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Respuesta celular del sistema inmunitario adquirido

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Respuesta celular del sistema inmunitario adquirido

 

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Cuando todos los demás recursos del sistema inmunitario en sus distintos niveles han fallado y un antígeno (por ejemplo un virus) ha logrado penetrar en las células del cuerpo, se requiere que el más sofisticado mecanismo de defensa del cuerpo entre en acción: la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido.

Si la primera línea de defensa del cuerpo -es decir, la piel que sirve de muro de defensa contra antígenos (bacterias, virus y hongos) y las capas de mucosa en las paredes de vías interiores (como las vías respiratorias y digestivas, entre otras) que atrapan a dichos antígenos- ha fallado, entra en acción la segunda línea de defensa, o sea el sistema inmunitario innato. El sistema inmunitario innato consiste en glóbulos blancos como los neutrófilos y los macrófagos que combaten directamente a los antígenos sin distinción de tipo o especie, utilizando herramientas como la fagocitosis, la inflamación y la fiebre. Pero si la segunda línea de defensa, es decir el sistema inmunitario innato, tampoco logra frenar a los antígenos (por ejemplo bacterias fuertes), se requiere que entre en acción la respuesta humoral del sistema inmunitario adquirido. La respuesta humoral es un mecanismo de defensa más sofisticado que los anteriormente mencionados, consistente en linfocitos B que utilizan como armas a los anticuerpos para bloquear a las bacterias que han logrado dominar los espacios intersticiales de un tejido de órgano (los espacios que separan a las células unas de otras y que contienen un fluido denominado líquido intersticial). La respuesta humoral cuenta con linfocitos B y anticuerpos específicos para cada especie de antígeno.

Sin embargo, si ninguno de los mecanismos de defensa mencionados fueron suficientes para frenar una invasión llevada a cabo por antígenos -por ejemplo virus- y dichos virus han logrado penetrar al interior de las células del cuerpo invadido, es decir en la mínima unidad estructural de vida que componen al cuerpo (recordemos que los cuerpos están compuestos por órganos que a su vez están compuestos por tejidos de órganos, que a su vez están compuestos por células), es necesario recurrir al mecanismo de defensa más sofisticado con que cuenta el cuerpo: la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido.

Si los virus han logrado penetrar al interior de las células -donde ningún anticuerpo de la respuesta humoral del sistema inmunitario adquirido puede entrar-, estas células comienzan a funcionar de manera anormal y se inician los problemas, en otras palabras, la persona se enferma. Recordemos que los virus no son seres vivos propiamente dichos, su única manera de reproducirse es tomando o secuestrando una célula y utilizando la maquinaria de vida de dicha célula (orgánulos, enzimas, citoplasma, membrana celular, etc) para que la célula haga lo que el virus disponga. En casos así, se requiere que algo reconozca a las células infectadas por virus (o sea invadidas por virus) y las destruya. Además, es necesario que ese algo pueda distinguirlas de las células sanas (o sea las no infectadas) para no destruir erróneamente a estas últimas. Ese algo son los linfocitos T, principales actores de la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido.

Los linfocitos T se dividen en cuatro tipos, cada uno con distintas funciones:

  1. Linfocitos T colaboradores: Organizan y dirigen la respuesta inmune. No atacan ni destruyen a las células invadidas por virus.
  2. Linfocitos T citotóxicos: Son los encargados de destruir a las células del cuerpo invadidas por virus.
  3. Linfocitos T reguladores: Son los encargados de desactivar a los linfocitos T citotóxicos y colaboradores una vez que los virus fueron destruidos.
  4. Linfocitos T de memoria: Son los que permanecen en el cuerpo alertas por si en algún momento en el futuro vuelve a aparecer el mismo tipo de antígeno.

Haciendo una analogía del sistema inmunitario con el ejército, podríamos comparar a los linfocitos T colaboradores con los generales del ejército (es decir del sistema inmunitario) y dirigen todo. Los linfocitos T de memoria vienen a ser los jefes de inteligencia, ya que tienen la información necesaria para reconocer a viejos enemigos (antígenos) que atacaron al cuerpo en el pasado. Los linfocitos T citotóxicos componen tropas que cumplen un rol bastante sucio, dado que se encargan de destruir a células del propio cuerpo que están invadidas por antígenos, para evitar así su dispersión por el cuerpo. Los linfocitosT reguladores son como los capitanes de batallón que dan la orden de retirada cuando el enemigo ha sido derrotado, es decir, desactiva a los linfocitos T citotóxicos para evitar que ataquen a células sanas del cuerpo y la situación se salga de control.
  
