Inmunología y el Sistema Inmune: Conceptos Fundamentales

La Inmunología es una disciplina dentro de la Biología que se ocupa del estudio del reconocimiento de ‘lo propio’ frente a ‘lo extraño’.

¿Qué es la Inmunología?

La Inmunología es una ciencia relativamente joven. En 1796, Edward Jenner descubrió una sustancia que ofrecía protección frente a una enfermedad, llamada viruela. A esta sustancia la denominó vacuna. Desde este momento, se puede decir que nace la Inmunología.

Inicialmente, la Inmunología estudió los elementos implicados en la defensa del organismo frente a ataques externos. Actualmente, la Inmunología se encarga de estudiar las enfermedades relacionadas con las alergias, el cáncer, los rechazos de trasplantes y las enfermedades autoinmunes, además de analizar los mecanismos que intervienen en la defensa del organismo.

El Sistema Inmune

El sistema inmune, o sistema inmunitario, es un sistema difuso, ya que está constituido por un gran número de órganos y tejidos diseminados por todo el cuerpo. Se encarga de elaborar la respuesta inmune frente a un antígeno.

Definición de Inmunidad

La capacidad de resistir a un agente infeccioso, ya sea por la defensa que realiza el sistema inmune o por otro tipo de barrera que defienda al organismo de la infección, se denomina inmunidad.

Tipos de Inmunidad

Existen dos tipos de inmunidad:

  • En la inmunidad de tipo humoral, se producen un tipo de moléculas (proteínas), denominadas anticuerpos, que son específicos contra el agente invasor.
  • Mientras que en la inmunidad de tipo celular, una serie de células, los linfocitos y los macrófagos, son los encargados de atacar directamente al agente patógeno.

Mecanismos de Defensa del Organismo

Nuestro organismo posee una serie de mecanismos de defensa para protegerse de ataques de agentes externos. Estos mecanismos son:

Barreras de Defensa

  • Barreras Externas: como la piel o las mucosas.
  • Barreras Internas: es decir, nuestro Sistema Inmune, que a su vez puede desencadenar una serie de respuestas al ataque de agentes externos si estos han traspasado las barreras externas:
    • Respuesta inespecífica: respuesta inflamatoria, sistema del complemento y el interferón.
    • Respuesta específica: respuesta celular y respuesta humoral.

Detalle de las Barreras Externas

La Piel

La piel posee una serie de características:

  • Físicas: los tejidos intactos impiden la penetración de microorganismos. Si por una herida o quemadura se viera lesionada, sería mucho más vulnerable a la infección. Por otro lado, en el interior del organismo, a través del aparato respiratorio, pueden penetrar agentes, pero existen células ciliadas en la mucosa que lo recubre, las cuales, con su movimiento, los expulsan de nuevo al exterior.
  • Químicas: en la piel existe una serie de glándulas cuyas secreciones son vertidas a su capa exterior, manteniéndola a un pH ácido que impide o dificulta el crecimiento de hongos y bacterias.
  • Biológicas: en nuestra piel existe una flora bacteriana, totalmente inocua para nosotros, que impide que otras bacterias y, en general, otros microorganismos, se desarrollen mediante una simple relación de competencia.

Las Mucosas

Las mucosas, que tapizan diversos conductos o cavidades como la boca, la vagina y el tubo respiratorio, impiden que los microorganismos se instalen.

Otras Sustancias y Flora Microbiana

Además existen:

  • Las sustancias, como la cera del conducto auditivo externo, que impiden el desarrollo de agentes patógenos.
  • La flora microbiana que convive con nosotros en el aparato digestivo o en la vagina impide, por competencia, que otros agentes microbianos se desarrollen.

El Sistema Inmune: Respuesta Específica y Órganos Clave

Nuestro Sistema Inmune es diferente al resto de sistemas o aparatos del cuerpo humano, en el sentido de que no se le puede adjudicar una localización concreta. Por el contrario, se halla constituido por una serie de órganos y tejidos diseminados por nuestro organismo.

