Inmunidad

La inmunidad es la resistencia natural o adquirida de un organismo vivo a un agente infeccioso o tóxico.

Sistemas de Inmunidad

Existen dos sistemas de inmunidad:

Inmunidad Innata

La inmunidad innata o no específica está constituida por barreras epiteliales, elementos celulares fagocíticos (neutrófilos y monocitos), células agresoras naturales y factores humorales. Es un sistema natural, inespecífico y no tiene memoria.

Inmunidad Adquirida

La inmunidad adquirida o específica consiste en la respuesta inmunitaria. Es un sistema con memoria, específico y que necesita un estímulo antigénico. Está compuesta por linfocitos B y T e inmunoglobulinas (anticuerpos). Las inmunoglobulinas son proteínas presentes en la sangre y otros fluidos del ser humano y otros mamíferos cuya función principal es el reconocimiento y unión al antígeno para el cual han sido sintetizadas.

Este tipo de inmunidad puede adquirirse de dos formas:

• De forma activa: el individuo produce una respuesta inmunitaria. Sólo la inmunidad activa genera memoria y es duradera. A su vez, se puede conseguir de dos formas:
  • Natural: la que se produce tras superar con éxito una infección.
  • Artificial: mediante vacunas.
• De forma pasiva: cuando los anticuerpos que confieren inmunidad los ha producido otro organismo. Su acción es poco duradera. Puede ser:
  • Natural: vía placentaria o por leche materna.
  • Artificial: por seroterapia.

Antígeno

Un antígeno es toda sustancia que induce a la respuesta inmune. La respuesta inmune producida puede ser un anticuerpo o la generación de linfocitos sensibilizados. Generalmente las dos respuestas son estimuladas.

Determinante Antigénico

El determinante antigénico es la porción de un antígeno que interviene en la reacción con el anticuerpo. El número efectivo de determinantes antigénicos es la valencia del antígeno y varía según el tamaño y complejidad de la molécula.

Hapteno (Antígeno Incompleto)

Un hapteno es una sustancia de bajo peso molecular que por sí sola no es capaz de producir la respuesta inmune, pero sí de reaccionar con anticuerpos específicos. Estos haptenos unidos a otras moléculas (carrier) sí provocan la respuesta inmune.

Tipos de Antígenos

• Antígenos bacterianos
• Antígenos de rickettsias y virus
• Toxinas: sustancias elaboradas por microorganismos capaces de provocar lesiones en animales susceptibles.
• Venenos de vegetales superiores
• Venenos de origen animal
• Antígenos específicos de especies y órganos
• Antígenos de los glóbulos rojos humanos
• Antígenos de histocompatibilidad: El Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) es una pequeña región cromosómica ubicada en el cromosoma 6 humano, que codifica la formación de moléculas que controlan las reacciones inmunológicas. Las moléculas codificadas por estos genes se denominan antígenos de histocompatibilidad, y son los responsables del reconocimiento de lo “propio” y lo “no propio” por las moléculas del sistema inmunitario; proporcionando a los tejidos de cada individuo su propia identidad, incluso dentro de la misma especie; son los responsables del rechazo de tejidos y órganos.

Factores que Afectan la Antigenicidad

• Naturaleza química del antígeno: Las proteínas son mejores antígenos que los polisacáridos y glicolípidos.
• Tamaño: a mayor tamaño, más inmunogenicidad. La mayoría de las moléculas con peso molecular inferior a 10.000 no son inmunogénicas o lo son débilmente.
• Complejidad: a mayor complejidad, mayor inmunogenicidad.
• Conformación y accesibilidad: la estructura terciaria o plegamiento espacial de las moléculas es un factor significativo en su inmunogenicidad. Además, la accesibilidad o exposición al medio es también un factor importante. Cuanto más soluble es un antígeno, mayor es la probabilidad de que se produzcan interacciones con él.
• Concepto de extraño: el sistema inmune es capaz de distinguir entre lo propio y lo extraño de forma tal que, en ciertas circunstancias, se produce una enérgica respuesta inmune sólo a sustancias reconocidas como extrañas. Cuanto más distante es la relación evolutiva entre el antígeno y el huésped, más inmunogénica es la molécula. Por ejemplo, la albúmina de cobaya en otra cobaya no produce respuesta inmune, mientras que en otro vertebrado más complejo o diferente produce una fuerte respuesta inmune.
• Genética: la capacidad para reconocer un antígeno y la potencia de la respuesta inmune producida se encuentra bajo estricto control genético.
• Dosis y modo de administración de los antígenos: el hecho de que un antígeno induzca una respuesta inmunitaria depende de la dosis y forma de administración.

