Sistema inmunológico

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El término sistema inmunológico es de uso relativamente nuevo, ya que comenzó a usarse en el siglo XIX. Del latín inmunitatem que quiere decir, sin obligación pero que fue deformado su significado durante la segunda mitad de los años 1800 tomando el sentido de la palabra para uso militar immunire que significa defender desde el interior.

Sistema inmune, inmunitario e inmunológico, son los términos de uso común.

Sistema inmunológico

Es un conjunto de estructuras o procesos dentro del cuerpo humano y de cualquier otro organismo, las cuales le permiten mantener un equilibrio en sus funciones biológicas incluso bajo ataque de enfermedades, agentes externos al cuerpo o internos como el cáncer.

Las células específicas del sistema son:

  • Mastocitos
  • Monocitos
  • Células dendríticas
  • Basófilos
  • Neutrófilos
  • Macrófagos

Composición del sistema inmunológico

Partes del sistema inmunológico

A este sistema lo integran células presentes en distintos tipos de fluidos, tejidos y órganos. Los principales de lo antes mencionado son la sangre, el timo, la piel, médula ósea, sistema linfático, mucosas y bazo, siendo en la médula ósea el lugar en dónde las células específicas para la defensa del cuerpo tienen su origen y creación. Todas movilizándose a través de los conductos del sistema linfático y a sangre.

También consta de órganos y tejidos repartidos en el cuerpo, los cuales se clasifican en primarios y secundarios.

  • Célula ósea y timo (maduración de los linfocitos)
  • Ganglios linfáticos y bazo

Tipos de sistema inmunológico (inmunitario innato y adquirido)

El sistema innato, prácticamente está presente en todas las formas biológicas que existen, incluso en organismos unicelulares que les ayudan a defenderse del ataque de los virus. Péptidos antimicrobianos conocidos como defensivas y citosinas, se en encuentran presentes en mamíferos, plantas, peces, reptiles e insectos.

Este sistema inmunológico innato es capaz de detectar una amplia gama de señales de peligro que pueden estar presentes en las células (DAMP en inglés) o señales que se asocian con agentes patógenos (PAMP), con lo cual el sistema es capaz de identificar y eliminar riesgos de la forma más eficiente posible, estos riesgos pueden ser las células dañadas por distintos factores como por la radiación, virus, parásitos, etc. Estas serán eliminadas, dejando intactas a las que funcionen correctamente.

Sistema adquirido, proporciona mecanismos de defensa más complejos, dinámicos y de largo plazo, presente en los vertebrados e interconectados con los mecanismos del sistema inmunológico innato. El linfocito es la base de este sistema.

El sistema adquirido, genera una memoria inmunitaria, esta se encarga de reconocer patógenos específicos y se adapta permitiendo así una mayor eficiencia inmune  ya que significa, que una vez que el sistema enfrenta a una clase de patógeno, lo recordará y la próxima que el mismo patógeno ingrese al cuerpo, la respuesta será más rápida y eficiente. De esta forma funciona la vacunación.

Memoria inmunitaria.

Al momento en el que las células B y T se activan y se replican, algunas células descendientes de las originales se destinarán a convertirse en unas de tipo memoria con un largo periodo de vida recordando cada patógeno específico con el que hayan tenido contacto desencadenando una respuesta muy fuerte si en algún momento vuelven a detectarlo dentro del organismo.

Se le denomina adaptativo porque durante el periodo de vida del organismo huésped ocurre como adaptación a infecciones por algún tipo de patógeno preparando al organismo para reaccionar en futuras intrusiones.

La duración de la inmunidad pasiva va desde algunos días hasta máximo unos meses.

  • En el caso de los recién nacidos, durante el embarazo la madre es la encargada de otorgar la protección pasiva; un anticuerpo, el IgG es llevado de la madre al bebé mediante la placenta por lo cual los humanos contienen altos niveles de anticuerpos con el mismo rango de especificidad que los de su madre desde su nacimiento pero al no ser expuestos aún a los microbios, son vulnerables a infecciones.

