Las Enfermedades Infecciosas

Todo sobre el sistema inmunológico

¿Qué es el sistema inmune?

A los órganos que forman parte del sistema inmunológico se les llama órganos linfoides, los cuales afectan el crecimiento, el desarrollo y la liberación de linfocitos (un tipo de glóbulos blancos). Los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos son partes importantes de los órganos linfoides debido a que son los encargados de transportar los linfocitos hacia y desde diferentes áreas del cuerpo. Cada órgano linfoide desempeña un papel en la producción y activación de los linfocitos. Los órganos linfoides incluyen:

• Las adenoides (dos glándulas que se encuentran en la parte posterior del pasaje nasal).
  
• Los vasos sanguíneos (las arterias, las venas y los capilares a través de los cuales fluye la sangre).
  
• La médula ósea (tejido suave y esponjoso que se encuentra en las cavidades óseas).
  
• Los nódulos linfáticos (pequeños órganos con forma de frijol que se encuentran en todo el cuerpo y se conectan mediante los vasos linfáticos).
  
• Los vasos linfáticos (una red de canales que se extiende a través de todo el cuerpo y que transportan los linfocitos a los órganos linfoides y al torrente sanguíneo).
  
• La placa de Peyer (tejido linfoide en el intestino delgado).
  
• El bazo (órgano del tamaño de un puño, que se encuentra en la cavidad abdominal).
  
• El timo (dos lóbulos que se unen en frente de la tráquea, detrás del esternón).
  
• Las amígdalas palatinas (dos masas ovales en la parte posterior de la garganta).

¿Qué son los linfocitos?

¿Cómo están formados los linfocitos?

Una vez que alcanzaron su madurez, algunos linfocitos habitarán en los órganos linfoides y otros viajarán continuamente por el cuerpo a través de los vasos linfáticos y el torrente sanguíneo.

¿Cómo combaten las infecciones los linfocitos?

Otros tipos de glóbulos blancos como por ejemplo, los fagocitos (que se tragan las células) y las células asesinas por naturaleza (células citotóxicas), en realidad destruyen al microorganismo infeccioso.

¿Cuáles son los trastornos del sistema inmunológico?

• Las enfermedades auto-inmunológicas como por ejemplo, la diabetes juvenil, la artritis reumatoide y la anemia.
  
• Las enfermedades de inmunodeficiencia como por ejemplo, el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA, su sigla en inglés es AIDS) y la inmunodeficiencia combinada severa (ICS, su sigla en inglés es SCID).

¿Qué es una enfermedad infecciosa?

• Los virus.
• Las bacterias.
• Los parásitos.
• Hongos.

Las enfermedades infecciosas varían desde enfermedades comunes como un resfriado, hasta enfermedades mortales como por ejemplo, el SIDA. Según el organismo causante de la enfermedad, una infección puede propagarse de alguna o de todas las siguientes maneras:

• Transmisión sexual - transmisión de una infección por medio de actividades que involucran contacto sexual, entre ellas, el coito.
  
• Transmisión a través del aire - transmisión de una infección a través de la inhalación de partículas de la enfermedad transportadas por el aire. Dichas partículas llegan al aire cuando una persona infectada tose o estornuda cerca de nosotros.
  
• Transmisión a través de la sangre - transmisión de una infección a través del contacto con sangre infectada como por ejemplo, al compartir agujas hipodérmicas.
  
• Transmisión a través de contacto directo - transmisión de una infección a través de un contacto directo cuerpo a cuerpo con una persona infectada.
  
• Transmisión a través de insectos - transmisión de una infección a través de insectos como por ejemplo, mosquitos, los cuales extraen sangre de una persona infectada y luego pican a una persona sana.
  
• Transmisión a través de los alimentos - transmisión de una infección a través del consumo de alimentos contaminados.
  
• Transmisión a través del agua - transmisión de una infección a través del contacto con agua contaminada.
  
• Otros mecanismos que pueden transmitir una enfermedad.

En los países desarrollados, la mayoría de las infecciones se diseminan o propagan por transmisión sexual, el aire, la sangre y por contacto directo.

¿Cómo funcionan los antibióticos contra las infecciones?

