Qué es el sistema inmunológico

Para funcionar correctamente, un sistema inmunológico tiene que encontrar diversos agentes, conocidos como patógenos, desde virus hasta gusanos parasitarios, y distinguirlos del tejido sano del organismo.

Sistema inmunológico – Qué es

El sistema inmunológico es un sistema de defensa del huésped que comprende muchas estructuras y procesos biológicos dentro de un organismo que protege contra las enfermedades.

Sistema inmunológico – Clasificación

En muchas especies, el sistema inmunológico se puede clasificar en subsistemas, como el sistema inmunitario innato frente al sistema inmunitario adaptativo, o la inmunidad humoral frente a la inmunidad mediada por células. En los seres humanos, la barrera hematoencefálica, la barrera hematoencefálica y el líquido cefalorraquídeo separan el sistema inmunitario periférico del sistema neuroinmune, que protege el cerebro.

Los patógenos pueden evolucionar y adaptarse rápidamente y, por lo tanto, evitar la detección y neutralización por parte del sistema inmunológico; sin embargo, múltiples mecanismos de defensa también han evolucionado para reconocer y neutralizar los patógenos.

Incluso los organismos unicelulares simples, como las bacterias, poseen un sistema inmunitario rudimentario en forma de enzimas que protegen contra las infecciones por bacteriófagos. Otros mecanismos inmunitarios básicos evolucionaron en los antiguos eucariotas y permanecen en sus descendientes modernos, como las plantas y los invertebrados.

Estos mecanismos incluyen la fagocitosis, los péptidos antimicrobianos llamados defensinas y el sistema del complemento. Los vertebrados con mandíbulas, incluidos los humanos, tienen mecanismos de defensa aún más sofisticados, incluida la capacidad de adaptarse a lo largo del tiempo para reconocer patógenos específicos de manera más eficiente.

Sistema inmunológico – Características

La inmunidad adaptativa (o adquirida) crea una memoria inmunológica después de una respuesta inicial a un patógeno específico, lo que lleva a una respuesta mejorada a los encuentros posteriores con ese mismo patógeno. Este proceso de inmunidad adquirida es la base de la vacunación.

Los trastornos del sistema inmunológico pueden provocar enfermedades autoinmunes, enfermedades inflamatorias y cáncer. La inmunodeficiencia ocurre cuando el sistema inmunológico está menos activo de lo normal, lo que resulta en infecciones recurrentes y potencialmente mortales.

La autoinmunidad es el resultado de un sistema inmunitario hiperactivo que ataca tejidos normales como si fueran organismos extraños. Las enfermedades autoinmunes comunes incluyen tiroiditis de Hashimoto, artritis reumatoide, diabetes mellitus tipo 1 y lupus eritematoso sistémico. La inmunología cubre el estudio de todos los aspectos del sistema inmunológico.

Sistema inmunológico – Historia

La inmunología es una ciencia que examina la estructura y función del sistema inmunológico. Se origina a partir de la medicina y los primeros estudios sobre las causas de la inmunidad a las enfermedades. La primera referencia conocida a la inmunidad fue durante la plaga de Atenas en 430 aC.

Tucídides notó que las personas que se habían recuperado de un ataque previo de la enfermedad podían curar a los enfermos sin contraer la enfermedad por segunda vez. En el siglo XVIII, Pierre-Louis Moreau de Maupertuis realizó experimentos con veneno de escorpión y observó que ciertos perros y ratones eran inmunes a este veneno.

La teoría de Pasteur estaba en oposición directa a las teorías contemporáneas de la enfermedad, como la teoría del miasma. No fue hasta las pruebas de Robert Koch en 1891, por las que recibió un Premio Nobel en 1905, que los microorganismos fueron confirmados como la causa de enfermedades infecciosas.

Los virus se confirmaron como patógenos humanos en 1901, con el descubrimiento del virus de la fiebre amarilla por Walter Reed. La inmunología hizo un gran avance hacia fines del siglo XIX, a través de desarrollos rápidos, en el estudio de la inmunidad humoral y la inmunidad celular.

Particularmente importante fue el trabajo de Paul Ehrlich, quien propuso la teoría de la cadena lateral para explicar la especificidad de la reacción antígeno-anticuerpo; Sus contribuciones a la comprensión de la inmunidad humoral fueron reconocidas por el premio Nobel en 1908, que fue otorgado conjuntamente al fundador de la inmunología celular, Elie Metchnikoff.

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Sistema inmunológico – Función

Defensa en capas

El sistema inmunológico protege a los organismos de la infección con defensas en capas de especificidad creciente. Si un patógeno rompe estas barreras, el sistema inmune innato proporciona una respuesta inmediata, pero no específica. Los sistemas inmunes innatos se encuentran en todas las plantas y animales.

Si los agentes patógenos evaden con éxito la respuesta innata, los vertebrados poseen una segunda capa de protección, el sistema inmune adaptativo, que se activa por la respuesta innata. Aquí, el sistema inmunológico adapta su respuesta durante una infección para mejorar su reconocimiento del patógeno.