Hasta que el bebé sea capaz de sintetizar sus propios anticuerpos, estos se le serán otorgados de igual forma por la madre mediante la leche materna por lo cual es una forma de defensa pasiva ya que el feto no produce células de memoria ni anticuerpos.

Cuando es necesario en el tratamiento de alguien, también se pueden transferir anticuerpos mediante un suero con altos niveles de ellos.

  • El segundo tipo que es la memoria inmunológica activa se adquiere posterior a alguna clase de  infección cuando se activan las células T y B aunque también se puede generar artificialmente con la vacunación.

La vacunación o inmunización es introducir el antígeno de un patógeno específico debilitado de tal forma que el cuerpo desarrolle inmunidad ante esa enfermedad pero sin sufrir dicha enfermedad realmente. Gracias a esto, la inmunización es la manipulación del sistema inmunitario más eficaz que alguna vez se haya desarrollado.

Las vacunas contra virus, se basan en ellos pero presentados de una forma atenuada y las bacterianas contienen fragmentos no celulares de las mismas junto con toxinas inofensivas pero para potenciar su eficacia, a estas vacunas se les añades coadyuvantes para activar a las células del sistema inmunitario innato.

Pertenecientes a la Inmunidad innata

Una vez que un organismo dañino o tóxico entre al organismo, encontrará al sistema inmunológico innato, sus células y mecanismos de defensa. La respuesta innata se desencadena al momento en el que se identifican a los microbios por medio de los receptores de reconocimiento de patrones. Estos patrones, reconocen componentes presentes en microorganismos o señales de alarma de las células dañadas o estresadas pero las defensas no son específicas ni duraderas.

Defensa

El sistema inmunitario se vale de varias líneas para la defensa del organismo, siendo las barreras físicas las más simples, estas evitan que las bacterias o virus entren al cuerpo y causen posibles afectaciones.

Después, si el patógeno logra entrar, comienza su función el sistema inmunológico innato ofreciendo una respuesta inmediata, siendo esta la segunda línea de defensa.

La tercera línea será el sistema inmunitario adaptativo, adaptando la respuesta defensiva durante la infección para atacar al patógeno específico y después conservando esa información en la memoria inmunitaria, lo que hará al sistema mucho más fuerte ante un segundo ataque.

El sistema inmunitario tiene que ser capaz de reconocer a sus propias moléculas y hacer distinción de las que no lo son para así poder defender al organismo, los antígenos son una clase se moléculas extrañas al cuerpo que activan la respuesta inmunitaria del cuerpo u organismo.

Tipos de barreras

Tipos de barreras

Superficiales y químicas

La piel, el exoesqueleto de los insectos, las cutículas de las hojas o las cáscaras, son algunos ejemplos de barreras superficiales que son las primeras líneas de defensa del organismo en cuestión contra infecciones.

Otro tipo de defensa ante una infección es la mecánica, como por ejemplo la tos o los estornudos que ayudan al cuerpo a expulsar los patógenos de las vías respiratorias o la orina y las lágrimas que también limpian otras áreas del cuerpo.

Las barreras químicas de igual forma protegen al cuerpo contra infecciones. Estas son secreciones como por ejemplo las de la piel, el tracto digestivo o el respiratorio. Ejemplos de ellas son las lágrimas, la saliva y la leche materna ya que son agentes antibacterianos, el ácido gástrico y las peptidasas son defensas químicas contra lo ingerido y de igual forma las secreciones vaginales al volverse ácida durante la menarquia o el semen que contiene defensinas y zinc con lo cual es capaz de matar patógenos.

La micro biota presente en el tracto genitourinario y gastrointestinal son barreras biológicas que reducen la posibilidad de que la población de agentes externos supere el número inofensivo y cause enfermedades.

El peligro de la automedicación o el uso excesivo de antibióticos radica en que este no diferencia entre los patógenos y las flora del cuerpo por lo que también es atacada pudiendo esto provocar hongos los cuales son inmunes al actuar de la mayoría de los antibióticos, esto provocará un proceso como el de la candidiasis vaginal. Esto puede revertirse con la reintroducción de microorganismos que contribuyan a regenerar la flora llevándola a un equilibrio, como por ejemplo el lactobacilo presente en el yogurt.

