromosoma 6 y presenta dos tipos de genes principales: los de clase I y los de clase II. Este sistema, extraordinariamente polimorfo, regula la presentación antigénica. El Sistema HLA tiene una importancia capital en la respuesta inmunológica. Su productos controlan las reacciones contra los aloinjertos en el trasplante y regulan la respuesta inmune. Entre estos genes de clase I y clase II del CPH, se encuentran los genes clase III, que codifican para los componentes del complemento C2, C4a y C4b. También se encuentran los genes del TNF-α y el TNF-β, que como los anteriores (C2, C4 y C4b) no forman parte funcional del sistema HLA.
Genes de las inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas se sintetizan específicamente contra el antígeno. Es por esto que los linfocitos B tienen que reorganizar su genes cada vez que se sintetizan inmunoglobulinas contra un antígeno nuevo. Los genes situados en el cromosoma 14 codifican para las cadenas pesadas. La información para la síntesis de la cadena ligera kappa se encuentra en el cromosoma 2 y para la cadena ligera lambda en el cromosoma 22 (Tabla 1).
Genes del TCR
El TCR, aunque en menor medida, también presenta variaciones estructurales que le permiten entender los antígenos restringidos. El cromosoma 14 codifica para las cadenas alfa y delta, y el cromosoma 7 lo hace para las cadenas beta y gamma (Tabla 1).
Propiedades del Sistema Inmunológico
El sistema inmunológico posee una serie de características que lo diferencian de otros sistemas.
1.- Especificidad
Las reacciones que genera el sistema inmunológico le permiten reconocer antígenos específicos. Este reconocimiento se produce entre los receptores que poseen los linfocitos T y B en su membrana, y los antígenos.
2.- Memoria
La respuesta que se pone en marcha frente a un estímulo antigénico produce ciertas modificaciones en el sistema inmunológico. Un segundo contacto con el antígeno genera una respuesta de recuerdo amplificada con respecto a la primera, lo que se denomina memoria inmunológica positiva. En algunas situaciones, sin embargo, la primera exposición a un antígeno e incluso la segunda, se traduce en una respuesta pobre o inexistente, es lo que se denomina tolerancia inmunológica adquirida. Este hecho tiene importancia en la inmunoterapia.
3.- Movilidad
Los distintos elementos del sistema inmunológico, específicos e inespecíficos pueden circular por el torrente circulatorio. Esto incluye a los linfocitos T y B, los granulocitos polimorfonucleares, los monocitos y las células denderíticas.
4.- Capacidad de replicación
Los componentes celulares del sistema inmunológico específicos e inespecíficos pueden replicarse. Este hecho permite la amplificación de la respuesta celular, pero existe un control que previene la replicación incontrolada de los diferentes elementos. Todas las reacciones inmunes están controladas por un equilibrio entre la respuesta y la supresión de la respuesta.
5.- Diversidad
La respuesta inmune implica la selección de linfocitos cuya especificidad antigénica está ya determinada. El conjunto de las especificidades antigénicas de los linfocitos, en un momento dado es inmensa, billones de ellos. Esta especificidad existe con independencia de la exposición del linfocito a los antígenos y es creada por mecanismos intrínsecos de los linfocitos T y B. El conjunto de las especificaciones creadas por este mecanismo se denomina repertorio de los linfocitos. La diversidad en consecuencia es enorme e implica millones anticuerpos específicos y de especificidades TCR.
6.- Especialización
La respuesta inmune contra diferentes antígenos implica la participación de diversos mecanismos moleculares y celulares para optimizar al máximo la eficacia de la respuesta inmunitaria. Frente a los virus el sistema inmunológico pone en marcha células T específicas contra el virus. En el caso de procesos bacterianos, el sistema inmunológico produce anticuerpos de diferentes clases y lanza fagocitos contra las bacterias. Contra los parásitos la acción más eficaz depende de células T, B y elementos no linfoides como los eosinófilos.
7.- Autocontrol
La respuesta inmunitaria va decreciendo después del contacto con el antígeno. Uno de los motivos de la respuesta del Sistema Inmunitario es la propia eliminación del antígeno, pero no es la única, existen mecanismos de autocontrol que desde del propio Sistema Inmunitario regulan la respuesta inmunitaria, como son los mecanismos de tolerancia e inmunosupresión.
