Sistema inmune (I). Leucocitos, inmunidad innata y resistencia a la infección.

¿Cómo se defiende el organismo de las infecciones?

En nuestro organismo conviven una serie de bacterias, virus, hongos y parásitos, que normalmente están en equilibrio con el sistema de defensas que éste posee. Podemos encontrar estos microorganismos en la boca, la nariz, los ojos, las vías respiratorias, el tracto digestivo -colon- y las vías urinarias. Cuando hay un desequilibrio o bajada en este sistema de defensa, puede producirse una enfermedad infecciosa.

También estamos expuestos a multitud de patógenos ambientales: las bacterias causantes de la neumonía, del tifus, de la faringitis, etc; o los virus causantes del resfriado y la gripe.

Células de la sangre al microscopio electrónico. Imagen National Cancer Institute.

Afortunadamente nuestro organismo dispone del sistema inmune formado por células y tejidos especializados en defendernos de estas agresiones y cuyos constituyentes principales son:

  • los leucocitos -glóbulos blancos-
  • los macrófagos -mal llamados sistema retículo endotelial-
  • el sistema linfático

El sistema inmune puede actuar de dos maneras principales: a través de mecanismos de inmunidad innata y a través de mecanismos de inmunidad adquirida o adaptativa. Aquí vamos a ver el papel de los leucocitos en la inmunidad innata.

Inmunidad innata

La inmunidad innata es el sistema de defensas inespecífico con el que nacemos. Es la primera barrera que nos defiende de las infecciones patógenas y otras agresiones externas.

Por su parte, la inmunidad adquirida, son una serie de mecanismos con capacidad de aprendizaje, que el sistema inmune utiliza para defenderse más específicamente de un patógeno o  de un antígeno en concreto.

Barreras físicas

Las barreras físicas están constituidas, por un lado, por la la piel, las lágrimas y el moco, con los enzimas que contienen. Por otro, el ácido gástrico estomacal y el reflejo de la tos.

Proteínas, anticuerpos y citocinas

Las proteínas del sistema del complemento, anticuerpos como el interferón y citocinas como la interleucina 1 (IL-1) -que causa la fiebre-, son moléculas sanguíneas que también forman parte de lo que se denomina inmunidad humoral innata.

Leucocitos y fagocitosis

En los mecanismos de inmunidad innata intervienen también los leucocitos o células blancas de la sangre, especialmente los neutrófilos, los monocitos y los macrófagos -monocitos especializados ubicados en los diversos tejidos-, cuya función principal es fagocitar los agentes invasores. Los eosinófilos y los basófilos también tienen un papel en la eliminación de sustancias de desecho, toxinas y proteínas, especialmente en infecciones parasitarias.

Los leucocitos proceden todos de una célula madre hematopoyética. Imagen Graham Colm.

Existen diversos tipos de leucocitos, aunque no todos ellos forman parte del sistema de inmunidad innata, pues los denominados linfocitos, llamados así por ser generados en el sistema linfático, intervienen en los mecanismos de la inmunidad adquirida.

  • Neutrófilos
  • Monocitos
  • Eosinófilos
  • Basófilos
  • Linfocitos
  • Mastocitos

Los neutrófilos, los monocitos, los eosinófilos y los basófilos se generan en la médula ósea y se les denomina leucocitos mieloides. Los mastocitos, por su parte, aunque son células del tejido conjuntivo, se originan también en la médula ósea a partir de células madre hematopoyéticas, por lo que también se consideran células mieloides.

Paralelamente existe el sistema fagocítico mononuclear o sistema tisular de macrófagos. Este sistema fue llamado erróneamente en principio sistema retículo endotelial, pues se pensó que las células del endotelio de los vasos sanguíneos podían todas ellas realizar funciones fagocíticas similares a las que realizan los macrófagos, cosa que posteriormente se demostró que era errónea. En la fagocitosis intervienen también otro tipo de leucocitos especializados, las denominadas células dendríticas.

Representación de los cinco tipos de glóbulos blancos. Imagen Blausen.com staff (2014). WikiJournal of Medicine 1 (2). "Medical gallery of Blausen Medical 2014".

