Inflamación [ editar ]
La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmunitario a la infección. [48] Los síntomas de la inflamación son enrojecimiento, hinchazón, calor y dolor, que son causados por el aumento del flujo sanguíneoen el tejido. La inflamación es producida por eicosanoides y citoquinas , que son liberadas por células lesionadas o infectadas. Los eicosanoides incluyen prostaglandinas que producen fiebre y la dilatación de los vasos sanguíneos asociados con la inflamación, y los leucotrienos que atraen a ciertos glóbulos blancos (leucocitos). [49] [50] Las citocinas comunes incluyeninterleuquinasque son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos; quimioquinas que promueven la quimiotaxis ; e interferones que tienen efectos antivirales , como el cierre de la síntesis de proteínas en la célula huésped. [51] También pueden liberarse factores de crecimiento y factores citotóxicos. Estas citoquinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunitarias en el sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado luego de la eliminación de patógenos. [52]
Sistema de complemento [ editar ]
El sistema del complemento es una cascada bioquímica que ataca las superficies de células extrañas. Contiene más de 20 proteínas diferentes y su nombre se debe a su capacidad para "complementar" la destrucción de patógenos con anticuerpos . El complemento es el componente humoral principal de la respuesta inmune innata. [53] [54] Muchas especies tienen sistemas de complemento, incluidos no mamíferos como plantas, peces y algunos invertebrados .[33]
En los seres humanos, esta respuesta se activa mediante la unión del complemento a los anticuerpos que se han adherido a estos microbios o la unión de las proteínas del complemento a los carbohidratos en las superficies de los microbios . Esta señal de reconocimiento desencadena una respuesta de matanza rápida. [55] La velocidad de la respuesta es el resultado de la amplificación de la señal que se produce después de proteolítica secuencialactivación de las moléculas del complemento, que también son proteasas. Después de que las proteínas del complemento se unen inicialmente al microbio, activan su actividad proteasa, que a su vez activa otras proteasas complementarias, y así sucesivamente. Esto produce una cascada catalítica que amplifica la señal inicial por controlretroalimentación positiva . [56] La cascada da como resultado la producción de péptidos que atraen a las células inmunitarias, aumentan la permeabilidad vascular y opsonizan (cubren) la superficie de un patógeno, marcándolo para su destrucción. Esta deposición de complemento también puede matar células directamente al interrumpir su membrana plasmática . [53]
Sistema inmune adaptativo [ editar ]
El sistema inmunitario adaptativo evolucionó en vertebrados tempranos y permite una respuesta inmune más fuerte, así como una memoria inmunológica, donde cada patógeno es "recordado" por un antígeno característico. [57] La respuesta inmune adaptativa es específica de antígeno y requiere el reconocimiento de antígenos "no propios" específicos durante un proceso llamado presentación de antígeno. La especificidad de antígeno permite la generación de respuestas que se adaptan a patógenos específicos o células infectadas por patógenos. La capacidad de montar estas respuestas personalizadas se mantiene en el cuerpo mediante "células de memoria". Si un patógeno infecta el cuerpo más de una vez, estas células de memoria específicas se utilizan para eliminarlo rápidamente.
El reconocimiento de antígeno [ editar ]
Las células del sistema inmunitario adaptativo son tipos especiales de leucocitos, llamados linfocitos. Las células B y las células T son los principales tipos de linfocitos y se derivan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea . [33] Las células B están involucradas en la respuesta inmune humoral , mientras que las células T están involucradas en la respuesta inmune mediada por células .
Las células T asesinas solo reconocen antígenos acoplados a moléculas MHC de Clase I , mientras que las células T auxiliares y las células T reguladoras solo reconocen antígenos acoplados a moléculas MHC de Clase II . Estos dos mecanismos de presentación de antígenos reflejan los diferentes roles de los dos tipos de células T. Un tercer subtipo menor son las células T γδ que reconocen los antígenos intactos que no están unidos a los receptores MHC. [58] Las células T doble positivas están expuestas a una amplia variedad de autoantígenos en el timo , en los cuales el yodo es necesario para su desarrollo y actividad. [59]
En contraste, el receptor específico de antígeno de células B es una molécula de anticuerpo en la superficie de las células B, y reconoce patógenos completos sin necesidad de procesamiento de antígenos . Cada linaje de células B expresa un anticuerpo diferente, por lo que el conjunto completo de receptores de antígenos de células B representa todos los anticuerpos que el cuerpo puede fabricar. [33]
Presentación de antígenos a los linfocitos T [ editar ]
Tanto las células B como las células T transportan moléculas receptoras que reconocen objetivos específicos. Las células T reconocen un objetivo "no propio", como un patógeno, solo después de que los antígenos (pequeños fragmentos del patógeno) hayan sido procesados y presentados en combinación con un receptor "auto" denominado molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).
