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24.1: ¿Qué es el sistema inmunitario?
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What is the Immune System?
 
TRANSCRIPCIÓN

24.1: What is the Immune System?

24.1: ¿Qué es el sistema inmunitario?

Overview

The immune system comprises diverse biological structures and processes that protect the body from disease. These processes can be classified into innate and adaptive immunity. To work effectively, the immune system needs to detect pathogens by distinguishing the body’s own structures from foreign elements. If this determination fails, autoimmune diseases occur in which the immune system reacts against the body’s own tissue.

The Innate Immune System Acts Fast and Non-specifically

The innate immune system is the first line of defense against infection. It comprises physical barriers and a variety of cells that act quickly and non-specifically against elements that are foreign to the host (i.e., non-self). Examples of physical barriers in mammals are skin, the lining of the gastrointestinal tract, and secretions, such as mucus or saliva. Once an invader overcomes physical barriers, cells of the inflammatory response are recruited to the entry site: mast cells release a plethora of chemicals that attract other cells of the innate immune system and activates the adaptive immune system. Phagocytic cells, such as neutrophils and macrophages, ingest and destroy pathogens. Natural killer cells, a special type of white blood cell, destroy virus-infected cells. Together, cells of the innate immune system eradicate the invader or hinder its spread, and activate the adaptive immune system.

Pattern Recognition Receptors Enable Organisms to Distinguish Self from Non-self

How can an organism distinguish its own tissue (self) from a foreign element or invader (non-self)? This ability is conferred by pattern recognition receptors (PRRs). These receptors recognize microbe-associated molecular patterns (MAMPs) that are unique to bacteria, viruses, parasites, or fungi. Examples are parts of the bacterial outer membrane or double-stranded RNA of viruses. MAMPs are not specific to a distinct species or pathogen variant but represent a hallmark of a broad class of pathogens (i.e., gram-negative bacteria or fungi). The innate immune system, therefore, acts non-specifically against pathogens.

The Adaptive Immune System Is Highly Specific

Vertebrates evolved the adaptive immune system, which stores a “memory” of a previous attack and can subsequently mount a stronger response against specific pathogens. While the innate immune system employs a broad range of cell types, the adaptive immune system relies on two kinds of white blood cells to target pathogens: B cells and T cells. While T cells are part of the cell-mediated immunity, B cells constitute the humoral branch of adaptive immunity.

B cells can directly destroy a foreign particle or differentiate into plasma cells that release antibodies. Antibodies then target the invader for destruction by other cells. T cells perform several functions, depending on their surface receptor composition and chemical arsenal. All T cells carry surface receptors that are each specific to a single antigen. After encountering the antigen, T cells can stimulate other parts of the immune system or actively destroy infected or cancerous cells. Some B and T cells remain available long after the infection has been cleared and, upon repeated exposure to the same foreign element, mount a stronger and faster immune response.

While the innate immune system acts within minutes to hours of a threat or infection, the adaptive immune system responds over days. Only the adaptive immune system “learns” (i.e., adapts) within the lifetime of an organism.

Autoimmune Diseases

Autoimmune diseases occur when the immune system does not function properly. Autoimmune diseases, generally, develop when the immune system is unable to differentiate the body’s healthy tissue from a foreign element. Typically, one of three pathological effects arises from an autoimmune disease: damage or destruction of tissues, altered organ growth, or altered organ function.

One example of such an autoimmune disease is Type 1 diabetes mellitus (T1DM). During the onset of T1DM, usually in children through early adulthood, immune cells produce antibodies that attack the insulin-producing cells of the pancreas, so-called β cells. The result is the destruction of β cells and subsequently the inability to regulate the blood sugar level. T1DM currently cannot be cured, but insulin treatment, a special diet and exercise help patients manage the disease. It is essential to diagnose the disease early and start management before all insulin-producing cells are destroyed.

Visión general

El sistema inmunitario comprende diversas estructuras biológicas y procesos que protegen el cuerpo de enfermedades. Estos procesos pueden clasificarse en inmunidad innata y adaptativa. Para trabajar eficazmente, el sistema inmunitario necesita detectar patógenos distinguiendo las propias estructuras del cuerpo de elementos extraños. Si esta determinación falla, se producen enfermedades autoinmunes en las que el sistema inmunitario reacciona contra el propio tejido del cuerpo.