El término inmunidad tiene su origen en un vocablo romano que significa privilegio de exención o ‘estar libre’ y que hace referencia a la capacidad que poseen los seres vivos de no sufrir continuamente las enfermedades que ocasionan la agresión de los microorganismos. El sistema inmunitario (SI) protege al organismo de una amplia variedad de agentes infecciosos (bacterias, hongos, parásitos y virus) que pueden ocasionar en el organismo que los recibe diferentes enfermedades. Para ello es capaz de reconocer a los componentes del agente patógeno e iniciar una serie de respuestas encaminadas a eliminarlo cuyas características fundamentales son la especificidad y la memoria. Desde una concepción clásica se ha hablado de inmunidad humoral cuando la respuesta inmunitaria está mediada por anticuerpos y de inmunidad celular cuando está mediada por células. Ambos tipos de respuesta pueden tener la característica de ser específicas a un determinado patógeno o por el contrario producirse de un modo general e inespecífico; mientras que los anticuerpos son los efectores específicos de la inmunidad humoral, el complemento y algunos interferones lo son inespecíficos; mientras que los linfocitos T citotóxicos son los efectores específicos de la inmunidad celular, la fagocitosis, las células asesinas naturales, la citotoxicidad dependiente de anticuerpos y los mediadores solubles son efectores inespecíficos de la inmunidad celular.
Las principales células que participan en las respuestas inmunitarias son los leucocitos, los glóbulos blancos de la sangre, de los que se distinguen varios tipos siendo los principales los linfocitos y los fagocitos que, mediante su presencia y la secreción de diferentes sustancias solubles que son capaces de producir, median en la respuesta del SI ante una agresión.

Las disfunciones del SI se pueden entender en una triple vertiente: Respuesta inmunitaria exagerada (hipersensibilidad), respuesta inmunitaria ineficaz (inmunodeficiencia) y reacción inadecuada frente a autoantigenos (enfermedad autoinmune).

Concepto de antígeno y de anticuerpo.
Se entiende como antígeno (Ag) cualquier molécula que puede ser reconocida específicamente por cualquiera de los componentes del SI; en un sentido más restrictivo se entiende como Ag cualquier molécula capaz de inducir la producción de anticuerpos específicos.
Los anticuerpos (Ac), también conocidos como inmunoglobulinas, son un grupo de moléculas séricas que producen los linfocitos B. Los diferentes tipos de Ac tienen una estructura básica común a todos ellos, pero el sitio por el que se unen al Ag es específico de cada uno; la parte de la molécula que se une al Ag se denomina región Fab (fragment antigen binding) mientras que la zona que interactúa con otros elementos del SI se denomina región Fc (algunas células del SI tienen sobre su superficie receptores de Fc por lo que si un Ac se une a un patógeno esas células también pueden unirse a él). La zona de la molécula del Ag a la que se une el Ac se denomina epítopo y una molécula de Ag puede tener varios de ellos por lo que los Ac en realidad son específicos de un epítopo y no de la molécula completa de Ag.
Los linfocitos B están programados para codificar un receptor de superficie especifico de un determinado Ag tras lo cual se multiplican y se diferencian en células plasmáticas que producen los Ac. Como veremos posteriormente también los linfocitos T pueden reconocer Ag aunque no producen Ac.
Los linfocitos B y T están programados genéticamente para ser capaces de reconocer específicamente a un determinado Ag antes incluso de haber entrado en contacto con él. Cuando se produce el contacto entre el linfocito y el Ag, los linfocitos que son capaces de reconocerlo empiezan un proceso de proliferación que conduce en pocos días a la existencia de un número suficiente para ocasionar una respuesta inmunitaria que permita la eliminación del Ag. Es proceso por el que los linfocitos que son capaces de reconocer a un determinado antígeno proliferan se llama selección clonal. Una vez producido el contacto inicial con un antígeno determinado, los sucesivos contactos con el mismo antígeno se van a caracterizar por obtener una respuesta mucho más rápida y enérgica que la inicial debido a que ésta da lugar a la producción de linfocitos de memoria que persisten.

El sistema inmunitario dispone además de diferentes mecanismos de defensa que se denominan genéricamente sistemas efectores; ejemplo de ellos son la neutralización, la fagocitosis, reacciones citotóxicas o la apoptosis celular (muerte celular programada).

