11.1: El sistema inmune innato: una visión general
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Objetivos de aprendizaje
- Comparar la inmunidad adaptativa (adquirida) con la inmunidad innata.
- Compara la inmunidad innata inmediata con la inmunidad innata inducida temprana.
- Defina lo siguiente:
- Patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP)
- receptores de reconocimiento de patrones (PRR)
- antígeno
- inmunógeno
- epítopo.
En las Unidades 1-4 observamos los microorganismos: cómo se replican, por qué algunos son potencialmente más patógenos que otros y cómo podemos controlarlos con agentes antimicrobianos. Las unidades 4 y 5 están dedicadas a las formas en que el cuerpo se defiende contra los microbios y otras células y moléculas potencialmente dañinas. El cuerpo tiene dos sistemas inmunes: el sistema inmune innato y el sistema inmune adaptativo. La Unidad 5 se ocupa de la inmunidad innata mientras que la Unidad 6 cubrirá la inmunidad adaptativa. Primero comparemos brevemente la inmunidad adquirida e innata.
Inmunidad innata
La inmunidad innata es un mecanismo de defensa antigénico inespecífico que un huésped utiliza inmediatamente o dentro de varias horas después de la exposición a casi cualquier microbio. Esta es la inmunidad con la que nace y es la respuesta inicial del cuerpo para eliminar microbios y prevenir infecciones. La inmunidad innata se puede dividir en inmunidad innata inmediata e inmunidad innata inducida temprana.
La inmunidad innata inmediata comienza de 0 a 4 horas después de la exposición a un agente infeccioso e implica la acción de moléculas antimicrobianas preformadas solubles que circulan en la sangre, que se encuentran en los fluidos del tejido extracelular, y son secretadas por las células epiteliales. Estos incluyen:
- enzimas y péptidos antimicrobianos;
- las proteínas del sistema del complemento; y
- barreras anatómicas a la infección, eliminación mecánica de microbios y antagonismo bacteriano por microbiota corporal normal
Estas moléculas de defensa innatas preformadas serán discutidas con mayor detalle más adelante en esta unidad.
La inmunidad innata inducida temprana comienza de 4 a 96 horas después de la exposición a un agente infeccioso e implica el reclutamiento de células de defensa como resultado de patrones moleculares asociados a patógenos o PAMPS que se unen a receptores de reconocimiento de patrones o PRR. Estas células de defensa reclutadas incluyen:
- células fagocíticas: leucocitos tales como neutrófilos, eosinófilos y monocitos; células fagocíticas tisulares en el tejido tales como macrófagos;
- células que liberan mediadores inflamatorios: células inflamatorias en el tejido tales como macrófagos y mastocitos; leucocitos como basófilos y eosinófilos; y
- células asesinas naturales (células NK).
A diferencia de la inmunidad adaptativa, la inmunidad innata no reconoce todos los antígenos posibles. En cambio, está diseñado para reconocer moléculas compartidas por grupos de microbios relacionados que son esenciales para la supervivencia de esos organismos y no se encuentran asociadas con células de mamíferos. Estas moléculas microbianas únicas se denominan patrones moleculares asociados a patógenos o PAMPS e incluyen LPS de la pared celular gramnegativa, peptidoglicano y ácidos lipotechoicos de la pared celular grampositiva, la manosa de azúcar (un azúcar terminal común en glicolípidos microbianos y glicoproteínas, pero rara en ej., los humanos), el ADN CpG no metilado bacteriano y viral, la flagelina bacteriana, el aminoácido N-formilmetionina que se encuentra en las proteínas bacterianas, el ARN bicatenario y monocatenario de virus y los glucanos de las paredes celulares fúngicas. Además, las moléculas únicas que se muestran en células humanas estresadas, lesionadas, infectadas o transformadas también actúan como PAMPS. (Debido a que todos los microbios, no solo los microbios patógenos, poseen PAMP, los patrones moleculares asociados a patógenos a veces se denominan patrones moleculares asociados a microbios o MAMP).
La mayoría de las células de defensa corporal tienen receptores de reconocimiento de patrones o PRR para estos PAMPS comunes (ver Figura\(\PageIndex{1}\)) y por lo tanto hay una respuesta inmediata contra el microorganismo invasor. Los patrones moleculares asociados a patógenos también pueden ser reconocidos por una serie de receptores solubles de reconocimiento de patrones en la sangre que funcionan como opsoninas e inician las vías del complemento. En total, se cree que el sistema inmune innato reconoce aproximadamente 10 3 de estos patrones moleculares microbianos.
Ejemplos de inmunidad innata incluyen barreras anatómicas, eliminación mecánica, antagonismo bacteriano, productos químicos de defensa no específicos de antígeno, las vías del complemento, fagocitosis, inflamación, fiebre y respuesta de fase aguda. En esta unidad actual veremos cada una de estas con mayor detalle.