Humorales y químicas

  • Fiebre

Se define como la elevación de la temperatura interna corporal al superar los 37.7°C.

Es una respuesta ante una infección o lesión que estimula al sistema inmunológico. Los pirógenos (una clase de monocitos) son los que provocan la fiebre, es un mecanismo de defensa pero no es exclusivo ya que otro tipo de factores pueden inducir a la fiebre.

Generalmente tiene una causa obvia como infecciones por bacterias o virus, cáncer, reacción alérgica, trastornos hormonales, exceso en el ejercicio, enfermedades de tipo autoinmunes, exposición prolongada y excesiva al sol y un daño en el hipotálamo que es la glándula encargada de regular la temperatura corporal.

La fiebre facilita la acción de la respuesta inmunitaria permitiendo, aumentando y mejorando la movilidad de la células de defensa  y la fagocitosis de los leucocitos, disminuyendo los niveles de endotoxina e incrementando la cantidad de células T, por lo cual se discute si la fiebre debe ser tratada siempre bajo todos los casos o no.

Puede fluctuar entre alguna temperatura máxima al día para después disminuir o puede ser remitente, lo que quiere decir que la temperatura corporal comenzará a aumentar pero no disminuirá en ningún momento del día.

  • Inflamación

Esta es una de las primeras respuestas del sistema ante algún tipo de infección, sus síntomas son el enrojecimiento y la hinchazón de la zona afectada, todo causado por un incremento en el flujo de sangre en el tejido.

Se produce por los eicosanoides y citosinas las cuales se liberan por las heridas infectadas. Los eicosanoides producen fiebre y dilatación de los vasos sanguíneos circundantes a la zona con afectación gracias a las prostaglandinas y a los leucotrienos.

Las interlucinas son responsables de la comunicación ente los leucocitos. Los interferones sirven para la supresión de la síntesis de proteínas, son anti virales. Estos y otros agentes químicos atraen a las células inmunitarias hacia la zona de infección y curan el tejido removiendo patógenos.

​Sistema del complemento

Este sistema es una cascada bioquímica encargada de atacar la superficie de las células extrañas. Más de 20 proteínas son las que la conforman. Se le denomina así porque sirve como complemento en la destrucción de patógenos después de los anticuerpos y también es el mayor componente humoral para la adecuada respuesta inmune innata.

No es exclusiva de los mamíferos y en los humanos, esta respuesta se activa mediante la unión de estas proteínas a los carbohidratos  de los microorganismos, después de la unión, estas proteínas inician su capacidad proteásica que desatará una reacción en cadena junto a otras proteasas lo que dará como resultado la cascada catalítica.

Barreras celulares del sistema innato

Los leucocitos son la segunda línea del sistema inmunitario innato y actúan como organismos unicelulares independientes, entre ellos se incluyen los fagocitos como los macrófagos, neutrofilios y las células dendríticas; los basófilos, células NK y los mastocitos. Todas estas células son las encargadas de rastrear, identificar y eliminar a los patógenos.

La fagocitosis que realizan los fagocitos es una característica principal e importante para el sistema inmunitario innato. Ellos se dedican a recorrer el cuerpo buscando patógenos y pueden ser atraídos hasta alguna zona afectada por medio de la citosina.

La fagocitosis es el mecanismo de defensa tal vez más antigua y la tienen los animales tanto vertebrados como invertebrados, el fagocito absorbe al patógeno dentro del fagosoma donde se fusiona con el lisosoma, al resultado de la unión de ambas se le denomina fago lisosoma y ahí es donde el patógeno absorbido es destruido por enzimas digestivas o por la liberación de radicales libres dentro del fago lisosoma. Este mecanismo evolucionó a partir de la absorción de nutrientes.

Otras dos células son los neutrófilos y macrófagos, viajan por el cuerpo, se encuentran normalmente en la sangre y representan el 50 o 60% de los leucocitos del cuerpo.

