Inmunología y Sistema Inmunitario

El sistema inmunitario es un conjunto complejo de células, tejidos, órganos y moléculas que trabajan coordinadamente para defender al organismo contra agentes patógenos y sustancias extrañas.

### 13.1. Concepto de Infección

Una infección es la invasión y multiplicación de microorganismos patógenos en los tejidos del huésped, provocando una respuesta del sistema inmunitario.

#### Tipos de agentes infecciosos:

- Virus: Parásitos intracelulares obligados

- Bacterias: Organismos procariotas

- Hongos: Organismos eucariotas

- Protozoos: Organismos unicelulares eucariotas

- Helmintos: Gusanos parasitarios

- Priones: Proteínas infectivas

#### Fases de la infección:

- Entrada: Penetración del patógeno

- Adhesión: Unión a células diana

- Invasión: Penetración en tejidos

- Multiplicación: Reproducción del patógeno

- Diseminación: Propagación en el organismo

- Daño: Alteración de funciones celulares

#### Factores de virulencia:

- Capacidad de adhesión

- Producción de toxinas

- Resistencia a defensas del huésped

- Capacidad invasiva

- Evasión del sistema inmune

### 13.2. Mecanismos de Defensa frente a las Infecciones

El organismo cuenta con múltiples líneas de defensa organizadas en sistemas inespecíficos y específicos de protección.

#### 13.2.1. Mecanismos Inespecíficos

También llamada inmunidad innata, constituye la primera línea de defensa contra patógenos.

##### Barreras físicas:

- Piel: Barrera impermeable

- Mucosas: Superficie de órganos internos

- Cilios: Barrido mecánico de partículas

- Flujos: Lágrimas, saliva, orina

##### Barreras químicas:

- pH ácido: Estómago, piel, vagina

- Enzimas: Lisozima, pepitidadas

- Sustancias antimicrobianas: Interferón, complemento

- Flora normal: Competencia por nutrientes

##### Respuesta inflamatoria:

- Vasodilatación

- Aumento de permeabilidad vascular

- Migración de leucocitos

- Signos: rubor, tumor, calor, dolor

##### Células de la inmunidad innata:

- Neutrófilos: Fagocitosis de bacterias

- Macrófagos: Fagocitosis y presentación antigénica

- Células dendríticas: Presentación de antígenos

- Células NK: Destrucción de células infectadas

- Eosinófilos: Defensa contra parásitos

- Basófilos y mastocitos: Liberación de mediadores

##### Sistemas moleculares:

- Sistema del complemento: Lisis de patógenos

- Interferones: Respuesta antiviral

- Proteínas de fase aguda: Respuesta sistémica

#### 13.2.2. Mecanismos Específicos

La inmunidad específica o adaptativa proporciona protección específica y memoria inmunológica.

##### Características:

- Especificidad: Reconocimiento molecular preciso

- Memoria: Respuesta más rápida en contactos posteriores

- Diversidad: Reconocimiento de múltiples antígenos

- Discriminación: Diferenciación propio/extraño

##### Tipos de respuesta específica:

- Humoral: Mediada por anticuerpos

- Celular: Mediada por linfocitos T

### 13.3. Inmunidad y Sistema Inmunitario

La inmunidad es la capacidad del organismo para resistir o eliminar sustancias extrañas o patógenos.

#### 13.3.1. Componentes del Sistema Inmunitario

##### Órganos linfoides primarios:

- Médula ósea: Producción y maduración de linfocitos B

- Timo: Maduración de linfocitos T

##### Órganos linfoides secundarios:

- Bazo: Filtro sanguíneo, respuesta inmune

- Ganglios linfáticos: Filtro linfático

- Tejido linfoide asociado a mucosas (MALT): Defensa local

- Amígdalas: Defensa de vías respiratorias superiores

- Placas de Peyer: Defensa intestinal

##### Células del sistema inmunitario:

- Linfocitos B: Producción de anticuerpos

- Linfocitos T: Inmunidad celular

- Células presentadoras de antígenos: Activación linfocitaria

- Células accesorias: Soporte y regulación

##### Moléculas del sistema inmunitario:

- Anticuerpos: Inmunoglobulinas específicas

- Receptores celulares: Reconocimiento antigénico

- Moléculas MHC: Presentación antigénica

- Citocinas: Comunicación celular

#### 13.3.2. Concepto y Naturaleza de los Antígenos

Los antígenos son sustancias que pueden ser reconocidas por el sistema inmunitario y provocar una respuesta inmune específica.

