La inmunología estudia los mecanismos de defensa frente a infecciones producidas por microorganismos patógenos, o ante la presencia de células dañadas o peligrosas, como las cancerosas.

El conjunto de todos los mecanismos de defensa que presenta un organismo constituye el sistema inmunitario. Este actúa a través de unas barreras de defensa que se ponen en marcha de manera consecutiva y coordinada, y cada una de las cuales es más específica que la anterior:

Barreras de Defensa del Sistema Inmunitario

Las Defensas Externas

Las defensas externas son la primera barrera que deben superar los microorganismos patógenos. Actúan de forma inmediata y son de cuatro tipos:

• Estructurales: formadas por la piel (con sus derivados: pelos, plumas, etc.) y las mucosas que recubren respectivamente la superficie corporal y las aberturas naturales (boca, fosas nasales, vías genitales…). Para que resulten eficaces es imprescindible que no presenten roturas.
• Mecánicas: incluyen una serie de procesos que arrastran y ayudan a la expulsión de microorganismos y partículas extrañas como, por ejemplo, el epitelio ciliado de las vías respiratorias, el flujo de la orina desde los riñones al exterior, el movimiento intestinal que impulsa los alimentos y las heces…
• Bioquímicas: representadas por secreciones con efecto antimicrobiano, como el mucus de las mucosas, la lisozima de la saliva y las lágrimas o el ácido clorhídrico del jugo gástrico.
• Ecológicas: constituidas por los microorganismos habituales de la flora normal de la piel y los aparatos digestivo, respiratorio y urogenital, que compiten contra posibles invasores.

Las Defensas Internas

Las defensas internas solo intervienen cuando son superadas las defensas externas. Pertenecen a dos categorías, que actúan de forma complementaria:

Sistema Inmunitario Innato (Defensas Inespecíficas)

Presente de forma innata en todos los seres vivos. Es inespecífico, actúa de la misma manera frente a cualquier patógeno. Posee células propias, los fagocitos. Tiene moléculas propias responsables de una respuesta inflamatoria. Su respuesta inmunitaria es muy rápida. No cuenta con memoria inmunológica sobre el patógeno invasor.

Las células clave son los fagocitos, que se caracterizan por su capacidad de fagocitar los microorganismos patógenos y destruirlos. Presentan capacidad de diapédesis, es decir, de atravesar las paredes de los capilares sanguíneos y pasar a los tejidos infectados. Existen cuatro tipos de fagocitos:

• Monocitos: se almacenan en los tejidos, en los que se diferencian en macrófagos, de mucho mayor tamaño que el resto de fagocitos. Tienen una gran capacidad fagocítica y actividad quimiotáctica.
• Neutrófilos: Son los primeros fagocitos que actúan ante una infección bacteriana. Forman el pus junto a los restos de bacterias muertas.
• Basófilos: Intervienen, junto con los mastocitos del tejido conectivo, en las reacciones alérgicas e inflamatorias.
• Eosinófilos: participan en las infestaciones por parásitos intracelulares.

Durante la respuesta inmunitaria innata, los macrófagos y los neutrófilos fagocitan activamente y destruyen los microorganismos patógenos. Al mismo tiempo, los mastocitos y los fagocitos liberan una serie de sustancias químicas responsables de una acción local. Esta reacción es la respuesta inflamatoria, encaminada a aislar y destruir al patógeno.

Entre esas sustancias químicas destacan la histamina, los eicosanoides y las citoquinas e interferones. El efecto vasodilatador y estimulador de la permeabilidad capilar de la histamina produce el enrojecimiento e inflamación de la zona. Los eicosanoides elevan la temperatura local. Las citoquinas y los interferones atraen a los fagocitos, además de activar ciertos tipos de linfocitos.

La respuesta concluye con la destrucción del patógeno y la limpieza y reparación de la zona por parte de los macrófagos.