Organización del Sistema Inmune

Estos se pueden organizar en dos grupos:

  • Órganos Primarios: en los cuales se producen y maduran los linfocitos, que son las células encargadas de llevar a cabo la respuesta inmune específica contra el agente invasor.
    • El Timo: órgano localizado en la base del cuello. Conforme aumenta la edad del individuo, va disminuyendo de tamaño, hasta verse reducido a una masa fibrosa difusa.
    • La Médula Ósea: localizada en el interior de los huesos largos como el fémur. En ella se localizan las células Stem, llamadas también células madre hematopoyéticas, que originan todas las líneas de células sanguíneas, entre ellas, los linfocitos. Los linfocitos, en realidad, proceden de unas células precursoras inmaduras, denominadas linfoblastos. Los linfoblastos que maduran en la médula ósea se transforman en linfocitos B y los que maduran en el timo se transforman en linfocitos T.
  • Órganos Secundarios: son los lugares donde los linfocitos se almacenan y se activan. Son los ganglios linfáticos, el bazo y masas de tejido linfoide asociados a otros sistemas o aparatos, como las amígdalas, el apéndice vermiforme o las placas de Peyer.

Circulación de Linfocitos

Cuando los linfocitos maduran en sus respectivos órganos primarios, se trasladan al sistema circulatorio, donde son distribuidos por los órganos secundarios. Puede ocurrir que parte de estos linfocitos queden en el líquido intersticial de los tejidos, producido por la actividad del sistema circulatorio, y es entonces cuando el sistema linfático juega un papel importante, recogiéndolos y vertiéndolos a la linfa, distribuyéndolos a través de los vasos linfáticos hasta los ganglios.

Toxinas: Agentes de Daño en el Huésped

Las toxinas son sustancias producidas por determinados organismos, normalmente proteínas o lipopolisacáridos, que ocasionan un daño en el organismo huésped.

Antígenos y Anticuerpos: Claves de la Respuesta Inmune

¿Qué es un Antígeno?

Un antígeno es una sustancia u organismo que desencadena la respuesta inmunológica.

El término antígeno significa ‘que origina a su contrario’.

Clasificación de Antígenos

Según de dónde procedan los antígenos, se pueden clasificar en:

  • Xenoantígenos: procedentes de organismos de diferentes especies al del huésped. Por ejemplo, los antígenos de bacterias o virus.
  • Autoantígenos: antígenos procedentes del mismo individuo que, teniendo alterado su sistema inmune, reacciona contra sus propias moléculas.
  • Aloantígenos: proceden de individuos diferentes al huésped pero que pertenecen a su misma especie. Por ejemplo, corresponderían a este grupo los antígenos responsables de los diferentes grupos sanguíneos en los seres humanos.

¿Qué son los Anticuerpos?

Los anticuerpos son proteínas del grupo de las inmunoglobulinas, sintetizadas por los linfocitos B, ante la presencia de un antígeno.

Síntesis de Anticuerpos

La síntesis de anticuerpos tiene lugar de forma natural, únicamente, en el momento en que el antígeno invade un organismo. Resulta imposible, por tanto, que un organismo, sin haber estado en contacto previamente con un antígeno, pueda fabricar de novo enormes cantidades de un determinado anticuerpo. Además, teniendo en cuenta la inmensa cantidad de antígenos posibles en la naturaleza, fabricar ingentes cantidades de cada anticuerpo supondría un gasto energético para el organismo.

Objetivo de la Unión Antígeno-Anticuerpo

El objetivo de la unión del anticuerpo al antígeno es activar una serie de procesos que terminen con la destrucción del agente patógeno.