8.- Poder de discriminación entre lo propio y lo extraño
El Sistema Inmunológico tolera los antígenos propios, lo que permite que el huésped no sea atacado por su propio Sistema Inmunitario. Estos antígenos tolerados pueden actuar como extraños cuando se ponen en contacto con el Sistema Inmunitario de otra persona genéticamente diferente, es el caso de los trasplantes. El reconocimiento de lo extraño pone en marcha las respuestas humoral (mediada por anticuerpos) y celular (linfocitos T), que destruyen los elementos extraños.
Propiedades perversas del Sistema Inmunitario
El Sistema Inmunitario posee una serie de propiedades perversas que pueden condicionar su eficacia:
1.- Su función es la destrucción selectiva
2.- El muy grande complicado y elaborado
3.- Tiene distintos componentes que aparentemente realizan funciones idénticas
4.- Esta diseñado para hechos que nunca ocurren
5.- Es susceptible de corrupción
6.- Puede destruir aquello que protege
Algunos descubrimientos importantes en el campo de la Inmunología
Siglo XVIII
- Edward Jenner. Inmunización. La vacunación contra al viruela. (1796)
Siglo XIX
- Metcnikoff y la fagocitosis (1884)
- Pasteur y la idea científica de la vacunación (1885)
- Emil Adolf von Behring. Suero antidiftérico (1890)
- Jules Bordet y los factores humorales (1895) Siglo XX
- Karl Landsteiner. Los grupos sanguíneos. (1900)
- Robert Koch. La hipersensibilidad retardada. (1905)
- Paul Ehrlich. Las antitoxinas (1908)
- Charles Richet. El concepto de anafilaxia. (1913)
- George Snell. El CPH en el ratón. (1936)
- Daniel Bovet Los antihistamínicos. (1937)
- Max Theiler. La vacuna contra la fiebre amarilla. (1937)
- Macfarlane y Peter Medawar. La tolerancia inmunológica. (1958)
- Porter y Edelman. La estructura de las inmunoglobulinas. (1958)
- Jean Dausset. El complejo Principal de Histocompatibilidad. (1953)
- Niels K. Jerne. La selección clonal.(1958)
- Baruj Benacerraf. Los genes de la respuesta inmunitaria. (1963)
- Doherty. R. M. Zinkernagel. La restricción alogénica. P. C. (1974)
- Susumu Tonegawa. Los genes de las inmunoglobulinas. (1974)
- Cesar Milstein. George F. Köler Los anticuerpos monoclonales. (1975)
- Luc Montagnier, Barré-Sinoussi. Descubrimiento del virus del SIDA, VIH (1982)
- E. Donnall Thomas. Joseph Murray. Biología del trasplante. (1990)
- Bruce Beutler, Jules Hoffmann, Ralph M. Steinman. Inmunología de las vacunas (2011)
Textos recomendados
- Inmunología básica y clínica. Mark Peakman, Diego Vergani. Editorial: Elsevier España. 2011
- Inmunología. Male David. Editorial: Elsevier España 2011 Inmunología: Biología y patología del sistema inmunitario de José Ramón Regueiro González. Editorial: Editorial Medica Panamericana. 2010
- Inmunología celular y molecular. Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman y Shiv Pillai. Editorial: Elsevier España (2010)
- Inmunobiología de Janeway. Murphy Editorial: McGraw-Hill Interamericana de España (2009)
- Inmunología: Fundamentos. Roitt (2008)
- Inmunología de Kuby. Kindt Thomas J. Editorial: McGraw-Hill Interamericana de España (2007)
- Inmunología. Peter Parham. Editorial: Editorial Médica Panamericana (2006)
- José Peña Martínez. Inmunología. Editorial: Ciencia Y técnica. 2004
- Inmunología básica y clínica. Mark Peakman, Diego Vergani. Editorial: Elsevier España. 2011
- Inmunología. Male David. Editorial: Elsevier España 2011 Inmunología: Biología y patología del sistema inmunitario de José Ramón Regueiro González. Editorial: Editorial Medica Panamericana. 2010
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