Reacciones Características de los Anticuerpos con sus Antígenos

Durante una infección, las reacciones entre anticuerpos y antígenos tienen como función la destrucción del agente patógeno. En estas reacciones se manifiesta un alto grado de especificidad del anticuerpo por el antígeno correspondiente.

Las reacciones entre antígenos y anticuerpos tienen diversas consecuencias:

1. Neutralizar microorganismos y sus toxinas.
2. Aglutinar cuerpos extraños (bacterias, virus,…) y formar grandes complejos de aglutinación que son reconocidos por el sistema de complemento, los macrófagos o las “natural killer” (NK) provocando su destrucción. Este tipo de reacciones se producen gracias a que cada anticuerpo posee, al menos, dos lugares idénticos de fijación al antígeno.
3. Estimular el proceso de opsonización, es decir, el recubrimiento de los gérmenes patógenos por anticuerpos para facilitar la fagocitosis por parte de los macrófagos o los fagocitos polimorfonucleares.

Inmunoglobulinas

Las inmunoglobulinas (Igs) o anticuerpos son proteínas presentes en la sangre y otros fluidos del ser humano y otros mamíferos. Son secretadas por las células plasmáticas como producto final de la respuesta inmune humoral.

Estructura de las Inmunoglobulinas

Las Igs son proteínas globulares con un contenido variable en hidratos de carbono, según la clase a la que pertenezcan. Todas poseen una estructura básica común, que consta de 4 cadenas polipeptídicas:

• Dos cadenas pesadas idénticas denominadas cadenas H (Heavy)
• Dos cadenas ligeras idénticas denominadas cadenas L (Light).

Las 4 cadenas se encuentran unidas entre sí por puentes disulfuro y otros enlaces covalentes, formando una estructura en “Y”.

Las diferentes clases de Igs que existen pueden presentarse como monómeros (IgG, IgD, IgE), dímeros (IgA), trímeros (IgA) y pentámeros (IgM).

La molécula de Ig se encuentra dividida en una serie de regiones:

1. Región Variable: Tiene una composición de aminoácidos variable. Se localiza en el extremo aminoterminal de ambas cadenas, situado en ambos extremos de los brazos cortos de la “Y”. Se distinguen:
   • región variable de la cadena pesada (VH)
   • región variable de la cadena ligera (VL)
2. Región Constante: Con una composición de aminoácidos constante. Se localiza en el extremo carboxiterminal de ambas cadenas, distinguiéndose:
   • región constante de la cadena pesada (CH)
   • región constante de la cadena ligera (CL)
3. Regiones Hipervariables: Situadas dentro de la región variable, son las responsables de la unión al antígeno.

De la ruptura enzimática de una molécula básica de Ig se obtienen 2 fragmentos: el Fab (antigen-binding) y el Fc (constante).

Funciones de las Inmunoglobulinas

• Función principal: Es la de reconocimiento y unión al antígeno para el cual han sido sintetizadas. Pueden ser:
  • Inmunoglobulinas presentes en la superficie del linfocito B maduro: son del tipo IgM e IgD, que actúan como receptores de superficie para el antígeno, de forma que aquí tiene lugar la selección clonal, ya que el antígeno se une al linfocito B que posee las Igs de superficie más específicas para él, produciéndose la selección de entre millones de linfocitos B con Igs diferentes.
  • Inmunoglobulinas sintetizadas por las células plasmáticas: son los denominados anticuerpos, que son liberados al medio por las células plasmáticas. La selección clonal que ha comenzado con el reconocimiento del antígeno por un linfocito B con Igs específicas en su superficie, se continúa con la transformación de éste en célula plasmática, que segrega Igs de idéntica especificidad por el antígeno que las Igs de superficie que poseía el linfocito B. Esta especificidad viene determinada por la región variable del anticuerpo, que es el fragmento de aminoácidos de la molécula que reconoce al antígeno. El anticuerpo reconoce al antígeno y se une a él, dejando que después otros mecanismos inespecíficos terminen la tarea de deshacerse del antígeno (fijación del complemento, fagocitosis, etc).

