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07. Sistema inmunitario

Los leucocitos (glóbulos blancos) presentan una morfología irregular y un número mucho menor que los eritrocitos (~1 por cada 700).

No son específicos de la sangre: el 2% se encuentran en sangre y el resto repartidos por la linfa, líquido cefalorraquídeo, bazo y resto de tejidos.

Forman parte del sistema inmunitario: participan en la defensa frente a diversos agentes infecciosos (bacterias, virus, hongos...) y a objetos extraños.

En sangre se encuentran 5 tipos diferentes de leucocitos:

  • Granulocitos
    • Polimorfonucleares neutrófilos
    • Polimorfonucleares eosinófilos
    • Polimorfonucleares basófilos
  • Agranulocitos
    • Monocitos
    • Linfocitos
En la tarea de defender al organismo, los leucocitos realizan diferentes funciones:
  • Los granulocitos y monocitos captan, ingieren y destruyen los agentes infecciosos por fagocitosis.
    • Los granulocitos neutrófilos fagocitan rápidamente pero actúan durante poco tiempo.
    • Los monocitos actúan con posterioridad pero son capaces de fagocitosis repetidas.
  • Los linfocitos fijan los microorganismos y los destruyen por otros mecanismos (producción de anticuerpos e inmunidad celular).

Neutrófilos

Los neutrófilos son abundantes en los mamíferos, aunque su número es muy variable: 55-75% en el hombre.

Los neutrófilos son células de forma redondeada, de 10-15 μm de diámetro (dependiendo de las especies), citoplasma abundante finamente granular y núcleo central de morfología variable, dividido en lóbulos conectados entre sí por filamentos finos.

La vida media es breve (4-8 horas) y su desaparición se produce al azar: pasan a los tejidos y no regresan. Pocos envejecen y mueren en la sangre.

En la sangre ocupan dos compartimentos: circulante y marginal (adherido a las paredes de los vasos).

Funciones de los neutrófilos:

Los neutrófilos defienden al organismo a través de la fagocitosis, junto a los monocitos.

La fagocitosis la pueden realizar en el interior del torrente sanguíneo o en los tejidos. Para ello, los neutrófilos abandonan los vasos sanguíneos por diapédesis o migración (entre los poros que dejan las células endoteliales) y son atraídos hacia un lugar determinado por sustancias químicas (quimiotaxis).

Eosinófilos

Constituyen en condiciones normales el 2-3% de todos los leucocitos del cuerpo.

La mayor parte de los eosinófilos se encuentran en los tejidos y en la médula ósea (por cada uno circulante hay 500 en los tejidos y 400 en la médula óesa).

Son células grandes, con núcleo lobulado, pero menos que los neutrófilos (generalmente bilobulado) y en su citoplasma presentan granulaciones grandes rojo-anaranjadas, con afinidad por la eosina.

Presentan actividad fagocítica escasa, y pueden también liberar al exterior el contenido de sus granulaciones.

Presentan quimiotaxia.

Su vida media en sangre no se conoce bien, pero oscila entre 30 min y 8 horas.

Las funciones de los eosinófilos no se conocen bien:

  • Presentan quimiotáxis por los tejidos que liberan grandes cantidades de histamina, donde son capaces de neutralizar los efectos inflamatorios de sustancias como la histamina, serotonina y bradicinina (liberadas por los basófilos).
  • Su número se encuentra aumentado en tejidos donde se ha producido una reacción alérgica, eliminando complejos antígeno-anticuerpo.
  • También son abundantes en personas que sufren procesos parasitarios. Como los parásitos son demasiado grandes para ser fagocitados, con frecuencia son destruidos por la liberación de enzimas al medio extracelular.
  • Se les han atribuido funciones en la cicatrización.

Basófilos

Los basófilos son leucocitos menos abundantes en la sangre (menos del 0.5%).

Se conoce poco de su distribución y vida media, aunque pueden vivir varios días (10-12) en los tejidos.

Son de menor tamaño que los demás granulocitos.