A continuación, analizaremos un ejemplo de cómo funciona la respuesta inmune celular del sistema inmunitario adquirido, siguiendo cada cuadro de la imagen de arriba. Cada uno de los siguientes números de etapas describen a los cuadros con números correspondientes de la imagen de arriba:
  
  
1- 
La fase de activación de la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido se inicia cuando durante una infección viral, los macrófagos que se encuentran en el tejido invadido por los virus, fagocitan (ingieren y destruyen) a los virus y luego exponen a los restos de dichos virus destruidos en la superficie de su propia membrana. A las células que tienen la capacidad de exponer a los restos de los antígenos que destruyen para que los linfocitos puedan enterarse sobre qué tipo de invasores se trata, se las denomina células presentadoras de antígenos (CPA). Los macrófagos son células presentadoras de antígenos, ya que cuentan con esta capacidad. Hay muchos tipos de células del cuerpo que son presentadoras de antígenos, es decir que tienen la capacidad de exponer en su membrana exterior a los restos de antígenos destruidos para que los linfocitos los reconozcan.

La bacteria fagocitada es encerrada y aislada dentro de una vesícula o cápsula llamada fagosoma, a donde se dirigen unos orgánulos (órganos funcionales de las células) llamados lisosomas. Los lisosomas contienen unas sustancias químicas especiales (enzimas digestivas) que destruyen a la bacteria ingerida. El macrófago contiene además unas moléculas llamadas Complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) Clase II, que justamente son las encargadas de tomar a los restos de la bacteria destruida para exponerlos en el exterior del macrófago y así notificar a los linfocitos sobre qué tipo de antígenos están invadiendo al cuerpo.

Esta capacidad de exponer a los restos de un antígeno fagocitado (en este caso un virus) sirve para alertar a los linfocitos T colaboradores (los principales responsables de dirigir al sistema inmunitario) acerca de la presencia de este tipo específico de intruso, tras lo cual estos linfocitos T colaboradores podrán organizar una contraofensiva acorde a este tipo de virus en particular.
  
  
2- Una vez encerrado el virus dentro del fagosoma, los lisosomas se unen al fagosoma y secretan las enzimas especiales para destruir al virus y romperlo en pedazos. Para entender mejor este proceso leer: Cómo funciona la fagocitosis

Las moléculas de Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) Clase II se preparan para tomar los restos del virus destruido y llevarlos a la membrana exterior que recubre al macrófago donde serán exhibidos hasta ser reconocidos por algún linfocito T colaborador que pase por allí. Existen dos clases de CMH: los Clase I y los Clase II. Los CMH de Clase II solamente se encuentran en unos pocos tipos de células como los macrófagos, los linfocitos B y los linfocitos T citotóxicos. Los de Clase I se encuentran en todas las células nucleadas del cuerpo (es decir, todas las células con núcleo en su interior. Entre las células que no tienen núcleo, se encuentran los glóbulos rojos). Los CMH sirven para que los linfocitos T puedan enterarse de la presencia de un intruso con material genético distinto al del cuerpo. Como todas las células del cuerpo tienen el mismo ADN, un elemento con ADN distinto es inmediatamente considerado como un antígeno que se debe destruir.

Los CMH Clase II solamente pueden ser reconocidos por los linfocitos T colaboradores. Recordemos que los linfocitos T colaboradores son los que inician y dirigen la campaña de contraataque a los antígenos invasores. Por lo tanto, solamente las células con CMH Clase II pueden alertar a los linfocitos T colaboradores para dar inicio a la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido. A estas células con CMH Clase II (como los macrófagos y linfocitos B) se las denomina Células Presentadoras de Antígenos Profesionales, porque al exhibir en sus membranas a los restos de un antígeno, pueden provocar el inicio de la respuesta inmunitaria adquirida, tanto de tipo humoral o celular
  
  
3- Las moléculas de
CMH Clase II que posee el macrófago, toman los restos del virus destruido para llevarlos y exponerlos en el exterior del macrófago. En la imagen de este ejemplo se muestra a una molécula de CMH Clase II que toma un trozo del virus destruido, para llevarlo hasta el exterior del macrófago, exponerlo en la membrana que recubre al macrófago y para que así algún linfocito T colaborador que pase por allí y sea compatible con este tipo de virus en particular lo reconozca e inicie la contraofensiva lo antes posible. Como existen miles de especies de antígenos, también hay miles de subtipos de linfocitos T colaboradores, cada uno con receptores específicos en su membrana que pueden reconocer únicamente a una especie de antígeno en particular.
  