IgG

• Es la más abundante en el suero humano (70-75% del total de Igs)
• Es un monómero, comportándose como anticuerpo bivalente
• Es la que menos cantidad de hidratos de carbono posee (2-3%)
• Está distribuida de forma uniforme por los espacios intra y extravascular
• Atraviesa la placenta
• Es la Ig predominante en la respuesta secundaria de anticuerpos
• Es la única que actúa como antitoxina
• Posee cadenas H tipo γ (γ₁, γ₂, γ₃, γ₄)

IgM

• Constituye alrededor del 10% de las inmunoglobulinas
• Es un pentámero, con 10 valencias. La unión entre las 5 subunidades se realiza mediante puentes disulfuro y una cadena J.
• Su contenido en hidratos de carbono es de un 12%
• Se encuentra exclusivamente en el espacio intravascular
• No atraviesa la placenta
• Es la Ig predominante en la respuesta primaria de anticuerpos contra microorganismos
• Aparece en la superficie de los linfocitos B maduros como receptor para el antígeno
• Posee cadenas H tipo μ

Variantes de las Inmunoglobulinas

• Variantes Isotípicas: Son todas las variedades de Igs (clases y subclases) halladas en todos los individuos de una misma especie.
• Variantes Alotípicas: Es la variedad de moléculas de Igs halladas en un sólo individuo, constituyendo su alotipo. Es debida a la variación genética dentro de la misma especie. El alotipo depende del código genético del individuo.
• Variantes Idiotípicas: Las variaciones en las regiones variables e hipervariables determinan los idiotipos, específicos para cada clon de linfocitos B.

Inflamación y Alergia

La inflamación es la reacción que ocurre en el organismo cuando es agredido por un agente extraño, lo que provoca una serie de fenómenos:

• Aumento de riego sanguíneo en la zona.
• Aumento de la permeabilidad vascular, lo que permite el paso a través del endotelio de moléculas de gran tamaño hacia el lugar inflamado.

La alergia es una reacción indeseable producida contra un agente extraño, que puede presentarse tras una exposición repetida al antígeno. La anafilaxia es un fenómeno alérgico provocado por una excesiva liberación de histamina y otras sustancias, y que puede ser desencadenado por las anafilotoxinas C3a y C5a que escapen a los mecanismos de regulación del sistema del complemento (que precisamente pretenden evitar efectos nocivos para el huésped).

Infecciones Bacterianas Extracelulares

Estas bacterias, que no colonizan el interior de las células, pueden ser fagocitadas o destruidas por agentes bactericidas del huésped.

Estas bacterias poseen mecanismos de defensa contra el ataque del huésped, como son:

• Pared bacteriana resistente a antimicrobianos
• Cápsula que inhibe la fagocitosis
• Secreción de toxinas que destruyen macrófagos y leucocitos
• Enzimas que inhiben la respuesta inflamatoria

A su vez, el huésped posee mecanismos para neutralizar estas defensas bacterianas:

• Inactivación de enzimas y toxinas segregadas por bacterias
• Opsonización de bacterias encapsuladas

Las bacterias también pueden defenderse adhiriéndose a las superficies mucosas del organismo.

Contra esto el organismo dispone de las IgA, que se vierten con las secreciones corporales (lágrimas, sudor, saliva, secreciones nasales, respiratorias, digestivas, etc.). Estas IgA cubren a las bacterias, impidiendo su adherencia a las mucosas.

Infecciones Bacterianas Intracelulares

Algunas bacterias son capaces de vivir y crecer en el interior del citoplasma de los macrófagos tras ser fagocitadas, alterando los mecanismos de destrucción de los macrófagos de diferentes maneras, por ejemplo:

• El bacilo de Koch es capaz de inhibir la fusión de los lisosomas con la vacuola fagocitaria que los contiene.
• Otros agentes resisten el ataque de los lisosomas.
• Otros escapan de la vacuola digestiva y pasan al citoplasma, etc.

Inmunidad a la Infección Vírica

Los macrófagos pueden captar virus de forma inespecífica y destruirlos, pero en algunos casos permiten la replicación viral. Una vez que el virus ha invadido la célula su comportamiento es variable:

• Efecto citolítico: produce la muerte de la célula invadida, pasando el virus al espacio extracelular y desde ahí invade nuevas células.
• Efecto de estado constante: se reproduce dentro de la célula sin destruirla, liberándose nuevos virus por gemación e invadiendo nuevas células.
• Efecto integrado: el ácido nucléico del virus se incorpora al material genético de la célula huésped, lo que origina un crecimiento acelerado de dicha célula y las células hijas resultantes llevan antígenos víricos en su superficie.

a) Acción de anticuerpos séricos: El anticuerpo puede neutralizar virus libres, sobre todo si viajan por el torrente circulatorio. Dicha neutralización puede producirse:

• Inhibiendo la combinación del virus con el receptor de las células, con lo que se impide la entrada del virus al interior de la célula.
• Destruyendo la partícula vírica directamente por acción del complemento, estimulando la fagocitosis, etc.

b) Factores locales: En las infecciones víricas de período de incubación corto no hay mucho tiempo para la respuesta primaria de anticuerpos, y en este caso interviene rápidamente el interferón.

Además, en la superficie infectada (mucosa nasal, etc.) se produce una elevada…