El Sistema Inmune Innato actúa de forma rápida y no específica

El sistema inmunitario innato es la primera línea de defensa contra la infección. Comprende barreras físicas y una variedad de células que actúan de forma rápida y no específica contra elementos que son ajenos al huésped (es decir, no propios). Ejemplos de barreras físicas en los mamíferos son la piel, el revestimiento del tracto gastrointestinal y las secreciones, como la mucosidad o la saliva. Una vez que un invasor supera las barreras físicas, las células de la respuesta inflamatoria son reclutadas en el sitio de entrada: las células del mástil liberan una plétora de sustancias químicas que atraen a otras células del sistema inmunitario innato y activan el sistema inmunitario adaptativo. Las células fagocíticas, como neutrófilos y macrófagos, ingieren y destruyen patógenos. Las células asesinas naturales, un tipo especial de glóbulos blancos, destruyen las células infectadas por el virus. Juntos, las células del sistema inmunitario innato erradican al invasor o dificultan su propagación, y activan el sistema inmunitario adaptativo.

Los receptores de reconocimiento de patrones permiten a los organismos distinguirse de uno mismo de

¿Cómo puede un organismo distinguir su propio tejido (sí mismo) de un elemento extraño o invasor (no uno mismo)? Esta capacidad se confiere por los receptores de reconocimiento de patrones (PRR). Estos receptores reconocen patrones moleculares asociados a microbios (MAMP) que son exclusivos de bacterias, virus, parásitos u hongos. Algunos ejemplos son partes de la membrana externa bacteriana o ARN de doble cadena de virus. Los MAMP no son específicos de una especie o variante de patógenos distintas, pero representan un sello distintivo de una amplia clase de patógenos (es decir, bacterias u hongos gramnegativas). El sistema inmunitario innato, por lo tanto, actúa no específicamente contra los patógenos.

El sistema inmune adaptativo es muy específico

Los vertebrados evolucionaron el sistema inmunitario adaptativo, que almacena una "memoria" de un ataque anterior y posteriormente puede montar una respuesta más fuerte contra patógenos específicos. Mientras que el sistema inmunitario innato emplea una amplia gama de tipos de células, el sistema inmunitario adaptativo se basa en dos tipos de glóbulos blancos para atacar patógenos: células B y células T. Mientras que las células T son parte de la inmunidad mediada por células, las células B constituyen la rama humoral de la inmunidad adaptativa.

Las células B pueden destruir directamente una partícula extraña o diferenciarse en células plasmáticas que liberan anticuerpos. Los anticuerpos entonces apuntan al invasor para su destrucción por otras células. Las células T realizan varias funciones, dependiendo de su composición del receptor de superficie y arsenal químico. Todas las células T llevan receptores de superficie que son específicos de un solo antígeno. Después de encontrar el antígeno, las células T pueden estimular otras partes del sistema inmunitario o destruir activamente las células infectadas o cancerosas. Algunas células B y T permanecen disponibles mucho después de que la infección ha sido limpiada y, tras la exposición repetida al mismo elemento extraño, montar una respuesta inmune más fuerte y más rápida.

Mientras que el sistema inmunitario innato actúa en cuestión de minutos a horas de una amenaza o infección, el sistema inmunitario adaptativo responde durante días. Sólo el sistema inmunitario adaptativo "aprende" (es decir, se adapta) dentro de la vida de un organismo.

Enfermedades Autoinmunes

Las enfermedades autoinmunes ocurren cuando el sistema inmunitario no funciona correctamente. Las enfermedades autoinmunes, generalmente, se desarrollan cuando el sistema inmunitario es incapaz de diferenciar el tejido sano del cuerpo de un elemento extraño. Típicamente, uno de los tres efectos patológicos surge de una enfermedad autoinmune: daño o destrucción de tejidos, crecimiento alterado de órganos, o alteración de la función orgánica.

Un ejemplo de esta enfermedad autoinmune es la diabetes mellitus tipo 1 (T1DM). Durante la aparición de la T1DM, generalmente en niños hasta la edad adulta temprana, las células inmunitarias producen anticuerpos que atacan las células productoras de insulina del páncreas, las llamadas células. El resultado es la destrucción de las células y, posteriormente, la incapacidad de regular el nivel de azúcar en sangre. T1DM actualmente no se puede curar, pero el tratamiento con insulina, una dieta especial y ejercicio ayudan a los pacientes a manejar la enfermedad. Es esencial diagnosticar la enfermedad a tiempo y comenzar el tratamiento antes de que se destruyan todas las células productoras de insulina.


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