Niveles de defensa inmunológica
Las funciones protectoras de nuestro organismo se llevan a cabo en dos niveles principales, cada uno con sus propias características evolutivas y funcionales.
La inmunidad innata (natural) es un mecanismo filogenéticamente más antiguo. Su principal característica es la ausencia de especialización estricta. Estos sistemas de defensa operan de manera continua y se dirigen contra absolutamente cualquier factor extraño. La capacidad misma de reconocer microorganismos patógenos está codificada genéticamente en nosotros. Si el impacto del patógeno es masivo, la inmunidad innata desencadena una reacción inflamatoria, la cual se desarrolla según un escenario único independientemente del tipo de patógeno.
Entre las barreras inespecíficas clave de la inmunidad innata se encuentran:
- Piel intacta, que sirve como un obstáculo mecánico fiable frente a la penetración de agentes.
- Jugo gástrico, cuya alta acidez es letal para la mayoría de las bacterias.
- Mucosas de las vías respiratorias, donde los cilios del epitelio respiratorio eliminan físicamente las partículas extrañas, mientras que los reflejos protectores (tos y estornudos) aceleran este proceso.
La inmunidad adaptativa (adquirida) actúa como la «segunda línea de defensa». Se activa en aquellos casos en que las barreras naturales resultan impotentes. Este nivel requiere más tiempo para su puesta en marcha, pero proporciona una sintonización fina y una respuesta específica (selectiva) frente a un antígeno estrictamente determinado. En la ejecución de la respuesta adaptativa participan los linfocitos T colaboradores (cooperadores), linfocitos citotóxicos, células NK, linfocitos B, así como los anticuerpos producidos y las células de memoria.
Inmunidad celular y humoral
Tanto la defensa innata como la adquirida se llevan a cabo mediante células y factores humorales especializados.
- Inmunidad celular. Su funcionamiento se basa en la generación de linfocitos T citotóxicos (los denominados linfocitos T asesinos o *killer*). El objetivo final de este mecanismo es producir un conjunto de linfocitos T citotóxicos orientados contra un antígeno específico, para posteriormente destruir este último físicamente y eliminarlo del organismo.
- Inmunidad humoral. En este caso, el arma principal está constituida por los anticuerpos (inmunoglobulinas). Estos son sintetizados por células plasmáticas, las cuales, a su vez, se forman durante el proceso de diferenciación de los linfocitos B. Al igual que en la rama celular, la tarea principal de la respuesta humoral es la destrucción y eliminación del antígeno, y su objetivo final consiste en la producción dirigida de anticuerpos.
Clasificación de los anticuerpos
Dependiendo de las condiciones de su formación, los anticuerpos se dividen en dos grupos:
- Anticuerpos naturales. Circulan constantemente por el torrente sanguíneo y no requieren ningún estímulo externo para su aparición. Sus blancos son los agentes lesivos más comunes en el medio ambiente.
- Anticuerpos específicos. Constituyen un componente fundamental de la inmunidad adquirida. Su síntesis se inicia exclusivamente después de que el sistema inmunitario reconoce un agente viral o microbiano concreto. Para combatir cada nuevo antígeno, el organismo forma sus propias células plasmáticas especializadas.
Bases genéticas de la diversidad de anticuerpos
La capacidad del organismo para crear anticuerpos prácticamente contra cualquier amenaza radica en la estructura única de los genes de las inmunoglobulinas. Los genes que codifican las cadenas ligeras y pesadas de los anticuerpos constan de segmentos variables y constantes. En las células jóvenes e indiferenciadas, estas regiones genéticas se encuentran separadas entre sí.
Durante el período embrionario, cuando tiene lugar la maduración de los linfocitos B, se pone en marcha un mecanismo de reordenamiento genético (recombinación):
- Los fragmentos de ADN intermedios situados entre los segmentos son eliminados.
- Las secuencias variables se aproximan entre sí, y sus nuevas combinaciones se ensamblan con el segmento constante.
- Se produce un desplazamiento físico de las secuencias de nucleótidos dentro de la molécula de ADN.
En inmunogenética, este fenómeno único ha recibido el nombre de mutaciones somáticas reguladas. Como resultado de tales reordenamientos, durante la síntesis de la molécula de inmunoglobulina se combinan proteínas codificadas por una de las variantes del gen de la cadena pesada y una de las variantes del gen de la cadena ligera. Precisamente este mecanismo combinatorio permite a nuestro organismo producir alrededor de 100 millones de tipos diferentes de anticuerpos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué clases de inmunoglobulinas (isotipos) se distinguen en humanos?
Se distinguen cinco clases (isotipos) de inmunoglobulinas; los isotipos están determinados por el tipo de cadena pesada.
- Inmunoglobulina G (IgG): actúa como antitoxina y sustancia antibacteriana; es la única clase de Ig capaz de atravesar la barrera placentaria.