Cell inmunidad mediada [ editar ]
Hay dos subtipos principales de células T: la célula T asesina y la célula T auxiliar . Además, hay células T reguladoras que tienen un papel en la modulación de la respuesta inmune.
Células T Asesinas [ editar ]
Las células T asesinas son un subgrupo de células T que destruyen las células que están infectadas con virus (y otros patógenos), o están dañadas o son disfuncionales. [60] Al igual que con las células B, cada tipo de célula T reconoce un antígeno diferente. Las células T asesinas se activan cuando su receptor de células T (TCR) se une a este antígeno específico en un complejo con el receptor de clase I MHC de otra célula. El reconocimiento de este complejo de MHC: antígeno es ayudado por un co-receptor en la célula T, llamado CD8 . La célula T luego viaja por todo el cuerpo en busca de células en las que los receptores MHC I llevan este antígeno. Cuando una célula T activada entra en contacto con dichas células, libera citotoxinas , como la perforina., que forman poros en la membrana plasmática de la célula diana , permitiendo que entren iones , agua y toxinas. La entrada de otra toxina llamada granulisina (una proteasa) induce a la célula diana a sufrir apoptosis . [61] La muerte de células T de las células huésped es particularmente importante para prevenir la replicación de virus. La activación de las células T está estrechamente controlada y generalmente requiere una señal de activación de MHC / antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por las células T "auxiliares" (ver más abajo). [61]
Células T auxiliares [ editar ]
Las células T auxiliares regulan las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas y ayudan a determinar qué respuestas inmunitarias produce el organismo frente a un patógeno en particular. [62] [63] Estas células no tienen actividad citotóxica y no matan a las células infectadas ni eliminan los patógenos directamente. En su lugar, controlan la respuesta inmunitaria dirigiendo a otras células a realizar estas tareas.
Las células T auxiliares expresan receptores de células T (TCR) que reconocen el antígeno unido a las moléculas MHC de clase II. El complejo MHC: antígeno también es reconocido por el co-receptor CD4 de la célula auxiliar , que recluta moléculas dentro de la célula T (por ejemplo, Lck ) que son responsables de la activación de la célula T. Las células T auxiliares tienen una asociación más débil con el complejo MHC: antígeno que la observada para las células T asesinas, lo que significa que muchos receptores (alrededor de 200–300) en las células T auxiliares deben estar unidos por un antígeno MHC: para activar la célula auxiliar. mientras que las células T asesinas pueden activarse mediante la participación de una única molécula de MHC: antígeno. La activación de las células T colaboradoras también requiere una mayor duración del compromiso con una célula presentadora de antígeno. [64]La activación de una célula T auxiliar en reposo hace que libere citoquinas que influyen en la actividad de muchos tipos de células. Las señales de citoquinas producidas por las células T auxiliares mejoran la función microbicida de los macrófagos y la actividad de las células T asesinas. [7] Además, la activación de las células T auxiliares provoca una regulación al alza de las moléculas expresadas en la superficie de las células T, como el ligando CD40 (también llamado CD154 ), que proporciona señales estimulantes adicionales que generalmente se requieren para activar las células B que producen anticuerpos. [sesenta y cinco]
Celulas gamma delta T [ editar ]
Las células T gamma delta (células T γδ) poseen un receptor de células T alternativo (TCR) en oposición a las células T CD4 + y CD8 + (αβ) y comparten las características de las células T cooperadoras, las células T citotóxicas y las células NK. Las condiciones que producen respuestas de las células T γδ no se entienden completamente. Al igual que otros subconjuntos de células T 'no convencionales' que tienen TCR invariantes, como las células T asesinas naturales restringidas a CD1d , las células T γδ se ubican a horcajadas en el límite entre la inmunidad innata y la adaptativa. [66] Por un lado, las células T γδ son un componente de la inmunidad adaptativa ya que reorganizan los genes TCRPara producir diversidad de receptores y también puede desarrollar un fenotipo de memoria. Por otro lado, los diversos subconjuntos también forman parte del sistema inmune innato, ya que los receptores restringidos de TCR o NK pueden usarse como receptores de reconocimiento de patrones . Por ejemplo, un gran número de células T Vγ9 / Vδ2 humanas responden en cuestión de horas a moléculas comunes producidas por microbios, y las células T Vδ1 + altamente restringidas en epiteliosresponden a células epiteliales estresadas. [58]
