Funcionamiento del Sistema Inmunitario: Mecanismos de Defensa y Respuesta Biológica

1. Los mecanismos de defensa del organismo

El sistema inmunitario constituye el conjunto de mecanismos de defensa frente a las enfermedades infecciosas. Estos se dividen en defensas externas y defensas internas.

1.1. Las defensas externas

Las superficies externas actúan como una barrera mecánica y química que evita que los patógenos se introduzcan en el organismo. Es una barrera inespecífica, ya que actúa sobre cualquier tipo de germen. Estas barreras incluyen:

  • La piel: Es impermeable a casi todos los microorganismos. Contiene ácido láctico, ácidos grasos de las secreciones sebáceas y sudoríparas, y un pH ácido que impide el crecimiento de muchos microorganismos.
  • Las membranas mucosas y las secreciones:
    • Vías respiratorias: El mucus impide la fijación de bacterias y atrapa microorganismos.
    • Saliva, lágrimas y orina: Ejercen una acción mecánica sobre las superficies que bañan.
    • Lisozima: Presente en lágrimas, secreciones nasales y saliva; posee acción bactericida.
    • Orina y vagina: Presentan un pH ácido.
  • Las barreras biológicas: Las bacterias normales del organismo inhiben la proliferación de especies bacterianas patógenas y de hongos mediante la liberación de sustancias bactericidas o por competencia por los nutrientes.

1.2. Las defensas internas

El organismo posee un segundo nivel de defensa, el sistema inmunitario, que responde específicamente a la introducción de sustancias extrañas o patógenos mediante la respuesta inmunitaria. Esta se compone de reacciones desencadenadas por moléculas y células responsables de la inmunidad.

La destrucción de microorganismos patógenos ocurre a través de tres mecanismos principales:

  • La lisis (rotura) celular: Mediada por enzimas hidrolíticas o proteínas tóxicas para los patógenos.
  • La fagocitosis: Las células fagocíticas reconocen y engloban por endocitosis a los patógenos para destruirlos.
  • La opsonización: Reconocimiento y «marcaje» de los patógenos para su posterior destrucción por lisis o fagocitosis.

1.3. La respuesta inmunitaria: innata y adaptativa

La respuesta inmunitaria puede clasificarse en innata y adaptativa.

Características de la respuesta inmunitaria innata

Está constituida por mecanismos existentes antes de que se desarrolle la infección.

  • Componentes: Defensas externas, células (fagocitos y células NK) y moléculas (citocinas).
  • Mecanismos: Activación del sistema del complemento y respuesta inflamatoria.
  • Propiedades: Actúan sobre cualquier tipo de patógeno (inespecíficos), su acción es inmediata y carecen de memoria inmunológica.

Características de la respuesta inmunitaria adquirida o adaptativa

Solo actúa sobre el antígeno que la ha provocado.

  • Mecanismos: Respuesta celular (células especializadas) y respuesta humoral (producción de anticuerpos).
  • Propiedades: Son altamente específicos, su acción es lenta (requiere contacto previo) y presentan memoria inmunológica. El primer contacto desencadena la respuesta primaria, permitiendo una respuesta secundaria más rápida en encuentros posteriores.

1.4. Relación entre las respuestas innata y adaptativa

Ambas respuestas se complementan para crear un sistema defensivo eficaz:

  • Inmunidad innata: Reconoce patógenos por características esenciales (como la pared celular bacteriana), dificultando que estos la eludan, aunque es menos eficaz que la adaptativa en la destrucción final.
  • Inmunidad adaptativa: Reconoce características no esenciales (como fibras proteicas virales) que los patógenos pueden cambiar para intentar eludirla. Es altamente eficaz en la eliminación de invasores.

2. El sistema inmunitario

Se encuentra diseminado por todo el organismo y está constituido por órganos y tejidos linfoides, células defensivas y moléculas que circulan por el torrente sanguíneo.

2.1. Los órganos y los tejidos linfoides

Los vasos linfáticos

Red de vasos abierta por donde circula la linfa con células y moléculas del sistema inmunitario.

Los órganos linfoides primarios

Donde se forman y maduran las células inmunitarias:

  • Médula ósea: Lugar de maduración de monocitos y linfocitos B.
  • Timo: Donde se diferencian y maduran los linfocitos T.

