SISTEMA INMUNE
El sistema inmunológico es un sistema de defensa del huésped que comprende muchas estructuras y procesos biológicos dentro de un organismo que protege contra las enfermedades . Para funcionar correctamente, un sistema inmunológico debe detectar una amplia variedad de agentes, conocidos como patógenos , desde virus hasta gusanos parasitarios , y distinguirlos del tejido sano del organismo . En muchas especies, el sistema inmunológico se puede clasificar en subsistemas, como el sistema inmunitario innato versus el sistema inmunitario adaptativo , o la inmunidad humoral versusInmunidad mediada por células . En los seres humanos, la barrera hematoencefálica , la barrera hematoencefálica y el líquido cefalorraquídeo separan el sistema inmunitario periférico del sistema neuroinmune , que protege el cerebro .
Los patógenos pueden evolucionar y adaptarse rápidamente y, por lo tanto, evitar la detección y neutralización por parte del sistema inmunológico; sin embargo, múltiples mecanismos de defensa también han evolucionado para reconocer y neutralizar los patógenos. Incluso los organismos unicelularessimples , como las bacterias, poseen un sistema inmunitario rudimentario en forma de enzimas que protegen contra las infecciones por bacteriófagos . Otros mecanismos inmunitarios básicos evolucionaron en los antiguos eucariotas y permanecen en sus descendientes modernos, como las plantas y los invertebrados. Estos mecanismos incluyen la fagocitosis , los péptidos antimicrobianos llamados defensinas y el sistema del complemento.. Los vertebrados con mandíbulas , incluidos los humanos, tienen mecanismos de defensa aún más sofisticados, [1] que incluyen la capacidad de adaptarse con el tiempo para reconocer patógenos específicos de manera más eficiente. La inmunidad adaptativa (o adquirida) crea una memoria inmunológica después de una respuesta inicial a un patógeno específico, lo que lleva a una respuesta mejorada a los encuentros posteriores con ese mismo patógeno. Este proceso de inmunidad adquirida es la base de la vacunación .
Los trastornos del sistema inmunológico pueden provocar enfermedades autoinmunes , enfermedades inflamatorias y cáncer . [2] La inmunodeficiencia ocurre cuando el sistema inmunológico está menos activo de lo normal, lo que resulta en infecciones recurrentes y potencialmente mortales. En los seres humanos, la inmunodeficiencia puede ser el resultado de una enfermedad genética como la inmunodeficiencia combinada grave , las condiciones adquiridas como el VIH / SIDA o el uso de medicamentos inmunosupresores. En contraste, la autoinmunidad es el resultado de un sistema inmune hiperactivo que ataca tejidos normales como si fueran organismos extraños. Las enfermedades autoinmunes comunes incluyenTiroiditis de Hashimoto , artritis reumatoide , diabetes mellitus tipo 1 y lupus eritematoso sistémico . La inmunología cubre el estudio de todos los aspectos del sistema inmunológico.
Defensa en capas [ editar ]
El sistema inmunológico protege a los organismos de la infección con defensas en capas de especificidad creciente. En términos simples, las barreras físicas evitan que agentes patógenos como las bacterias y los virusentren en el organismo. Si un patógeno rompe estas barreras, el sistema inmune innato proporciona una respuesta inmediata, pero no específica. Los sistemas inmunes innatos se encuentran en todas las plantas y animales . [3] Si los patógenos evaden con éxito la respuesta innata, los vertebrados poseen una segunda capa de protección, el sistema inmunitario adaptativo, que se activa por la respuesta innata. Aquí, el sistema inmunológico adapta su respuesta durante una infección para mejorar su reconocimiento del patógeno. Esta respuesta mejorada se retiene luego de que el patógeno se haya eliminado, en forma de una memoria inmunológica , y permita que el sistema inmunitario adaptativo realice ataques más rápidos y más fuertes cada vez que se encuentre este patógeno. [4] [5]
