11.3B: Barreras Físicas y Químicas

La respuesta inmune innata tiene barreras físicas y químicas que existen como primera línea de defensa contra patógenos infecciosos.

Objetivos de aprendizaje

• Describir las barreras físicas y químicas en la respuesta inmune innata

Puntos Clave

• La piel, o superficie epitelial, sirve como barrera primaria para la entrada microbiana en el cuerpo; la descamación de la piel, la sequedad y la acidez de la piel sirven para desalojar o matar patógenos extraños.
• Orificios como los ojos y la boca, que no están cubiertos por la piel, tienen otros mecanismos por los cuales impiden la entrada; las lágrimas lavan los microbios, mientras que los cilios en las fosas nasales y vías respiratorias empujan el moco (que atrapa patógenos) fuera del cuerpo.
• También existen muchas barreras químicas una vez que los patógenos superan las barreras físicas externas; la acidez del estómago asegura que pocos organismos que llegan con los alimentos sobrevivan al sistema digestivo.

Términos Clave

• cilio: un orgánulo piloso que se proyecta desde una célula eucariota (como un organismo unicelular o una célula de un organismo multicelado), que sirve ya sea para la locomoción mediante movimiento o como sensores
• microbicida: funcionamiento para reducir la infectividad de los microbios

Barreras físicas y químicas

El sistema inmunitario comprende respuestas inmunitarias tanto innatas como adaptativas. La inmunidad innata se produce de forma natural debido a factores genéticos o fisiología. No es inducido por infección o vacunación, sino que está constantemente disponible para reducir la carga de trabajo para la respuesta inmune adaptativa. La respuesta inmune adaptativa se expande con el tiempo, almacenando información sobre infecciones pasadas y montando defensas específicas de patógenos. Tanto los niveles innatos como adaptativos de la respuesta inmune implican proteínas secretadas, señalización mediada por receptor y comunicación intrincada célula a célula. Desde una perspectiva histórica, el sistema inmune innato se desarrolló temprano en la evolución animal, hace aproximadamente mil millones de años, como una respuesta esencial a la infección. En la respuesta inmune innata, cualquier amenaza patógena desencadena una secuencia consistente de eventos que pueden identificar el tipo de patógeno y eliminar la infección de forma independiente o movilizar una respuesta inmune adaptativa altamente especializada.

Figura: Cilios de cerca: Los cilios son un tipo de orgánulo que se encuentra en células eucariotas. En el sistema inmune innato, sirven para sacar a los patógenos del sistema respiratorio a través de un movimiento de barrido concertado.

Antes de desencadenar cualquier factor inmune, la piel (también conocida como superficie epitelial) funciona como una barrera continua e intransitable para patógenos potencialmente infecciosos. La piel es considerada la primera defensa del sistema inmune innato; es la primera de las defensas de barrera inespecíficas. Los patógenos son destruidos o inactivados en la piel por desecación (secado) y por la acidez de la piel. Además, los microorganismos benéficos que coexisten en la piel compiten con patógenos invasores, previniendo la infección. La descamación, o descamación de la piel, también sirve para desalojar organismos que se han adherido a la superficie del cuerpo y están a la espera de la entrada. Las regiones del cuerpo que no están protegidas por la piel (como los ojos y las membranas mucosas) tienen métodos alternativos de defensa. Estos incluyen lágrimas en los ojos; membranas mucosas que brindan protección parcial a pesar de tener que permitir la absorción y secreción; secreciones de moco que atrapan y enjuagan patógenos; y cilios (cilio singular) en las fosas nasales y vías respiratorias que empujan el moco con los patógenos fuera del cuerpo. Además, las lágrimas y secreciones de moco contienen factores microbicidas que impiden que muchas infecciones ingresen por estas vías.

A pesar de estas barreras, los patógenos pueden ingresar al cuerpo a través de abrasiones o pinchazos cutáneos, o por la recolección en superficies mucosas en grandes cantidades que superan el moco o los cilios. Algunos patógenos han desarrollado mecanismos específicos que les permiten superar barreras físicas y químicas.

Una vez dentro, el cuerpo todavía tiene muchas otras defensas, entre ellas las barreras químicas. Algunos de estos incluyen el bajo pH del estómago, que inhibe el crecimiento de patógenos; proteínas sanguíneas que se unen e interrumpen las membranas celulares bacterianas; y el proceso de micción, que elimina los patógenos del tracto urinario. La barrera hematoencefálica también protege al sistema nervioso de patógenos que ya han ingresado al torrente sanguíneo, pero harían significativamente más daño si ingresaran al sistema nervioso central.