Sistema Inmunitario Adaptativo (Defensas Específicas)

Exclusivamente en los vertebrados. Es específico, se identifica al patógeno (gracias a sus antígenos) y se elimina. Posee células propias, los linfocitos, responsables de la respuesta inmunitaria celular. Presenta moléculas propias, los anticuerpos, responsables de la respuesta inmunitaria humoral. Su respuesta inmunitaria es lenta. Tiene memoria inmunológica frente al patógeno invasor. Muestra tolerancia inmunológica, gracias a ella diferencia las moléculas propias de las ajenas.

Las moléculas y los tipos celulares de este sistema inmunitario son los antígenos, los linfocitos y los anticuerpos.

Un antígeno es cualquier molécula ajena al organismo que, introducida en este, es reconocida como extraña y desencadena una respuesta inmune específica contra ella. Se trata de macromoléculas de la superficie celular del patógeno, generalmente de naturaleza proteica o glucídica. El epítopo es una pequeña región del antígeno que permite que se una de forma específica a su anticuerpo. Un mismo antígeno puede tener varios epítopos.

Los linfocitos son leucocitos formados en la médula ósea roja; madurarán en el órgano linfoide correspondiente. En ese proceso cada linfocito adquiere un tipo de receptor antigénico en su superficie celular, que se unirá específicamente a un epítopo. La descendencia de un mismo linfocito maduro constituye un clon celular. Todos los linfocitos de un clon tienen la potencialidad de reconocer y responder al epítopo para el que han sido creados. Existen los linfocitos T y los linfocitos B.

Linfocitos T

Los linfocitos T inmaduros maduran y se diferencian en el timo. Existen 4 tipos de linfocitos T:

• Linfocitos T4 o linfocitos T colaboradores (TH, helper): son responsables de la puesta en marcha de la respuesta inmunitaria, ayudan en la proliferación de los linfocitos T8 y activan a los macrófagos y a los linfocitos B.
• Linfocitos T8 o linfocitos citotóxicos (TC): se ocupan de la destrucción de las células cancerígenas y de aquellas que están infectadas por virus o por otros patógenos.
• Linfocitos T supresores o reguladores (TS): se trata de linfocitos T4 y T8 especiales que actúan deteniendo la respuesta inmunitaria cuando el patógeno se desactiva.
• Células asesinas naturales (NK, natural killers): no maduran en el timo, por ello no tienen receptores antigénicos específicos. Actúan perforando las membranas celulares. Son las responsables principales de la eliminación de las células cancerosas.

Linfocitos B

Los linfocitos B inmaduros maduran en la médula ósea roja. Se activan por interacción con los linfocitos T4 y se transforman en células plasmáticas. Las células plasmáticas experimentan un aumento de tamaño y un desarrollo de su retículo endoplasmático rugoso, para sintetizar grandes cantidades de anticuerpos específicos para el epítopo que desencadenó la respuesta inmunitaria.

Anticuerpos

Los anticuerpos son proteínas inmunoglobulinas fabricadas por las células plasmáticas como respuesta a la entrada de un antígeno, para destruirlo o neutralizarlo. Hay varios tipos de anticuerpos, que se agrupan en 5 clases que presentan diferencias estructurales y funcionales.

Si nos centramos en la IgG, la parte proteica presenta una estructura cuaternaria con 4 subunidades: 2 cadenas más cortas, llamadas cadenas ligeras (L), y otras dos más largas, llamadas cadenas pesadas (H). Las cadenas se unen entre sí por puentes disulfuro, dando una estructura en ‘Y’ o en forma de horquilla.

Tiene 2 regiones diferentes: una pequeña región variable, situada en la zona N-terminal, responsable de la reacción altamente específica antígeno-anticuerpo, y una región constante, propia de la especie y del tipo de inmunoglobulina. En las regiones variables se diferencian los lugares de unión con los antígenos (llamados parátopos); la forma de ‘Y’ le proporciona 2 sitios de unión al antígeno.

La Respuesta Inmunitaria Adaptativa en Acción

Si los microbios o sustancias extrañas no han sido eliminados por la segunda barrera, actúa la tercera barrera, que es la respuesta inmune adaptativa, que diferencia unos invasores de otros y lucha a nivel molecular a través de dos vías: la humoral y la celular. La respuesta inmune humoral trabaja con anticuerpos, cuya síntesis realizan los linfocitos B. La respuesta inmune