Se caracterizan por tener gránulos voluminosos, rodeados de membranas, que se tiñen intensamente de color azul o morado con colorantes basófilos como la hematoxilina, y contienen heparina ligada a histamina y enzimas proteolíticas.

También liberan al romperse bradicinina, serotonina, sustancia de reacción lenta de la anafilaxia (SRAS).

Participan en reacciones alérgicas.

Tampoco se conocen bien sus funciones:

  • Actúan sobre todo como células secretoras, pues son poco móviles y con fagocitosis escasa.
  • Liberan su contenido en los tejidos en presencia de complejos antígeno-anticuerpo, lo que provoca el aumento de la permeabilidad capilar, vasodilatación y quimiotaxis de eosinófilos.
Existen unas células, mastocitos, indistinguibles de los basófilos con varias de sus propiedades aunque anatómicamente no son iguales: son estrellados, con núcleo redondo y gránulos menores. Se considera que son basófilos de los tejidos.

Monocitos

Representan en sangre periférica el 3-7% de los leucocitos (son mucho más abundantes en los tejidos, hasta 400 veces más).

Una vez en los tejidos, los monocitos se transforman en macrófagos en 2-3 horas y duran hasta 3 meses.

Los macrófagos se caracterizan por un aumento del tamaño del citoplasma y la aparición de gran cantidad de lisosomas y mitocondrias, aumentando su tamaño hasta 5 veces y llegando a medir 80 μm.

El aspecto de los macrófagos varía según las localizaciones, recibiendo distintos nombres:

  • Histiocitos en el tejido conectivo.
  • Células de Kuppfer en el hígado
  • Macrófagos alveolares en el pulmón.
  • Células de microglía en el Sistema Nervioso Central (SNC).
La función principal de los monocitos es defender el organismo de aquellos microorganismos que han conseguido entrar en el mismo (~ granulocitos).

El sistema monocito/macrófago es un sistema fagocitario repartido por todos los tejidos.

Pero además ejerce otras funciones:

  • Participa en la producción de la fiebre y de la inflamación.
  • Tiene un papel importante en la inmunidad celular.
  • Promueve la cicatrización tisular.

Linfocitos

Los linfocitos son los leucocitos encargados de la defensa específica del organismo.

Representan un porcentaje muy variable dentro de los leucocitos.

Su tamaño oscila entre 5 y 17 μm.

Existen dos (o tres) poblaciones de linfocitos:

  • Linfocitos B, que evolucionan hasta convertirse en células plasmáticas y producen anticuerpos.
  • Linfocitos T, mediadores de la respuesta inmunitaria celular (60-65% de los linfocitos).
  • Existe una población adicional (<10% de los linfocitos) de células linfoides denominada No-B No-T, o mejor, células NK (natural killer).
Los linfocitos B y T son morfológicamente indistinguibles y se diferencian por sus antígenos.

Linfocitos B

Funciones:

  • La función primordial de los linfocitos B es convertirse en células plasmáticas y producir anticuerpos o inmunoglobulinas.
  • Para producir anticuerpos, los linfocitos B son estimulados por los linfocitos T colaboradores (helper) mediante diversas interleucinas.
  • Las inmunoglobulinas son glucoproteínas de tamaños y propiedades variadas producidas por los linfocitos B y presentes en el plasma y líquidos orgánicos de todos los mamíferos.
  • Existen 5 tipos de inmunoglobulinas: IgM, IgC, IgD, IgA e IgE.
Las células plasmáticas secretan anticuerpos.

La siguiente imagen muestra la activación y selección clonal de las células B. Las células plasmáticas son, en realidad, mucho más grandes que las células B.

