InmunologíaDr. Américo Leyva Rojas

LA INMUNOLOGÍA• La inmunología es, en la actualidad, una ciencia autónoma y madura,

pero sus orígenes han estado estrechamente ligados a la Microbiología. Su objeto consiste en el estudio de las respuestas de defensa que han desarrollado los animales frente a la invasión por microorganismos o partículas extraños, aunque su interés se ha volcado especialmente sobre aquellos mecanismos altamente evolucionados e integrados, dotados de especificidad y de memoria, frente a agentes reconocidos por el cuerpo como no propios, así como de su neutralización y degradación.

• Como tantas otras ciencias, la Inmunología presenta un prolongado período pre-científico, de observaciones y aproximaciones meramente empíricas. La resistencia a ulteriores ataques de una enfermedad infecciosa fue ya recogida en escritos de la antigüedad; el historiador griego Tucídides (464-404 a.C.) narra que en una epidemia acaecida durante la guerra del Peloponeso, los enfermos eran atendidos solo por aquellos que habían sobrevivido previamente a la enfermedad, en la seguridad de que éstos no volverían a ser contagiados.

• El primer acercamiento a la inmunización con criterios racionales fue realizado por el médico inglés Edward Jenner (1749-1823), tras su constatación de que las vaqueras que habían adquirido la viruela vacunal (una forma benigna de enfermedad que sólo producía pústulas en las manos) no eran atacadas por la grave y deformante viruela humana. En mayo de 1796 inoculó a un niño fluido procedente de las pústulas vacunales de Sarah Nelmes; semanas después el niño fue inyectado con pus de una pústula de un enfermo de viruela, comprobando que no quedaba afectado por la enfermedad. Jenner publicó sus resultados en 1798 ("An enquiry into the causes and effects of the variolae vaccinae..."), pronosticando que la aplicación de su método podría llegar a erradicar la viruela. Jenner fue el primero en recalcar la importancia de realizar estudios clínicos de seguimiento de los pacientes inmunizados, consciente de la necesidad de contar con controles fiables.

• La inmunología es una de las ciencias biológicas en más acelerado crecimiento. Hace un siglo la inmunología no era más que estudio de la inmunidad. Este primer enfoque acerca de la inmunidad incluía la naturaleza de las vacunas, el uso de sueros inmunes en terapéutica y algunos aspectos del diagnostico serológico de enfermedades. A mitad del siglo, varios sucesos empezaron a darle una nueva forma a la inmunología: fueron descubiertos los grupos sanguíneos ABO y Rh, se reconoció la alergia como una nueva subdivisión y la naturaleza química de las vacunas (antígenos) recibió un estudio intensivo.

• Pronto la naturaleza química de los anticuerpos (inmunoglobulinas), el descubrimiento de las enfermedades autoinmunitarias y por inmunodeficiencia, las nueva aventuras en trasplantes y los estudios de la base celular de la respuesta inmunitaria expandieron tanto los aspectos inmunoquímicos como inmunocelulares de la inmunología. En las últimas décadas la inmunología se ha incorporado a muchas áreas: embriología, bioquímica, biología molecular, genética, fisiología celular, cáncer e inmunoquímica de radioisótopos y enzimática. Debido a la naturaleza sin límites de la ciencia moderna, el conocimiento de la inmunología es útil en el estudio de muchas ciencias biológicas.

CONCEPTOS PREVIOS• Los animales superiores son atacados por microorganismos y

partículas extrañas. Pero poseen sistemas defensivos frente a tales patógenos; dichos mecanismos tienden a distinguir lo propio de lo extraño

• Concepto de inmunidad: Conjunto de mecanismos de defensa de los animales frente a agentes externos extraños. Se adquiere al nacer, y va madurando y consolidándose durante los primeros años de vida.

• Inmunología: Ciencia biológica que estudia todos los mecanismos fisiológicos de defensa de la integridad biológica del organismo. Dichos mecanismos consisten esencialmente en la identificación de lo extraño y su destrucción. La inmunología también estudia los factores inespecíficos que coadyuvan a los anteriores en sus efectos finales.

• Respuesta inmune: Actuación integrada de un gran número de mecanismos heterogéneos de defensa contra sustancias y agentes extraños. En general, a las sustancias extrañas se las denomina como antígenos, y son ellos los que desencadenan en el organismo una serie de eventos celulares que provocan la producción de los mecanismos de defensa. Como veremos, los mecanismos de respuesta tienen una componente celular y otra molecular.

