La inmunología es una rama de la biología [1] que cubre el estudio de los sistemas inmunológicos [2] en todos los organismos . [3] Inmunología grafica, mide y contextualiza el funcionamiento fisiológico del sistema inmunológico en estados de salud y enfermedades; disfunciones del sistema inmunológico en trastornos inmunológicos (tales como enfermedades autoinmunes , [4] hipersensibilidades , [5] inmunodeficiencia , [6] y rechazo de trasplantes [7] ); y las características físicas, químicas y fisiológicas de los componentes del sistema inmunológicoin vitro , [8] in situ e in vivo . [9] La inmunología tiene aplicaciones en numerosas disciplinas de la medicina, particularmente en los campos del trasplante de órganos, oncología, reumatología, virología, bacteriología, parasitología, psiquiatría y dermatología.
Sistema | Inmune |
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Subdivisiones |
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Enfermedades importantes | Inflamación de la artritis reumatoide |
Pruebas significativas | |
Especialista | Inmunólogo |
El término fue acuñado por el biólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov , [10] quien realizó estudios avanzados en inmunología y recibió el Premio Nobel por su trabajo en 1908. Clavó pequeñas espinas en larvas de estrellas de mar y notó células inusuales alrededor de las espinas. Esta fue la respuesta activa del cuerpo tratando de mantener su integridad. Fue Mechnikov quien primero observó el fenómeno de la fagocitosis , [11] en el que el cuerpo se defiende contra un cuerpo extraño.
Antes de la designación de inmunidad , [12] de la raíz etimológica immunis , que en latín significa "exento", los primeros médicos caracterizaron órganos que luego se probarían como componentes esenciales del sistema inmunológico. Los órganos linfoides importantes del sistema inmunológico son el timo , [13] la médula ósea y los principales tejidos linfáticos como el bazo , las amígdalas , los vasos linfáticos , los ganglios linfáticos , las adenoides y el hígado . Cuando las condiciones de salud empeoran y llegan a un estado de emergencia, se pueden extirpar quirúrgicamente partes de los órganos del sistema inmunitario, incluidos el timo, el bazo, la médula ósea, los ganglios linfáticos y otros tejidos linfáticos, para examinarlos mientras los pacientes aún están vivos.
Muchos componentes del sistema inmunológico son típicamente de naturaleza celular y no están asociados con ningún órgano específico, sino que están incrustados o circulando en varios tejidos ubicados en todo el cuerpo.
Inmunología clásica
La inmunología clásica se relaciona con los campos de la epidemiología y la medicina . Estudia la relación entre los sistemas corporales, los patógenos y la inmunidad. La primera mención escrita de la inmunidad se remonta a la plaga de Atenas en el 430 a. C. Tucídides señaló que las personas que se habían recuperado de un episodio anterior de la enfermedad podían amamantar a los enfermos sin contraer la enfermedad por segunda vez. [14] Muchas otras sociedades antiguas tienen referencias a este fenómeno, pero no fue hasta los siglos XIX y XX antes de que el concepto se convirtiera en teoría científica.
El estudio de los componentes moleculares y celulares que componen el sistema inmunológico, incluida su función e interacción, es la ciencia central de la inmunología. El sistema inmunológico se ha dividido en un sistema inmunológico innato más primitivo y, en los vertebrados , un sistema inmunológico adquirido o adaptativo . Este último se divide además en componentes humorales (o anticuerpos ) y mediados por células .
El sistema inmunológico tiene la capacidad de reconocerse y no reconocerse a sí mismo. [15] Un antígeno es una sustancia que enciende la respuesta inmune. Las células involucradas en el reconocimiento del antígeno son linfocitos. Una vez que reconocen, secretan anticuerpos. Los anticuerpos son proteínas que neutralizan los microorganismos causantes de la enfermedad. Los anticuerpos no matan directamente a los patógenos, sino que identifican a los antígenos como objetivos para la destrucción por parte de otras células inmunes como los fagocitos o las células NK.
La respuesta humoral (de anticuerpos) se define como la interacción entre anticuerpos y antígenos . [16] Los anticuerpos son específicos proteínas liberadas por una cierta clase de células inmunes conocidas como linfocitos B , mientras que los antígenos se definen como cualquier cosa que provoca la generación de anticuerpos ( anti- cuerpo Gen erators). La inmunología se basa en la comprensión de las propiedades de estas dos entidades biológicas y la respuesta celular a ambas.