##### Características de los antígenos:

- Inmunogenicidad: Capacidad de inducir respuesta inmune

- Antigenicidad: Capacidad de reaccionar con anticuerpos

- Especificidad: Determinantes antigénicos únicos

##### Factores que afectan la inmunogenicidad:

- Tamaño molecular (mayor a 10 kDa)

- Complejidad química

- Grado de extraneidad

- Concentración y dosis

- Vía de administración

- Presencia de adyuvantes

##### Tipos de antígenos:

- Exógenos: Externos al organismo

- Endógenos: Propios modificados

- Autoantígenos: Propios reconocidos como extraños

- Haptenos: Moléculas pequeñas que requieren carrier

##### Epítopos o determinantes antigénicos:

- Regiones específicas reconocidas por anticuerpos

- Tamaño: 5-15 aminoácidos

- Pueden ser secuenciales o conformacionales

- Un antígeno puede tener múltiples epítopos

### 13.4. La Respuesta Inmunitaria

La respuesta inmunitaria es el conjunto de reacciones desencadenadas por el reconocimiento de antígenos extraños.

#### Fases de la respuesta inmune:

- Reconocimiento: Identificación del antígeno

- Activación: Estimulación de linfocitos

- Proliferación: Expansión clonal

- Diferenciación: Maduración funcional

- Efectora: Eliminación del antígeno

- Memoria: Mantenimiento de células de memoria

#### 13.4.1. Respuesta Inmunitaria Humoral: los Anticuerpos

La respuesta humoral está mediada por linfocitos B que producen anticuerpos específicos contra antígenos.

##### 13.4.1.1. Células Productoras de Anticuerpos: Linfocitos B

Características de los linfocitos B: - Origen: médula ósea

- Maduración: médula ósea

- Marcadores: CD19, CD20, CD21

- Receptor: BCR (inmunoglobulina de membrana)

Activación de linfocitos B: - Señal 1: Unión del antígeno al BCR

- Señal 2: Ayuda de linfocitos T cooperadores

- Proliferación: Expansión clonal

- Diferenciación: Células plasmáticas y memoria

Células plasmáticas: - Productoras especializadas de anticuerpos

- Retículo endoplasmático muy desarrollado

- Vida corta (días a semanas)

- Secreción masiva de inmunoglobulinas

Células B de memoria: - Respuesta secundaria más rápida

- Vida larga (años)

- Mayor afinidad por el antígeno

- Respuesta más intensa

##### 13.4.1.2. Los Anticuerpos

Los anticuerpos o inmunoglobulinas son glicoproteínas producidas por células plasmáticas en respuesta a antígenos específicos.

Estructura de los anticuerpos: - Cadenas pesadas: 2 cadenas idénticas (H)

- Cadenas ligeras: 2 cadenas idénticas (L)

- Puentes disulfuro: Estabilizan estructura

- Regiones variables: Reconocimiento antigénico

- Regiones constantes: Funciones efectoras

Fragmentos funcionales: - Fab: Fragmento de unión al antígeno

- Fc: Fragmento cristalizable (efectos biológicos)

13.4.1.2.1. Tipos de Anticuerpos

IgG (Inmunoglobulina G): - Más abundante en suero (75-80%)

- Atraviesa placenta

- Activa complemento

- Opsonización

- Vida media: 23 días

IgM (Inmunoglobulina M): - Primera en aparecer (respuesta primaria)

- Pentámero (alta avidez)

- Activa fuertemente complemento

- No atraviesa placenta

- Marcador de infección aguda

IgA (Inmunoglobulina A): - Predominante en secreciones

- Dímero secretor

- Inmunidad de mucosas

- Resistente a proteasas

- Presente en leche materna

IgE (Inmunoglobulina E): - Concentración muy baja

- Media reacciones alérgicas

- Se une a mastocitos y basófilos

- Respuesta antiparasitaria

- Vida media muy corta

IgD (Inmunoglobulina D): - Receptor en linfocitos B vírgenes

- Función poco conocida

- Activación de linfocitos B

- Concentración sérica baja

13.4.1.2.2. Reacción Antígeno-Anticuerpo

Características de la unión: - No covalente pero específica

- Reversible

- Dependiente de complementariedad

- Influida por pH, temperatura, fuerza iónica

Fuerzas involucradas: - Puentes de hidrógeno

- Fuerzas de van der Waals

- Interacciones electrostáticas

- Fuerzas hidrofóbicas

Consecuencias biológicas: - Neutralización: Bloqueo de sitios activos

- Opsonización: Marcaje para fagocitosis

- Activación del complemento: Lisis celular

- Citotoxicidad: Destrucción celular mediada

- Aglutinación: Agrupamiento de antígenos

- Precipitación: Formación de complejos

##### 13.4.1.3. Memoria Inmunológica: Respuestas Primaria y Secundaria

Respuesta primaria: - Primer contacto con antígeno

- Período de latencia: 5-10 días

- Predominio de IgM

- Respuesta moderada y corta

- Baja afinidad inicial

Respuesta secundaria: - Contactos posteriores con antígeno

- Período de latencia: 1-3 días

- Predominio de IgG

- Respuesta intensa y prolongada

- Mayor afinidad (maduración de afinidad)