Mediante la quimiotaxis, los neutrófilos se dirigen hacia el lugar afectado por bacterias e inflamado siendo la primera línea de defensa.

Existe también un tipo de células en los tejidos externos que se encuentran en contacto con el medio ambiente exterior, estas son las células dendríticas y se pueden encontrar en la nariz, los pulmones, la piel, estómago e intestinos. Ellas funcionan como puente o enlace entre el sistema innato y el sistema adaptativo. Obtienen su nombre de las dendritas neuronales por su amplia semejanza con ellas aunque estas no tienen relación alguna con el sistema nervioso.

En los tejidos conectivos y membranas mucosas están los mastocitos que son loa que regulan la respuesta de inflamación en la zona de infección. Se relacionan con las alergias y la anafilaxia.

Para la defensa contra los parásitos, existen los basófilos y los eosinófilos, al igual que juegan un papel en la reacción alérgica como el asma.

Las células NK, destruyen a las células tumorales o a las infectadas por virus.

Pertenecientes a la Inmunidad adquirida

Este tipo de inmunidad ha evolucionado desde los vertebrados primitivos para permitir una respuesta inmunitaria con una mayor eficacia ya que incluye la memoria inmunológica lo que hará que cada patógeno con el que el cuerpo haya tenido contacto alguna vez, se recuerde de manera permanente.

Con esto, los anticuerpos podrán con la ayuda de las células de memoria, identificar y recordar al patógeno que alguna vez atacó al cuerpo para que si regresa alguna segunda vez, la acción contra él sea mucho más rápida y eficaz para lograr su eliminación sin contratiempos.

Linfocitos

Estas células que forman parte del sistema inmunitario adaptativo son una clase especial de leucocitos. Las clases principales de linfocitos son las células T y B derivadas de las células madre hematopoyéticas multipotenciales que se encuentran en la médula ósea.

  • Las células B se encargan de la respuesta inmunitario humoral
  • Las células T se encargan de la respuesta inmunitaria celular

Ambas contienen moléculas receptoras capaces de reconocer células u objetivos de forma específica.

  • Las células T reconocen al patógeno después de que los antígenos han sido procesados y combinados con una molécula del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH). Se dividen en dos subtipos, el linfocito T-CD8 y el linfocito T-CD4. Las primeras sólo reconocerán antígenos acoplados a moléculas CMH tipo I y las segundas lo harán con las moléculas CMH tipo II. Sólo un tercer tipo, las Células T gamma/delta reconocen antígenos intactos.
  • Las células B, contienen una molécula de anticuerpo en su superficie que es el receptor específico de antígeno. Reconoce patógenos completos sin ser procesados. Cada grupo de estas células presenta en su superficie un antígeno diferente lo que hará el conjunto de receptores de estas células dentro del organismo represente a todos los tipos de anticuerpos que este sea capaz de fabricar.

Linfocitos T citotóxicos

Estos son un subgrupo de las células ya mencionadas anteriormente y se encargan de eliminar células infectadas con alguna clase de virus y algunos otros patógenos. Cada tipo de estas células es capaz de reconocer un antígeno deferente así como lo hacen las células B.

Se activan mediante su receptor RCT que está ligado a un antígeno específico dentro de algún complejo mediante el receptor CMH I de otra célula. De esta forma, la célula viajará a través del organismo buscando a las células que contengan un receptor CMH tipo I con ese tipo de antígeno.

Al momento en el que una célula T activada entra en contacto con esas células se comenzará a liberar citotoxinas las cuales van a formar poros en la membrana plasmática de la célula receptora. Esto hará que iones, agua y toxinas ingresen a ella lo que la hará estallar o entrar en apoptosis.

La eliminación de estas células que contienen al intruso, evitará que los virus se repliquen e infecten más células.

Se requiere de una señal de alta intensidad por parte del CMH-antígeno para que este tipo de células T se activen o bien de las señales de activación de las células T colaboradoras.

