Inmunidad especializada en las barreras epiteliales y
en los tejidos con privilegio inmunitario
Al conjunto de componentes de células y moléculas inmunitarias que sirven a funciones especializadas en una localización anatómica particular se le llama sistema inmunitario regional.
Los sistemas inmunitarios regionales abarcan el sistema inmunitario mucoso, que protege a las barreras mucosas digestiva, broncopulmonar y genitourinaria, y el sistema inmunitario cutáneo (piel)
Características generales de la inmunidad en las barreras epiteliales
ü Los sistemas inmunitarios en las barreras epiteliales
comparten una organización anatómica básica, con una capa epitelial externa que
impide la invasión microbiana, un tejido conjuntivo subyacente que contiene células
de varios tipos que median las respuestas inmunitarias, y ganglios linfáticos.
ü Los sistemas inmunitarios regionales contienen tipos
celulares y moléculas especializadas que pueden no abundar en otros lugares.
ü Los linfocitos efectores que se generan en los ganglios linfáticos
de drenaje o en los MALT de un sistema inmunitario regional particular entrarán
y se alojarán de forma preferente en el mismo órgano.
ü Los sistemas inmunitarios regionales tienen importantes
funciones reguladoras, que sirven para impedir respuestas no deseadas a
microbios no patógenos y a sustancias extrañas que probablemente estén presentes
en diferentes barreras.
Inmunidad en el tubo digestivo
El tubo digestivo, como otros tejidos mucosos, está
compuesto de una estructura tubular recubierta de una capa continua de células
epiteliales asentada sobre una membrana basal que sirve de barrera física al
ambiente externo. Por debajo del epitelio hay una capa de tejido conjuntivo
laxo, llamada lámina propia en el intestino, que contiene vasos sanguíneos,
vasos linfáticos y tejido linfático asociado a la mucosa.
Componentes celulares del sistema inmunitario mucoso en el intestino
El tubo digestivo tiene dos propiedades
notables. Primera, la mucosa combinada del intestino delgado y del grueso tiene
un área superficial total de más de 200 m², compuesta, sobre todo, de
vellosidades del intestino delgado y micro vellosidades. Segundo, la luz del
intestino está llena de microbios, muchos de los cuales se ingieren junto con
los alimentos, y la mayoría de los cuales crecen continuamente en la superficie
mucosa de los sujetos sanos como comensales.
Se calcula que más de 500 especies diferentes de bacterias, viven en el intestino del mamífero. Esto es 10 veces más que el número de todas las células del cuerpo, hemos evolucionado de forma que dependemos de estos comensales para diversas funciones, como la degradación de componentes de nuestra dieta que nuestras propias células no pueden digerir.
Aunque los microorganismos comensales son beneficiosos cuando están contenidos en el exterior de la barrera mucosa intestinal, pueden ser mortales si la atraviesan y entran en la circulación o atraviesan la pared intestinal, especialmente en sujetos inmunodeprimidos.
Además,
microorganismos patógenos no comensales pueden llegar a convertirse en parte de
la mezcla diversa de microorganismos que componen la flora del intestino en
cualquier momento si se ingieren en alimentos o agua contaminados.
Estos microorganismos patógenos, incluidos bacterias, virus, protozoos y parásitos helmintos, pueden provocar enfermedades significativas, a menudo sin invadir el recubrimiento epitelial e incluso aunque representen una mínima fracción de los microbios de la luz intestinal. Para mantener la salud, el sistema inmunitario mucoso debe ser capaz de reconocer y eliminar este número pequeño de microorganismos patógenos en presencia de un número abrumador de microbios no patógenos.
Inmunidad innata en el tubo digestivo
Las células epiteliales intestinales que recubren los
intestinos delgado y grueso forman una parte integral del sistema inmunitario
innato digestivo.
Hay varios tipos diferentes de células
epiteliales intestinales, todas derivadas de un precursor común que se
encuentra en las criptas de las glándulas intestinales. Entre ellas están las
células caliciformes secretoras de moco, que residen en la parte superior de
las vellosidades intestinales; las células epiteliales encargadas de la
absorción y que secretan citocinas; las células M captadoras de antígenos, que
están en las estructuras especializadas de la cúpula que se encuentra por
encima de los tejidos linfáticos; y las células de Paneth secretoras de
péptidos antibacterianos, que se encuentran en el fondo de las criptas. Todos
estos tipos celulares contribuyen de diferentes formas a la función de barrera
de la mucosa.