Los órganos y tejidos linfoides secundarios

Donde las células se activan al entrar en contacto con los antígenos:

  • Bazo: Contiene linfocitos T y B.
  • Ganglios linfáticos: Contienen macrófagos que presentan antígenos a los linfocitos.
  • Tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT): Incluye amígdalas, placas de Peyer (intestino delgado), apéndice y mucosas bronquiales.

2.2. Las células defensivas

Son los leucocitos, derivados de células madre pluripotentes en la médula ósea a través de dos líneas:

Línea mieloide

  • Fagocitos: Incluyen granulocitos, monocitos, células dendríticas y mastocitos.
  • Granulocitos: Neutrófilos (fagocíticos), basófilos (alergias/histamina) y eosinófilos (infecciones parasitarias).
  • Monocitos: Migran a los tejidos para convertirse en macrófagos, con gran capacidad fagocítica.
  • Células dendríticas: Eficaces en la fagocitosis y presentación de antígenos.
  • Mastocitos: Liberan histamina y heparina; intervienen en procesos alérgicos.

Línea linfoide

  • Linfocitos B: Responsables de la respuesta humoral; se convierten en células plasmáticas secretoras de anticuerpos.
  • Linfocitos T: Responsables de la respuesta celular. Se dividen en:
    • Citotóxicos (TC): Destruyen células infectadas o tumorales (CD8).
    • Auxiliares (TH): Segregan citocinas para activar a otras células (CD4).
    • Reguladores: Atenúan la respuesta tras eliminar el antígeno.
  • Células NK (Natural Killer): Identifican y destruyen células anormales o infectadas mediante apoptosis.
  • Células de memoria: Linfocitos que permanecen en el organismo para responder rápidamente ante una reinfección.

2.3. Las moléculas del sistema inmunitario

Incluyen anticuerpos, el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), el sistema del complemento y las citocinas.

Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig)

Proteínas que se unen específicamente a los antígenos. Estructura:

  • Dos cadenas ligeras (L) y dos cadenas pesadas (H).
  • Regiones variables (sitios de unión al antígeno) y regiones constantes.
  • El sitio de unión en el antígeno es el epítopo y en el anticuerpo es el parátopo.
  • Existen cinco tipos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.

Tipos de reacción antígeno-anticuerpo

  • Neutralización: Impiden que el patógeno infecte células diana.
  • Aglutinación: Aglomeración de patógenos para facilitar su destrucción.
  • Precipitación: De antígenos disueltos.
  • Fijación del complemento: Activación del sistema para lisar patógenos.

3. La respuesta inmunitaria inespecífica

Incluye la reacción inflamatoria y la activación del sistema del complemento.

3.1. La reacción inflamatoria

Respuesta local ante la rotura celular e invasión de gérmenes. Se caracteriza por:

  • Vasodilatación: Produce rubor y calor.
  • Aumento de permeabilidad: Produce edema (hinchazón) y dolor.
  • Quimiotaxis: Atracción de neutrófilos y monocitos al foco de infección para realizar la fagocitosis.

4. La respuesta inmunitaria específica

4.1. La respuesta celular

Mediante linfocitos T que reconocen células infectadas. Proceso:

  1. Reconocimiento: Las células presentadoras de antígeno muestran fragmentos del patógeno mediante moléculas MHC (MHC I en células nucleadas, MHC II en macrófagos).
  2. Activación: Los TH liberan citocinas, los TC destruyen células mediante perforinas y los T reguladores finalizan la respuesta.

4.2. La respuesta humoral

Producción de anticuerpos liberados al plasma. Etapas:

  1. Reconocimiento: Los linfocitos B se unen al antígeno y lo presentan a los TH.
  2. Activación y proliferación: La coestimulación provoca la proliferación clonal y diferenciación en células plasmáticas (secretoras de Ig) y células de memoria.
  3. Destrucción: Los anticuerpos marcan al patógeno para el sistema del complemento, macrófagos o células NK.

La teoría de la selección clonal

Establece que cada linfocito tiene una especificidad única. Al ser estimulado por su antígeno específico, se divide para crear un clon de sí mismo con la misma especificidad.