Linfocitos T

En contraste con los linfocitos B, los linfocitos T cumplen muchas funciones diferentes:

  • Son esenciales en la defensa frente a las bacterias intracelulares y contra los virus.
  • Ejercen la respuesta inmunitaria frente a tejidos extraños (injerto) y contra células tumorales.
  • Son mediadores de una respuesta inflamatoria característica.
  • Algunos actúan como efectores de la respuesta inmunitaria mediante la producción de linfocinas.
  • Otros estimulan la respuesta de otros linfocitos T y de los linfocitos B frente los antígenos.
Se conocen al menos tres poblaciones de linfocitos T, todas ellas de aspecto idéntico pero de función diversa:
  • Linfocitos T citotóxicos: matan directamente a sus células diana.
  • Linfocitos T colaboradores (helper): estimulan a otros componentes del sistema inmunitario.
  • Linfocitos T supresores: disminuyen la actividad de la respuesta inmunitaria.
La siguiente imagen muestra la activación y selección clonal de una célula T helper. Una vez activada una célula T helper, se forma un clon de células T helper activas y de células T helper de memoria.

La siguiente imagen muestra la activación y selección clonal de una célula T citotóxica. Una vez activada la célula T citotóxica, forma un clon de células T citotóxicas activadas y células citotóxicas de memoria.

Leucopoyesis

Aunque en la etapa fetal se lleva a cabo también en el hígado y en el bazo, en el adulto sólo tiene lugar en la médula ósea.

A partir de las células madre pluripotencialees hematopoyéticas indiferenciadas se originan las células progenitoras de los diferentes linajes.

La célula madre linfoide dará lugar a los linfocitos, mientras que la célula madre mieloide dará lugar a las células formadoras de colonias de granulocitos neutrófilos y monocitos (CFC-GM).

Los granulocitos eosinófilos y basófilos se forman a partir de CFC distintas de la CFC-GM, denominadas CFC-Eo y CFC-B.

Existen diferentes factores estimuladores de las colonias, entre los que destacan las interleucinas IL-3 (que induce granulocitos y monocitos) e IL-5 que favorece la aparición de eosinófilos.

La producción de estas interleucinas y otros factores de crecimiento de colonias está regulada por los leucocitos maduros, que controlan de este modo la producción de un tipo celular u otro.

Los linfocitos se diferencian en los órganos linfoides primarios: las células T en el timo y las células B en la bolsa de Fabricio de las aves.

Los mamíferos no poseen un órgano diferenciado para la producción de linfocitos B y se desarrollan en la médula ósea (bone marrow).

La maduración de los granulocitos se caracteriza por una reducción del tamaño celular, cambios citoplasmáticos y por diferentes coloraciones del citoplasma.

En neutrófilos dura ~10 días y en eosinófilos ~6.

Los precursores de los monocitos son similares.

Inmunidad

El sistema inmunitario es el conjunto de estructuras y procesos biológicos en el interior de un organismo que le protege contra enfermedades identificando y matando células patógenas y cancerosas.

El sistema inmunitario actúa continuamente.

Hay dos clases principales de mecanismos inmunitarios, inmunidad inespecífica o innata e inmunidad específica o adquirida (adaptativa).

Tipos de inmunidad:

  • Innata (también llamada natural o inespecífica):
    • Inmediata; sin necesidad de sensibilización previa.
    • Especificidad muy amplia; reconoce patrones moleculares generales: PAMP (Pathogen Associated Molecular Pattern).
    • No desarrolla memoria inmunológica
  • Adaptativa (también llamada adquirida o específica):
    • Lenta; tarda más de una semana en desarrollarse. Necesita pre-sensibilización.
    • Muy específica; reconoce un componente concreto del patógeno que se conoce como antígeno*
    • Desarrolla memoria inmunológica
(*) Antígeno (Ag): Sustancia que induce la producción de anticuerpos debido a que el sistema inmune lo reconoce como una amenaza.

Inmunidad natural, inespecífica o innata

Líneas de defensa en la inmunidad natural, inespecífica o innata:

  • Barreras mecánicas y químicas: piel y mucosas
  • Natural killers (células asesinas)
  • Inflamación: rubor, calor, tumor, dolor
  • Interferón
  • Fagocitosis
  • Sistema complemento

Las tres etapas de la inflamación son las siguientes:

  1. vasodilatación e incremento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos,
  2. emigración de fagocitos, y
  3. reparación tisular.