El sistema linfoide
Las células que participan en las respuestas inmunitarias se organizan para formar tejidos y órganos; el conjunto de ellos se denomina sistema linfoide.
Existen dos grandes grupos de órganos linfoides, los primarios o centrales y los secundarios o periféricos.
En los órganos linfoides primarios se desarrollan y se diferencian los linfocitos dando lugar a células maduras a partir de sus precursores (proceso denominado linfopoyesis). En los humanos, la población de linfocitos T madura en el timo y la de linfocitos B en la médula ósea y en el hígado fetal. En estos órganos se adquiere el repertorio de receptores específicos de Ags de tal forma que se presenta tolerancia a los autoantígenos (moléculas propias capaces de inducir una respuesta inmune) y cuando viajan a la periferia solo se reconocen Ags extraños.
En los órganos linfoides secundarios es necesaria la presencia de macrófagos, células presentadoras de antígenos y linfocitos T y B maduros para que se produzca la respuesta inmunitaria. Estos órganos son el bazo, los ganglios linfáticos y otros tejidos asociados a la inmunidad de las mucosas, como las amígdalas y las placas de Peyer intestinales; la médula ósea también actúa como órgano secundario.

Las células del sistema inmunitario

Todas las células del SI tienen su origen en células madres pluripotenciales de la médula ósea que originan fundamentalmente dos tipos de diferenciación, la linfoide, que da lugar a los linfocitos, y la mielode, que da origen a los fagocitos. Existen por lo tanto en el SI dos grandes tipos de células que intervienen en los procesos de inmunidad.
Los fagocitos son capaces de ingerir y degradar antígenos y microorganismos.
Dentro de ellos encontramos los fagocitos mononucleares y los neutrófilos polimorfonucleares. El representante genuino de los mononucleares lo constituye la estirpe existente en la sangre periférica o monocitos que son capaces de emigrar a los tejidos transformándose en los macrófagos tisulares (sistema monocito-macrófago). Los neutrófilos polimorfonucleares o PMN son los leucocitos más abundantes en sangre periférica.
Además existen otras células, como las células presentadoras de antígeno (CPA) a las células T, mastocitos, células endoteliales, etc. que también intervienen en las respuestas inmunitarias y que no pertenecen a ninguno de estos grupos.

Los linfocitos
Los linfocitos son de dos clases principales, B o T, según donde se desarrollan; en los humanos, las células B se diferencian en la médula ósea y en el hígado fetal y las células T en el timo. En estos órganos en los que se diferencian los linfocitos, órganos linfoides primarios, las células B y T adquieren la capacidad para reconocer Ags por medio de la adquisición de receptores de superficie específicos. Existe una tercera clase de linfocitos que no expresan receptores de Ags y que se denominan células asesinas naturales (NK, natural killer).
Se calcula que en el organismo humano existen del orden de 10¹² células linfoides y que aproximadamente 10⁹ linfocitos se producen diariamente; la mitad de ellos se renuevan en poco más de un día, sin embargo otros persisten durante años e incluso algunos, probablemente, de por vida.
Los linfocitos producen moléculas de diversa naturaleza que se denominan de un modo general mediadores solubles de la inmunidad. Los principales son los anticuerpos y las citoquinas, pero además producen diferentes substancias séricas, como el complemento, que actúan en procesos inflamatorios.
Durante la respuesta inmunitaria las citoquinas transmiten señales entre diferentes tipos celulares; entre sus principales tipos se encuentran los interferones (IFN) que evitan la diseminación de algunas infecciones víricas, las interleucinas (IL) que fundamentalmente inducen la diferenciación y multiplicación de algunas células, los factores estimulantes de las colonias (CSF) que intervienen en la diferenciación y multiplicación de las células madre de la médula ósea, los factores de necrosis tumoral (TNF) o el factor transformador del crecimiento (TGF).
Los linfocitos B están programados para codificar un receptor de superficie específico de un determinado Ag tras lo cual se multiplican y diferencian en células plasmáticas que producen Ac.
Los linfocitos T tienen diversas funciones. Algunos interactúan con las células B y los fagocitos mononucleares y se denominan células T colaboradoras (células Th, de helper); otras destruyen células infectadas por agentes intracelulares y se denominan células T citotóxicas (Tc). La mayoría (más del 90%) de las células T son células Th.

El sistema más sencillo, pero simple, de diferenciación de los linfocitos es su comportamiento tintorial. Sin embargo la expresión de una gran cantidad de moléculas de superficie diferentes ha permitido, mediante el empleo de anticuerpos monoclonales específicos, reconocer diferentes poblaciones. Uno de los sistemas desarrollado y empleado en la actualidad es el de ‘denominación de grupo’ o CD (cluster designation) que permite la agrupación de Ac monoclonales de características similares, aunque puede presentar el inconveniente de que un mismo marcador lo puedan tener líneas celulares diversas o la misma línea en fases funcionales diferentes.

