Sistema inmunológico

El sistema inmunológico es el conjunto de células, proteínas y órganos que permiten al organismo defenderse de agentes extraños, especialmente microorganismos patógenos, y de células propias anormales, como las cancerosas. La inmunidad es el conjunto de mecanismos que utiliza el cuerpo como protección contra esos agentes.

Una forma útil de organizar el estudio es imaginar tres líneas de defensa:

Las dos primeras líneas forman la inmunidad innata o inespecífica: actúan contra cualquier agente extraño, de manera inmediata, y no guardan recuerdo. La tercera línea constituye la inmunidad adquirida o específica: se adapta al agente particular, tarda algunos días en activarse por completo la primera vez, y deja memoria inmunitaria, es decir, si el mismo antígeno vuelve a entrar, la respuesta es más rápida y potente.

Tal como se preguntó en exámenes recientes, es útil distinguir tres grandes tipos celulares y tres grandes grupos de proteínas solubles en la respuesta inmune:

• Tres tipos celulares principales: linfocitos B, linfocitos T y granulocitos (en especial neutrófilos).
• Tres proteínas solubles principales: anticuerpos, citoquinas y proteínas del complemento.

A continuación los desarrollamos con mayor detalle.

1. Componentes celulares

a. Linfocitos B

Los linfocitos B se originan y maduran en la médula ósea roja. Son los responsables de la inmunidad humoral, porque al activarse se transforman en plasmocitos, que producen y liberan anticuerpos. Los anticuerpos viajan por la sangre y la linfa para atacar antígenos extracelulares, como bacterias y toxinas.

Algunos linfocitos B activados no se convierten en plasmocitos sino en células B de memoria, que permanecen en el organismo durante años y permiten una respuesta secundaria rápida.

b. Linfocitos T

Los linfocitos T también se originan en la médula ósea, pero maduran en el timo, un órgano situado detrás del esternón. Hay dos poblaciones principales:

• Linfocitos T helper o colaboradores (CD4+): dirigen y regulan la respuesta inmunitaria. Liberan citoquinas como las interleuquinas, que activan a los linfocitos B y a los linfocitos T citotóxicos.
• Linfocitos T citotóxicos (CD8+): destruyen directamente células infectadas por virus o células tumorales. Constituyen la base de la inmunidad celular.

La inmunidad celular se llama así porque los linfocitos T actúan célula a célula, a diferencia de la inmunidad humoral, que usa anticuerpos solubles.

c. Granulocitos

Reciben este nombre porque su citoplasma contiene gránulos visibles al microscopio. Se originan en la médula ósea. Los principales son:

En la pregunta de admisión se relacionó a los granulocitos con la fagocitosis de antígenos, porque los neutrófilos son fagocitos muy activos.

d. Otras células relevantes

• Monocitos y macrófagos: los monocitos circulan en la sangre y, al migrar a los tejidos, se convierten en macrófagos. Los macrófagos fagocitan microorganismos y células muertas, y además actúan como células presentadoras de antígenos (CPA): digieren al microbio y muestran fragmentos del antígeno en su superficie para activar a los linfocitos T.
• Células dendríticas: son las CPA más eficientes. Tienen prolongaciones semejantes a ramas y se encargan de capturar antígenos en la piel y mucosas, transportarlos a los ganglios y presentarlos a los linfocitos T.
• Mastocitos: células del tejido conectivo que contienen gránulos de histamina y heparina. Su función clave es iniciar la respuesta inflamatoria.
• Células NK (natural killer o asesinas naturales): linfocitos de la inmunidad innata capaces de destruir células tumorales e infectadas por virus mediante perforinas (que perforan la membrana) y granzimas (que inducen apoptosis).

2. Componentes proteínicos

a. Anticuerpos o inmunoglobulinas

Son glucoproteínas producidas por los plasmocitos. Tienen forma general de “Y” y están formadas por cuatro cadenas: dos pesadas y dos ligeras. La región variable reconoce y se une al antígeno de manera específica.

Las funciones principales de los anticuerpos son:

• Neutralización: recubren al virus o a la toxina e impiden que se una a las células.
• Aglutinación: agrupan microorganismos para facilitar su fagocitosis.
• Opsonización: marcan al patógeno para que los fagocitos lo reconozcan mejor.
• Activación del complemento: inician la cascada del complemento sobre la superficie del patógeno.