Linfocitos T colaboradores

Ellos son los encargados de la regulación de la respuesta inmune innata como de la adaptativa por lo cual son los que contribuyen a la decisión para determinar con cual respuesta inmunitaria se defenderá el cuerpo de los patógenos intrusos. No cuentan tipo alguno de actividad citotóxica por lo cual son incapaces de eliminar o matar a las células infectadas ni a los patógenos pero dirigen a otras células para llevar al cabo esa clase de tareas de defensa inmunitaria.

Estos linfocitos de colaboradores tienen receptores de linfocitos T que se encargarán de reconocer antígenos unidos a moléculas MHC de tipo II.

Este tipo de unión MHC-antígeno es reconocido por el receptor CD4 del linfocito con lo que recluta moléculas dentro del mismo que serán las responsables de su propia activación.

Los colaboradores se asociaran de forma mucho más débil con el complejo MHC-antígeno por lo cual para activar al linfocito es necesaria la unión e una cantidad considerable de receptores tienen que quedar unidos al MHC-antígeno, a diferencia de los linfocitos T citotóxicos que se activan sólo con una molécula del compuesto.

Al activarse un linfocito T colaborador se liberan citoquinas, estas influirán directamente en la actividad de varios tipos de células. Las señales producidas por los linfocitos T colaboradores contribuyen a la mejora en la función microbicida de los macrófagos y de igual forma a la actividad de los linfocitos T citotóxicos además esta activación va a provocar la emisión de señales necesarias para activar a los linfocitos B que producen anticuerpos.

Sistema inmune adaptativo alternativo

Las moléculas clásicas del sistema inmunitario adaptativo como los anticuerpos o los receptores de las células T se han identificado específicamente en los vertebrados mandibulados pero en los vertebrados primitivos sin mandíbula se ha encontrado una molécula diferente que deriva de linfocitos.

Ellos cuentan con una amplia gama de moléculas receptores de linfocitos variables que al igual que los receptores de antígenos en los vertebrados con mandíbula se producen por un número pequeño de genes. Estas moléculas de ligan a antígenos de patógenos como lo hacen los anticuerpos y con el mismo nivel de especificidad en su ataque.

Trastornos en la inmunidad

Trastornos del sistema inmunológico

Como se ha podido leer, el sistema inmunológico es sumamente complejo y efectivo para la defensa de los organismos biológicos desde el unicelular hasta el ser humano pero también es posible que tenga fallos. Esos fallos se agrupan en:

Inmunodeficiencias

La existencia de fallos en el sistema inmunológico trae consigo muchas enfermedades ya que el cuerpo literalmente se queda sin sistema de defensa lo que claramente ocasionará la susceptibilidad a los patógenos y pondrá en riesgo la vida.

Aparece cuando uno o más de las partes que componen al sistema quedan sin función alguna, puede ser por enfermedad genética, producida por fármacos o por una infección como el devastador y muy conocido Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) el cual es provocado por el retrovirus VIH.

  • El sistema inmunológico pierde con el paso de los años su capacidad de reacción ante las enfermedades aproximadamente a partir de los 50 años de edad por algo que se llama inmunosenescencia. De igual forma, en los primeros años de vida, aún no se cuenta con la total capacidad de defensa por lo cual se dice que los niños y ancianos son los grupos de mayor riesgo ante las enfermedades.
  • Otras causas son el alcoholismo, la obesidad, drogas y malnutrición. La deficiencia en la inmunidad celular, en la producción de citosinas, deficiencias en los anticuerpos IgA, entre otras, va en conjunto con una dieta sin suficientes proteínas.
  • La carencia de hierro, selenio, zinc, cobre, ácido fólico y vitaminas A, C, E y B6 de igual forma contribuyen a la baja en la respuesta inmunitaria.
  • La pérdida del timo por mutación genética o por extirpación resulta en una inmunodeficiencia grave.
  • Puede ser heredada o adquirida. Un ejemplo de enfermedad heredada en la granulomatosa crónica que implica una capacidad mínima de los fagocitos para destruir patógenos

En otro punto, contrario a lo anterior, se encuentran las enfermedades autoinmunes que son consecuencia de un sistema inmunológico hiperactivo que atacará al propio  organismo como si de agentes extraños se tratasen. Dentro de estas enfermedades se encuentran:

  • Tiroiditis de Hashimoto
  • Diabetes tipo 1
  • Lupus eritematoso
  • Artritis reumatoide

Hipersensibilidad

Este tipo de respuesta inmunológica por parte del organismo, daña a los tejidos propios del mismo. Puede dividirse en distintos tipos con base en los mecanismos y el tiempo de desarrollo.