El marcador más utilizado de las líneas celulares T es el denominado receptor de células T (TCR) que las permite separar en dos tipos principales: las células T TCR-1 y las células T TRC-2; entre el 90-95% de las células T expresan TCR-2 y el resto TCR-1.
Las células T TCR-2 se agrupan a su vez en dos subpoblaciones diferentes: Las que poseen el marcador CD4 que actúan como colaboradoras e inductoras de la respuesta inmune (Th) y las que poseen el marcador CD8 que tienen una función principalmente citotóxica (Tc). Según expresen o no el marcador se suelen referir con los símbolos + o – a continuación del número de CD asignado (pe, CD4+ o CD4-).
Las células T CD4+ reconocen Ags específicos asociados con moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (CPH) clase II mientras que las células T CD8+ reconocen Ags asociados a moléculas CPH de clase I. Solo una pequeña fracción de las células T TCR-1 circulantes son CD8+.
Las poblaciones T TCR-2+CD4+ se subdividen en dos poblaciones funcionalmente diferentes. De un lado las que ejercen una influencia positiva sobre la respuesta de las células T y B (colaboración) que son CD29+ y que en su mayoría expresan una variante del antígeno leucocitario común CD45 llamada CD45RO y que por lo general se las denomina también células memoria o CD45RO+. De otro lado las que ejercen la influencia supresora/citotóxica de las CD8+ y que expresan un molécula CD45 llamada CD45RA y que por lo general se las denomina también células ingenuas, vírgenes o CD45RA+. Otras divisiones de las células T CD4+ las han agrupado en función de las citoquinas que producen hablándose de clones T CD4+ TH1 que secretan IL-2 e IFN gamma y los clones T CD4+ TH2 secretan diferentes interleucinas (IL-4, IL-5, IL-10) que estimulan a las células B mientras que las TH1 llevan a cabo funciones relacionadas con la citotoxicidad y la reacción inflamatoria local.

De los expuesto puede deducirse que dentro de la subpoblación de linfocitos T CD4+ existe una heterogeneidad al menos conceptualmente confusa. La existencia de células memoria e ingenuas, que presentarían los marcadores fenotípicos CD45RO+, CD45RA+ o CD29+, no siempre tienen una diferenciación clara porque existe la transición célula ingenua a célula memoria. Los clones TH1 y TH2 responden a una concepción funcional de producción de ciertas citoquinas por similitud con un sistema murino, pero en humanos no existen marcadores fenotípicos que puedan diferenciar bien estas poblaciones por lo que se emplean diferentes modelos de estudio que no siempre conducen a los mismos datos; además se piensa que cada subtipo tendría un efector supresor sobre el otro e incluso se ha propuesto la teoría de que la inmunodeficiencia del SIDA se debería precisamente a un desequilibrio TH1/TH2 a favor de la población TH2 ya que el VIH infectaría fundamentalmente a clones TH1.

Las células T CD8+, o citotóxicas, también ese han dividido en diferentes subpoblaciones funcionales que expresan diferentes moléculas CD. También se ha descrito una pequeña subpoblación TCR-2 doble negativa (CD4-CD8-).
Por otro lado las células T TCR-1+ sólo constituyen una pequeña parte de las células T circulantes, abundan más en las superficies mucosas y epidérmicas, y suelen expresar CD8+ dirigido frente a Ag bacterianos.

Se sabe también que existen células T supresoras (Ts) específicas de Ag aunque no se conoce si constituyen una subpoblación diferente ya que tanto las células T CD4+ y T CD8+ pueden suprimir la respuesta inmunitaria tanto por citotoxicidad directa sobre las CPA como por citocinas supresoras.

Los linfocitos B constituyen entre el 5-15% de los linfocitos circulantes y se caracterizan por la presencia de inmunoglobulinas (Ig) de superficie que son sintetizadas por la propia célula y se encuentran en la membrana celular actuando como receptores de Ag. La mayoría de los linfocitos B expresan IgM e IgD sobre su superficie y poseen Ag CPH de clase II. La IgM de superficie forma con otras moléculas de superficie el llamado complejo receptor de antígenos de las células B (BCR, B cell receptor).

Las células asesinas naturales constituyen aproximadamente el 15% de los linfocitos circulantes y no expresan receptores de Ag TCR ni BCR. Funcionalmente las células NK destruyen células tumorales e infectadas por virus.