Además, las células epiteliales mucosas
producen sustancias antimicrobianas, como las defensinas.
Las células inmunitarias innatas
efectoras de la lámina propia son los macrófagos, las células dendríticas y los
mastocitos. Los linfocitos intraepiteliales, como los linfocitos T gd,
proporcionando una defensa contra microbios frecuentes en la barrera epitelial
intestinal.
Inmunidad adaptativa
en el tubo digestivo
Las características anatómicas especializadas de la
inmunidad adaptativa en el intestino son los cúmulos de tejido linfático justo
por debajo del recubrimiento epitelial que forman el tejido linfático asociado
al intestino (GALT), como las amígdalas orofaríngeas, las placas de Peyer en el
íleon y cúmulos similares en el colon. Las células M del recubrimiento
epitelial captan antígenos de la luz y los transportan a las células
presentadoras de antígenos en el GALT. Las Células dendríticas de la lámina
propia extienden sus procesos a través de las células epiteliales que recubren
el intestino para captar antígenos de la luz. Hay también linfocitos efectores
difusos en la lámina propia del intestino y en los ganglios linfáticos
mesentéricos, donde se inician muchas de las respuestas inmunitarias
adaptativas de la pared intestinal.
Células dendríticas en la mucosa intestinal
Inmunidad en el
sistema respiratorio
La mucosa del sistema respiratorio recubre las vías
nasales, la nasofaringe, la tráquea y el árbol bronquial. Los alvéolos, las
terminaciones saculares recubiertas de epitelio de las vías respiratorias
bronquiales, también pueden considerarse parte de la mucosa respiratoria. La
inhalación de aire expone la mucosa respiratoria a una amplia variedad de
sustancias extrañas, como microorganismos infecciosos de transmisión aérea,
pólenes de plantas, partículas de polvo y otros antígenos ambientales diversos.
Inmunidad innata en
el sistema respiratorio
El epitelio cilíndrico ciliado seudoestratificado que
recubre la mayor parte de la mucosa respiratoria, incluidas las vías nasales,
la nasofaringe y el árbol bronquial, realizan funciones de barreras físicas y
química similares a las del epitelio intestinal, en virtud de las uniones
herméticas existentes entre las células y la secreción de moco, las defensinas
y las catelicidinas.
El moco en las vías respiratorias atrapa las sustancias
extrañas, como los microbios, y los cilios mueven el moco y los microbios
atrapados hacia arriba para sacarlos de los pulmones.
Inmunidad adaptativa
en el sistema respiratorio
La inmunidad humoral protectora en las vías respiratorias
está dominada por la IgA secretora, como en otros tejidos mucosos, aunque la
cantidad de IgA secretada es mucho menor que en el tubo digestivo. La IgG
secretora desempeña una función importante en la vía respiratoria superior. Las
localizaciones anatómicas de la activación, diferenciación y cambio al isotipo
IgA del linfocito B virgen pueden variar, pero suelen afectar a las amígdalas y
las adenoides en la nasofaringe, y a los ganglios linfáticos mediastínicos y
adyacentes a los bronquios en los pulmones.
El alojamiento de las células plasmáticas secretoras de
IgA en el tejido de la vía respiratoria próximo al epitelio de la mucosa respiratoria
depende de la quimiocina CCL28 secretada por el epitelio respiratorio y su
receptor CCR10 en las células plasmáticas. La IgA y la IgG son transportadas a
la luz de la vía respiratoria gracias al mismo receptor poli-Ig y el mecanismo
de FcRn de transporte transcelular que en el intestino.
Inmunidad en el
sistema genitourinario
La defensa
inmunitaria innata contra la invasión microbiana y la infección en la mucosa
genitourinaria se apoya, sobre todo, en el recubrimiento epitelial, como en
otras barreras mucosas. El epitelio escamoso estratificado recubre la mucosa
vaginal y la región terminal de la uretra masculina, y una sola capa de
epitelio cilíndrico secretor de moco recubre la vía genital femenina superior.
