Sistema Inmune: Conceptos Clave y Mecanismos de Defensa en Biología

INTRODUCCIÓN

El cuerpo humano tiene muchos nutrientes y es un ambiente estable, lo que lo hace un lugar ideal para que los microorganismos del exterior intenten invadirlo. Una infección ocurre cuando bacterias, virus u otros parásitos entran y se establecen en el cuerpo. Sin embargo, estar infectado no siempre significa estar enfermo. Para que haya una enfermedad, estos microorganismos deben causar daño. Los microbios que provocan daños en el cuerpo se llaman patógenos. Algunos destruyen células directamente, mientras que otros liberan toxinas que las afectan. La capacidad de un microorganismo para causar daño se llama virulencia.

CONCEPTO DE INMUNIDAD

La inmunidad es el conjunto de defensas que tiene el cuerpo para protegerse de sustancias extrañas, como virus, bacterias, toxinas e incluso células anormales que pueden formar tumores. Esta capacidad se desarrolla antes de nacer y se fortalece durante los primeros años de vida.

EL SISTEMA INMUNE

El sistema inmune está distribuido por casi todo el cuerpo, excepto el cerebro, y se concentra en órganos como la médula ósea, el bazo, el timo y los nódulos linfáticos. Está formado por células como linfocitos, macrófagos y granulocitos, así como por moléculas como anticuerpos, linfocinas y complemento. Todos estos elementos trabajan juntos para defender al cuerpo y generar inmunidad. Las células y moléculas del sistema inmune viajan por la sangre y pueden salir de los capilares para llegar a los tejidos. Luego, pueden regresar al torrente sanguíneo a través del sistema linfático.

CONCEPTO DE ANTÍGENO Y ANTICUERPO

Antígeno Un antígeno es cualquier molécula extraña al organismo que activa el sistema inmune. Todas las células tienen en su membrana ciertas moléculas que funcionan como una especie de "carnet de identificación celular". Estas moléculas tambien se llaman antígenos. Cuando un organismo recibe células de otra persona, el sistema inmune puede reconocer estos antígenos como extraños y rechazar injertos o trasplantes.

Anticuerpo Los anticuerpos son moléculas producidas por los linfocitos B maduros. Su función esunirse a los antígenos y presentarlos a otras células del sistema inmune para que los eliminen. También se conocen como inmunoglobulinas (Ig), que son proteínas que circulan en la sangre y otros fluidos del cuerpo. Se unen específicamente al antígeno que las activó para ayudar en la defensa del organismo. ANTIGENO con 3 epitopes o determinantes antigénicos Anticuerpos Unión Ag-At Inactivación del Ag

MECANISMOS DE DEFENSA DE LOS ORGANISMOS

A lo largo de la evolución, los animales han desarrollado diferentes barreras defensivas para proteger su organismo. Estas barreras pueden clasificarse de la siguiente manera:

a) Según su posición en el cuerpo:

• Externas: Son las que están en contacto con el exterior, como la piel y las mucosas. Funcionan como un muro que impide la entrada de agentes extraños.
• Internas: Se encuentran dentro del organismo, como los macrófagos y los linfocitos, que actúan cuando los patógenos logran entrar.

b) Según su acción:

• Inespecíficas: Actúan contra cualquier tipo de amenaza, como las lágrimas, que eliminan microorganismos sin distinguir entre ellos.
• Específicas: Actúan solo contra un tipo concreto de amenaza, como las inmunoglobulinas, que atacan solo a ciertos cuerpos extraños.

c) Según su origen:

• Innatas: Se desarrollan antes del nacimiento y no dependen de la presencia de antígenos.
• Adquiridas: Se forman solo cuando el organismo entra en contacto con un antígeno, como ocurre con la producción de inmunoglobulinas.

BARRERAS DEFENSIVAS

Los organismos cuentan con diferentes barreras para protegerse de infecciones. Estas barreras pueden clasificarse en primarias, secundarias e internas específicas.

a) Barreras primarias, externas, inespecíficas e innatas: Son las primeras líneas de defensa contra los microorganismos.

Barreras físicas:

• La piel: Actúa como una barrera impermeable gracias a la queratina. Además, el sudor y las secreciones sebáceas crean un ambiente ácido que dificulta la supervivencia de microorganismos.