Sistema inmune innato

Los microorganismos o toxinas que entran con éxito en un organismo encuentran las células y los mecanismos del sistema inmunitario innato. Las defensas inmunitarias innatas no son específicas, lo que significa que estos sistemas responden a los patógenos de una manera genérica. Este sistema no confiere inmunidad duradera contra un patógeno. El sistema inmunitario innato es el sistema dominante de defensa del huésped en la mayoría de los organismos.

Barreras de superficie

Varias barreras protegen a los organismos de la infección, incluidas las barreras mecánicas, químicas y biológicas. La cutícula cerosa de la mayoría de las hojas, el exoesqueleto de los insectos, las conchas y membranas de los huevos depositados externamente, y la piel son ejemplos de barreras mecánicas que son la primera línea de defensa contra la infección.

Sin embargo, como los organismos no pueden estar completamente sellados de sus entornos, otros sistemas actúan para proteger las aberturas del cuerpo, como los pulmones, los intestinos y el tracto genitourinario. La acción de enjuague de las lágrimas y la orina también expulsa mecánicamente los agentes patógenos, mientras que la mucosidad secretada por el tracto respiratorio y gastrointestinal sirve para atrapar y enredar a los microorganismos.

Las barreras químicas también protegen contra la infección. La piel y el tracto respiratorio segregan péptidos antimicrobianos como las β-defensinas. Las enzimas como la lisozima y la fosfolipasa A2 en la saliva, las lágrimas y la leche materna también son antibacteriales.

En el estómago, el ácido gástrico y las proteasas sirven como poderosas defensas químicas contra los patógenos ingeridos. Dentro de los tractos genitourinario y gastrointestinal, la flora comensal sirve como barreras biológicas al competir con bacterias patógenas por el alimento y el espacio y, en algunos casos, al cambiar las condiciones en su entorno, como el pH o el hierro disponible.

Como resultado de la relación simbiótica entre los comensales y el sistema inmunológico, se reduce la probabilidad de que los patógenos alcancen un número suficiente para causar la enfermedad. Sin embargo, dado que la mayoría de los antibióticos no atacan específicamente a las bacterias y no afectan a los hongos, los antibióticos orales pueden conducir a un “crecimiento excesivo” de los hongos y causar afecciones como una candidiasis vaginal (una infección de levadura).

La reintroducción de la flora probiótica ayuda a restablecer un equilibrio saludable en niños y fomenta los datos preliminares en los estudios sobre gastroenteritis bacteriana e inflamación intestinal. Enfermedades, infección del tracto urinario e infecciones postquirúrgicas.

Inflamación

La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmunitario a la infección. Los síntomas de la inflamación son enrojecimiento, hinchazón, calor y dolor, que son causados ​​por el aumento del flujo sanguíneo en el tejido.

Las citocinas comunes incluyen interleucinas que son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos; quimiocinas que promueven la quimiotaxis; e interferones que tienen efectos antivirales, como el cierre de la síntesis de proteínas en la célula huésped.

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Las citoquinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunitarias en el sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado luego de la eliminación de patógenos.

Sistema complementario

Contiene más de 20 proteínas diferentes. El complemento es el componente humoral principal de la respuesta inmune innata. Muchas especies tienen sistemas de complemento, incluyendo no mamíferos como plantas, peces y algunos invertebrados.

En los seres humanos, esta respuesta se activa mediante la unión del complemento a los anticuerpos que se han adherido a estos microbios o la unión de las proteínas del complemento a los carbohidratos en las superficies de los microbios. Esta señal de reconocimiento desencadena una respuesta de matanza rápida.

Células asesinas naturales

Las células asesinas naturales, o células NK, son linfocitos y un componente del sistema inmunitario innato que no ataca directamente a los microbios invasores. Más bien, las células NK destruyen las células huésped comprometidas, como las células tumorales o las células infectadas por virus.

Fueron nombrados “asesinos naturales” debido a la idea inicial de que no requieren activación para matar a las células que “faltan”. Durante muchos años no estaba claro cómo las células NK reconocen las células tumorales y las células infectadas.

Ahora se sabe que la composición del MHC en la superficie de esas células se altera y las células NK se activan a través del reconocimiento del “yo faltante”. Las células del cuerpo normal no son reconocidas y atacadas por las células NK porque expresan antígenos MHC intactos. Esos antígenos MHC son reconocidos por los receptores de inmunoglobulina de células asesinas (KIR) que esencialmente ponen freno a las células NK.

Sistema inmune adaptativo

El sistema inmunitario adaptativo evolucionó en vertebrados tempranos y permite una respuesta inmune más fuerte, así como una memoria inmunológica, donde cada patógeno es “recordado” por un antígeno de firma. La respuesta inmune adaptativa es específica de antígeno y requiere el reconocimiento de antígenos “no propios” específicos durante un proceso llamado presentación de antígeno.