| Sistema inmune innato | Sistema inmune adaptativo |
|---|---|
| La respuesta no es específica. | Respuesta específica a patógenos y antígenos . |
| La exposición conduce a una respuesta máxima inmediata. | Tiempo de espera entre la exposición y la respuesta máxima |
| Componentes mediados por células y humorales. | Componentes mediados por células y humorales. |
| Sin memoria inmunológica | La exposición lleva a la memoria inmunológica. |
| Se encuentra en casi todas las formas de vida. | Encontrado solo en vertebrados mandibulados |
Tanto la inmunidad innata como la adaptativa dependen de la capacidad del sistema inmunitario para distinguir entre moléculas propias y no propias . En inmunología, las moléculas propias son aquellos componentes del cuerpo de un organismo que el sistema inmunitario puede distinguir de sustancias extrañas. [6] Por el contrario, las moléculas no propias son aquellas reconocidas como moléculas extrañas. Una clase de moléculas no propios se llaman antígenos (abreviatura de contra cuerpo Gen erators) y se definen como sustancias que se unen a específicos receptores inmunes y provocan una respuesta inmune. [7]
Los bebés recién nacidos no tienen exposición previa a los microbios y son particularmente vulnerables a la infección. La madre proporciona varias capas de protección pasiva. Durante el embarazo , un tipo particular de anticuerpo, llamado IgG , se transporta de madre a hijo directamente a través de la placenta , por lo que los bebés humanos tienen niveles altos de anticuerpos incluso al nacer, con el mismo rango de especificidades de antígeno que su madre. [8] La leche materna o el calostro también contienen anticuerpos que se transfieren al intestino del bebé y protegen contra infecciones bacterianas hasta que el recién nacido pueda sintetizar sus propios anticuerpos. [9] Esto es inmunidad pasiva.porque el feto no produce realmente células de memoria o anticuerpos, solo los toma prestados. Esta inmunidad pasiva suele ser a corto plazo, y puede durar desde unos pocos días hasta varios meses. En medicina, la inmunidad pasiva protectora también puede transferirse artificialmente de un individuo a otro a través de un suero rico en anticuerpos . [10]
Sistema inmune innato [ editar ]
Los microorganismos o toxinas que entran con éxito en un organismo encuentran las células y los mecanismos del sistema inmunitario innato. La respuesta innata generalmente se desencadena cuando los microbios son identificados por receptores de reconocimiento de patrones , que reconocen componentes que se conservan entre amplios grupos de microorganismos, [11] o cuando las células dañadas, dañadas o estresadas envían señales de alarma, muchas de las cuales (pero no todas) ) son reconocidos por los mismos receptores que los que reconocen patógenos. [12] Las defensas inmunitarias innatas no son específicas, lo que significa que estos sistemas responden a los patógenos de una manera genérica. [7] Este sistema no confiere inmunidadduradera.Contra un patógeno. El sistema inmunitario innato es el sistema dominante de defensa del huésped en la mayoría de los organismos. [3]
Reconocimiento de patrones por celdas [ editar ]
Las células en el sistema inmune innato usan receptores de reconocimiento de patrones (PRR) para reconocer las estructuras moleculares que son producidas por patógenos microbianos. Los PRR son sensores anfitriones codificados en la línea germinal, que detectan las moléculas típicas de los patógenos. [13] Son proteínasexpresadas, principalmente, por las células del sistema inmune innato , como las células dendríticas, macrófagos, monocitos, neutrófilos y células epiteliales, [14] [15] para identificar dos clases de moléculas: patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), que están asociados con patógenos microbianos y patrones moleculares asociados al daño (DAMP), que están asociados con componentes de las células del huésped que se liberan durante el daño o la muerte celular.