RESISTENCIA NATURAL• El término “resistencia natural” por lo general se

utiliza para referirse a la inmunidad heredada o innata y tradicionalmente se ha definido como la capacidad de un individuo para resistir infecciones, a través de las funciones normales del cuerpo que son típicas de la especie humana. Estas funciones variarán con la edad, sexo, estado nutricional y otras características del individuo. La resistencia natural no incluye la desarrollada a causa de una exposición previa a un microorganismo patógeno o sus productos tóxicos.

• Por lo tanto, la resistencia natural se refiere a estructuras y funciones normales, no adaptativas del cuerpo. Las resistencia natural tradicionalmente se divide en dos: Sistema externo de Defensa y Sistema Interno de Defensa. Ambos están basados en barreras anatómicas y estructurales, moléculas antimicrobianas encontradas en la sangre y tejidos, tácticas antimicrobianas directas de ´células como las del sistema fagocítico, eventos mecánicos como peristalsis, flujo de secreciones y aun la influencia de microorganismo no patógenos sobre la capacidad de los microorganismos patógenos para colonizar e invadir el cuerpo.

MECANISMOS DE RESISTENCIA NATURAL

SITIO TISULAR AGENTES ACTIVOS• Piel Barrera anatómica queratinizada

Acido láctico y ácidos grasos insaturados.Flora microbiana normal

• Sistema Respiratorio Macrófagos alveolaresPelícula de moco, acción ciliar.

• Sistema Genitourinario Lavado mecánico por la orina pH ácido de la orinaLisozimaMocoFlora microbiana normal

• Sistema Gastrointestinal PeristalsispH alcalino del intestino delgado.pH ácido del estómagoFlora microbiana normal

INMUNIDAD• Por inmunidad se entiende el conjunto de mecanismos de

defensa que le permiten a un organismo protegerse de los agresores que encuentra en su medio ambiente, evitar el desarrollo de células tumorales y eliminar moléculas nocivas originadas en su interior como consecuencia del envejecimiento, las infecciones, el trauma o el crecimiento neoplásico.

• El sistema inmune es esencial para la vida. Le permite a los seres vivos preservar su identidad. Para sobrevivir, un organismo necesita distinguir entre las moléculas propias y las extrañas, a fin de aceptar las primeras y rechazar las segundas. Gracias a este fenómeno los microorganismos y las células malignas son reconocidos como extraños y entonces son rechazados.

• La comprensión de los mecanismos básicos de la inmunidad ha permitido:a) Avanzar en el conocimiento de una serie de

entidades de fisiopatología, oscuro hasta hace pocos años, como la alergia y las enfermedades autoinmunes.

b) Desarrollar nuevos procedimientos y técnicas de diagnostico etiológico.

c) Iniciar procedimientos de inmunoterapia para el control de muchas enfermedades.

• El Sistema inmune desarrolla mecanismos defensivos protectores contra enfermedades causadas por bacterias, virus, hongos, parásitos y células cancerígenas.

• Consiste en un conjunto de células y tejidos que al estar afectados en una inmunodeficiencia hacen que el huésped se infecte, a veces fatalmente, demostrando una susceptibilidad aumentada hacia diferentes patógenos.

• Los mecanismos mencionados son muy poderosos y limitan la propagación de la infección, destruyen las células infectadas o al agente mismo y neutralizan toxinas. Los mecanismos se dividen en inespecíficos y específicos, y el agente que causa la respuesta inmune (RI) se denomina antígeno (Ag).

• En consecuencia, un sistema inmune funcional es esencial para vivir con salud, si el mismo desarrolló defensas contra estructuras reconocidas como propias o foráneas, pero también debe reconocer moléculas propias del organismo y obviamente, no reaccionar mediante mecanismos efectores hacia ellas, dado que originaría daños; es decir, un organismo sano debe realizar una fina discriminación entre lo propio y lo no propio.

• El sistema inmune no está predeterminado en un sitio u órgano particular del cuerpo, sino que sus moléculas y células se distribuyen por todo el organismo, ya que un patógeno infeccioso puede entrar por diversos sitios como mucosas, epitelios o espacios intravasculares.

