Respuesta Inmunitaria Innata
En este apartado revisaremos brevemente los componentes más relevantes de la respuesta inmunitaria innata (también llamada "natural"). Esta respuesta es rápida en atacar a los patógenos que logran traspasar las barreras iniciales, sin embargo, es una respuesta inespecífica y sin memoria inmunológica. En estos procesos de defensa participan algunos órganos, células y moléculas.
La piel también nos protege de la colonización microbiana mediante el proceso de descamación, el cual elimina aquellos microorganismos que se encuentren adheridos al epitelio y que representen un riesgo potencial de infección. También existen uniones celulares estrechas entre las células del epitelio que impiden que los microorganismos se puedan abrir paso por piel.
En la piel se encuentran células del sistema inmunitario como las Células Dendríticas, Macrófagos, Neutrófilos, Basófilos y algunos Linfocitos que se encargan de la eliminación de los microorganismos que hayan logrado penetrar por la piel gracias a alguna herida. La participación de estas células favorecerá la activación de la respuesta inmune adaptativa por mecanismos que abordaremos más adelante.
La mucosa respiratoria es susceptible de colonización por microorganismos suspendidos en el aire que son interiorizados al momento de respirar. Las células de este epitelio contienen cilios que barren el moco que se está produciendo constantemente. Los microorganismos presentes en el aire se quedan atrapados y son expulsados junto con el moco, formado principalmente por una glucoproteína muy pegajosa y viscosa llamada mucina. Una vez que la capa mucosa llega hasta la faringe es deglutida y el pH estomacal se encarga de destruir a los microorganismos. Otros mecanismos de defensa del tracto respiratorio son la tos y los estornudos que se encargan de expulsar a gran velocidad las partículas inhaladas.
La enorme cantidad de microorganismos que habitan normalmente en la mucosa gástrica, conocida como microbioma intestinal, está compuesta por más de 500 especies diferentes e impide que logren establecerse microorganismos patógenos, también ayudan en el proceso de digestión y absorción de nutrientes, produciendo vitaminas y degradando alimentos que nosotros no podemos digerir. También nos puede proteger por mecanismos como el peristaltismo, la diarrea o el vómito que ayudan con la expulsión de patógenos. Se produce una capa de moco que impide la adherencia de de los microorganismos al epitelio. El pH extremadamente ácido del estómago elimina a la mayoría de los agentes potencialmente patógenos que entran al organismo por vía oral en los alimentos.
El tracto genitourinario está protegido por moco rico en anticuerpos y enzimas, así como un pH ácido y una elevada concentración de sales. También son secretadas sustancias antimicrobianas como las defensinas (proteínas que atacan a la membrana de las bacterias) y uromodulina (también llamada proteína Tamm-Horsfall), que impide la adherencia de las microorganismos al epitelio urinario.
Los Macrófagos son células que realizan fagocitosis (fagos:"comer" y citosis:"células"; es decir que "comen células"). Sin embargo, también son capaces de presentar antígeno a los Linfocitos "T" para estimular una Respuesta Inmunitaria Adaptativa. Además de esto, los Macrófagos pueden producir sustancias que promueven una respuesta inflamatoria.
Las Células Dendríticas realizan un patrullaje en los tejidos (piel y mucosas) donde son capaces de capturar Antígeno, destruirlo y presentarlo a los Linfocitos T que se encuentran en los ganglios. De esta manera estimulan una Respuesta Inmunitaria Adaptativa.
Las Células NK (Del inglés Natural Killer: "asesinas naturales") son capaces de reconocer células infectadas por virus o células cancerígenas y matarlas rápidamente.
Los Mastocitos (También llamados "células cebadas") son capaces de degranular (liberar el contenido de sus gránulos citoplasmáticos) rápidamente y liberar moléculas mediadoras del proceso inflamatorio, como por ejemplo la Histamina, Prostaglandinas, Leucotrienos y Citocinas. Coordinan de manera importante la inflamación local y participan en el proceso de alergias.
Los Neutrófilos son células fagocíticas muy importantes en las infecciones contra bacterias y hongos. También son llamados Polimorfonucleares (PMN) ya que su núcleo parece tener una forma con tres lóbulos.
Los Basófilos participan en la respuesta inflamatoria de las alergias al activarse por la presencia de antígenos denominados alergenos.
Los Eosinófilos son capaces de reconocer y atacar a los parásitos como gusanos del tipo helmintos. Para destruirlos liberan proteínas llamadas "básica mayor" y "proteína catiónica".
Las células endoteliales cubren el interior de los vasos sanguíneos y permiten el paso de las células del sistema inmune hacia los tejidos para eliminar a los antígenos.