- Inmunoglobulina A (IgA): lleva a cabo las reacciones inmunitarias en la superficie de las membranas mucosas; es la principal clase de Ig presente en las secreciones de las células epiteliales.
- Inmunoglobulina M (IgM): macroglobulinas, son las primeras en ser sintetizadas.
- Inmunoglobulina E (IgE): efector de la alergia y de la inmunidad antiparasitaria; cumple la función de receptor en los mastocitos y basófilos.
- Inmunoglobulina D (IgD): actúa como receptor de reconocimiento de antígenos en los linfocitos B.
¿Qué es el complejo principal de histocompatibilidad (MHC) y cuáles son sus funciones?
El complejo principal de histocompatibilidad (MHC) incluye los genes de las clases I, II y III del MHC; las proteínas MHC I y II pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas. La función principal de los genes de las clases I y II del MHC es codificar moléculas que llevan a cabo la presentación de antígenos a los linfocitos T. Para la unión y presentación del péptido antigénico, las moléculas de MHC de ambas clases poseen una hendidura de unión a péptidos.
- Las moléculas de MHC de clase I activan a los linfocitos T citotóxicos CD8, lo que conduce a la destrucción de las células portadoras del antígeno; el CD8 se une al MHC de clase I.
- Las moléculas de MHC de clase II están asociadas con los linfocitos T colaboradores CD4: el CD4 se une al MHC de clase II, y la estimulación de los linfocitos T colaboradores CD4 conduce a la estimulación de las células B y a la síntesis de anticuerpos contra el antígeno.
- Los genes de MHC de clase III codifican mediadores inmunitarios solubles que no participan directamente en la presentación: citocinas y componentes del sistema del complemento.
¿Cómo se produce la recombinación V(D)J del receptor de células T (TCR)?
La recombinación del receptor de células T se realiza mediante el reordenamiento de los genes germinales en las etapas de células pro-T y pre-T con la participación de las enzimas RAG1, RAG2 y TdT. El reordenamiento se efectúa en un solo cromosoma.
- Reordenamiento de las cadenas β y δ: primero se aproximan los segmentos D y J, luego tiene lugar el reordenamiento a gran escala con la participación del gen V, formando la secuencia VDJ.
- Reordenamiento de la cadena γ: debido a la ausencia del segmento D, el gen V se une directamente al segmento J, formando la secuencia VJ.
Un reordenamiento exitoso detiene el proceso en el segundo cromosoma, asegurando la expresión de una sola variante.
¿Qué mecanismos de generación de diversidad de anticuerpos existen además de las mutaciones somáticas?
Además de las hipermutaciones somáticas de los genes variables, una enorme diversidad de anticuerpos es proporcionada por los mecanismos de recombinación del ADN y las modificaciones en las uniones de los fragmentos.
- Combinatoria génica: combinación aleatoria de fragmentos (segmentos V, D, J) durante la diferenciación del linfocito B, lo cual crea un gen único y en funcionamiento continuo.
- Imprecisión en la unión de los segmentos: adición de nucleótidos adicionales en las uniones de las regiones de ADN recombinadas.
Estos procesos permiten generar millones de variantes diferentes de anticuerpos a partir de un número limitado de genes estructurales.
Para recordar fácilmente las barreras de la inmunidad innata, utilice la regla de las «Tres S»: Superficie (piel como barrera mecánica), Jugo (gástrico como barrera química), Mucosas (vías respiratorias como barrera mecánica y reflejos).
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la diferencia fundamental entre la inmunidad innata y la adaptativa?
La inmunidad innata opera de forma continua y ataca a cualquier agente extraño sin distinción. La inmunidad adaptativa requiere tiempo para su activación y ataca con precisión un antígeno específico.
¿Cuál es el papel de las células plasmáticas en la inmunidad humoral?
Las células plasmáticas, formadas a partir de los linfocitos B, actúan como las principales «fábricas» de producción de anticuerpos (inmunoglobulinas) dirigidos a la destrucción del antígeno.
¿Qué son las mutaciones somáticas reguladas en el contexto de la inmunogenética?
Es un proceso genético especial de reordenamiento de los genes de inmunoglobulinas, en el cual se elimina el ADN intermedio y los segmentos variables y constantes se unen en nuevas combinaciones para crear anticuerpos únicos.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de desarrollo y fases de la respuesta inflamatoria en la infección masiva.
- El papel de las células NK y los linfocitos T colaboradores (Th) en el sistema inmunitario adaptativo.
- El proceso de diferenciación de los linfocitos B en células plasmáticas.
- Funcionamiento de la memoria inmunológica y de las células de memoria.
- Estructura de la molécula de inmunoglobulina: interacción de las cadenas pesadas y ligeras.
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