  
4- 
Las moléculas de Complejo mayor de histocompatibilidad Clase II se instalan en la membrana que recubre al macrófago y exhiben a los restos del antígeno destruido (en este caso un virus). Cuando un linfocito T colaborador con receptores especiales para reconocer únicamente a ese tipo de antígeno en particular, pasa por allí, al detectar al macrófago que exhibe a los restos del virus destruido, se dirige inmediatamente hacia el macrófago para adherirse a dichos restos expuestos del virus y así analizar de qué tipo de antígeno se trata exactamente.
  
Ca
be aclarar que el término histocompatibilidad proviene de la conjunción de las palabras histós que en griego significa tejido y compatibilidad, lo que en conjunto viene a significar: análisis de compatibilidad de un elemento (virus, bacteria, hongo o incluso células del propio cuerpo) con la genética de los tejidos del cuerpo (recordemos que los tejidos son conjuntos de células que funcionan de manera coordinada). Si lo que las moléculas de Complejo mayor de histocompatibilidad exponen, son los restos de un elemento con genética (ADN) distinta a la del propio cuerpo, los linfocitos T inmediatamente entrarán en alerta -ya que lo considerarán un elemento invasor (antígeno)-, e iniciarán una respuesta inmune acorde para atacarlos.

Mientras tanto, otro virus de la misma especie se acerca a una célula del cuerpo para invadirla, inyectar su ADN viral en el ADN de la célula y de esa forma utilizar sus orgánulos (órganos funcionales de la célula) para que haga lo que el virus disponga, que en este caso es producir sus propias proteínas víricas, reproducirse y multiplicarse indefinidamente para invadir otras células (los virus no pueden reproducirse por sí solos, ya que no cuentan con los orgánulos necesarios y tienen que secuestrar una célula y utilizar los orgánulos de esta última para lograrlo).
  
  
5- El virus invadió una célula del cuerpo y comenzó a utilizar los orgánulos de dicha célula para generar sus propias proteínas víricas (la célula está secuestrada y hace lo que el virus dispone).

En el cuerpo, todas las células con núcleo tienen moléculas de Complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), aunque a diferencia de lo que sucede en los macrófagos, linfocitos B y linfocitos T citotóxicos, en la mayoría de las células del cuerpo son de Clase I. Cuando todo está funcionando bien, los CMH de Clase I exponen en el exterior de la célula, fragmentos de proteínas sintetizadas dentro de dicha célula para su normal funcionamiento. De esta forma, cuando los linfocitos T citotóxicos que rondan por la zona notan que los fragmentos de estas proteínas son sintetizados de acuerdo a lo que indica el ADN de la persona, siguen de largo y no atacan a la célula. Sin embargo, cuando un virus invade a una célula y utiliza a sus orgánulos para sintetizar proteínas víricas, los fragmentos de estas proteínas víricas son presentados por las moléculas de CMH Clase I en la membrana de la célula para que los linfocitos T citotóxicos se enteren que la célula ha sido invadida por un virus y la destruya. Para decirlo en palabras simples, a través de este mecanismo, la célula le pide a los linfocitos T citotóxicos que la maten, sacrificándose y dando su propia vida para evitar el mal mayor que significaría para la persona que los virus se sigan multiplicando e invadieran a otras células del cuerpo. 

Los CMH Clase I solamente pueden ser reconocidos por linfocitos T citotóxicos, por lo tanto, no pueden hacer que se active la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido, ya que son los linfocitos T colaboradores los encargados de ordenar el inicio de la contraofensiva y dirigirla. Pero los linfocitos T colaboradores solamente pueden reconocer a los CMH de Clase II que tienen células del sistema inmunitario como los macrófagos y los linfocitos B. Los CMH Clase I generan la atención de los linfocitos T citotóxicos una vez que fueron activados por los linfocitos T colaboradores. Entonces, primero son los linfocitos T colaboradores los que tienen que reconocer a los restos del virus presentados por algún macrófago que lo fagocitó, para iniciar la respuesta celular del sistema inmune adquirido, que a su vez activará a los linfocitos T citotóxicos que podrán reconocer a las proteínas víricas presentadas por los CMH Clase I de alguna célula infectada.
  