Los Fibroblastos participan en la reparación de los tejidos que han sido afectados durante la respuesta inmune, especialmente durante la inflamación en donde los Macrófagos y Neutrófilos pueden causar cierto daño a los tejidos mientras se abren paso hacia los antígenos.
Las Plaquetas inician el proceso de coagulación de la sangre cuando hay un daño a los vasos sanguíneos. También liberan moléculas que atraen a los Neutrófilos, Eosinófilos y Linfocitos.
Los Eritrocitos tiene como función principal el transporte de gases en sangre, sin embargo, también son capaces de capturar complejos antígeno-anticuerpo que se hayan formado en el torrente sanguíneo y los llevan al bazo para que sean eliminados por Macrófagos.
Dentro de los receptores R-RP tenemos a los TLR (del inglés Toll-Like Receptors; Receptores tipo Toll). Se han descubierto trece tipos de TLR's capaces de reconocer diferentes tipos de patrones moleculares como por ejemplo Peptidoglucanos, Lipopolisacáridos, ADN y ARN. No todos los organismos tienen todos los TLR. Otro receptor tipo R-RP son las Lectinas, capaces de reconocer carbohidratos presentes en los microorganismos, sobre todo en bacterias y hongos.
También existen Receptores para Citocinas, que como su nombre lo indica son capaces de unir a las diferentes Citocinas que funcionan como moléculas de comunicación celular. Los Receptores para Anticuerpo unen a moléculas de Anticuerpo que han reconocido Antígeno y favorecen su eliminación por fagocitosis. Por otro lado, los Receptores para Complemento permiten a las células del sistema inmunitario reconocer a proteínas de la cascada del complemento que están unidas a la superficie de microorganismos para que pueden ser eliminados.
La Lactoferrina es una proteína capaz de almacenar el hierro libre que hay en los líquidos orgánicos. De esta manera, los microorganismos no pueden incorporarlo para su propio beneficio. El hierro es un componente importante de las proteínas que forman los Complejos proteicos de la Cadena de Transporte de Electrones, de tal manera que si no hay hierro disponible para los microorganismos no pueden obtener energía para su metabolismo.
La Lisozima es una enzima que rompe la pared de Peptidoglucanos de las bacterias. Es producida por las lágrimas, la saliva y el moco nasal. Otro grupo de enzimas son las Quitinasas capaces de degrada los componentes de la pared celular de hongos e insectos e inducen la producción de Citocinas quimioatractoras de Eosinófilos y Basófilos.
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Barreras Iniciales de la Respuesta Inmunitaria Innata
La respuesta inmune innata contiene elementos presentes todo el tiempo, denominados en su conjunto como barreras iniciales. Este tipo de respuesta apareció como primer mecanismo de defensa durante la evolución de los organismos eucariontes pluricelulares y es muy parecida en todos los vertebrados. También se denomina natural porque todos los animales nacen con un cierto grado de resistencia a los microorganismos presentes en su entorno y los vuelve más o menos inmunes a dichos microorganismos. Por ejemplo, se sabe que las ratas son muy resistentes a microorganismos que normalmente logran enfermar a otros animales.La Piel
La piel nos separa del entorno y constituye la primer barrera contra la colonización por microorganismos. La piel está formada por dos capas, la dermis y la epidermis. Esta última es la más superficial y está constituida por queratinocitos dispuestos en capas superpuestas. La piel secreta pequeñas cantidades de ácidos grasos para mantener un pH ligeramente ácido (entre 5 y 6) que elimina a la mayoría de los microorganismos. Algunas bacterias como Staphylococcus aureus son resistentes a esta acidez y pueden causar infecciones en la piel o en vías respiratorias. La piel también secreta péptidos antimicrobianos llamados defensinas que atacan la membrana celular de las bacterias.La piel también nos protege de la colonización microbiana mediante el proceso de descamación, el cual elimina aquellos microorganismos que se encuentren adheridos al epitelio y que representen un riesgo potencial de infección. También existen uniones celulares estrechas entre las células del epitelio que impiden que los microorganismos se puedan abrir paso por piel.
En la piel se encuentran células del sistema inmunitario como las Células Dendríticas, Macrófagos, Neutrófilos, Basófilos y algunos Linfocitos que se encargan de la eliminación de los microorganismos que hayan logrado penetrar por la piel gracias a alguna herida. La participación de estas células favorecerá la activación de la respuesta inmune adaptativa por mecanismos que abordaremos más adelante.