Bases de la memoria: - Células B y T de memoria

- Vida larga

- Activación más fácil

- Cambio de isotipo

- Hipermutación somática

#### 13.4.2. Respuesta Inmune Celular: los Linfocitos T

La respuesta celular está mediada por linfocitos T que reconocen antígenos presentados por moléculas MHC.

##### Características de los linfocitos T:

- Origen: médula ósea

- Maduración: timo

- Receptor: TCR (receptor de células T)

- Reconocimiento: antígenos + MHC

##### Tipos de linfocitos T:

Linfocitos T colaboradores (CD4+): - Reconocen antígenos en MHC II

- Secretan citocinas

- Ayudan a linfocitos B

- Activan macrófagos

- Subpoblaciones: Th1, Th2, Th17, Treg

Linfocitos T citotóxicos (CD8+): - Reconocen antígenos en MHC I

- Destruyen células infectadas

- Liberan perforinas y granzimas

- Inducen apoptosis

- Importantes en rechazo de trasplantes

Linfocitos T reguladores: - Mantienen tolerancia inmunológica

- Suprimen respuestas autoinmunes

- Expresan CD25 y FoxP3

- Secretan IL-10 y TGF-β

##### Presentación antigénica:

- MHC I: Todas las células nucleadas

- MHC II: Células presentadoras de antígenos

- Procesamiento: Degradación en péptidos

- Carga: Asociación con MHC

- Presentación: Exposición en superficie

##### Activación de linfocitos T:

- Señal 1: TCR + antígeno/MHC

- Señal 2: Moléculas coestimuladoras

- Señal 3: Citocinas

- Consecuencias: Proliferación y diferenciación

### 13.5. Tipos de Inmunidad

La inmunidad se puede clasificar según su origen y el mecanismo de adquisición de la protección.

#### 13.5.1. Inmunidad Natural

##### Inmunidad natural activa:

- Adquirida por infección natural

- El sistema inmune produce anticuerpos

- Duración prolongada (años a toda la vida)

- Memoria inmunológica

- Ejemplo: sarampión, varicela

##### Inmunidad natural pasiva:

- Transferencia de anticuerpos maternos

- Vía transplacentaria (IgG)

- Leche materna (IgA)

- Duración corta (meses)

- Sin memoria inmunológica

#### 13.5.2. Inmunidad Artificial

##### Inmunidad artificial activa:

- Adquirida por vacunación

- Estimulación del sistema inmune

- Duración variable (años)

- Memoria inmunológica

- Requiere refuerzos periódicos

Tipos de vacunas: - Vivas atenuadas: Microorganismos debilitados

- Inactivadas: Microorganismos muertos

- Subunitarias: Antígenos purificados

- Toxoides: Toxinas inactivadas

- Recombinantes: Antígenos producidos por ingeniería

##### Inmunidad artificial pasiva:

- Administración de anticuerpos preformados

- Sueros heterólogos o homólogos

- Acción inmediata

- Duración corta (semanas)

- Sin memoria inmunológica

- Uso en emergencias

Tipos de sueros: - Antitóxicos: Contra toxinas (tétanos, difteria)

- Antivenenos: Contra venenos (serpientes, arañas)

- Antivirales: Contra virus (rabia, hepatitis B)

- Inmunoglobulinas: Preparados de anticuerpos

### 13.6. Alteraciones del Sistema Inmunitario

Las alteraciones del sistema inmunitario pueden manifestarse como respuestas exageradas, deficientes o dirigidas incorrectamente.

#### 13.6.1. Autoinmunidad

La autoinmunidad es la pérdida de tolerancia inmunológica hacia antígenos propios, resultando en ataques a tejidos del mismo organismo.

##### Mecanismos de autoinmunidad:

- Mimetismo molecular: Similitud entre antígenos propios y extraños

- Modificación antigénica: Alteración de antígenos propios

- Liberación de antígenos secuestrados: Exposición de antígenos ocultos

- Activación policlonal: Estimulación inespecífica

- Pérdida de supresión: Falla de mecanismos reguladores

##### Ejemplos de enfermedades autoinmunes:

- Diabetes tipo I: Destrucción de células β pancreáticas

- Artritis reumatoide: Inflamación articular

- Esclerosis múltiple: Desmielinización neuronal

- Lupus eritematoso: Afectación sistémica

- Tiroiditis de Hashimoto: Destrucción tiroidea

#### 13.6.2. Hipersensibilidad

La hipersensibilidad es una respuesta inmune exagerada o inapropiada a antígenos normalmente inocuos.

