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16.8: El Sistema Inmune

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    La inmunología es un curso semestral completo en la mayoría de las universidades, por lo que esta sección solo tocará algunos conceptos básicos que deberían ser fácilmente accesibles para el estudiante que casi ha completado el curso de biología celular. En esencia, la inmunología se trata de adaptación. Es decir, dado que un animal no tiene preconcepción de las diversas infecciones potenciales a las que puede estar sujeto, debe contar con un sistema que sea lo suficientemente flexible como para hacer frente a casi cualquier cosa que se le presente. Obviamente, los sistemas no son perfectos, pero considerando la amplia gama de patógenos, los sistemas inmunitarios son notablemente eficientes. En los humanos, existen dos tipos de respuesta inmune a la infección: la respuesta innata, que es relativamente inespecífica, y la respuesta adaptativa, o adquirida, que tiene más especificidad.

    Las respuestas inmunes innatas son comunes a todos los animales, y actúan sobre grandes clases de patógenos. Por ejemplo, los receptores tipo Toll en los fagocitos reconocen una variedad de moléculas de superficie bacteriana como la flagelina específica de flagelos bacterianos, o los componentes peptidoglicanos de las paredes celulares bacterianas. Cuando se activan estos receptores, el fagocito entra en acción, envolviendo a la bacteria o virus infractor, y descomponiéndolo. Esto depende de reconocer la superficie externa, por lo que las bacterias o virus que no tienen una molécula reconocible en su superficie son capaces de escapar de esta línea particular de defensa.

    Las defensinas, que se encuentran en una variedad de superficies (piel, córnea, intestino) así como en la circulación, son pequeñas (18-45 aminoácidos) proteínas catiónicas ricas en cisteína que se unen a una variedad de virus patógenos, bacterias y hongos. No está claro cómo pueden funcionar contra los virus, aparte de quizás atacar a las células hospedadoras infectadas, pero contra bacterias y hongos el modo de operación es generalmente unirse a la membrana celular y formar un poro que permita que los iones y otras moléculas pequeñas salgan matando al patógeno. El complemento, un grupo de proteínas (~20) que circulan en la sangre, puede actuar de manera similar contra las células patógenas.

    Finalmente, las células asesinas naturales (NK), linfocitos que se dirigen a cualquier célula que no porta proteínas de la superficie celular que normalmente se encuentran en las células del animal, pueden matar no solo a las células atacantes, sino a las células infectadas por virus que han dejado de producir sus proteínas normales (incluida la proteína de reconocimiento) porque están ocupados produciendo proteínas virales. Las células NK incluso pueden ser efectivas contra algunas células cancerosas si tienen una expresión de proteínas de superficie celular regulada a la baja como parte de su desdiferenciación y desadhesión.

    El sistema inmune adaptativo, que sólo se encuentra en los vertebrados, es lo que la mayoría de la gente piensa cuando se menciona al sistema inmune humano. Nosotros y otros vertebrados también tenemos un sistema inmune innato, pero todas las moléculas y células que normalmente vienen a la mente —anticuerpos, células T, células B— son parte de la respuesta inmune adaptativa. Hay dos componentes para la respuesta adaptativa, una respuesta humoral, en la que las proteínas (anticuerpos) que flotan en la sangre se unen al agente infeccioso y evitan que se unan a las células o se dirijan a ella para la respuesta celular, la cual está mediada por células T que pueden reconocer y matar específicamente el patógeno dirigido.

    Anticuerpos

    Frente y centro en la respuesta inmune adaptativa son los anticuerpos. Estas proteínas pueden ser secretadas o unidas a la superficie de las células B, los linfocitos que se diferencian ya sea en la médula ósea (adulto) o en el hígado (feto), a diferencia de las llamadas células T, que se diferencian en la glándula del timo. Por cierto, si ves mollejas en un menú, ese sería timo. Yum. Puedes tomarlo en serio o sarcásticamente dependiendo de cómo creas que van mis gustos.

    Volver a los anticuerpos. Los diferentes tipos de anticuerpos, IgA, IgD, IgE, IgG e IgM, están todos basados en la estructura de IgG (Figura\(\PageIndex{18}\)), que es aproximadamente en forma de Y, y compuesta por dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras. Estas cadenas tienen bucles estabilizados por enlaces disulfuro (¿recuerdan los bucles similares a Ig en las moléculas de adhesión celular algunos capítulos atrás?) , y la combinación del bucle distal de la cadena ligera y el bucle distal de la cadena pesada forman el sitio de unión al antígeno. El antígeno se define como la molécula, o más específicamente la parte de una molécula que es reconocida por el anticuerpo particular. Dado que el anticuerpo está destinado a mediar el reconocimiento altamente específico de una amplia variedad de patógenos invasores, debe haber una manera de crear al menos tantos anticuerpos diferentes. Esto es posible gracias al proceso de reordenamiento del ADN. Este mecanismo también se utiliza para generar diversidad en receptores de células T, que son muy diferentes estructuralmente, pero también necesitan estar disponibles con una variedad extremadamente amplia de sitios de unión específicos.

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    Figura\(\PageIndex{18}\). Anticuerpos. (A) un anticuerpo está compuesto por dos cadenas pesadas (rojas) y dos cadenas ligeras (azul). Cada uno tiene una región variable, y región (es) constante (es). (B) IgA e IgM se construyen sobre múltiples estructuras similares a IgG.

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