INMUNIDAD• Es la capacidad de resistir a casi toda clase de microorganismos o

agentes tóxico capaces de lesionar los tejidos corporales.INMUNIDAD INNATA• La mayoría de los seres vivos gozan de inmunidad innata que

consiste en fenómenos generales, como la fagocitosis de las bacterias, la destrucción de agentes patógenos por las secreciones ácidas, las enzimas digestivas del tracto gastrointestinal, la resistencia a la invasión de la piel.

INMUNIDAD ADQUIRIDA• Es la capacidad para desarrollar mecanismos de protección, contra

agentes invasores. Como bacterias, virus, agentes tóxicos mortales. La inmunidad adquirida comienza con la acción de antígenos.

• Hay dos clases de inmunidad adquirida en el organismo.a) INMUNIDAD HUMORAL (o inmunidad de las células B)

que consiste en la formación de anticuerpos circulantes capaces de atacar el agente invasor.

b) INMUNIDAD CELULAR (o inmunidad por células T) que se obtiene con la formación de gran número de linfocitos activados cuya misión específica es la destrucción de agentes extraños.

ATRIBUTOS ESPECÍFICOS DEL SISTEMA DE LOS LINOCITOS B INMUNIDAD HUMORAL Y

ANTICUERPOS

• Cuando un antígeno extraño penetra al organismo, los macrófagos del tejido linfoide fagocitan al antígeno y lo presentan a los linfocitos B próximos. Los linfocitos B previamente quiescentes y específicos para el antígeno aumentan de tamaño y se convierten en células plasmáticas. Las células plasmáticas producen los anticuerpos gammaglobulinas.Los anticuerpos son proteínas de clase gammaglobulinas llamadas inmunoglobulinas.RESPUESTA PRIMARIA. Cuando un individuo encuentra por primera vez a un ag, el Ac contra ese Ag se detecta en el suero días o semanas después dependiendo de la dosis del antígeno y la vía de administracion.RESPUESTA SECUNDARIA. En el caso de un segundo encuentro con el mismo Ag, meses o años después de la respuesta primaria, el Ac actúa con mayor rapidez y se alcanzan valores más altos que en la respuesta primaria.

Mecanismos Inespecíficos de Defensa

• Corresponden a lo que se denomina “inmunidad innata” que no es específica de un Ag inductor y no se induce, sino que utiliza elementos preexistentes en el organismo a diferencia de la “Inmunidad Adaptativa o Adquirida”, que debe generar sus efectores humorales (Ac) y celulares (LT). Dividiremos el análisis en tres bloques, a saber: las barreras naturales, los elementos humorales y los elementos celulares de defensa natural.

• La piel es una barrera física importante contra la entrada de microorganismos, pero también es una barrera bioquímica, por la presencia de ácidos grasos que generan un microambiente poco propicio a la colonización.

• Las superficies epiteliales, como el tracto respiratorio, gastrointestinal y genitourinario, son barreras físicas y químicas, el pH ácido del estómago, las enzimas digestivas del intestino, el mucos, la lizosima de las lágrimas y otros fluidos. Por ejemplo, las células ciliadas, el estornudo y la tos también son barreras protectoras, ya que está demostrado el incremento de infecciones en personas con daño en esos niveles. Los microorganismos colinizadores del huésped también actúan como barreras, por ejemplo lactobacilos en la vagina o E. coli en el intestino, que impiden la entrada de otros micro-organismos por generación de ciertos pH o sustancias como colicinas, espermina, etc.

EL SISTEMA INMUNE

RESPUESTA INMUNE

• Una vez desarrollado en parte el concepto de inmunidad, podemos deducir que la respuesta inmune será aquella que presente el organismo al producirse en el mismo la entrada de un germen.

• En la lucha entre respuesta inmune y agresión infecciosa pueden darse varias situaciones como mostramos en las siguientes figuras.

A)Curación:Se produce la victoria de la respuesta inmune.

B) Desarrollo de la infecciónEl germen es superior a la respuesta inmune.

POSIBILIDADES DE LA LUCHA ENTRE EL GERMEN Y LA RESPUESTA INMUNE:

C) Cronificación:La lucha se mantiene indefinidamente.

D) Enfermedad Autoinmune:La respuesta inmune es exagerada frente al germen, haciéndose nociva al organismo.

FASES DE LA RESPUESTA INMUNE

• Los gérmenes disponen de unos elementos en su estructura que van a ser reconocidos como extraños al organismo invalido o huésped, denominados antígenos y que van a ser los determinantes del desencadenamiento de la respuesta inmune.