Aunque no es imprescindible para el examen, las clases principales son IgG, IgA, IgM, IgE e IgD.

b. Citoquinas

Son proteínas solubles que actúan como mensajeros químicos del sistema inmunológico. Entre ellas destacan:

• Interleuquinas: regulan el crecimiento, la diferenciación y la activación de leucocitos. Por ejemplo, los linfocitos T helper liberan interleuquinas para activar a los linfocitos B y T citotóxicos.
• Interferones: son citoquinas con actividad antiviral. Son producidas por células infectadas por virus, fibroblastos, macrófagos y linfocitos, e inducen en las células vecinas la síntesis de proteínas antivirales.
• Quimioquinas: atraen células inmunitarias hacia el sitio de infección.

c. Sistemas del complemento

El complemento es un conjunto de proteínas sanguíneas que actúan en cascada enzimática: la activación de una proteína activa a la siguiente. Entre sus efectos están:

• Destrucción directa de bacterias mediante la formación de poros en su membrana (lisi bacteriana).
• Aumento de la fagocitosis por opsonización.
• Refuerzo de la inflamación.

Estas proteínas son solubles, no células; de ahí que se les considere dentro de los componentes proteínicos.

La inmunidad innata es aquella con la que nacemos. Es inespecífica: reconoce patrones generales presentes en muchos microorganismos, no un antígeno concreto. No genera memoria.

Primera línea: barreras físicas y químicas

Estas barreras impiden la entrada de microorganismos o los destruyen antes de que invadan tejidos profundos:

• Piel: barrera física gracias a la queratina.
• Mucosas: revisten los tractos respiratorio, digestivo, urogenital.
• Lisozima: enzima presente en lágrimas, saliva y secreción nasal; degrada la pared celular de algunas bacterias.
• Ácido clorhídrico del estómago: destruye muchos microorganismos ingeridos.
• Cerumen del oído, secreciones sebáceas, seminoplasmina del semen, ácido láctico vaginal, microbiota que compite con patógenos.

Segunda línea: cuando el agente supera las barreras

Si un microorganismo atraviesa la piel o las mucosas, entran en acción células y proteínas de la inmunidad innata. Los principales mecanismos son:

1. Fagocitosis: los neutrófilos y macrófagos engullen y digieren al patógeno. Los neutrófilos son los primeros en llegar, atraídos por señales químicas.
2. Células NK: eliminan células infectadas por virus y tumorales.
3. Interferones: limitan la replicación viral.
4. Sistema del complemento: lisa bacterias y refuerza la inflamación.
5. Inflamación y fiebre: se estudian a continuación.

La inflamación es una respuesta defensiva local del tejido dañado. Sus cuatro signos cardinales son:

¿Cómo ocurre la inflamación paso a paso?

1. Lesión o infección: un tejido es dañado por un corte, una quemadura o la presencia de bacterias.
2. Activación de mastocitos: los mastocitos del tejido conectivo liberan histamina (y otras sustancias como heparina, prostaglandinas y leucotrienos).
3. Vasodilatación: la histamina provoca dilatación de los vasos sanguíneos locales. Eso produce enrojecimiento y calor.
4. Aumento de la permeabilidad vascular: los vasos se vuelven más permeables; sale líquido hacia el tejido, lo que forma el edema (hinchazón).
5. Migración de fagocitos: los neutrófilos y después los monocitos/macrófagos son atraídos al área (quimiotaxis), atraviesan los vasos y fagocitan a los microorganismos y restos celulares.
6. Reparación: finalmente el tejido se regenera o forma cicatriz.

Entonces, la inflamación no es una enfermedad, sino una respuesta protectora: aísla la zona, recluta defensas y favorece la reparación. Por eso la hinchazón roja y caliente es signo de que el sistema inmune está trabajando.

La inmunidad adquirida es la tercera línea de defensa. A diferencia de la innata, es específica: reconoce un antígeno concreto mediante receptores altamente especializados. Además, genera memoria inmunitaria.

Sus células protagonistas son los linfocitos B y T. Según el mecanismo principal, se divide en inmunidad humoral e inmunidad celular.

1. Inmunidad humoral

Se llama humoral porque es mediada por anticuerpos, que son proteínas solubles que circulan en los humores (sangre y linfa). Es la respuesta principal contra microorganismos extracelulares y toxinas.

Secuencia de la respuesta humoral:

1. Un antígeno extracelular es reconocido por un linfocito B específico.
2. Los linfocitos T helper activan al linfocito B mediante citoquinas.
3. El linfocito B se transforma en plasmocito.
4. El plasmocito produce y secreta anticuerpos específicos contra ese antígeno.
5. Los anticuerpos se unen al antígeno y lo marcan para su destrucción: neutralizan, aglutinan, opsonizan y activan el complemento.
6. Algunos linfocitos B activados se convierten en células de memoria.