Ahora está quedando claro que las respuestas inmunitarias contribuyen al desarrollo de muchos trastornos comunes que tradicionalmente no se consideran inmunológicos, [17] que incluyen afecciones metabólicas, cardiovasculares, cancerosas y neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer. Además, existen implicaciones directas del sistema inmunológico en las enfermedades infecciosas (tuberculosis, malaria, hepatitis, neumonía, disentería e infestaciones por helmintos). Por lo tanto, la investigación en el campo de la inmunología es de primordial importancia para los avances en los campos de la medicina moderna, la investigación biomédica y la biotecnología.
La investigación inmunológica continúa volviéndose más especializada, en busca de modelos no clásicos de inmunidad y funciones de células, órganos y sistemas no asociados previamente con el sistema inmunológico (Yemeserach 2010).
Inmunologia clinica
La inmunología clínica es el estudio de enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunológico (fallo, acción aberrante y crecimiento maligno de los elementos celulares del sistema). También involucra enfermedades de otros sistemas, donde las reacciones inmunes juegan un papel en la patología y las características clínicas.
Las enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunológico se dividen en dos categorías amplias:
- inmunodeficiencia , en la que partes del sistema inmunológico no proporcionan una respuesta adecuada (los ejemplos incluyen enfermedad granulomatosa crónica y enfermedades inmunitarias primarias);
- autoinmunidad , en la que el sistema inmunológico ataca el cuerpo de su propio huésped (los ejemplos incluyen lupus eritematoso sistémico , artritis reumatoide , enfermedad de Hashimoto y miastenia gravis ).
Otros trastornos del sistema inmunológico incluyen diversas hipersensibilidades (como en el asma y otras alergias ) que responden de manera inapropiada a compuestos que de otro modo serían inofensivos .
La enfermedad más conocida que afecta al propio sistema inmunológico es el SIDA , una inmunodeficiencia caracterizada por la supresión de las células T CD4 + ("auxiliares") , las células dendríticas y los macrófagos por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
Los inmunólogos clínicos también estudian formas de prevenir los intentos del sistema inmunológico de destruir aloinjertos ( rechazo de trasplantes ). [18]
Inmunología del desarrollo
La capacidad del cuerpo para reaccionar a los antígenos depende de la edad de la persona, el tipo de antígeno, los factores maternos y el área donde se presenta el antígeno. [19] Se dice que los recién nacidos se encuentran en un estado de inmunodeficiencia fisiológica, porque tanto sus respuestas inmunológicas innatas como adaptativas están muy suprimidas. Una vez que nace, el sistema inmunológico de un niño responde favorablemente a los antígenos proteicos, pero no tan bien a las glucoproteínas y polisacáridos . De hecho, muchas de las infecciones adquiridas por los recién nacidos son causadas por organismos de baja virulencia como Staphylococcus y Pseudomonas . En los recién nacidos, la actividad opsónica y la capacidad para activar la cascada del complemento son muy limitadas. Por ejemplo, el nivel medio de C3 en un recién nacido es aproximadamente el 65% del encontrado en el adulto. La actividad fagocítica también se ve muy afectada en los recién nacidos. Esto se debe a la menor actividad opsónica, así como a la disminución de la regulación positiva de los receptores de integrina y selectina , que limitan la capacidad de los neutrófilos para interactuar con las moléculas de adhesión en el endotelio . Sus monocitos son lentos y tienen una producción reducida de ATP , lo que también limita la actividad fagocítica del recién nacido. Aunque el número de linfocitos totales es significativamente mayor que en los adultos, la inmunidad celular y humoral también se ve afectada. Las células presentadoras de antígenos en los recién nacidos tienen una capacidad reducida para activar las células T. Además, las células T de un recién nacido proliferan escasamente y producen cantidades muy pequeñas de citocinas como IL-2, IL-4, IL-5, IL-12 e IFN-g, lo que limita su capacidad para activar la respuesta humoral y la actividad fagocítica de los macrófagos. Las células B se desarrollan temprano durante la gestación, pero no están completamente activas. [20]