Hay otro tipo de leucocitos denominados células asesinas naturales o natural killer (NK), que tienen capacidad para atacar y destruir células tumorales o células infectadas por virus.

Todos los leucocitos y células del sistema inmunitario se encuentran distribuidos en los distintos fluidos, tejidos y órganos de nuestro cuerpo, principalmente en la piel, la médula ósea, la sangre, el timo, el sistema linfático, el bazo y las mucosas.

Neutrófilos

Los neutrófilos son células -polimorfonucleares y granulocitos- que se generan en la médula ósea a partir de células madre hematopoyéticas. Su función principal es la fagocitosis -englobamiento, digestión y destrucción- de bacterias, virus y otras sustancias de eliminación. Se encuentran circulando por la sangre, patrullando por así decir, y son los leucocitos circulantes más abundantes -entre el 50% y el 60% del total-. Pueden fagocitar hasta unas veinticinco bacterias antes de ser destruídos ellos mismos y son los primeros en llegar al lugar de la infección atraídos por determinadas toxinas de los patógenos o por sustancias procedentes de tejidos inflamados, en un proceso que se conoce como quimiotaxis.

Monocitos

Los monocitos son células -mononucleares y agranulocitos- que se originan en la médula ósea y son liberadas a la sangre en forma inmadura, sin capacidad fagocítica. Están circulando por la sangre durante unas horas y entonces los monocitos la abandonan atravesando el endotelio de los capilares o las vénulas poscapilares hacia el tejido conectivo, donde se diferencian rápidamente en macrófagos. En esta evolución parece estar involucrada la interleucina 3 (IL-3). Constituyen del 1% al 6% de los leucocitos circulantes.

Macrófagos

Los macrófagos, que ya poseen capacidad fagocítica, pueden quedarse en los tejidos de destino o volver al torrente sanguíneo para circular y dirigirse, en caso de necesidad, a las zonas de infección e inflamación. Encontramos macrófagos en diversos tejidos y según el tejido donde se hallen reciben diferentes nombres:

  • Histiocitos en el tejido conjuntivvo
  • Macrófagos alveolares en los alveolos pulmonares
  • Osteoclastos en los huesos
  • Microglía en el sistema nervioso central
  • Células de Kupffer en el hígado
  • Células espumosas en el tejido aterosclerótico
  • Células mesangiales intraglomerulares en el riñón
  • Célula gigante de Langhans: macrófago formado por la fusión de células epitelioides -macrófagos activados-, presentes en las enfermedades de tipo granulomatoso (tuberculosis, por ejemplo)

Los macrófagos acuden al lugar de la infección atraídos por quimiotaxis. Son muy diversos los estímulos quimiotácticos capaces de atraerlos: restos de neutrófilos, toxinas bacterianas, virus, citocinas secretadas por linfocitos T helper (Th), inmunoglobulinas, leucotrienos, factores del complemento, factor activador del complemento, fragmentos de colágeno o elastina, etc.

1.- Macrófago siendo estimulado por un complejo antígeno-anticuerpo. 2.- Proceso de fagocitosis. Imágenes Graham Colm.

Pueden ingerir y destruir bacterias, células dañadas y eritrocitos gastados. Son más grandes que los neutróflos y pueden fagocitar hasta cien bacterias antes de destruirse, o incluso tienen capacidad de digerirlas todas, regenerarse y volver a ser activos. Tienen también función de reparación de tejidos dañados, de barrido de residuos y de producción de diversas sustancias que participan en la coagulación.

Cuando un macrófago fagocita un microorganismo, sitúa antígenos del mismo en la superficie externa de su membrana celular. Estos antígenos pueden así ser reconocidos por los linfocitos T helper, que secretarán linfoquinas que activarán a los lnfocitos B. Los linfocitos B secretarán entonces anticuerpos específicos, que se unirán a las bacterias, y este complejo antígeno-anticuerpo estimulará la actividad y la capacidad fagocítica de los propios macrófagos.

Eosinófilos

Los eosinófilos son leucocitos -polimorfonucleares y granulocitos- que se forman en la médula ósea. Pueden fagocitar proteínas, pero su actividad fagocítica es muy débil. Su maduración parece estar regulada por la interleucina 3 (IL-3) y la interleucina 5 (IL-5). Constituyen entre el 2% y el 4% de los leucocitos circulantes en la sangre.

