Inmunidad humoral

La inmunidad humoral es el aspecto de la inmunidad que está mediada por macromoléculas, incluidos los anticuerpos secretados, las proteínas del complemento y ciertos péptidos antimicrobianos, ubicados en los fluidos extracelulares. La inmunidad humoral se llama así porque involucra sustancias que se encuentran en los humores o fluidos corporales. Contrasta con la inmunidad mediada por células. La inmunidad humoral también se conoce como inmunidad mediada por anticuerpos.

El estudio de los componentes moleculares y celulares que forman el sistema inmunitario, incluidas su función e interacción, es la ciencia central de la inmunología. El sistema inmunitario se divide en un sistema inmunitario innato más primitivo y un sistema inmunitario adquirido o adaptativo de los vertebrados, cada uno de los cuales contiene elementos inmunitarios tanto humorales como celulares.

La inmunidad humoral se refiere a la producción de anticuerpos y los procesos coincidentes que la acompañan, que incluyen: activación de Th2 y producción de citocinas, formación de centros germinales y cambio de isotipo, y maduración de afinidad y generación de células de memoria. También se refiere a las funciones efectoras de los anticuerpos, que incluyen la neutralización de patógenos y toxinas, la activación clásica del complemento y la promoción de la fagocitosis y la eliminación de patógenos por opsonina.

Historia

El concepto de inmunidad humoral se desarrolló a partir del análisis de la actividad antibacteriana de los componentes del suero. A Hans Buchner se le atribuye el desarrollo de la teoría humoral. En 1890, Buchner describió las alexinas como "sustancias protectoras" que existen en el suero sanguíneo y otros fluidos corporales y son capaces de matar microorganismos. Se demostró que las alexinas, posteriormente redefinidas como "complementos" por Paul Ehrlich, son los componentes solubles de la respuesta innata que conduce a una combinación de inmunidad celular y humoral. Este descubrimiento ayudó a unir las características de la inmunidad innata y adquirida.

Tras el descubrimiento en 1888 de las bacterias que causan la difteria y el tétanos, Emil von Behring y Kitasato Shibasaburō demostraron que la enfermedad no tiene por qué ser causada por los propios microorganismos. Descubrieron que los filtrados libres de células eran suficientes para causar enfermedades. En 1890, se usaron filtrados de difteria, más tarde llamados toxinas de difteria, para vacunar animales en un intento de demostrar que el suero inmunizado contenía una antitoxina que podía neutralizar la actividad de la toxina y podía transferir inmunidad a animales no inmunes. En 1897, Paul Ehrlich demostró que se forman anticuerpos contra las toxinas vegetales ricina y abrina, y propuso que estos anticuerpos son los responsables de la inmunidad.Ehrlich, con su colega von Behring, pasó a desarrollar la antitoxina diftérica, que se convirtió en el primer gran éxito de la inmunoterapia moderna. El descubrimiento de anticuerpos compatibles específicos se convirtió en una herramienta importante en la estandarización de la inmunidad y la identificación de infecciones persistentes.

Sustancia	Actividad	Descubrimiento
Alexin(es)/Complemento(s)	Componentes solubles en el sueroque son capaces de matar microorganismos	Buchner (1890),Ehrlich (1892)
Antitoxinas	Sustancias en el suero que pueden neutralizar la actividad de las toxinas, permitiendo la inmunización pasiva	von Behring y Shibasaburō (1890)
Bacteriolisinas	Sustancias séricas que trabajan con lasproteínas del complemento para inducir la lisis bacteriana.	Ricardo Pfeiffer (1895)
Aglutininasy precipitinas bacterianas	Sustancias séricas que agregan bacteriasy precipitan toxinas bacterianas	von Gruber y Durham (1896),Kraus (1897)
hemolisinas	Sustancias séricas que funcionan con complementospara lisar los glóbulos rojos	Julio Bordet (1899)
opsoninas	Sustancias séricas que recubren la membrana externa de sustancias extrañas y aumentan la tasa de fagocitosis por parte de los macrófagos.	Wright y Douglas (1903)
Anticuerpo	Descubrimiento original (1900), hipótesis de unión antígeno-anticuerpo (1938), producido por células B (1948), estructura (1972), genes de inmunoglobulina (1976)	Ehrlich

Anticuerpos

Las inmunoglobulinas son glicoproteínas de la superfamilia de las inmunoglobulinas que funcionan como anticuerpos. Los términos anticuerpo e inmunoglobulina a menudo se usan indistintamente. Se encuentran en la sangre y los fluidos tisulares, así como en muchas secreciones. En estructura, son grandes proteínas globulares en forma de Y. En los mamíferos hay cinco tipos de anticuerpos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Cada clase de inmunoglobulina difiere en sus propiedades biológicas y ha evolucionado para hacer frente a diferentes antígenos. Los anticuerpos son sintetizados y secretados por células plasmáticas que se derivan de las células B del sistema inmunitario.