Receptores tipo Toll [ editar ]
El reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos extracelulares o endosómicos está mediado por proteínas transmembrana conocidas como receptores tipo peaje (TLR, por sus siglas en inglés). [16] Los TLR comparten un motivo estructural típico, las repeticiones ricas en leucina (LRR) , que les dan su apariencia específica y también son responsables de la funcionalidad de TLR. [17] Los receptores tipo Toll se descubrieron por primera vez en Drosophila y desencadenan la síntesis y secreción de citoquinas y la activación de otros programas de defensa del huésped que son necesarios para las respuestas inmunitarias tanto innatas como adaptativas. Hasta la fecha, diez miembros funcionales de la familia TLR han sido descritos en humanos. [18]
Receptores citosólicos [ editar ]
Las células en el sistema inmunitario innato tienen receptores de reconocimiento de patrones que detectan una infección o daño celular en el citosol. Tres clases principales de estos receptores citosólicos son receptores NOD-como , RIG (gen de ácido-inducible retinoico) -como receptores , y sensores de ADN citosólicas. [19]
Inflammasomas [ editar ]
Los inflamasomas son complejos multiproteínicos (consisten en un NLR, la proteína adaptadora ASC y la molécula efectora pro-caspasa-1) que se forman en respuesta a PAMPs y DAMPs citosólicos, cuya función es generar formas activas de las citoquinas inflamatorias IL-1β y IL-18. [20]
Barreras de superficie [ editar ]
Varias barreras protegen a los organismos de la infección, incluidas las barreras mecánicas, químicas y biológicas. La cutícula cerosa de la mayoría de las hojas , el exoesqueleto de los insectos , las cáscaras y las membranas de los huevos depositados externamente , y los estornudos de la piel son ejemplos de barreras mecánicas que son la primera línea de defensa contra la infección. [7] Sin embargo, como los organismos no pueden estar completamente sellados de sus entornos, otros sistemas actúan para proteger las aberturas del cuerpo, como los pulmones , los intestinos y el tracto genitourinario . En los pulmones, tos y expulsan mecánicamente los patógenos y otros agentes irritantes del tracto respiratorio . El enrojecimiento de las lágrimasy la orina también expulsa mecánicamente los agentes patógenos, mientras que la mucosidad secretada por el tracto respiratorio y gastrointestinal sirve para atrapar y enredar a los microorganismos. [21]
Las barreras químicas también protegen contra la infección. La piel y el tracto respiratorio segregan péptidos antimicrobianos como las β- defensinas . [22] Las enzimas como la lisozima y la fosfolipasa A2 en la saliva , las lágrimas y la leche materna también son antibacteriales . [23] [24] Las secreciones vaginales sirven como una barrera química después de la menarquia , cuando se vuelven ligeramente ácidas , mientras que el semencontiene defensinas y zinc para matar patógenos. [25] [26] En elEn el estómago , el ácido gástrico sirve como una poderosa defensa química contra los patógenos ingeridos. [27]
Dentro de los tractos genitourinario y gastrointestinal, la flora comensal sirve como barreras biológicas al competir con bacterias patógenas por el alimento y el espacio y, en algunos casos, al cambiar las condiciones en su entorno, como el pH o el hierro disponible. [28] Como resultado de la relación simbiótica entre los comensales y el sistema inmunológico , se reduce la probabilidad de que los patógenos alcancen un número suficiente para causar la enfermedad. Sin embargo, dado que la mayoría de los antibióticos no atacan específicamente a las bacterias y no afectan a los hongos, los antibióticos orales pueden conducir a un "crecimiento excesivo" de hongos y causar afecciones como una candidiasis vaginal (una infección por levaduras).[29] Hay pruebas convincentes de que la reintroducción de laflora probiótica , como los cultivos puros de lactobacilos quenormalmente se encuentran en el yogur sin pasteurizar, ayuda a restablecer un equilibrio saludable de las poblaciones microbianas en infecciones intestinales en niños y promueve datos preliminares en estudios sobre[31] [32]Gastroenteritis bacteriana , enfermedades inflamatorias del intestino , infección del tracto urinario e infecciones postquirúrgicas . [30]
Los componentes celulares [ editar ]
Los leucocitos (glóbulos blancos) actúan como organismos independientes, unicelulares y son el segundo brazo del sistema inmunitario innato. [7] Los leucocitos innatos incluyen los fagocitos ( macrófagos , neutrófilos y células dendríticas ), células linfoides innatas , mastocitos , eosinófilos , basófilos y células asesinas naturales . Estas células identifican y eliminan patógenos, ya sea atacando patógenos más grandes a través del contacto o envolviendo y luego matando a los microorganismos. [33]Las células innatas también son mediadores importantes en el desarrollo de órganos linfoides y en la activación del sistema inmunitario adaptativo. [34]