Se dirigen hacia los lugares de infección o inflamación atraídos por quimiotaxis. Tienen un tamaño similar a los neutrófilos y fagocitan los complejos antígeno-anticuerpo una vez precipitados. Son atraídos también por la histamina secretada por los basófilos, y parecen tener un papel en la  modulación de la respuesta alérgica, pues fabrican y secretan una enzima denominada histaminasa, capaz de inactivar la histamina. Por otro lado producen una sustancia capaz de inhibir la degranulación de los basófilos y los mastocitos, circunstancia desencadenante de la reacción alérgica.

Los eosinófilos tienen también un papel en las infecciones por microorganismos no fagocitables, como los parásitos. En estos casos, al tener receptores para la inmunoglobulina E (IgE), son capaces de unirse a la superficie de parásitos recubiertos previamente por esta inmunoglobulina, facilitando así la eliminación de las larvas.

Basófilos

Los basófilos son leucocitos -polimorfonucleares y granulocitos- a los que se atribuye un papel en las reacciones de inmunidad adquirida, como pueden ser las alergias. Constituyen el 0,5% de todos los leucocitos circulantes.

Los basófilos poseen en sus gránulos citoplasmáticos una serie de sustancias como son histamina, heparina y serotonina. Poseen también, en toda la superficie celular, una serie de receptores para fijar las inmunoglobulinas E (IgE), un tipo de anticuerpos. Las sustancias extrañas invasoras o antígenos, ya sean procedentes de un parásito, hongo, bacteria, virus, polen u otro cuerpo extraño, al ser reconocidas, se unirán a estas inmunoglobulinas, produciéndose una reacción antígeno-anticuerpo y desencadenándose entonces la liberación de los mediadores celulares inflamatorios antes citados de sus gránulos celulares -degranulación de los basófilos-.

Degranulación de los basófilos

Este proceso es bien conocido desde hace años en patologías como la alergia, asma, dermatitis atópica, etc, donde a los basófilos siempre se les ha otorgado un papel primordial. Sin embargo, estudios llevados a cabo más recientemente, han permitido establecer nuevas funciones para estas células, como por ejemplo su papel en la lucha contra parásitos como los helmintos, las garrapatas y las chinches.

Defensa contra los parásitos

En el caso de helmintos como Trichinella o Schistosoma, demasiado grandes para ser fagocitados, el organismo trata de conseguir un hábitat hostil al parásito para lograr su expulsión. En este sentido los basófilos tienen un importante papel al secretar las interleucinas 1 y 3 (IL-1 e IL-3), que inducen, a través del factor de transcripción STAT-6, la expresión de una serie de genes que activan la secreción de diversas sustancias y modulan una serie de cambios, encaminados a la expulsión del parásito.

Mastocitos

Tenemos que hacer mención aquí de los mastocitos o células cebadas. Los mastocitos son células, que al igual que los basófilos, se generan en la médula ósea, sin embargo salen de esta en estado inmaduro, circulan por la sangre y no maduran hasta que llegan a su tejido de destino. Los mastocitos se encuentran en la mayoría de tejidos del organismo, especialmente por debajo de las superficies epiteliales -piel-, cavidades serosas -mucosas del tracto digestivo y de las vías aereas- y alrededor de los vasos sanguíneos.

Degranulación de un mastocito al entrar en contacto con antígenos. Imagen Slideteam.net.

Podemos decir que son células de tejido conectivo, con orgánulos llenos de histamina, heparina y serotonina, que tienen funciones muy parecidas a las de los basófilos. Durante un tiempo se creyó que eran basófilos inmaduros que acababan de especializarse en el tejido conectivo, pero en realidad se ha visto que son linajes distintos.

Los mastocitos, de modo similar a los basófilos, tienen un importante papel en el sistema inmune. Tienen capacidad fagocítica y participan en la lucha contra parásitos helmintos.También están implicados en la curación de las heridas y al entrar en contacto con determinados antígenos pueden degranularse en un proceso que desencadena las alergias y la anafilaxis.


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