El sistema inmunitario adquirido utiliza un anticuerpo para identificar y neutralizar objetos extraños como bacterias y virus. Cada anticuerpo reconoce un antígeno específico exclusivo de su objetivo. Al unirse a sus antígenos específicos, los anticuerpos pueden provocar la aglutinación y la precipitación de productos antígeno-anticuerpo, preparar la fagocitosis por parte de los macrófagos y otras células, bloquear los receptores virales y estimular otras respuestas inmunitarias, como la vía del complemento.

Una transfusión de sangre incompatible provoca una reacción a la transfusión, que está mediada por la respuesta inmunitaria humoral. Este tipo de reacción, llamada reacción hemolítica aguda, da como resultado la rápida destrucción (hemólisis) de los glóbulos rojos del donante por parte de los anticuerpos del huésped. La causa suele ser un error administrativo, como la unidad incorrecta de sangre que se administra al paciente incorrecto. Los síntomas son fiebre y escalofríos, a veces con dolor de espalda y orina rosada o roja (hemoglobinuria). La principal complicación es que la hemoglobina liberada por la destrucción de los glóbulos rojos puede causar insuficiencia renal aguda.

Producción de anticuerpos

En la respuesta inmune humoral, las células B primero maduran en la médula ósea y obtienen receptores de células B (BCR) que se muestran en grandes cantidades en la superficie celular.

Estos complejos proteicos unidos a la membrana tienen anticuerpos que son específicos para la detección de antígenos. Cada célula B tiene un anticuerpo único que se une a un antígeno. Luego, las células B maduras migran de la médula ósea a los ganglios linfáticos u otros órganos linfáticos, donde comienzan a encontrar patógenos.

Activación de células B

Cuando una célula B encuentra un antígeno, se activa una señal, el antígeno se une al receptor y es llevado dentro de la célula B por endocitosis. El antígeno es procesado y presentado nuevamente en la superficie de la célula B por las proteínas MHC-II. Las proteínas MHC-II son reconocidas por las células T auxiliares, lo que estimula la producción de proteínas, lo que permite que las células B se multipliquen y que los descendientes se diferencien en células secretoras de anticuerpos que circulan en la sangre. Las células B pueden activarse a través de ciertos agentes microbianos sin la ayuda de las células T y tienen la capacidad de trabajar directamente con antígenos para proporcionar respuestas a los patógenos presentes.

Proliferación de células B

La célula B espera a que una célula T colaboradora (_TH) se una al complejo. Esta unión activará la célula T _H, que luego libera citoquinas que inducen a las células B a dividirse rápidamente, creando miles de clones idénticos de la célula B. Estas células hijas se convierten en células plasmáticas o células de memoria. Las células B de memoria permanecen inactivas aquí; más tarde, cuando estas células B de memoria se encuentran con el mismo antígeno debido a la reinfección, se dividen y forman células plasmáticas. Por otro lado, las células plasmáticas producen una gran cantidad de anticuerpos que se liberan libremente al sistema circulatorio.

Reacción anticuerpo-antígeno

Estos anticuerpos encontrarán antígenos y se unirán a ellos. Esto interferirá con la interacción química entre el huésped y las células extrañas, o pueden formar puentes entre sus sitios antigénicos que dificultan su funcionamiento adecuado. Su presencia también podría atraer macrófagos o células asesinas para atacarlos y fagocitarlos.

Sistema complementario

El sistema del complemento es una cascada bioquímica del sistema inmunitario innato que ayuda a eliminar los patógenos de un organismo. Se deriva de muchas proteínas pequeñas del plasma sanguíneo que trabajan juntas para romper la membrana plasmática de la célula diana, lo que lleva a la citólisis de la célula. El sistema del complemento consta de más de 35 proteínas solubles y unidas a células, 12 de las cuales están directamente involucradas en las vías del complemento. El sistema del complemento está involucrado en las actividades de la inmunidad innata y la inmunidad adquirida.

La activación de este sistema conduce a citólisis, quimiotaxis, opsonización, aclaramiento inmunitario e inflamación, así como al marcado de patógenos para la fagocitosis. Las proteínas representan el 5% de la fracción de globulina sérica. La mayoría de estas proteínas circulan como zimógenos, que están inactivos hasta la escisión proteolítica.

Tres vías bioquímicas activan el sistema del complemento: la vía clásica del complemento, la vía alternativa del complemento y la vía de la lectina de unión a manosa. La vía clásica del complemento normalmente requiere anticuerpos para su activación y es una respuesta inmunitaria específica, mientras que la vía alternativa puede activarse sin la presencia de anticuerpos y se considera una respuesta inmunitaria no específica. Los anticuerpos, en particular la clase IgG1, también pueden "fijar" el complemento.