Los factores maternos también juegan un papel en la respuesta inmunológica del cuerpo. Al nacer, la mayor parte de la inmunoglobulina presente es IgG materna. Estos anticuerpos se transfieren de la placenta al feto mediante el FcRn (receptor de Fc neonatal). [21] Debido a que IgM, IgD, IgE e IgA no atraviesan la placenta, son casi indetectables al nacer. La leche materna proporciona algo de IgA . Estos anticuerpos adquiridos de forma pasiva pueden proteger al recién nacido hasta por 18 meses, pero su respuesta suele ser de corta duración y de baja afinidad . [20] Estos anticuerpos también pueden producir una respuesta negativa. Si un niño se expone al anticuerpo de un antígeno en particular antes de exponerse al antígeno mismo, el niño producirá una respuesta atenuada. Los anticuerpos maternos adquiridos pasivamente pueden suprimir la respuesta de los anticuerpos a la inmunización activa. De manera similar, la respuesta de las células T a la vacunación difiere en los niños en comparación con los adultos, y las vacunas que inducen respuestas Th1 en adultos no provocan fácilmente estas mismas respuestas en los recién nacidos. [20] Entre seis y nueve meses después del nacimiento, el sistema inmunológico de un niño comienza a responder con más fuerza a las glicoproteínas , pero por lo general no hay una mejora marcada en su respuesta a los polisacáridos hasta que tiene al menos un año de edad. Esta puede ser la razón de los distintos plazos que se encuentran en los programas de vacunación . [22] [23]
Durante la adolescencia, el cuerpo humano sufre diversos cambios físicos, fisiológicos e inmunológicos desencadenados y mediados por hormonas , de los cuales el más significativo en las mujeres es el 17-β-estradiol (un estrógeno ) y, en los hombres, la testosterona . El estradiol generalmente comienza a actuar alrededor de los 10 años y la testosterona algunos meses después. [24] Hay pruebas de que estos esteroides no sólo actuar directamente sobre las primarias y las características sexuales secundarias , pero también tienen un efecto sobre el desarrollo y la regulación del sistema inmune, [25] incluyendo un mayor riesgo en el desarrollo de pubescente y post-pubescente autoinmunidad . [26] También existe alguna evidencia de que los receptores de la superficie celular en las células B y los macrófagos pueden detectar hormonas sexuales en el sistema. [27]
Se ha demostrado que la hormona sexual femenina 17-β-estradiol regula el nivel de respuesta inmunológica, [28] mientras que algunos andrógenos masculinos como la testosterona parecen suprimir la respuesta de estrés a la infección. Sin embargo, otros andrógenos, como la DHEA , aumentan la respuesta inmunitaria. [29] Al igual que en las mujeres, las hormonas sexuales masculinas parecen tener más control del sistema inmunológico durante la pubertad y después de la pubertad que durante el resto de la vida adulta de un hombre.
Los cambios físicos durante la pubertad, como la involución tímica, también afectan la respuesta inmunológica. [30]
Ecoinmunología e inmunidad conductual
La ecoinmunología, o inmunología ecológica, explora la relación entre el sistema inmunológico de un organismo y su entorno social, biótico y abiótico.
La investigación ecoinmunológica más reciente se ha centrado en las defensas de los patógenos del huésped tradicionalmente consideradas "no inmunológicas", como la evitación de patógenos , la automedicación, las defensas mediadas por simbiontes y las compensaciones de fecundidad. [31] La inmunidad conductual, una frase acuñada por Mark Schaller , se refiere específicamente a los impulsores psicológicos de evitación de patógenos, como el disgusto provocado por los estímulos encontrados alrededor de individuos infectados por patógenos, como el olor a vómito . [32] En términos más generales, la inmunidad ecológica "conductual" se ha demostrado en múltiples especies. Por ejemplo, la mariposa monarca a menudo pone sus huevos en ciertas especies de algodoncillo tóxico cuando se infecta con parásitos. Estas toxinas reducen el crecimiento de parásitos en la descendencia de la Monarca infectada. Sin embargo, cuando las mariposas Monarca no infectadas se ven obligadas a alimentarse solo de estas plantas tóxicas, sufren un costo de aptitud física debido a una menor esperanza de vida en relación con otras mariposas Monarca no infectadas. [33] Esto indica que poner huevos en plantas tóxicas es un comportamiento costoso en las mariposas Monarca que probablemente ha evolucionado para reducir la gravedad de la infección por parásitos. [31]
Las defensas mediadas por simbiontes también son heredables entre generaciones de huéspedes, a pesar de una base directa no genética para la transmisión. Los pulgones , por ejemplo, dependen de varios simbiontes diferentes para defenderse de parásitos clave y pueden transmitir verticalmente sus simbiontes de padres a hijos. [34] Por lo tanto, es más probable que un simbionte que confiere protección contra un parásito se transmita a la descendencia del hospedador, lo que permite la coevolución con los parásitos que atacan al hospedador de una manera similar a la inmunidad tradicional.