  
6- El virus que invadió a la célula utiliza a los orgánulos de esta célula para producir proteínas víricas que le son útiles. Estas proteínas víricas no son compatibles con las proteínas que genera normalmente la célula sana, ya que son distintas a lo que indica el ADN
 de la persona. El ADNÁcido DesoxirriboNucleico no es otra cosa más que un manual o guía que indica a las células del cuerpo cómo producir a sus propias sustancias químicas que le sirven para seguir funcionando. El ADN está compuesto por genes y cada gen vendría a ser como la receta para la producción de una sustancia química en particular. Todas las células del cuerpo comparten el mismo ADN, y conocen a cada uno de los genes que lo componen, por lo que si un linfocito T citotóxico advierte que el fragmento de la proteína presentada por un CMH Clase I en el exterior de la célula no corresponde a ninguna de las proteínas indicadas en los genes del ADN, inmediatamente se da cuenta que algo no está bien en la célula y debe ser destruida lo antes posible.
  
  
7- Las moléculas de
Complejo mayor de histocompatibilidad Clase I de la célula infectada toman fragmentos de proteínas generadas por el virus, para llevarlos hasta el exterior de la célula y exponerlos en la superficie de la membrana celular.
  
  
8- Las moléculas de CMH Clase I exponen los fragmentos de proteínas generadas por el virus invasor. Luego, cuando se active la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido, los linfocitos T citotóxicos podrán reconocer cuáles son las células infectadas por esta especie de virus en particular y destruirlas para evitar que el virus siga multiplicándose.
  
  
9- Las moléculas de CMH Clase II del macrófago exponen en su exterior a los restos del virus fagocitado por el macrófago. Mientras tanto, un linfocito T colaborador con receptores especiales que pueden reconocer únicamente a este tipo específico de antígeno que las moléculas de CMH Clase II exponen, pasa por donde está el macrófago. El linfocito T colaborador aún está desactivado, pero sus receptores son compatibles a los restos del antígeno presentado (en este caso un virus), por lo tanto los reconoce y se acerca a ellos, o sea que se acerca al macrófago que los exhibe en su exterior.
  
  
10- El linfocito T colaborador con receptores que pueden unirse únicamente a este tipo de antígeno, se adhiere a las moléculas de CMH Clase II que exhiben a los restos del virus fagocitado y destruido por el macrófago. Ni bien se adhiere a las moléculas de CMH Clase II del macrófago, el linfocito T colaborador se activa. Al activarse, el linfocito T colaborador secreta (libera) moléculas de una sustancia química llamada citocina. Las citocinas son proteínas que utilizan las células del sistema inmunitario para comunicarse entre sí y dar determinadas órdenes o estímulos. Existen diversos tipos de citocinas, cada una con su nombre particular y una serie de funciones o estímulos específicos. Por ejemplo, el tipo de citocina que libera el linfocito T colaborador se llama Interleucina-2 (IL-2 de forma abreviada). 

Las funciones de la interleucina-2 incluyen: la estimulación de la proliferación de linfocitos T colaboradores del mismo tipo que puedan reconocer a esta misma especie de virus invasor. Para ello, comienzan a aparecer en la zona linfocitos T colaboradores especializados en el reconocimiento de este tipo de antígeno en particular. La interleucina-2 también estimula la reproducción y multiplicación de este tipo de linfocitos T colaboradores. O sea, el linfocito T colaborador original que reconoció al virus, comienza a producir copias de sí mismo.
   
  
11- Comienza la proliferación de linfocitos T con el mismo tipo de receptores que pueden adherirse únicamente a este tipo específico de antígeno (en este caso un virus). La citocina de tipo Interleucina-2 estimula la reproducción del linfocito T en sus cuatro categorías: linfocitos T colaboradores, linfocitos T citotóxicos, linfocitos T de memoria y linfocitos T reguladores, cada uno con sus funciones particulares. 

Los linfocitos T colaboradores no atacan ni destruyen a las células infectadas, sino que dirigen la campaña contra los antígenos. Haciendo una analogía, vendrían a ser los generales del sistema inmunitario. Al multiplicarse los linfocitos T colaboradores en copias de la misma clase, el proceso se acelera exponencialmente, ya que estos también secretan Interleucina-2 que estimula la producción de más linfocitos T citotóxicos

Los linfocitos T citotóxicos son los soldados de elite del sistema inmunitario adquirido, encargados de destruir a las células infectadas del cuerpo. 