Barreras químicas:

• Secreciones mucosas: Cubren las aberturas del cuerpo, como la boca, nariz y vías respiratorias, impidiendo la entrada de agentes extraños.
• Sustancias antibacterianas:
  • La saliva, lágrimas y secreciones nasales contienen lisozima, una enzima que destruye bacterias.
  • El semen contiene espermina, que también tiene acción bactericida.
  • Las secreciones ácidas de la vagina y el estómago crean un ambiente hostil para los microorganismos.
  • En las mucosas respiratorias, el moco y los cilios atrapan partículas extrañas y las expulsan con la tos o el estornudo.

Barreras biológicas:

• Flora bacteriana: Las bacterias beneficiosas del cuerpo impiden el crecimiento de microorganismos dañinos al competir por nutrientes y producir sustancias antibacterianas.

b) Barreras secundarias, internas, inespecíficas e innatas: Si los microorganismos logran atravesar las barreras externas, el cuerpo activa mecanismos internos de defensa, como:

• Células fagocíticas: Como macrófagos, granulocitos y células NK (natural killer), que destruyen microorganismos.
• Biomoléculas inactivadoras: Como el sistema del complemento y citocinas, que atacan cualquier sustancia extraña en el cuerpo.

c) Barrera interna específica: Cuando el sistema inmune detecta un antígeno, los linfocitos generan anticuerpos especializados que solo actúan contra ese antígeno. Esta respuesta tiene memoria inmunológica, lo que significa que el cuerpo reacciona de dos formas:

• Respuesta primaria: Se da en el primer contacto con el antígeno.
• Respuesta secundaria: Ocurre en exposiciones posteriores al mismo antígeno y es más rápida e intensa.

Las tres barreras trabajan juntas para proteger al organismo de infecciones.

DEFENSAS INESPECÍFICAS

La respuesta inespecífica se activa cuando cualquier sustancia o agente extraño logra atravesar las barreras naturales del cuerpo y llega a los tejidos profundos, causando una infección. Estas defensas no son específicas ni tienen memoria, lo que significa que siempre actúan de la misma manera, con la misma rapidez e intensidad, sin importar el tipo de invasor. En este proceso participan células con capacidad de fagocitosis y sustancias inactivadoras. Las defensas inespecíficas se dividen en cuatro tipos principales:

1. Inflamación.
2. Fagocitos.
3. Sistema del complemento.
4. Interferón.

RESPUESTA INFLAMATORIA

La respuesta inflamatoria tiene como finalidad aislar e inactivar los agentes agresores, así como restaurar las zonas dañadas. Los síntomas más comunes de la inflamación son:

• Rubor: Enrojecimiento de la piel debido a la dilatación de los vasos sanguíneos.
• Calor: Aumento de la temperatura en la zona infectada.
• Tumor: Hinchazón de la zona afectada debido al aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos, lo que permite la salida de plasma y células sanguíneas.
• Dolor: Sensación de dolor por la estimulación de las terminaciones nerviosas.

La inflamación y el mecanismo de fagocitosis comienzan con la movilización de las células fagocíticas hacia las zonas dañadas. Este movimiento se ve favorecido por varios factores:

• Dilatación de los vasos sanguíneos y aumento de la permeabilidad de los capilares, lo que incrementa el flujo sanguíneo y permite la salida de suero y fagocitos hacia las zonas infectadas.
• Movimiento de neutrófilos y macrófagos hacia los puntos de infección, estimulados por sustancias químicas liberadas por los propios patógenos.