La siguiente imagen muestra las respuestas local, sistémica e intravascular.

La siguiente imagen muestra la fagocitosis de un microorganismo. Los tipos principales de fagocitos son los neutrófilos y los macrófagos.

El interferón y el sistema de complemento constituyen la acción breve frente a la infección vírica.

Hay tres tipos de interferón:

  • Alfa y Beta:
    • Se elaboran en casi todas las células del cuerpo
    • Actúan como mensajeros que protegen a otras células vecinas frente a la infección.
    • Interferón Alfa: tratamiento hepatitis C, sarcoma Kaposi
    • Interferón Beta: tratamiento EM.
  • Gamma:
    • Formados en células citolíticas naturales (linfocitos)
    • Respuesta frente a infección y cáncer.

El sistema de complemento es un conjunto de proteínas presentes en el plasma que constituyen un sistema inespecífico de defensa que se activa por la unión de los antígenos a los anticuerpos y que pretende la destrucción de los invasores específicos detectados por los anticuerpos.

La siguiente imagen muestra la activación del complemento y los resultados de la activación. Una vez activadas, las proteínas del sistema de complemento facilitan la fagocitosis, la citólisis y la inflamación.

Inmunidad artificial, adquirida o adaptativa

Sistema inmune adaptativo:

  • Respuesta específica contra patógenos y antígenos.
  • Demora entre la exposición y la respuesta máxima.
  • Inmunidad mediada por células y componentes humorales.
  • La exposición conduce a la memoria inmunológica.

Inmunidad humoral. Linfocitos B

Clases de inmunoglobulinas (Ig):
  • IgM, anticuerpo inactivo que sintetiza las células B y lo introducen en su propia membrana plasmática; es la clase predominante producida después del contacto inicial con un antígeno.
  • IgG, constituye el 75% de los anticuerpos de la sangre; anticuerpo predominante en la respuesta secundaria de anticuerpos.
  • IgA, clase principal de anticuerpos en la mucosa, en la saliva y en las lágrimas.
  • IgE, en pequeña cantidad; produce efectos nocivos, por ejemplo alergias.
  • IgD, en pequeña cantidad en la sangre; su función exacta se desconoce.

Anticuerpos. F(x):

  • Reacción antigeno-anticuerpo
  • Neutralización de toxinas
  • Precipitación de antígenos solubles
  • Aglutinación de antígenos celulares
  • Opsonización (facilitar respuesta fagocítica)
  • Activación del complemento

Inmunidad celular. Linfocitos T

Las células T citotóxicas, células T CD8 o células T citolíticas, reconocen y eliminan a las células que alojan a los patógenos en el citosol.

Las células T cooperadoras o colaboradoras (90%) presentan moléculas CD4, segregan linfoquinas. Hay dos grupos:

  • células Th1 o células T inflamatorias que liberan interleuguina-2 e interferón gamma. Estimulan la inmunidad celular.
  • células Th2 que activan linfocitos B y facilitan la inmunidad humoral.
Las células T reguladoras o supresoras inhiben la actividad de los linfocitos T citolíticos.

Tipos de inmunización:

  • Inmunidad natural: obtenida por procesos naturales
    • Inmunidad natural pasiva: transferencia de anticuerpos de la madre al hijo por la placenta y la leche.
    • Inmunidad natural activa: después de superar una enfermedad infecciosa.
  • Inmunidad artificial: estimulación del sistema inmunitario mediante técnicas médicas: procesos de inmunización
    • Inmunización pasiva: introducción en el organismo de anticuerpos sintetizados por otro individuo. Protección inmediata y duración limitada.
      • Sueros de anticuerpos específicos
      • Gammaglobulinas mezclas de distintos anticuerpos
    • Inmunización activa. Vacunación: inoculación de antígenos para que el organismo sintetice los anticuerpos específicos.

Formas de adquirir la inmunidad adaptativa

Qué es y cómo funciona una vacula?