Los linfocitos T reguladores son los encargados de desactivar a los linfocitos T citotóxicos una vez que todos los virus han sido destruidos, para evitar que la situación se descontrole y pasen a destruir también a células sanas del cuerpo.

Los linfocitos T de memoria no realizan ninguna acción directa sobre los antígenos. Su misión es estar preparados por si en el futuro vuelve a haber una invasión de esta misma especie de antígeno en particular. Esto garantiza que si alguna vez este mismo tipo de virus llegara a volver a invadir al cuerpo, los linfocitos T de memoria estarán listos esperándolo allí e inmediatamente comenzarán a reproducirse en linfocitos T colaboradores, citotóxicos y reguladores compatibles a esta misma especie de antígeno. De esta manera, la respuesta será más rápida y fuerte que la primera vez. La primera vez que el cuerpo se expone a un tipo de antígeno, la respuesta inmune es lenta y puede tardar varias horas o incluso días en desarrollarse, es por eso que la persona se enferma. Pero si en el futuro, la persona vuelve a exponerse a ese mismo tipo de antígeno, gracias a los linfocitos T de memoria -que estarán siempre alertas esperando el regreso de esa especie de antígeno en particular-, la respuesta será inmediata, no deberá pasar por todas las etapas descritas hasta aquí, y la persona no se enfermará, ya que los linfocitos T de memoria reconocerán de inmediato al antígeno y comenzarán la respuesta inmune celular específica para vencer a ese tipo de antígeno en particular.

Es gracias a esta capacidad que tienen los linfocitos T de memoria, que la vacunación es un método efectivo para evitar enfermedades. La vacunación consiste en introducir a bacterias o virus que generan una determinada enfermedad, pero en un estado debilitado o incluso muertos. Esto activa al sistema inmunitario adquirido, que combate a estos antígenos debilitados o muertos, y que estimula la producción de linfocitos T de memoria que desde ese momento estarán preparados ante un posible regreso de esta misma especie de antígeno. Con la vacunación podría decirse que se infecta a la persona con el antígeno debilitado o muerto que provoca una determinada enfermedad, para que el sistema inmunitario adquirido genere a los linfocitos T de memoria que lo recordarán en caso de una infección real.
  
  
12- La fase efectora de la respuesta celular del sistema inmunitario adquirido se inicia cuando los linfocitos T citotóxicos reconocen a las células infectadas gracias a que los fragmentos de proteínas víricas están expuestas en el exterior de estas células a través de las moléculas de CMH Clase I. Una vez adheridos los linfocitos T citotóxicos a los CMH Clase I de las células infectadas, comienzan a liberar moléculas de una sustancia química llamada perforina. Las perforinas perforan (de allí su nombre) a la membrana celular y permiten así la ruptura de la célula invadida por los virus.
  
  
13- Las moléculas de perforina perforan a la membrana de la célula infectada propiciando así su lisis (ruptura de la célula y salida de sus orgánulos y de todo el material intracelular).
  
  
14- Cuando los linfocitos T citotóxicos matan a todas las células infectadas, los virus no pueden seguir reproduciéndose porque al estar muertas las células que invadieron, no pueden utilizar sus orgánulos. Finalmente, los virus quedan destruidos y la invasión controlada. Una vez que la persona está curada, para evitar que los linfocitos T citotóxicos continúen sus ataques y vayan a destruir a células sanas y la situación se descontrole, los linfocitos T reguladores desactivan a los linfocitos T citotóxicos, así como a los linfocitos T colaboradores.
  
  
15- Una vez eliminados los virus invasores, quedarán linfocitos T de memoria con la capacidad de reconocer únicamente a este tipo de virus en particular, para que si en el futuro vuelve a ocurrir una invasión de este mismo tipo de virus, estos linfocitos T de memoria los reconocerán inmediatamente y comenzarán rápidamente la respuesta inmune.
  
  
Cabe aclarar que en algunos casos, cuando una célula se vuelve cancerosa, comienza a funcionar mal y a producir proteínas distintas a lo que indican los genes del ADN de la persona. En tales casos, las moléculas de
CMH Clase I exponen fragmentos de estas proteínas. Cuando los linfocitos T citotóxicos detectan a estas proteínas distintas a cualquier proteína que indican los genes del ADN de la persona, interpretan que la célula está tomada por un antígeno y la destruyen inmediatamente.

   

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Fuentes de información:

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