La primera exposición al antígeno produce una respuesta primaria lenta y de intensidad moderada. Si el antígeno reaparece, las células de memoria generan una respuesta secundaria mucho más rápida y potente.

2. Inmunidad celular

Es mediada por linfocitos T. Es especialmente importante contra microorganismos intracelulares, como virus, y contra células tumorales.

Secuencia de la respuesta celular:

1. Una célula presentadora de antígeno (por ejemplo un macrófago o una célula dendrítica) fagocita al microorganismo y expone fragmentos del antígeno en su superficie, unidos a moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).
2. Los linfocitos T helper reconocen el antígeno presentado y se activan.
3. El linfocito T helper libera citoquinas que activan a los linfocitos T citotóxicos.
4. Los linfocitos T citotóxicos reconocen y destruyen células infectadas o tumorales mediante perforinas y granzimas.

En resumen:

Existen dos maneras complementarias de clasificar la inmunidad. Es muy importante no mezclarlas.

Clasificación 1: según la especificidad y la memoria

• Inmunidad innata o natural (en sentido de no específica): se nace con ella, actúa contra cualquier antígeno, no tiene memoria.
• Inmunidad adquirida o específica: se adquiere por contacto con un antígeno, es específica y tiene memoria.

Clasificación 2: según cómo se obtiene la inmunidad específica

Dentro de la inmunidad adquirida, se puede clasificar con dos criterios:

Según la vía de adquisición:

• Natural: se adquiere por procesos biológicos normales, sin intervención médica; por ejemplo, al padecer una enfermedad o recibir anticuerpos de la madre.
• Artificial: se adquiere mediante intervención médica; por ejemplo, vacunas o sueros.

Según quién produce los anticuerpos:

• Activa: el propio organismo produce sus propios anticuerpos y células de memoria. Es duradera y tarda en desarrollarse.
• Pasiva: el organismo recibe anticuerpos ya elaborados por otro organismo. Es inmediata pero transitoria, y no genera memoria.

Al combinar ambos criterios resultan cuatro tipos:

Puntos clave para no confundir

• “Natural” en la clasificación de inmunidad innata no es lo mismo que “natural” en activa/pasiva. En el primer caso significa “con la que se nace”; en el segundo, “sin intervención médica”.
• La inmunidad pasiva no genera memoria porque el cuerpo no fabrica sus propios anticuerpos.
• La inmunidad activa tarda días en desarrollarse, pero permanece durante años.
• La inmunidad pasiva actúa de inmediato, pero dura solo semanas o meses.

Las vacunas y los sueros son aplicaciones prácticas de la inmunidad adquirida. Son estrategias opuestas y complementarias.

Vacunas

Una vacuna es un preparado que contiene antígenos capaces de estimular la producción de anticuerpos y células de memoria, sin causar la enfermedad. Al vacunar, el sistema inmunológico del individuo responde de forma activa; por eso la vacuna confiere inmunidad activa artificial.

Las vacunas pueden contener:

• Microorganismos atenuados (vivos pero debilitados): fiebre amarilla, sarampión.
• Microorganismos inactivados (muertos): polio inyectable, hepatitis A.
• Fragmentos o subunidades del microorganismo: vacuna contra VPH.
• Toxoides: toxinas bacterianas modificadas para perder toxicidad pero conservar capacidad antigénica: tétanos, difteria.

La vacunación se basa en la memoria inmunológica: la primera dosis sensibiliza al sistema inmune; dosis de refuerzo aumentan la memoria. Así, si la persona se expone al patógeno real, su respuesta secundaria es rápida y evita la enfermedad.

Suero antitóxico y suero antiofídico

Un suero antitóxico (también llamado suero hiperinmune o antisuero) es un preparado que contiene anticuerpos ya elaborados, obtenidos de un ser humano o de un animal (caballo, conejo) que ha sido inmunizado previamente contra el antígeno. Al inyectarse, los anticuerpos neutralizan rápidamente toxinas o venenos.

El suero proporciona inmunidad pasiva artificial: es inmediato, pero temporal y no genera memoria.

Casos típicos:

• Suero antiofídico: contra veneno de serpientes; se usa en mordeduras en la selva peruana.
• Suero antitetánico: contra la toxina tetánica.
• Suero antirrábico: usado tras exposición al virus de la rabia.
• Anticuerpos antitetánicos ya elaborados, cuando una persona no tiene inmunidad activa.

Diferencias entre vacuna y suero

La vacunación fue introducida por Edward Jenner en el siglo XIX, al observar que las personas que ordeñaban vacas y habían padecido la viruela bovina quedaban protegidas contra la viruela humana. De ahí el nombre vacuna (de vacca, vaca en latín).