Principios de funcionamiento de las señales de peligro
El sistema de transmisión de señales de peligro en el organismo se basa en el reconocimiento de desencadenantes por sensores celulares especiales: receptores de reconocimiento de patrones (principalmente TLR y NOD), así como receptores propios de alarminas.
En condiciones normales, estos receptores responden a factores exógenos (agentes extraños como bacterias patógenas). Sin embargo, ante un daño tisular local, se forman señales endógenas. Su aparición está asociada a la acción de factores desfavorables que provocan la destrucción masiva de las células. Es importante señalar que la muerte fisiológica programada (apoptosis) no va acompañada de la liberación de estas sustancias. Las alarminas se liberan exclusivamente durante la necrosis o el estrés celular pronunciado, llegando al espacio intercelular y enviando una señal de alarma a los tejidos circundantes.
De la percepción tanto de las señales exógenas como endógenas se encargan células mieloides especializadas, principalmente macrófagos y células dendríticas. El resultado de su activación es el desarrollo inmediato de reacciones de la inmunidad innata (formación de inflamación) y, en etapas posteriores, una potenciación significativa de las reacciones de la respuesta inmunitaria adaptativa.
Tipos principales de alarminas
El grupo de señales de peligro endógenas es sumamente diverso e incluye proteínas, ácidos nucleicos y metabolitos. Las clases más estudiadas son las siguientes:
- Proteínas de choque térmico (HSP — Heat Shock Proteins)
Son las alarminas más conocidas. En los mamíferos se distinguen varias variantes: HSP20, HSP40, HSP60, HSP70, HSP90. En una célula sana, actúan como chaperonas: mantienen la conformación espacial óptima de las proteínas recién sintetizadas (tras las etapas de ensamblaje de subunidades y procesamiento). Ante factores de estrés como cambios de temperatura, radiación o infección, la expresión de HSP aumenta drásticamente y comienzan a ser secretadas al exterior. En el medio intercelular, interactúan con los TLR (en particular, TLR-2 y TLR-4), transmitiendo una señal de socorro a las células inmunitarias.
- Proteína HMGB1 (High mobility group box 1)
Es una proteína nuclear ampliamente distribuida que se secreta durante el estrés celular y se libera en la necrosis. Sus principales dianas son las células inmunitarias. La HMGB1 posee una marcada actividad quimiotáctica, estimula activamente a los macrófagos y acelera notablemente el proceso de maduración de las células dendríticas.
- Ácido úrico
Al dañarse las estructuras celulares, se libera activamente al exterior, donde cristaliza en forma de sal de urato monosódico. Estos cristales son un potente desencadenante: participan en el funcionamiento de los inflamasomas y estimulan fuertemente la producción de citocinas proinflamatorias.
- Proteínas S100
Conocidas como la familia de las calgranulinas. Forman un amplio grupo de alarminas que participan en la regulación de las cascadas inflamatorias.
Además, se consideran alarminas las proteínas bactericidas (como defensinas y catelicidinas), galectinas, anexinas y timosinas. Algunas citocinas también pueden desempeñar la función de señales de peligro endógenas, por ejemplo, la IL-1α de membrana y citoplasmática.
Mecanismos celulares de la inmunidad innata
La base de la ejecución de las funciones protectoras de la inmunidad innata es la reacción inflamatoria. La causa principal de su desarrollo es la necesidad de una respuesta rápida y eficaz ante un daño tisular local, así como ante la penetración de agentes exógenos extraños (por lo general, bacterias patógenas).
La iniciación de la reacción inflamatoria depende estrictamente de las células locales ubicadas directamente en el foco de la lesión. El papel principal aquí lo desempeñan los mastocitos y los macrófagos tisulares. Son precisamente ellos los primeros en captar las alarminas liberadas por los tejidos dañados y en desencadenar una cascada de reacciones que atrae a otras células inmunitarias al foco y genera una respuesta protectora completa del organismo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué citocinas específicas pertenecen al grupo de las alarminas?
El grupo de citocinas con función de alarminas incluye la interleucina-1 alfa (IL-1α), representada en sus formas citoplasmática y de membrana.
¿Qué proteínas adaptadoras intracelulares participan en la transmisión de señales desde los TLR al unirse a las alarminas?
En la transmisión de señales desde los receptores tipo Toll (TLR) participan varias proteínas adaptadoras intracelulares. Al unirse los ligandos (incluidas las alarminas que actúan a través de TLR-2 y TLR-4), la señal se transmite por vías intracelulares con la participación de las siguientes moléculas:
- MyD88: proteína adaptadora clave de la cascada principal dependiente.
- Mal: adaptador que funciona junto con MyD88.
- TRIF: primera proteína adaptadora en la vía independiente de MyD88 (característica de TLR-3 y TLR-4).
- TRAM: proteína adaptadora adicional para la vía independiente de MyD88 desde TLR-4.
Estas proteínas transmiten productos intermediarios de activación entre los eslabones de la cadena de señalización, lo que en última instancia conduce a la síntesis de citocinas proinflamatorias o interferones.
Alarminas: del inglés «alarm» (alarma, señalización). Cuando una célula es «vulnerada» (necrosis) o «arde» (estrés), se activa una señalización molecular al cuyo sonido acuden los macrófagos.
Preguntas de clases y exámenes
¿Se liberan alarminas durante la apoptosis fisiológica?
No, el sistema de transmisión de señales de peligro se activa únicamente durante la muerte celular por necrosis bajo la influencia de factores desfavorables. La apoptosis transcurre sin una liberación masiva de alarminas.
¿Qué función desempeñan las proteínas de choque térmico (HSP) en condiciones normales?
En las células sanas actúan como chaperonas. Su tarea es mantener la conformación correcta de las proteínas sintetizadas tras su procesamiento y ensamblaje a partir de subunidades.
¿Con qué receptores interactúan las proteínas de choque térmico al llegar al medio intercelular?
Desempeñando el papel de alarminas, las proteínas de choque térmico secretadas se unen a los receptores de reconocimiento de patrones, en particular a TLR-2 y TLR-4.
¿Qué células inician la reacción inflamatoria ante la aparición de señales de peligro?
La inflamación es iniciada por las células locales ubicadas en los tejidos. En primer lugar, los mastocitos y los macrófagos.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de funcionamiento de los inflamasomas ante la acción de los cristales de ácido úrico.
- Estructura y funciones de los receptores de reconocimiento de patrones (TLR, NOD).
- El papel de los macrófagos y las células dendríticas en la percepción de señales exógenas y endógenas.
- El proceso de maduración de las células dendríticas bajo la influencia de HMGB1.
- Mecanismos de potenciación de las reacciones de la inmunidad adaptativa tras la activación de la innata.
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