La especificidad de antígeno permite la generación de respuestas que se adaptan a patógenos específicos o células infectadas por patógenos. La capacidad de montar estas respuestas personalizadas se mantiene en el cuerpo mediante “células de memoria”. Si un patógeno infecta el cuerpo más de una vez, estas células de memoria específicas se utilizan para eliminarlo rápidamente.

Linfocitos

Las células del sistema inmunitario adaptativo son tipos especiales de leucocitos, llamados linfocitos. Las células B y las células T son los principales tipos de linfocitos. Las primeras participan en la respuesta inmune humoral, mientras que las segundas participan en la respuesta inmune mediada por células.

Tanto las células B como las células T transportan moléculas receptoras que reconocen objetivos específicos. Las células T reconocen un objetivo “no propio”, como un patógeno, solo después de que los antígenos (pequeños fragmentos del patógeno) hayan sido procesados ​​y presentados en combinación con un receptor “auto” denominado molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).

Hay dos subtipos principales de células T: la célula T asesina y la célula T auxiliar. Además, hay células T reguladoras que tienen un papel en la modulación de la respuesta inmune. Las células T asesinas solo reconocen los antígenos acoplados a las moléculas MHC de Clase I, mientras que las células T auxiliares y las células T reguladoras solo reconocen los antígenos acoplados a las moléculas MHC de Clase II.

Estos dos mecanismos de presentación de antígenos reflejan los diferentes roles de los dos tipos de células T. Un tercer subtipo menor son las células T γδ que reconocen los antígenos intactos que no están unidos a los receptores MHC. Las células T doble positivas están expuestas a una amplia variedad de autoantígenos en el timo, en los cuales el yodo es necesario para su desarrollo y actividad.

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En contraste, el receptor específico de antígeno de células B es una molécula de anticuerpo en la superficie de las células B y reconoce patógenos completos sin necesidad de procesamiento de antígenos. Cada linaje de células B expresa un anticuerpo diferente, por lo que el conjunto completo de receptores de antígenos de células B representa todos los anticuerpos que el cuerpo puede fabricar.

Células T asesinas

Las células T asesinas son un subgrupo de células T que matan a las células que están infectadas con virus (y otros patógenos), o están dañadas o son disfuncionales. Al igual que con las células B, cada tipo de célula T reconoce un antígeno diferente. Las células T asesinas se activan cuando su receptor de células T (TCR) se une a este antígeno específico en un complejo con el receptor MHC de Clase I de otra célula.

El reconocimiento de este complejo MHC: antígeno es ayudado por un co-receptor en la célula T, llamado CD8. La célula T luego viaja por todo el cuerpo en busca de células en las que los receptores MHC I llevan este antígeno. Cuando una célula T activada entra en contacto con dichas células, libera citotoxinas, como la perforina, que forman poros en la membrana plasmática de la célula diana, permitiendo que entren iones, agua y toxinas.

La entrada de otra toxina llamada granulisina (una proteasa) induce a la célula diana a sufrir apoptosis. La muerte de células T de las células huésped es particularmente importante para prevenir la replicación de virus. La activación de las células T está estrechamente controlada y generalmente requiere una señal de activación de MHC / antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por las células T “auxiliares” (ver más abajo).

Células T auxiliares

Función de las células T auxiliares: las células presentadoras de antígeno (APC) presentan antígeno en sus moléculas MHC de clase II (MHC2). Las células T auxiliares expresan receptores de células T (TCR) que reconocen el antígeno unido a moléculas MHC de clase II. El complejo MHC: antígeno también es reconocido por el co-receptor CD4 de la célula auxiliar, que recluta moléculas dentro de la célula T (por ejemplo, Lck) que son responsables de la activación de la célula T.

Las células T auxiliares tienen una asociación más débil con el complejo MHC: antígeno que la observada para las células T asesinas, lo que significa que muchos receptores (alrededor de 200–300) en las células T auxiliares deben estar unidos por un antígeno MHC: para activar la célula auxiliar. mientras que las células T asesinas pueden activarse mediante la participación de una única molécula de MHC: antígeno. La activación de las células T colaboradoras también requiere una mayor duración del compromiso con una célula presentadora de antígeno.

Células gamma delta t

Las células T gamma delta (células γδ T) poseen un receptor de células T alternativo (TCR) en lugar de las células T CD4 + y CD8 + (αβ) y comparten las características de las células T cooperadoras, las células T citotóxicas y las células NK. Las condiciones que producen respuestas de las células T γδ no se entienden completamente.

Al igual que otros subconjuntos de células T “no convencionales” que tienen TCR invariables, como las células T asesinas naturales restringidas a CD1d, las células T γδ se ubican a horcajadas en el límite entre la inmunidad innata y la adaptativa. Por un lado, las células T γδ son un componente de la inmunidad adaptativa.