El epitelio vaginal contiene células de Langerhans y
varias CD, y se han descrito macrófagos por debajo del epitelio de la vagina,
el endocérvix y la uretra. También residen linfocitos B y T en la mucosa
genital.
Al contrario que otras mucosas, en las que la IgA es el
isotipo de anticuerpo dominante, la mayoría de los anticuerpos de las
secreciones genitales son IgG, alrededor de la mitad de las cuales las producen
células plasmáticas de la mucosa de la vía genital; el resto viene de la
circulación.
El sistema inmunitario cutáneo
Es
una interfaz entre el interior del organismo y el medio ambiente, barrera muy
eficiente en la protección contra los agentes patógenos.
Muy pocos gérmenes tienen la capacidad de penetrar la
piel intacta. Se requiere una herida, trauma, quemadura, intervención
quirúrgica o picadura de un vector tipo artrópodo, para que un patógeno pueda
ingresar a los tejidos.
La piel tiene dos capas principales, la epidermis
externa, compuesta, sobre todo, de células epiteliales, y, separada por una
fina membrana basal, la dermis subyacente, compuesta de tejido conjuntivo y
anejos especializados, como los folículos y las glándulas sudoríparas. Dentro
de las dos capas, diversos tipos celulares y sus productos, que conforman el
sistema inmunitario cutáneo, proporcionan una barrera física y una defensa
inmunitaria activa contra los microbios.
Componentes celulares del sistema inmunitario cutaneo
Respuestas
inmunitarias innatas y adaptativas en la piel
La epidermis constituye una barrera física a la invasión
microbiana. La epidermis consiste en múltiples capas de epitelio escamoso
estratificado, compuesta casi por completo de células epiteliales
especializadas llamadas queratinocitos.
Las CD abundan en la piel y median las respuestas
inmunitarias innatas. Estas CD también transportan antígenos microbianos y
ambientales que entran a través de la piel hasta los ganglios linfáticos de
drenaje, donde inician respuestas de linfocitos T. Las células de Langerhans
son el principal tipo de CD de la epidermis, y hay varios subgrupos diferentes
de CD dérmicas. Las CD derivadas de la piel proporcionan señales, como la vitamina
D, a los linfocitos T vírgenes que activan en la linfa, lo que induce
quimiocinas y moléculas de adhesión que favorecen el alojamiento de los
linfocitos T efectores en la piel.
Una fracción significativa de los linfocitos T del cuerpo
están en la piel. La mayoría de estos linfocitos T son linfocitos T efectores o
memoria CD4+ o CD8+ en la dermis. Los linfocitos TH1, TH2yTH17 son importantes
en la defensa contra diferentes tipos de microorganismos patógenos que invaden
la piel, mientras que los linfocitos TH1yTH17 contribuyen a dermatosis
inflamatorias como la psoriasis.
Tejidos con
privilegio inmunitario
Las respuestas inmunitarias y la inflamación asociada en
ciertas partes del cuerpo, como el encéfalo, el ojo, el testículo, placenta y
el feto, conllevan un riesgo alto de disfunción mortal del órgano o de fracaso
reproductivo. Estos tejidos, que han evolucionado para protegerse, en un grado
variable, de las respuestas inmunitarias, se llaman tejidos con privilegio
inmunitario.
Privilegio
inmunitario en el ojo, encéfalo y el testículo
El ojo
La visión, que es esencial para la supervivencia de la
mayoría de los mamíferos, puede afectarse fácilmente por una inflamación dentro
del ojo. Los mecanismos desarrollados para minimizar la probabilidad de las
respuestas inmunitarias y la inflamación en el ojo se han descrito con mayor
detalle en la cámara anterior, un espacio lleno de líquido que hay entre la
córnea transparente por delante, y el iris y el cristalino por detrás. La
inflamación en esta cámara podría llevar a la opacificación de la córnea y
cristalino transparentes, con una pérdida de la visión. Al menos algunas de las
propiedades del privilegio inmunitario estudiadas en la cámara anterior también
se aplican a otras zonas del ojo, como la cavidad vítrea y el espacio
subretiniano.