Estructura y Clases de Anticuerpos

Estructura de un Anticuerpo

  • Los anticuerpos son proteínas y tienen estructura globular.
  • Los más sencillos tienen forma de Y.
  • Están formadas por dos tipos de cadenas proteicas unidas entre sí por enlaces covalentes, normalmente mediante puentes disulfuro.
  • En total son cuatro cadenas polipeptídicas: dos ligeras (cadenas L) y dos pesadas (cadenas H).

Tanto las cadenas pesadas como las ligeras de un anticuerpo poseen regiones variables en la zona de los brazos de la estructura en Y, en concreto en sus extremos. Precisamente lo que diferencia a un anticuerpo de otro son esas regiones variables, que serán diferentes y tendrán distinta estructura en función del antígeno para el que han sido fabricados.

Además, los anticuerpos poseen unas regiones constantes, localizadas en el resto de los brazos de la Y y en su base, y poseen otras funciones, como la de unirse a fagocitos y propiciar que estos fagociten a las partículas extrañas.

Clases de Anticuerpos (Inmunoglobulinas)

Las cinco clases de anticuerpos se diferencian en su cadena pesada:

  • IgA: es la clase más abundante en las secreciones de los epitelios, como lágrimas o saliva. Está formada por dos estructuras tipo Y de anticuerpo.
  • IgE: aparecen en procesos de infección e invasión de parásitos.
  • IgM: solo presente en el suero. Formada por cinco unidades tipo Y.
  • IgD: se localizan únicamente en la superficie de la membrana de los linfocitos B.
  • IgG: de todas las clases, es la más abundante. Aparece en los líquidos intersticiales y en el suero.

Funciones de los Anticuerpos (Inmunoglobulinas)

La principal función de los anticuerpos consiste en reconocer y unirse al antígeno para su destrucción. Para conseguir este fin, el dominio constante de la inmunoglobulina puede activar los siguientes mecanismos:

  • Activación del sistema del complemento, que termina con la lisis del microorganismo.
  • Opsonización de los microorganismos: Los anticuerpos se unen al antígeno, presentándolo a un macrófago para su destrucción.
  • Precipitación de toxinas disueltas en el plasma: Así, son fácilmente destruidas por los macrófagos.
  • Aglutinación de antígenos en una determinada zona, facilitando la acción de los fagocitos y los linfocitos.
  • Activación de linfocitos.

Tipos de Inmunidad: Natural, Adquirida y Artificial

Inmunidad Natural

La inmunidad natural es el conjunto de medidas que, de forma espontánea y no inducida, previenen la infección de individuos sanos por los agentes patógenos.

Inmunidad Adquirida

La inmunidad adquirida es aquella que requiere la exposición a antígenos y la activación de una serie de mecanismos específicos para los distintos antígenos. A diferencia de la inmunidad natural, este tipo de inmunidad aumenta con las sucesivas exposiciones a los antígenos.

Inmunidad Artificial Pasiva: Sueroterapia

La inmunidad artificial pasiva (sueroterapia) es un tipo de inmunidad en la que se transfiere inmunidad a otro organismo mediante un mecanismo no natural, a través de inyección, y sin que se ponga en marcha el sistema inmune del organismo, que no ha de fabricar sus defensas.

Inmunidad Artificial Activa: Vacunas

La inmunidad artificial activa (vacunas) se basa en las respuestas primaria y secundaria del sistema inmune.

Respuestas Inmunes en la Vacunación

  • La respuesta primaria tendría lugar en el primer contacto con el antígeno extraño y se desarrollaría en un periodo de tiempo largo. Se activarían entonces linfocitos B, que se transformarían en células plasmáticas productoras de anticuerpos; pero otro grupo pequeño de linfocitos B pasaría a transformarse en células de memoria.
  • Si se vuelve a originar otro contacto con el antígeno, se desencadena la respuesta inmune secundaria, que se desarrollaría en un periodo de tiempo relativamente corto, ya que las células de memoria estarían ya preparadas para sintetizar de inmediato anticuerpos para combatirlos.