11.3D: Reconocimiento de Patógenos
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Al ingresar el patógeno al cuerpo, el sistema inmune innato utiliza varios mecanismos para destruir al patógeno y a cualquier célula que haya infectado.
Objetivos de aprendizaje
- Describir el papel de las PAMP y PRR, interferones y otras citocinas en la inmunidad innata
Puntos Clave
- Los patógenos son reconocidos por una variedad de células inmunes, como los macrófagos y las células dendríticas, a través de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) en la superficie del patógeno, que interactúan con receptores complementarios de reconocimiento de patrones (PRR) en las superficies de las células inmunes.
- Al unirse los PRR con PAMP (reconocimiento de patógenos), las células inmunitarias liberan citocinas para decirle a otras células que comiencen a contraatacar.
- Una clase de citocinas, interferones, advierten a las células cercanas no infectadas de infección inminente, hacen que las células comiencen a escindir el ARN y reduzcan la síntesis de proteínas, y señalan a las células infectadas cercanas que sufran apoptosis
- Otra clase de citocinas, llamadas inerleucinas, median las interacciones entre los glóbulos blancos (leucocitos) y ayudan a unir las respuestas inmunes innatas y adaptativas.
- La inflamación (tejido caliente, rojo, hinchado, doloroso asociado a la infección) es estimulada por citocinas que se producen inmediatamente después del reconocimiento de patógenos; el aumento del flujo sanguíneo asociado a la inflamación permite que más leucocitos (un tipo de célula inmune innata) lleguen al área infectada.
Términos Clave
- macrófago: un glóbulo blanco que fagocita restos de células necróticas y material extraño, incluyendo virus, bacterias y tinta de tatuaje; parte del sistema inmune innato
- fagocitosis: el proceso en el que una célula incorpora una partícula extendiendo los pseudopodios y dibujando la partícula en una vacuola de su citoplasma
- citoquina: cualquiera de las diversas proteínas reguladoras pequeñas que regulan las células del sistema inmune; se liberan tras la unión de PRR a PAMPS
Reconocimiento de patógenos
Cuando un patógeno ingresa al cuerpo, las células de la sangre y la linfa detectan los patrones moleculares específicos asociados a patógenos (PAMP) en la superficie del patógeno. Los PAMP son “firmas” de carbohidratos, polipéptidos y ácidos nucleicos que se expresan por virus, bacterias y parásitos, pero que difieren de las moléculas en las células hospedadoras. Estos PAMP permiten que el sistema inmune reconozca “yo” de “otro” para no destruir al huésped.
El sistema inmune tiene células específicas con receptores que reconocen estos PAMP. Un macrófago es una célula fagocítica grande que envuelve partículas extrañas y patógenos. Los macrófagos reconocen PAMP a través de receptores de reconocimiento de patrones complementarios (PRR). Los PRR son moléculas en macrófagos y células dendríticas que están en contacto con el ambiente externo y, por lo tanto, pueden reconocer PAMP cuando están presentes. Un monocito, un tipo de leucocito (glóbulo blanco) que circula en la sangre y la linfa, se diferencia en macrófagos después de que se mueve hacia el tejido infectado. Las células dendríticas se unen a las firmas moleculares de patógenos, promoviendo la engulgación y destrucción de patógenos.
Una vez que se detecta un patógeno, el sistema inmunitario también debe rastrear si se está replicando intracelularmente (dentro de la célula, como ocurre con la mayoría de los virus y algunas bacterias) o extracelularmente (fuera de la célula, como ocurre con otras bacterias, pero no virus). El sistema inmune innato debe responder en consecuencia identificando el patógeno extracelular y/o identificando células hospedadoras que ya han sido infectadas.
Afecta liberación de citocinas
La unión de los PRR con PAMP desencadena la liberación de citocinas, las cuales señalan que un patógeno está presente y necesita ser destruido junto con cualquier célula infectada. Una citocina es un mensajero químico que regula la diferenciación celular (forma y función), la proliferación (producción) y la expresión génica para afectar las respuestas inmunitarias. Al menos 40 tipos de citocinas existen en humanos que difieren en cuanto al tipo de célula que las produce, el tipo de célula que responde a ellas y los cambios que producen.
Una subclase de citocinas es la interleucina (IL), que media las interacciones entre leucocitos (glóbulos blancos). Las interleucinas están involucradas en la unión de las respuestas inmunes innatas y adaptativas. Además de ser liberadas de las células después del reconocimiento de PAMP, las citocinas son liberadas por las células infectadas que se unen a células cercanas no infectadas, induciendo a esas células a liberar citocinas, dando como resultado un estallido de citocinas.
Una segunda clase de citocinas son los interferones, que son liberados por las células infectadas como advertencia a las células no infectadas cercanas. Una función de los interferones es inhibir la replicación viral, haciéndolos particularmente efectivos contra los virus. También tienen otras funciones importantes, como la vigilancia tumoral. Los interferones funcionan mediante la señalización de las células vecinas no infectadas para destruir el ARN (a menudo una biomolécula muy importante para los virus) y reducir la síntesis de proteínas; señalar a las células infectadas vecinas que experimenten apoptosis (muerte celular programada); y activando las células inmunitarias.
Las citocinas también envían retroalimentación a las células del sistema nervioso para provocar los síntomas generales de sentirse enfermo, que incluyen letargo, dolor muscular y náuseas. Estos efectos pueden haber evolucionado debido a que los síntomas animan al individuo a descansar, evitando que propague la infección a otros. Las citocinas también aumentan la temperatura corporal central, causando fiebre, lo que hace que el hígado retenga hierro de la sangre. Sin hierro, ciertos patógenos (como algunas bacterias) son incapaces de replicarse; esto se llama inmunidad nutricional.
Fagocitosis e inflamación
Las primeras citocinas que se producen son proinflamatorias; es decir, fomentan la inflamación, o el enrojecimiento localizado, hinchazón (edema), calor, pérdida de función y dolor que resultan del movimiento de leucocitos y líquidos a través de capilares cada vez más permeables a un sitio de infección. La población de leucocitos que llega a un sitio de infección depende de la naturaleza del patógeno infeccioso. Tanto los macrófagos como las células dendríticas engullan patógenos y desechos celulares a través de la fagocitosis. Un neutrófilo es también un leucocito fagocítico que engulle y digiere patógenos. Los neutrófilos, los leucocitos más abundantes del sistema inmune, tienen un núcleo con dos a cinco lóbulos y contienen orgánulos (lisosomas) que digieren patógenos engullidos. Un eosinófilo es un leucocito que trabaja con otros eosinófilos para rodear a un parásito. Está involucrado en la respuesta alérgica y en la protección contra helmintos (gusanos parásitos).
Los neutrófilos y eosinófilos son leucocitos particularmente importantes que engullan grandes patógenos, como bacterias y hongos. Un mastocito es un leucocito que produce moléculas inflamatorias, como la histamina, en respuesta a grandes patógenos. Un basófilo es un leucocito que, al igual que un neutrófilo, libera sustancias químicas para estimular la respuesta inflamatoria. Los basófilos también están involucrados en las respuestas de alergia e hipersensibilidad e inducen tipos específicos de respuestas inflamatorias. Los eosinófilos y basófilos producen mediadores inflamatorios adicionales para reclutar más leucocitos. Una respuesta inmune hipersensible a antígenos inofensivos, como en el polen, a menudo implica la liberación de histamina por basófilos y mastocitos; es por ello que muchos medicamentos antialérgicos son antihistamínicos.
LICENCIAS Y ATRIBUCIONES
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