La respuesta inmune humoral [ editar ]
Una célula B identifica patógenos cuando los anticuerpos en su superficie se unen a un antígeno extraño específico. [68] Este complejo antígeno / anticuerpo es captado por la célula B y procesado por proteólisis en péptidos. La célula B luego muestra estos péptidos antigénicos en sus moléculas MHC de clase II de superficie. Esta combinación de MHC y antígeno atrae a una célula T auxiliar auxiliar, que libera linfocinas y activa la célula B. [69] Cuando las células B activadas comienzan a dividirse , sus descendientes ( células plasmáticas ) secretan millones de copias del anticuerpo que reconoce este antígeno. Estos anticuerpos circulan en el plasma sanguíneo y la linfa., se unen a los patógenos que expresan el antígeno y los marcan para su destrucción por activación del complemento o para su captación y destrucción por fagocitos. Los anticuerpos también pueden neutralizar los desafíos directamente, al unirse a toxinas bacterianas o al interferir con los receptores que los virus y las bacterias utilizan para infectar las células. [70]
Memoria inmunológica [ editar ]
Cuando las células B y las células T se activan y comienzan a replicarse, algunos de sus descendientes se convierten en células de memoria de larga vida. A lo largo de la vida de un animal, estas células de memoria recuerdan cada patógeno específico encontrado y pueden generar una respuesta fuerte si el patógeno se detecta de nuevo. Esto es "adaptativo" porque ocurre durante la vida de un individuo como una adaptación a la infección con ese patógeno y prepara al sistema inmunológico para futuros desafíos. La memoria inmunológica puede estar en forma de memoria pasiva a corto plazo o memoria activa a largo plazo.
Regulación fisiológica [ editar ]
El sistema inmunológico está involucrado en muchos aspectos de la regulación fisiológica en el cuerpo. El sistema inmunológico interactúa íntimamente con otros sistemas, como los sistemas endocrino [71] [72] y nervioso [73] [74] [75] . El sistema inmunológico también desempeña un papel crucial en la embriogénesis (desarrollo del embrión), así como en la reparación y regeneración de tejidos. .
Hormonas [ editar ]
Las hormonas pueden actuar como inmunomoduladores , alterando la sensibilidad del sistema inmunológico. Por ejemplo, las hormonas sexuales femeninas son inmunoestimuladores conocidos de las respuestas inmunitarias tanto adaptativas [76]como innatas. [77] Algunas enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso afectan a las mujeres de manera preferencial, y su inicio a menudo coincide con la pubertad . Por el contrario, las hormonas sexuales masculinas , como la testosterona, parecen ser inmunosupresoras . [78] Otras hormonas parecen regular también el sistema inmunológico, especialmente la prolactina , la hormona del crecimiento yvitamina d . [79] [80]
Vitamina D [ editar ]
Cuando una célula T se encuentra con un exterior patógeno , se extiende un receptor de la vitamina D . Esto es esencialmente un dispositivo de señalización que permite que las células T se unan a la forma activa de la vitamina D , la hormona esteroide calcitriol . Las células T tienen una relación simbiótica con la vitamina D. No solo las células T extienden un receptor de vitamina D, en esencia piden unirse a la versión de la hormona esteroide de la vitamina D, el calcitriol, sino que las células T expresan el gen CYP27B1 . que es el gen responsable de convertir la versión prehormonal de la vitamina D, calcidiolEn la versión de la hormona esteroide, calcitriol. Solo después de unirse al calcitriol, las células T pueden realizar su función prevista. Otras células del sistema inmunológico que se sabe que expresan CYP27B1 y, por lo tanto, activan la vitamina D calcidiol, son[82]Células dendríticas , queratinocitos y macrófagos . [81]