  • Tipo I

Reacción inmediata anafiláctica (reacción inmunitaria severa y generalizada que puede causar la muerte) relacionada con las alergias severas. Se mediada por la inmunoglobulina E liberada por mastocitos y basófilos.

  • Tipo II

Cuando los anticuerpos se ligan a antígenos que se quedan sobre las propias células del organismo afectado identificándolas como células a destruir. Se media por los anticuerpos IgG e IgM.

  • Tipo III

Estos tipos de agregados que contienen antígenos, proteínas y anticuerpos IgG son los que se depositarán en varios tejidos siendo de esta forma los que desencadenarán las reacciones de este tipo.

  • Tipo IV

Conocida como la hipersensibilidad de tipo retardado tarda alrededor de dos o tres días en desarrollarse, están implicadas en una gran cantidad de enfermedades autoinmunes e infecciosas aunque también se incluye a la dermatitis de contacto. Las responsables de este tipo de reacciones son las células T, los macrófagos y los monocitos.

Autoinmunidad

Otro punto de los trastornos del sistema inmunológico son las respuestas exageradas, en este tipo de respuestas, el sistema tiene un fallo que le impide distinguir con eficacia las células propias de las extrañas y se comienza a atacar a sí mismo.

Para prevenir esto, el organismo tiene células especializadas en eliminar a los jóvenes linfocitos que están reaccionando contra el propio cuerpo pero las reacciones autoinmunes se pueden desencadenar con distintos factores.

  • Una sustancia corporal alterada.
  • Falla en el funcionamiento de las células encargadas de la producción de anticuerpos
  • Cuando una sustancia perteneciente y confinada a una zona corporal específica comienza a liberarse dentro de la circulación general del organismo.
  • El sistema reacciona a un antígeno que aparente tener características idénticas a una sustancia natural presente en el organismo por lo cual atacará a la sustancia externa y a la propia.

Otras defensas del sistema inmunológico

El sistema inmunológico adaptativo surge posiblemente con los vertebrados ya que no existe la producción de linfocitos ni hay respuestas humorales de anticuerpos en los invertebrados.

No obstante, muchas otras especies se valen de mecanismos de defensa que pueden ser las precursoras del sistema más complejo presente en los vertebrados.

Una gran cantidad de organismos  se valen de la utilización de receptores de reconocimiento de patrón, este tipo de receptores son en realidad proteínas utilizadas para identificar moléculas relacionadas a patógenos microbianos. Las defensinas constituyen un componente del sistema inmunitario innato y se han conservado durante la evolución pues está presente en todos los animales y plantas, es la base de la inmunidad sistémica de los invertebrados.

Las plantas no cuentan con células fagocítalas y su respuesta inmnunitaria en la mayoría se basa de químicos sistémicos con la función de “mensajeros” y que se distribuyen a lo largo de toda la planta. En el momento en que una sección del vegetal comienza a dañarse, el comenzará una respuesta hipersensible localizada en la cual las células se someten a la apoptosis que es una muerte celular programada y provocada por el mismo organismo  para evitar que la infección se extienda a cualquier otra sección o zona de la planta.

La resistencia sistémica adquirida es otro tipo de respuesta vegetal en el cuál la planta se convierte en resistente o inmune a un patógeno específico.

Mediante el mecanismo de silenciamiento ARN se puede bloquear la replicación de algún virus por lo que es de vital importancia para esta clase de respuesta sistémica.

Este sistema de complemento junto con las células fagocitarias se encuentra en muchos de los invertebrados.