Inmunidad frente a los virus
La estructura y complejidad genética de los virus es variable, desde genomas de ARN con pocos genes hasta complejos genomas ADN con más de 200 genes, pero en su conjunto, desde un punto de vista simplificador, los virus son un conglomerado de proteínas y de ácidos nucleicos que necesitan de la maquinaria bioquímica de las células del huésped que infectan y por lo tanto son parásitos intracelulares estrictos. Existen formas de vida más simples que los virus, como los viroides que son ácido nucleico sin proteínas y los priones que son proteínas infectivas sin ácidos nucleicos. Posiblemente el desarrollo evolutivo del sistema inmunitario de las especies más evolucionadas ha estado condicionado por su necesidad de adaptarse para producir una respuesta eficaz frente a las infecciones producidas por virus y la respuesta inmune frente a ellas abarca la practica totalidad de los sistemas efectores del SI.
Por lo general los virus se unen a las células de un huésped por medio de receptores específicos que determina el tropismo del virus hacia un determinado tipo de célula o tejido. Una vez dentro de la célula huésped se libera el ácido nucleico del virus y se produce una transcripción, síntesis proteica y replicación del genoma vírico, dando lugar a nuevas partículas víricas (viriones) que se ensamblan y son liberadas infectando nuevas células. Según el tipo de virus este proceso general puede presentar matices diferentes. La capacidad que presentan los virus para infectar a un huésped es muy variable y depende tanto del propio microorganismo como del sujeto que sufre el ataque. En la mayoría de las infecciones víricas éstas se resuelven cuando el huésped ha eliminado todos los virus, pero en alguno casos éstos pueden quedar en un estado latente y reactivarse bajo determinadas condiciones o bien persistir en su forma infecciosa pese a la respuesta del huésped.
La primera barrera defensiva frente a las infecciones víricas es la integridad de la superficie corporal; una vez superada ésta se ponen en marcha mecanismos defensivos innatos o inespecíficos del SI, como las células NK, los macrófagos y determinados tipos de interferon (del que se describen tres tipos principales: el IFN-alfa o leucocitario, el IFN-beta o fibroblástico y el IFN-gamma o inmunitario) que estimulan los mecanismos dirigidos a inhibir la replicación del virus y aumentar la eficacia de la respuesta inmunitaria al inducir un aumento de la expresión de moléculas CPH de clases I y II y estimulando las células NK. Estas se dirigen al sitio de la infección y se activan interviniendo como mediadores de la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (CMCDA). Al progresar la infección se produce la respuesta específica del SI y aparecen células Th, Tc y anticuerpos antivirus que son una barrera fundamental para evitar la diseminación del virus por la sangre y su transmisión entre células. Esta inmunidad mediada por AC presenta mecanismos diversos y puede ser de diferentes tipos; si bien los Ac se pueden generar frente a cualquier proteína vírica que se encuentre en la célula infectada los fundamentales son los que se dirigen frente a las glucoproteínas que se expresan en la superficie de las células infectadas o de los viriones. Los Ac pueden actuar, solos o con el sistema complemento, frente al virus libre o frente a las células infectadas por el virus. Frente al virus libre, el Ac puede bloquear su unión a la célula o bien bloquear la penetración en la célula o bloquear la eliminación de la cubierta vírica mientras que con el complemento puede bloquear los receptores del virus. Frente a las células infectadas puede ocasionar su lisis, facilitar su fagocitosis o causar CMCDA por parte de las células NK o los macrófagos.
Las células T ejercen diferentes funciones en la respuesta de inmunidad frente a los virus; la mayoría de las respuestas de AC son timodependientes por lo que precisan la colaboración de las células T CD4+ que además activan células T citotóxicas CD8+ y macrófagos.
Entre los mecanismos que utilizan los virus para escapar a la acción del SI, la variación antigénica es el sistema defensivo más eficaz para evitar ser reconocidos. Por lo general consiste en la mutación de regiones proteicas contra las que están dirigidos los AC y en estos casos la inmunidad humoral frente a las enfermedades que provocan solo persiste hasta que son capaces de desarrollan una cepa viral nueva lo que ocasiona que las vacunas que se pueden lograr no son eficaces a largo plazo. Otros de los mecanismos por los que los virus pueden eludir los mecanismos de defensa del SI son el ocasionar exclusivamente infecciones intracelulares, la producción de moléculas que compiten o inhiben ciertas enzimas, o la formación de compuestos homólogos a los receptores de las citocinas o a ellas mismas.