La fagocitosis es una característica importante de la inmunidad innata celular realizada por células llamadas fagocitos que se enredan, o comen, patógenos o partículas. Los fagocitos generalmente patrullan el cuerpo en busca de agentes patógenos, pero las citocinas pueden llamarlos a lugares específicos. [7] Una vez que un patógeno ha sido engullido por un fagocito, queda atrapado en una vesícula intracelular llamada fagosoma , que posteriormente se fusiona con otra vesícula llamada lisosoma para formar un fagolisosoma . El patógeno es destruido por la actividad de las enzimas digestivas o después de una explosión respiratoria que libera radicales libres en el fagolisosoma.[35] [36]La fagocitosis evolucionó como un medio para adquirir nutrientes , pero este papel se extendió en los fagocitos para incluir el envolvimiento de patógenos como un mecanismo de defensa. [37] La fagocitosis probablemente representa la forma más antigua de defensa del huésped, ya que los fagocitos se han identificado en animales vertebrados e invertebrados. [38]
Fagocitos [ editar ]
Los neutrófilos y los macrófagos son fagocitos que viajan por todo el cuerpo en busca de patógenos invasores. [39] Los neutrófilos se encuentran normalmente en el torrente sanguíneo y son el tipo más abundante de fagocitos, que normalmente representan del 50% al 60% del total de los leucocitos circulantes, [39] [40] y consisten en subpoblaciones de neutrófilos asesinos y de neutrófilos.. Durante la fase aguda de la inflamación, particularmente como resultado de una infección bacteriana, los neutrófilos migran hacia el sitio de la inflamación en un proceso llamado quimiotaxis, y suelen ser las primeras células en llegar a la escena de la infección. Los macrófagos son células versátiles que residen dentro de los tejidos y producen una amplia gama de productos químicos que incluyen enzimas, proteínas del complemento y citoquinas, mientras que también pueden actuar como eliminadores que eliminan el cuerpo de las células desgastadas y otros desechos, y como células presentadoras de antígenos. Que activan el sistema inmunitario adaptativo. [41]
Las células dendríticas [ editar ]
Las células dendríticas (DC) son fagocitos en tejidos que están en contacto con el ambiente externo; por lo tanto, se encuentran principalmente en la piel , la nariz , los pulmones, el estómago y los intestinos. [42] Se llaman así por su parecido con las dendritas neuronales , ya que ambas tienen muchas proyecciones similares a la columna vertebral, pero las células dendríticas no están conectadas de ninguna manera con el sistema nervioso . Las células dendríticas sirven como un enlace entre los tejidos corporales y los sistemas inmunitarios innatos y adaptativos, ya que presentan antígenos a las células T , uno de los tipos de células clave del sistema inmunitario adaptativo. [42]
Granulocitos [ editar ]
Los mastocitos residen en los tejidos conectivos y las membranas mucosas , y regulan la respuesta inflamatoria. [43] Con mayor frecuencia se asocian con alergia y anafilaxia . [40] Los basófilos y los eosinófilos están relacionados con los neutrófilos. Secretan los mediadores químicos que participan en la defensa contra los parásitos y desempeñan un papel en las reacciones alérgicas, como el asma . [44]
Células linfoides innatas [ editar ]
Las células linfoides innatas (ILC, por sus siglas en inglés) son un grupo de células inmunes innatas que se derivan de un progenitor linfoide común (CLP) y pertenecen al linaje linfoide . Estas células se definen por la ausencia de un antígeno específico para el receptor de células B o T debido a la falta de un gen activador de la recombinación (RAG). Los ILC no expresan marcadores de células mieloides o dendríticas. [45]
Las células asesinas naturales , una de las ILC miembros, son linfocitos y un componente del sistema inmunitario innato que no ataca directamente a los microbios invasores. [46] Más bien, las células NK destruyen las células hospedadoras comprometidas, como las células tumorales o las células infectadas por virus, reconociendo dichas células por una condición conocida como "falta de identidad". Este término describe células con niveles bajos de un marcador de superficie celular llamado MHC I ( complejo de histocompatibilidad mayor ), una situación que puede surgir en infecciones virales de células huésped. [33]Fueron nombrados "asesinos naturales" debido a la idea inicial de que no requieren activación para matar a las células que "faltan". Durante muchos años no estaba claro cómo las células NK reconocen las células tumorales y las células infectadas. Ahora se sabe que la composición del MHC en la superficie de esas células se altera y las células NK se activan a través del reconocimiento del "yo faltante". Las células del cuerpo normal no son reconocidas y atacadas por las células NK porque expresan antígenos MHC intactos. Esos antígenos MHC son reconocidos por los receptores de inmunoglobulina de células asesinas (KIR) que esencialmente ponen freno a las células NK.
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