Curso de introducción a la inmunología porcina 2 ed.
Capítulo 7. Mecanismos de activación de la respuesta inmune. Respuesta natural y respuesta adquirida.
 
Mecanismo de activación de la respuesta inmune
La activación de la respuesta inmune,- natural o adquirida-, se produce por una serie de mecanismos que, de forma coordinada, activan diferentes poblaciones celulares y la secreción de diferentes moléculas, con la finalidad de eliminar el agente extraño.

En los diferentes capítulos previos hemos podido observar como el sistema inmune dispone de diferentes poblaciones celulares (linfocitos T y B, macrófagos, células presentadoras, células NK, etc.) y moléculas (anticuerpos, citoquinas y complemento) que de forma coordinada son capaces de responder ante la entrada de un agente extraño. Vimos como para entrar y progresar en la infección, un agente extraño tiene que superar diferentes etapas, en las cuales intervienen distintos mecanismos de protección. 

Macrófago en acción

La activación de la fagocitosis se realiza en cuatro fases 1 quimiotaxisis, 2 adherencia, 3 ingestión y 4 destrucción.

Comenzando con las barreras físicas (piel, secreciones de las mucosas, enzimas proteolíticas, pH del estomago, etc.), que permiten rechazar un gran número de ellos. Seguido de la respuesta natural o innata que es la primera barrera inmunológica no específica del cerdo, la cual mediante la activación de factores humorales como el complemento o celulares como la fagocitosis o la activación de las células NK, presentan una alta capacidad de eliminación de agentes infecciosos, para terminar, en caso necesario (no siempre hace falta, ya que muchas infecciones no progresan) con la inmunidad adquirida, colofón de la respuesta inmune, que debido a su especificidad y memoria (características del sistema inmune) presenta una mayor eficacia y sobre todo, permite al sistema inmune recordar el agente extraño para futuras infecciones.

MECANISMOS DE DEFENSA

BARRERAS FÍSICAS Y QUÍMICAS 
  - PIEL
- SECRECIONES 
- pH DEL ESTOMAGO
- ENZIMAS
RESPUESTA NATURAL O INNATA (RESPUESTA INMUNE NO ESPECÍFICA) (FACTORES HUMORALES Y CELULARES): 
  - COMPLEMENTO VÍA ALTERNATIVA
- FAGOCITOSIS 
- ACTIVACIÓN DE LAS CÉLULAS NK
- CITOQUINAS
RESPUESTA ADQUIRIDA (RESPUESTA INMUNE ESPECÍFICA) 
(FACTORES HUMORALES Y CELULARES)
  - ANTICUERPOS
- COMPLEMENTO VÍA CLÁSICA
- CITOQUINAS
- CITOTOXICIDAD: ADCC y CD 8+

En este capítulo repasaremos los diferentes mecanismos de activación de la respuesta inmune frente a los diversos tipos de infecciones.

¿Cómo funciona el sistema inmune en las infecciones?.

Si un microorganismo atraviesa las barreras físicas (piel), químicas (pH gástrico, enzimas, etc) o biológicas (microorganismos saprofitos de intestino, etc) de defensa no inmune y no específica de un animal, se podrán en marcha una serie de mecanismos inmunológicos (humorales y celulares) que de forma consecutiva y coordinada responderán a la infección. La primera respuesta, está mediada por los diferentes mecanismos de la respuesta natural que se inician de forma inmediata tras la entrada de un agente extraño (4 minutos a 4 horas).

La respuesta natural o innata.

La respuesta natural o innata es la primera barrera inmunológica NO ESPECIFICA del sistema inmune, está mediada por una serie de mecanismos humorales (activación del complemento y algunas citoquinas) y celulares (activación de macrófagos y células NK) que, dependiendo de su secuencia de actuación, podemos agruparlos en:

A. Actuación rápida (entre los 4 minutos y las 4 horas) mediada por:

1. Activación del complemento por la vía alternativa.
2. Activación de los macrófagos.

B. Actuación media y lenta (entre las 4 horas y los 4 días) mediada por:

1. La inflamación.
2. La activación de las células NK.  
3. La producción y liberación de Interferón.

A.1.Activación del complemento. Se conoce como el sistema del complemento a un conjunto de proteínas plasmáticas y proteínas de membrana que se activan en cascada y que tienen como finalidad la eliminación del agente extraño, o bien de forma directa, mediante la lisis del microorganismo; o de forma indirecta, mediante la fagocitosis de los agentes extraños, la activación de la inflamación (con la atracción de diferentes células y moléculas que ayudaran a la eliminación) y la eliminación de los inmunocomplejos antígeno-anticuerpo. El complemento es uno de los mecanismos de defensa más importante con los que cuenta el sistema inmune, tanto en la respuesta natural como en la adquirida. Sus mecanismos de activación pueden llevarse a cabo por las siguientes vías:

  • Vía clásica.

  • Vía alternativa.

  • Vía de las lectinas.

A.2. Activación de los macrófagos

Los macrófagos realizan funciones de fagocitosis y de lisis de microorganismos, ya sea de forma directa (inmunidad natural o innata) a través de sus receptores para el complemento (C3b) o bien en la respuesta adquirida mediante sus receptores para la fracción Fc de las inmunoglobulinas. Es decir, los macrófagos son activados en la respuesta natural por sus receptor para el complemento y en la respuesta adquirida por su fracción para el fragmento Fc de las inmunoglobulinas. La activación de los macrófagos puede verse favorecida con la liberación de varias citoquinas como por ejemplo el interferón y a su vez, su propia activación, producirá mas citoquinas que inducirán inflamación, pasando a la segunda fase de la respuesta natural.