Inmunidad adaptativa (adquirida)
La inmunidad adaptativa (adquirida) se refiere a mecanismos de defensa específicos de antígeno que tardan varios días en volverse protectores y están diseñados para reaccionar y eliminar un antígeno específico. Esta es la inmunidad que se desarrolla a lo largo de la vida. Durante la inmunidad adaptativa, los antígenos son transportados a órganos linfoides donde son reconocidos por linfocitos B y linfocitos T ingenuos. Estos linfocitos B y T activados posteriormente proliferan y se diferencian en células efectoras.
Un antígeno se define como una sustancia que reacciona con moléculas de anticuerpos y receptores de antígeno en los linfocitos. Un inmunógeno es un antígeno que es reconocido por el cuerpo como no propio y estimula una respuesta inmune adaptativa. Por simplicidad utilizaremos el término antígeno cuando nos referimos tanto a antígenos como a inmunógenos. Las porciones o fragmentos reales de un antígeno que reaccionan con anticuerpos y receptores de linfocitos se denominan epítopos.
Como veremos más adelante en la Unidad 5, el cuerpo reconoce un antígeno como extraño cuando los epítopos de ese antígeno se unen a linfocitos B y linfocitos T por medio de moléculas receptoras específicas de epítopos que tienen una forma complementaria a la del epítopo. El receptor epitópico en la superficie de un linfocito B se llama receptor de células B y en realidad es una molécula de anticuerpo. El receptor en un linfocito T se llama receptor de células T (TCR).
Se estima que el cuerpo humano tiene la capacidad de reconocer 10 7 o más epítopos diferentes y formar hasta 10 9 anticuerpos diferentes, cada uno con una especificidad única. Para reconocer este inmenso número de epítopos diferentes, el cuerpo produce 10 7 o más clones distintos tanto de linfocitos B como de linfocitos T, cada uno con un único receptor de células B o receptor de células T. Entre esta gran variedad de receptores de células B y receptores de células T se une a que haya al menos uno que tenga un sitio de unión a epítopos capaz de encajar, al menos en cierta medida, cualquier antígeno que finalmente encuentre el sistema inmune. Con las respuestas inmunes adaptativas, el cuerpo es capaz de reconocer cualquier antígeno concebible que eventualmente pueda encontrar.
La desventaja de la especificidad de la inmunidad adaptativa es que solo unas pocas células B y células T en el cuerpo reconocen cualquier epítopo. Estas pocas células entonces deben proliferar rápidamente con el fin de producir suficientes células para montar una respuesta inmune eficaz contra ese epítopo en particular, y que normalmente lleva varios días. Durante este tiempo el patógeno podría estar causando un daño considerable, y es por ello que la inmunidad innata también es esencial.
La inmunidad adaptativa generalmente mejora tras la exposición repetida a una infección dada e implica lo siguiente:
- células presentadoras de antígeno (CPA) tales como macrófagos y células dendríticas;
- la activación y proliferación de linfocitos B específicos de antígeno;
- la activación y proliferación de linfocitos T específicos de antígeno; y
- la producción de moléculas de anticuerpos, linfocitos T citotóxicos (CTL), macrófagos activados y citocinas.
La inmunidad adquirida incluye tanto la inmunidad humoral como la inmunidad mediada por células y será el tema de la Unidad 6.
Comparar y contrastar cómo la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa se inician típicamente en respuesta a los microbios.
Ahora vamos a echar un vistazo más de cerca a la inmunidad innata.
Resumen
- El cuerpo tiene dos sistemas inmunes: el sistema inmune innato y el sistema inmune adaptativo.
- La inmunidad innata es un mecanismo de defensa antigénico inespecífico que un huésped utiliza inmediatamente o dentro de varias horas después de la exposición a casi cualquier microbio.
- La inmunidad innata es la inmunidad con la que nace y es la respuesta inicial del cuerpo para eliminar microbios y prevenir infecciones.
- La inmunidad innata inmediata comienza de 0 a 4 horas después de la exposición a un agente infeccioso e implica la acción de moléculas antimicrobianas preformadas solubles que circulan en la sangre y en los fluidos del tejido extracelular.
- La inmunidad innata inducida temprana comienza de 4 a 96 horas después de la exposición a un agente infeccioso e implica el reclutamiento de células de defensa como resultado de patrones moleculares asociados a patógenos o PAMPS que se unen a receptores de reconocimiento de patrones o PRR.
- La inmunidad adaptativa (adquirida) se refiere a mecanismos de defensa específicos de antígeno que tardan varios días en volverse protectores y están diseñados para reaccionar y eliminar un antígeno específico.
- La inmunidad adaptativa es la inmunidad que se desarrolla durante toda la vida.
- Un antígeno se define como una sustancia que reacciona con moléculas de anticuerpos y receptores de antígeno en los linfocitos.
- Las porciones o fragmentos reales de un antígeno que reaccionan con anticuerpos y receptores de linfocitos se denominan epítopos.