##### Clasificación de Gell y Coombs:

Tipo I (Inmediata, anafiláctica): - Mediada por IgE

- Degranulación de mastocitos

- Liberación de histamina

- Manifestaciones: asma, rinitis, anafilaxia

- Tiempo: minutos

Tipo II (Citotóxica): - Mediada por IgG e IgM

- Activación del complemento

- Citotoxicidad celular

- Manifestaciones: anemia hemolítica, trombocitopenia

- Tiempo: horas

Tipo III (Por complejos inmunes): - Formación de complejos antígeno-anticuerpo

- Depósito en tejidos

- Activación del complemento

- Manifestaciones: vasculitis, glomerulonefritis

- Tiempo: horas a días

Tipo IV (Tardía, celular): - Mediada por linfocitos T

- Activación de macrófagos

- Liberación de citocinas

- Manifestaciones: dermatitis de contacto, tuberculina

- Tiempo: 24-72 horas

#### 13.6.3. Inmunodeficiencia

Las inmunodeficiencias son defectos en el funcionamiento del sistema inmunitario que resultan en mayor susceptibilidad a infecciones.

##### Inmunodeficiencias primarias:

- Defectos de linfocitos B: Agammaglobulinemia

- Defectos de linfocitos T: Síndrome de DiGeorge

- Defectos combinados: SCID

- Defectos de fagocitos: Enfermedad granulomatosa

- Defectos del complemento: Deficiencias de componentes

##### Inmunodeficiencias secundarias:

- VIH/SIDA: Destrucción de linfocitos T CD4+

- Malnutrición: Deficiencia de nutrientes

- Edad: Inmunosenescencia

- Medicamentos: Inmunosupresores

- Cáncer: Supresión inmunológica

- Estrés: Supresión por corticoides

##### SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida):

- Causado por VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana)

- Tropismo por linfocitos T CD4+

- Destrucción progresiva del sistema inmune

- Infecciones oportunistas

- Neoplasias asociadas

- Transmisión: sexual, sanguínea, vertical

#### 13.6.4. Los Trasplantes y el Fenómeno de los Rechazos

El rechazo de trasplantes es una respuesta inmune contra antígenos de histocompatibilidad del donante reconocidos como extraños.

##### Antígenos de histocompatibilidad:

- HLA (Human Leukocyte Antigens): Equivalente humano del MHC

- Clase I: HLA-A, B, C (todas las células nucleadas)

- Clase II: HLA-DR, DQ, DP (células presentadoras)

- Polimorfismo: Alta variabilidad entre individuos

- Herencia: Codominante, ligada

##### Tipos de trasplantes:

- Autotrasplante: Del mismo individuo

- Isotrasplante: Entre gemelos idénticos

- Alotrasplante: Entre individuos de la misma especie

- Xenotrasplante: Entre especies diferentes

##### Tipos de rechazo:

- Hiperagudo: Minutos a horas, anticuerpos preexistentes

- Agudo: Días a semanas, linfocitos T

- Crónico: Meses a años, proceso inflamatorio

##### Estrategias para prevenir rechazo:

- Tipificación HLA: Compatibilidad donante-receptor

- Crossmatch: Prueba de compatibilidad cruzada

- Inmunosupresión: Medicamentos que suprimen inmunidad

- Anticuerpos monoclonales: Terapia específica

- Tolerancia: Inducción de aceptación del injerto

##### Medicamentos inmunosupresores:

- Corticosteroides: Antiinflamatorios

- Azatioprina: Antimetabolito

- Ciclosporina: Inhibidor de calcineurina

- Tacrolimus: Inhibidor de calcineurina

- Micofenolato: Inhibidor de síntesis de nucleótidos

- Rapamicina: Inhibidor de mTOR

## Importancia de la Inmunología

El conocimiento del sistema inmunitario es fundamental para:

- Desarrollo de vacunas y estrategias de prevención

- Diagnóstico y tratamiento de enfermedades infecciosas

- Manejo de enfermedades autoinmunes

- Tratamiento de alergias y hipersensibilidades

- Medicina de trasplantes

- Inmunoterapia del cáncer

- Comprensión de inmunodeficiencias

- Biotecnología e ingeniería de anticuerpos

La inmunología moderna integra conocimientos moleculares, celulares y sistémicos para entender cómo el organismo se defiende y mantiene su integridad biológica.