Macrófago fagocitando células de Candida albicans 
(152 Kb) © James A. Sullivan, Cells Alive!
 

citoquinas. Activación celular
Las citoquinas juegan un papel fundamental en la respuesta natural mediante mecanismos de acción directa frente al agente invasor (evitando la infección de las células por diferentes virus ) o mediante mecanismos de activación celular (NK y macrófagos) que a su vez liberan más citoquinas

La inflamación. Los macrófagos y las células NK estimuladas liberan diversas citoquinas que inducen inflamación local, y otras acciones de carácter general, como la elevación de la temperatura corporal. Estas acciones juegan un papel defensivo muy importante en la respuesta natural, ya que estimulan la atracción de las células inmunes a la zona afectada. Las principales citoquinas que intervienen en este tipo de respuesta las vimos en: ¿Cómo intervienen las citoquinas en la respuesta natural o innata?. En ese mismo capítulo también revisamos la activación de las células NK y la producción y actuación del interferón.

Si a pesar de la activación de todos estos mecanismos de la respuesta natural la infección sigue progresando, el sistema inmune pondrá en marcha los mecanismos de la respuesta adquirida.

La respuesta adquirida

Mecanismos de presentación de antígenos. Cooperación celular entre las células presentadoras de antígeno y los linfocitos T CD4 y los B. La actuación de diferentes citoquinas es fundamental en el proceso.

La respuesta inmune adquirida es una respuesta ESPECÍFICA inducida por un antígeno concreto que genera una respuesta para ese antígeno. Se pone en marcha tras el fracaso de la respuesta natural y sus primeras acciones comienzan ha observarse entre las 96 y las 120 horas post infección. Los agentes extraños o antígenos, no eliminados durante la respuesta natural, son llevados por los macrófagos desde la puerta de entrada hasta los órganos linfoides secundarios (ganglios linfáticos) donde las células presentadoras comenzaran su procesamiento del antígeno para iniciar la presentación a los linfocitos T CD 4+ (¿cómo se estimulan los linfocitos B?)

y estimulación de los linfocitos B gracias a la cooperación de los linfocitos Th 2 y la posterior para la producción de anticuerpos. Este tipo de respuesta puede ser primaria o secundaria. Durante la respuesta primaria se producirán los linfocitos memoria, que permitirán al sistema inmune reaccionar de forma mas rápida y eficaz ante otra posible infección del mismo antígeno, en la respuesta secundaria. Gracias a este tipo de respuesta inmune los animales vencen las infecciones que no han podido ser cortadas por la respuesta inmune natural y gracias a la memoria que persiste les puede hacer resistentes a futuras reinfecciones.

En la técnica de seroneutralización, se valora la capacidad del suero problema (a diferentes diluciones) para neutralizar la infectividad de un virus, sobre una línea celular sensible. Si el anticuerpo problema neutraliza el virus,  no habrá replicación viral (ausencia de efecto citopático) si no lo neutraliza, habrá replicación viral (efecto citopático). En los virus que no producen efecto citopático,  la posible replicación viral se observa mediante técnicas de inmunofluorescencia o peroxidasa.

Los anticuerpos inducidos en la respuesta inmune adquirida podrán reaccionar frente al antígeno y poner en marcha diferentes funciones biológicas tales como: 

La activación del complemento por la vía clásica.

La aglutinación,

La neutralización (seroneutralización)

La citotoxicidad  ADCC,

La activación de la fagocitosis, etc.

Además, de la citotoxicidad inducida por los anticuerpos (ADCC) y por la activación del complemento por la vía clásica, en la respuesta adquirida intervienen otros procesos citotóxicos mediados por los linfocitos CD 8+ que están especializados en eliminar células que expresan fragmentos de antígenos en su membrana asociados al SLA I. Gracias al reconocimiento por parte del TcR del complejo antígeno-SLA I, los linfocitos CD 8+ pueden diferenciar las células infectadas de las normales.

Por último, al igual que en la respuesta inmune natural, en la respuesta inmune adquirida intervienen un gran número de citoquinas.

Respuesta humoral y celular

Como hemos visto en la descripción de los mecanismos inmunitarios de la inmunidad natural y adquirida en ambos tipos de respuestas intervienen factores humorales y celulares, por lo que también se puede hablar de una respuesta inmune humoral y otra celular; aunque en realidad ambos mecanismos actúan de forma coordinada. En la respuesta natural el mecanismo humoral más importante es el complemento (vía alternativa) mientras que en la respuesta adquirida son los anticuerpos. En cuanto a los mecanismos celulares en la respuesta natural el mecanismo más importante es la activación de los macrófagos y las células NK, mientras que en la inmunidad adquirida es la activación de los linfocitos CD 4 + y CD 8 +. En ambas respuestas, juegan un papel de gran importancia las citoquinas.

Esquema de la estructura de las inmunoglobulinas.

En general, se entiende como respuesta humoral la inducida por moléculas, de forma que se pueda transferir inmunidad de un animal a otro solamente transfiriendo esas moléculas, que fundamentalmente, son los anticuerpos. Mientras que la inmunidad celular o mediada por células, es la inmunidad que podemos transferir de un animal a otros mediante células (fundamentalmente linfocitos citotóxicos) sin necesidad de anticuerpos. En realidad, en el animal ambos tipos de respuesta se producen generalmente de forma coordinada y conjunta, aunque dependiendo del agente extraño, como veremos en los próximos capítulos, puede ser más relevante un tipo de respuesta que el otro. 

© 2004. José Manuel Sánchez-Vizcaíno.
Diseño y Web por Interbionet. Investigación, Formación e Internet.

Conozca al autor