• Una vez que el germen penetra en el huésped el primer paso a seguir por éste es reconocerle como extraño (fase de reconocimiento), a lo que seguirá una fase de respuesta y finalmente una fase de reacción.

• La fase de respuesta corre a cargo principalmente de los linfocitos (células sanguíneas pertenecientes al grupo de leucocitos o glóbulos blancos) los cuales poseen un núcleo único y grande que ocupa casi toda la célula y de los que podemos distinguir dos tipos: a) Linfocitos T o timodependientes, son los encargados

de la inmunidad celular, que como veremos más adelante, es aquella que responde ante el estímulo del antígeno produciendo células específicas para la lucha.

b) Linfocitos B o bursadependientes, son los encargados de la inmunidad humoral, es decir, ante el estímulo antigénico, su respuesta es la formación de anticuerpos encargados del papel de lucha.

• Según el tipo de antígeno que penetra en el organismo humano, así se va a desarrollar la respuesta inmunitaria, de esta forma, en unos casos el papel principal correrá a cargo de los linfocitos T (inmunidad celular) y en otros será a cargo de los linfocitos B (inmunidad humoral), pero siempre ambas actuarán de manera conjunta, y así, en el caso particular de las bacterias que pueden multiplicarse en el interior de las células, como sucede con las micobacterias, la adquisición de resistencia por parte del huésped corre a cargo, casi exclusivamente, de la inmunidad celular (mediada por linfocitos T).

SISTEMA HEMATOPOYÉTICO

MÉDULA ÓSEA

BARRERAS SUPERFICIALES• Estas barreras superficiales pertenecen al sistema

inmunológico innato pues no dan una respuesta específica contra determinado tipo de organismos patógenos o toxinas. Son defensas que en ocasiones resultan de procesos generales del organismo pero que tienen una importancia capital para el organismo pues eliminan una gran cantidad de infecciones contribuyendo de esta manera a aligerar la carga de las defensas adquiridas. Existe un gran número de tipos de barreras que protegen de infecciones, incluyendo barreras mecánicas, químicas y biológicas. La cutícula cerosa de una hoja, el exoesqueleto de un insecto, la cáscara de un huevo, y la piel son ejemplos de barreras mecánicas que forman la primera línea de defensa contra infecciones. Sin embargo, como los organismos no están completamente sellados frente al medio externo, otros sistemas actúan para proteger las aberturas del cuerpo como los pulmones, el intestino y el tracto genitourinario. En los pulmones, la tos y los estornudos expulsan mecánicamente a los elementos patógenos y otros organismos del tracto respiratorio.

• El flujo de las lágrimas y la orina, realiza también una acción de limpieza al producir el arrastre mecánico de elementos patógenos, mientras que la mucosidad secretada por el sistema respiratorio y el tracto gastrointestinal sirve para atrapar microorganismos.

• Las barreras químicas también protegen contra infecciones.

• La piel y el tracto respiratorio secretan péptidos antimicrobianos tales como las defensinas-β . Enzimas tales como la lisozima y la fosfolipasa A en la saliva, las lágrimas y la leche materna también son agentes antibacterianos. Las secreciones de la vagina sirven como barreras químicas en la menarquia, cuando se vuelven ligeramente ácidas, mientras que el semen contiene defensinas y zinc para matar patógenos. En el estómago, el ácido gástrico y las peptidasas actúan como poderosas defensas químicas frente a patógenos ingeridos.

• Dentro de los tractos genitourinario y gastrointestinal, la flora comensal sirve como barrera biológica porque compite con las bacterias patógenas por alimento y espacio, y en algunos casos modificando las condiciones del medio, como el pH o el contenido de hierro disponible. Esto reduce la probabilidad de que la población de patógenos alcance el número suficiente de individuos como para causar enfermedades. Sin embargo, dado que la mayoría de los antibióticos no discriminan entre bacterias patógenas y la flora normal, los antibióticos orales pueden a veces producir un crecimiento excesivo de hongos (los hongos no son afectados por la mayoría de los antibióticos) y originar procesos como la candidiasis vaginal (provocada por una levadura). La reintroducción de flora probiótica, como el lactobacillus, encontrado en el yogurt, ayuda a restaurar un equilibrio saludable de las poblaciones microbianas en casos de infecciones intestinales.