Las Mucosas
Existen tres tipos de mucosas; respiratoria, gástrica y genitourinaria. Se encargan del intercambio de gases, alimentos y gametos (células reproductoras, como los espermatozoides) respectivamente. Estas mucosas representan una vía de colonización para muchos microorganismos por lo que debe existir una vigilancia continua por parte del sistema inmunitario.La mucosa respiratoria es susceptible de colonización por microorganismos suspendidos en el aire que son interiorizados al momento de respirar. Las células de este epitelio contienen cilios que barren el moco que se está produciendo constantemente. Los microorganismos presentes en el aire se quedan atrapados y son expulsados junto con el moco, formado principalmente por una glucoproteína muy pegajosa y viscosa llamada mucina. Una vez que la capa mucosa llega hasta la faringe es deglutida y el pH estomacal se encarga de destruir a los microorganismos. Otros mecanismos de defensa del tracto respiratorio son la tos y los estornudos que se encargan de expulsar a gran velocidad las partículas inhaladas.
La enorme cantidad de microorganismos que habitan normalmente en la mucosa gástrica, conocida como microbioma intestinal, está compuesta por más de 500 especies diferentes e impide que logren establecerse microorganismos patógenos, también ayudan en el proceso de digestión y absorción de nutrientes, produciendo vitaminas y degradando alimentos que nosotros no podemos digerir. También nos puede proteger por mecanismos como el peristaltismo, la diarrea o el vómito que ayudan con la expulsión de patógenos. Se produce una capa de moco que impide la adherencia de de los microorganismos al epitelio. El pH extremadamente ácido del estómago elimina a la mayoría de los agentes potencialmente patógenos que entran al organismo por vía oral en los alimentos.
El tracto genitourinario está protegido por moco rico en anticuerpos y enzimas, así como un pH ácido y una elevada concentración de sales. También son secretadas sustancias antimicrobianas como las defensinas (proteínas que atacan a la membrana de las bacterias) y uromodulina (también llamada proteína Tamm-Horsfall), que impide la adherencia de las microorganismos al epitelio urinario.
Células de la Respuesta Inmunitaria Innata
Células agranulares
Las Células agranulares son células del sistema inmune que no contienen gránulos citoplasmáticos. Estas son los Macrófagos, las Células Dendríticas y las Células NK.Los Macrófagos son células que realizan fagocitosis (fagos:"comer" y citosis:"células"; es decir que "comen células"). Sin embargo, también son capaces de presentar antígeno a los Linfocitos "T" para estimular una Respuesta Inmunitaria Adaptativa. Además de esto, los Macrófagos pueden producir sustancias que promueven una respuesta inflamatoria.
Las Células Dendríticas realizan un patrullaje en los tejidos (piel y mucosas) donde son capaces de capturar Antígeno, destruirlo y presentarlo a los Linfocitos T que se encuentran en los ganglios. De esta manera estimulan una Respuesta Inmunitaria Adaptativa.
Las Células NK (Del inglés Natural Killer: "asesinas naturales") son capaces de reconocer células infectadas por virus o células cancerígenas y matarlas rápidamente.
Granulocitos
Los Granulocitos son células que contienen gránulos citoplasmáticos llenos de moléculas mediadoras de inflamación o de enzimas necesarias para la eliminación de antígenos. Los diferentes tipos de granulocitos incluyen a los Mastocitos, Neutrófilos, Basófilos y Eosinófilos.
Los Mastocitos (También llamados "células cebadas") son capaces de degranular (liberar el contenido de sus gránulos citoplasmáticos) rápidamente y liberar moléculas mediadoras del proceso inflamatorio, como por ejemplo la Histamina, Prostaglandinas, Leucotrienos y Citocinas. Coordinan de manera importante la inflamación local y participan en el proceso de alergias.
Los Neutrófilos son células fagocíticas muy importantes en las infecciones contra bacterias y hongos. También son llamados Polimorfonucleares (PMN) ya que su núcleo parece tener una forma con tres lóbulos.
Los Basófilos participan en la respuesta inflamatoria de las alergias al activarse por la presencia de antígenos denominados alergenos.
Los Eosinófilos son capaces de reconocer y atacar a los parásitos como gusanos del tipo helmintos. Para destruirlos liberan proteínas llamadas "básica mayor" y "proteína catiónica".
Otras células que participan en la Respuesta Inmunitaria Innata
Las células epiteliales forman una barrera impermeable que impide en acceso de agentes extraños como bacterias u hongos. Secretan moléculas que ayudan en la eliminación de antígenos que hayan podido entrar debido a un daño tisular denominados "péptidos antimicrobianos"Las células endoteliales cubren el interior de los vasos sanguíneos y permiten el paso de las células del sistema inmune hacia los tejidos para eliminar a los antígenos.