Hay varios factores solubles con propiedades
inmunodepresoras y antiinflamatorias en el humor acuoso que llena la cámara
anterior, como los neuropéptidos (hormona estimuladora del melanocito a, el
péptido vasointestinal, la somatostatina), el TGF-b y la indolamina
2,3-dioxigenasa. Las células que recubren la cámara anterior, como el epitelio
del iris y el endotelio, expresan de forma constitutiva el ligando de Fas y el
PD-L1, que pueden inducir la muerte o inactivación de los linfocitos T,
respectivamente.
La desviación inmunitaria asociada a la cámara anterior
es un fenómeno en el que la introducción de antígenos proteínicos extraños en
la región anterior del ojo induce activamente la tolerancia sistémica a ese
antígeno. Este fenómeno reduce probablemente la posibilidad de que se monten
respuestas inmunitarias adaptativas a antígenos extraños que puedan localizarse
en el ojo. La tolerancia es detectable en forma de una respuesta inflamatoria
de linfocitos T o de anticuerpos disminuida al mismo antígeno cuando se
introduzca en otros lugares fuera del ojo comparada con la respuesta que se
daría en sujetos que no hubieran recibido el antígeno por vía intraocular.
El encéfalo
La inflamación en el encéfalo puede provocar un trastorno
funcional y la muerte en las neuronas, con consecuencias desastrosas. Las
características anatómicas del encéfalo que reducen la inmunidad adaptativa a
los antígenos son la falta de un drenaje linfático tradicional y la escasez de células
dendríticas. La llegada de células inmunitarias y mediadores inflamatorios al
encéfalo se ve reducida por la naturaleza de las uniones herméticas que hay
entre las células endoteliales microvasculares (la también conocida como
barrera hematoencefálica).
El encéfalo es rico en macrófagos residentes, llamados
microglia, que se activan en respuesta a la lesión tisular o a las infecciones
del encéfalo.
El testículo
El privilegio inmunitario en el testículo sirve para
limitar una inflamación que puede alterar la fertilidad masculina. Muchos
antígenos propios del testículo del adulto se expresan por primera vez en la
pubertad, mucho después del desarrollo de un sistema inmunitario competente,
que puede incluir linfocitos T y B precursores específicos frente a antígenos
del testículo. Por tanto, el privilegio inmunitario en el testículo también
puede servir para evitar la autoinmunidad. El testículo, como el ojo y el
encéfalo, tiene una barrera hematoencefálica con uniones endoteliales
herméticas especializadas que limitan la llegada de células y moléculas a las
zonas donde tiene lugar la espermatogenia. El ambiente hormonal del testículo,
que es rico en andrógenos, tiene una influencia antiinflamatoria sobre los
macrófagos. Las células de Leydig, las células de Sertoli y las células
peritubulares producen TGF-b, que probablemente contribuye a la supresión
inmunitaria local.
Privilegio
inmunitario del feto de los mamíferos
Los mamíferos han desarrollado mecanismos que impiden el
rechazo inmunitario materno del feto en desarrollo, que siempre expresa
antígenos paternos que son alógenos para la madre. Estos mecanismos parecen
actuar de forma local en la interfaz placentario-fetal, ya que la madre no
muestra tolerancia a los aloantígenos paternos. Entre los posibles mecanismos
están la falta de expresión del MHC en los trofoblastos fetales, la expresión
de citocinas inmunodepresoras, las acciones de los Treg y el agotamiento local
de triptófano mediado por la indolamina 2,3-dioxigenasa, que es necesaria para
el crecimiento del linfocito.
Bibliografia
Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai, “Inmunologia celular y molecular” 8va edición, Elsevier
Rojas, W., Anaya, J.M., Cano, L.E., Aristzábal, B., Gómez, L.M., & Lopera, D. . (2015). “Inmunología de Rojas”. Medellín, Colombia; CIB Fondo Editorial.
Bibliografia
Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai, “Inmunologia celular y molecular” 8va edición, Elsevier
Rojas, W., Anaya, J.M., Cano, L.E., Aristzábal, B., Gómez, L.M., & Lopera, D. . (2015). “Inmunología de Rojas”. Medellín, Colombia; CIB Fondo Editorial.
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