Una vez que los fagocitos llegan a los microorganismos patógenos, los digieren y destruyen. Durante este proceso, se acumulan neutrófilos y macrófagos, tanto vivos como muertos, que junto con los restos de los microorganismos y el suero sanguíneo forman el pus.que atraen a los neutrófilos. Astilla Patógeno La respuesta inflamatoria Epidermis Lesión Coágulo de sangre Proteínas Dermis Mastocito antimicrobianas Señales Macrófago quimicas Neutrófilos> 0 Lisosomas . Elementos de coagulación Capilar sanguíneo

LOS FAGOCITOS

Los fagocitos son un tipo de leucocitos, conocidos como "comedores de células", ya que tienen la capacidad de fagocitar debido a que poseen lisosomas con enzimas hidrolíticas que les permiten digerir los microorganismos invasores. Existen diferentes tipos de fagocitos:

• Granulocitos neutrófilos (Polimorfonucleares): Son células que contienen abundantes gránulos citoplasmáticos, donde almacenan enzimas antimicrobianas. Tienen un núcleo polilobulado y se tiñen con colorantes neutros, lo que les da su nombre. Son los primeros en actuar en la defensa del cuerpo frente a infecciones.
• Monocitos: Son fagocitos que no contienen gránulos en su citoplasma. En el sistema circulatorio, se llaman monocitos, pero cuando llegan a los tejidos dañados o a los ganglios linfáticos, bazo u otros tejidos linfoides, se transforman en macrófagos, que son células especializadas en la destrucción de patógenos.

EL SISTEMA DE COMPLEMENTO

El sistema de complemento está compuesto por más de 20 proteínas en el plasma sanguíneo, que son producidas por el hígado y normalmente se encuentran inactivas. Cuando se forma el complejo antígeno-anticuerpo, un componente del complemento se activa, lo que a su vez activa a otros componentes en una serie de reacciones en cadena. Estas proteínas se unen a la membrana de las células patógenas y pueden tener dos efectos principales:

• Lisis celular: Crean orificios en la membrana de las células, lo que provoca su destrucción al vaciar su contenido.
• Atracción de fagocitos: Atraen células fagocíticas que se encargan de digerir y destruir los microorganismos.

EL INTERFERÓN

Cuando una célula es infectada por un virus, produce y libera unas proteínas llamadas interferón. Estas proteínas ayudan a evitar que la infección se propague, ya que estimulan a las células cercanas a producir enzimas antivirales. Estas enzimas impiden la replicación del virus, bloquean la síntesis de proteínas del virus o activan a las células NK (células asesinas naturales) para destruir las células infectadas. Las células asesinas naturales (NK) son células linfoides que, aunque similares a los linfocitos, tienen la función de destruir microorganismos y células infectadas. Se unen a las células atacadas y producen una proteína que crea agujeros en su membrana, matándolas.

DEFENSAS ESPECÍFICAS

Las defensas específicas son mecanismos que se activan cuando un determinado antígeno, y no otro, ha ingresado al cuerpo. Esta respuesta inmune presenta las siguientes características:

• Especificidad: Solo las células activadas por el antígeno que ha entrado en el organismo actuarán sobre él. Estas células no atacan a células propias, solo a antígenos externos.
• Memoria inmunológica: El sistema inmune tiene la capacidad de recordar un antígeno, lo que le permite responder de manera más rápida, eficaz y duradera si ese mismo antígeno vuelve a presentarse.
• Regulación de la respuesta: La respuesta inmune disminuye de forma gradual conforme la cantidad de antígeno disminuye en el organismo.
• Tolerancia de lo propio: Durante el desarrollo, el sistema inmune "aprende" a reconocer las células del propio cuerpo. Si esta tolerancia se pierde, pueden surgir enfermedades autoinmunes.

El sistema inmunitario específico está formado principalmente por linfocitos, que son células encargadas de producir anticuerpos para eliminar los antígenos, y por anticuerpos, que son proteínas especializadas en neutralizar esos agentes extraños.

LINFOCITOS

Los linfocitos son células sanguíneas que se desarrollan a partir de las células madre hematopoyéticas, presentes en la médula ósea, que dan lugar a todos los tipos de células sanguíneas. Son un tipo de leucocitos (glóbulos blancos) que no pueden formar pseudópodos, por lo que no realizan fagocitosis. Sin embargo, tienen la capacidad de reconocer antígenos específicos, lo que los convierte en los responsables de la especificidad inmunitaria. Se encuentran en grandes cantidades en la sangre, la linfa y los órganos linfoides. Existen dos tipos principales de linfocitos según el lugar donde maduran: linfocitos T y linfocitos B.

• Linfocitos B: Los linfocitos B maduran en la médula ósea de los mamíferos (o en la placa de