Inmunoterapia
El uso de antígenos o componentes del sistema inmunológico para tratar una enfermedad o trastorno se conoce como inmunoterapia . La inmunoterapia se usa más comúnmente para tratar alergias, trastornos autoinmunes como la enfermedad de Crohn y la artritis reumatoide , y ciertos cánceres . La inmunoterapia también se usa a menudo en personas inmunodeprimidas (como pacientes con VIH ) y personas que padecen otras deficiencias inmunitarias. Esto incluye factores reguladores como IL-2, IL-10, GM-CSF B, IFN-α.
Inmunología diagnóstica
La especificidad del enlace entre el anticuerpo y el antígeno ha convertido al anticuerpo en una excelente herramienta para la detección de sustancias mediante una variedad de técnicas de diagnóstico. Los anticuerpos específicos para un antígeno deseado se pueden conjugar con un marcador isotópico (radio) o fluorescente o con una enzima formadora de color para detectarlo. Sin embargo, la similitud entre algunos antígenos puede dar lugar a falsos positivos y otros errores en tales pruebas debido a que los anticuerpos reaccionan de forma cruzada con antígenos que no coinciden exactamente. [35]
Inmunología del cáncer
El estudio de la interacción del sistema inmunológico con las células cancerosas puede conducir a pruebas de diagnóstico y terapias con las que encontrar y combatir el cáncer. La inmunología se ocupa de la reacción fisiológica característica del estado inmunológico.
Inmunologia reproductiva
Esta área de la inmunología está dedicada al estudio de los aspectos inmunológicos del proceso reproductivo, incluida la aceptación del feto . El término también ha sido utilizado por clínicas de fertilidad para abordar problemas de fertilidad, abortos espontáneos recurrentes, partos prematuros y complicaciones peligrosas como la preeclampsia .
Inmunología teórica
La inmunología es fuertemente experimental en la práctica diaria, pero también se caracteriza por una actitud teórica continua. Se han sugerido muchas teorías en inmunología desde finales del siglo XIX hasta la actualidad. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX se produjo una batalla entre las teorías de inmunidad "celular" y "humoral". Según la teoría celular de la inmunidad, representada en particular por Elie Metchnikoff , eran las células, más precisamente los fagocitos, las responsables de las respuestas inmunitarias. En contraste, la teoría humoral de la inmunidad, sostenida por Robert Koch [36] y Emil von Behring , [37] entre otros, afirmó que los agentes inmunes activos eran componentes solubles (moléculas) que se encuentran en los "humores" del organismo más que en sus células. . [38] [39] [40]
A mediados de la década de 1950, Macfarlane Burnet , inspirado por una sugerencia de Niels Jerne , [41] formuló la teoría de la selección clonal (CST) de la inmunidad. [42] Sobre la base de CST, Burnet desarrolló una teoría de cómo se desencadena una respuesta inmune de acuerdo con la distinción entre uno mismo y el no yo: los constituyentes del "yo" (constituyentes del cuerpo) no desencadenan respuestas inmunes destructivas, mientras que las entidades "no propias" (p. ej., patógenos, un aloinjerto) desencadenan una respuesta inmunitaria destructiva. [43] La teoría se modificó más tarde para reflejar nuevos descubrimientos con respecto a la histocompatibilidad o la compleja activación de "dos señales" de las células T. [44] La teoría de la inmunidad del yo / no-yo y el vocabulario del yo / no-yo han sido criticados, [40] [45] [46] pero siguen siendo muy influyentes. [47] [48]
Más recientemente, se han sugerido varios marcos teóricos en inmunología, que incluyen puntos de vista " autopoyéticos ", [49] puntos de vista "inmunes cognitivos", [50] el " modelo de peligro " (o "teoría del peligro"), [45] y la "discontinuidad" "teoría. [51] [52] El modelo de peligro, sugerido por Polly Matzinger y sus colegas, ha sido muy influyente, provocando muchos comentarios y discusiones. [53] [54] [55] [56]
Ver también
- Historia de la inmunologia
- Inmunomica
- Revisiones internacionales de inmunología
- Lista de inmunólogos
- Osteoinmunología
- Esquema de inmunología
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enlaces externos
- Asociación Estadounidense de Inmunólogos
- Sociedad Británica de Inmunología
- Federación de Sociedades de Inmunología Clínica