Los Fibroblastos participan en la reparación de los tejidos que han sido afectados durante la respuesta inmune, especialmente durante la inflamación en donde los Macrófagos y Neutrófilos pueden causar cierto daño a los tejidos mientras se abren paso hacia los antígenos.
Las Plaquetas inician el proceso de coagulación de la sangre cuando hay un daño a los vasos sanguíneos. También liberan moléculas que atraen a los Neutrófilos, Eosinófilos y Linfocitos.
Los Eritrocitos tiene como función principal el transporte de gases en sangre, sin embargo, también son capaces de capturar complejos antígeno-anticuerpo que se hayan formado en el torrente sanguíneo y los llevan al bazo para que sean eliminados por Macrófagos.
Moléculas de la Respuesta Inmunitaria Innata
A pesar de que las células llevan a cabo funciones importantes dentro del sistema inmunitario, lo cierto es que todas estas acciones trabajan a nivel molecular. En la respuesta inmunitaria innata, las moléculas más relevantes son los receptores de reconocimiento de antígeno, las citocinas de comunicación celular y la cascada del complemento.Receptores celulares
Existe una gran variedad de Receptores Celulares que participan en la respuesta inmunitaria innata. Los podemos agrupar en varios tipos. Los Receptores de Reconocimiento de Patrones (R-RP), como su nombre lo indica, se encargan de reconocer patrones moleculares que se encuentran en la superficie de los microorganismos patógenos, denominados PAMP's (del inglés Pathogen Associated Molecular Patterns; Patrones Moleculares Asociados a Patógenos).Dentro de los receptores R-RP tenemos a los TLR (del inglés Toll-Like Receptors; Receptores tipo Toll). Se han descubierto trece tipos de TLR's capaces de reconocer diferentes tipos de patrones moleculares como por ejemplo Peptidoglucanos, Lipopolisacáridos, ADN y ARN. No todos los organismos tienen todos los TLR. Otro receptor tipo R-RP son las Lectinas, capaces de reconocer carbohidratos presentes en los microorganismos, sobre todo en bacterias y hongos.
También existen Receptores para Citocinas, que como su nombre lo indica son capaces de unir a las diferentes Citocinas que funcionan como moléculas de comunicación celular. Los Receptores para Anticuerpo unen a moléculas de Anticuerpo que han reconocido Antígeno y favorecen su eliminación por fagocitosis. Por otro lado, los Receptores para Complemento permiten a las células del sistema inmunitario reconocer a proteínas de la cascada del complemento que están unidas a la superficie de microorganismos para que pueden ser eliminados.
Citocinas
Las Citocinas son moléculas proteicas de bajo peso molecular que permiten a las células del sistema inmunitario comunicarse entre sí. Cuando una célula recibe un estímulo (por ejemplo, la detección de un microorganismo patógeno) producirá algún tipo de Citocina que permitirá que otras células del sistema inmunitario se enteren de la presencia de esos microorganismos potencialmente peligrosos.Cascada del Complemento
La Cascada del Complemento es un conjunto de unas 40 proteínas que se encuentran en el plasma y que se pueden activar de manera enzimática unas a otras. Las funciones que desempeñan las proteínas de la cascada del complemento son: la eliminación de patógenos por la formación de poros en su superficie, facilitar la fagocitosis, la activación de complemento y la ayuda para limpiar los complejos antígeno-anticuerpo.Otras moléculas
Existe un conjunto variado de otras moléculas que también participan dentro de la respuesta inmunitaria. Las Defensinas son péptidos pequeños con carga positiva, interactúan con la membrana celular de las bacterias, hongos y parásitos para generar pequeños poros que destruyen el potencial de membrana al permitir el paso indiscriminado de iones. También son quimioatractores de células del fagocíticas. Otros péptidos antimicrobianos producidos por Neutrófilos y células del hígado, timo, bazo y medula ósea son las Catelicidinas, también son capaces de estimular la angiogénesis y la cicatrización.La Lactoferrina es una proteína capaz de almacenar el hierro libre que hay en los líquidos orgánicos. De esta manera, los microorganismos no pueden incorporarlo para su propio beneficio. El hierro es un componente importante de las proteínas que forman los Complejos proteicos de la Cadena de Transporte de Electrones, de tal manera que si no hay hierro disponible para los microorganismos no pueden obtener energía para su metabolismo.
La Lisozima es una enzima que rompe la pared de Peptidoglucanos de las bacterias. Es producida por las lágrimas, la saliva y el moco nasal. Otro grupo de enzimas son las Quitinasas capaces de degrada los componentes de la pared celular de hongos e insectos e inducen la producción de Citocinas quimioatractoras de Eosinófilos y Basófilos.
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