Se conjetura que un declive progresivo en los niveles hormonales con la edad es parcialmente responsable del debilitamiento de las respuestas inmunitarias en los individuos que envejecen. [83] Por el contrario, algunas hormonas están reguladas por el sistema inmunológico, en particular la actividad de la hormona tiroidea . [84] La disminución relacionada con la edad en la función inmunológica también se relaciona con la disminución de los niveles de vitamina D en los ancianos. A medida que las personas envejecen, suceden dos cosas que afectan negativamente sus niveles de vitamina D. Primero, se quedan más adentro debido a la disminución de los niveles de actividad. Esto significa que reciben menos sol y, por lo tanto, producen menos colecalciferol a través de la radiación UVB . En segundo lugar, a medida que una persona envejece, la piel se vuelve menos adepta a producir vitamina D. [85]
Dormir y descansar [ editar ]
El sistema inmunológico se ve afectado por el sueño y el descanso, [86] y la falta de sueño es perjudicial para la función inmunológica. [87] Los circuitos de retroalimentación complejos que involucran a las citoquinas , como la interleucina-1 y el factor de necrosis tumoral-α producido en respuesta a la infección, también parecen jugar un papel en la regulación del sueño de movimientos oculares no rápidos ( REM ). [88] Por lo tanto, la respuesta inmune a la infección puede provocar cambios en el ciclo del sueño, incluido un aumento en el sueño de onda lenta en relación con el sueño REM. [89]
Cuando se sufre de falta de sueño, las inmunizaciones activas pueden tener un efecto disminuido y pueden resultar en una menor producción de anticuerpos y una menor respuesta inmune, que se observaría en un individuo bien descansado. Además, las proteínas como NFIL3 , que han demostrado estar estrechamente relacionadas con la diferenciación de células T y nuestros ritmos circadianos, pueden verse afectadas por la perturbación de la luz natural y los ciclos de oscuridad a través de casos de privación del sueño, trabajo por turnos, etc. Como resultado, estas interrupciones pueden llevar a un aumento de enfermedades crónicas como enfermedades cardíacas, dolor crónico y asma.[90]
Además de las consecuencias negativas de la falta de sueño, se ha demostrado que el sueño y el sistema circadiano entrelazado tienen fuertes efectos reguladores sobre las funciones inmunológicas que afectan tanto a la inmunidad innata como a la adaptativa. Primero, durante la etapa temprana de sueño de ondas lentas, una caída repentina en los niveles de cortisol , epinefrina y norepinefrina en la sangre inducen un aumento de los niveles en la sangre de las hormonas leptina, hormona de crecimiento hipofisaria y prolactina. Estas señales inducen un estado proinflamatorio a través de la producción de las citoquinas proinflamatorias interleucina-1, interleucina-12 , TNF-alfa e IFN-gamma.. Estas citoquinas estimulan funciones inmunitarias como la activación, proliferación y diferenciación de las células inmunitarias. Es durante este tiempo que las células T no identificadas, o menos diferenciadas, como las células T ingenuas y de memoria central, alcanzan su punto máximo (es decir, durante un tiempo de respuesta inmunitaria adaptativa que evoluciona lentamente). Además de estos efectos, el medio de hormonas producidas en este momento (leptina, hormona de crecimiento hipofisaria y prolactina) apoya las interacciones entre las células APC y las células T, un cambio en el equilibrio de citoquinas T h 1 / T h 2 hacia uno que soporta T h 1, un aumento en T h generalla proliferación celular, y la migración de células T ingenuas a los ganglios linfáticos. También se cree que este entorno apoya la formación de memoria inmune de larga duración a través del inicio de las respuestas inmunes Th1. [91]
En contraste, durante los períodos de vigilia, las células efectoras diferenciadas, como las células asesinas naturales citotóxicas y los CTL (linfocitos T citotóxicos), alcanzan su punto máximo para provocar una respuesta eficaz contra cualquier patógeno intruso. Además, durante las horas activas de vigilia, las moléculas antiinflamatorias, como el cortisol y las catecolaminas , alcanzan su punto máximo. Existen dos teorías sobre por qué el estado proinflamatorio se reserva para el tiempo de sueño. En primer lugar, la inflamación causaría graves trastornos cognitivos y físicos si se produjera durante las horas de vigilia. Segundo, la inflamación puede ocurrir durante los tiempos de sueño debido a la presencia de melatonina . La inflamación causa una gran cantidad de estrés oxidativo.y la presencia de melatonina durante los tiempos de sueño podría contrarrestar activamente la producción de radicales libres durante este tiempo.
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