CURSO DE INMUNOLOGÍA GENERAL3. Órganos y tejidos del sistema inmune |
Enrique Iáñez ParejaDepartamento de MicrobiologíaUniversidad de GranadaEspaña |
3.1 INTRODUCCIÓN
*3.2 ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOS
*3.2.1 Timo
*3.2.2 Sitios de desarrollo de linfocitos B: médula ósea (mamíferos) y bolsa de Fabricio (aves).
*3.3 ÓRGANOS LINFOIDES SECUNDARIOS
*3.3.1 Sistema linfático y ganglios linfáticos
*3.3.2 Bazo
*3.3.3 El sistema linfoide mucosal, no capsulado (MALT)
*3.3.4 Células linfoides de la piel
*3.3.5 La médula ósea como órgano linfoide secundario
*3.4 ÁREAS INMUNOLÓGICAMENTE PRIVILEGIADAS
*3.5 RECIRCULACIÓN LINFOCITARIA
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El sistema linfoide está formado por varios tipos de células:
linfocitos | |
células accesorias, principalmente macrófagos y otras células presentadoras de antígenos (APC) | |
(en algunos casos) células epiteliales |
y funcionalmente está organizado en dos tipos de órganos linfoides:
Los órganos linfoides primarios son:
el timo, donde maduran los linfocitos T | |
la médula ósea en el adulto como órgano de maduración de los linfocitos B | |
En el feto temprano esta función la toma el hígado, aunque paulatinamente se ve sustituido por la medula. | |
En las aves, el equivalente funcional de la médula es la Bolsa de Fabricio. |
Los órganos linfoides secundarios son:
los ganglios linfáticos, que recogen Ag de los tejidos | |
el bazo, que recoge Ag de la sangre | |
tejidos linfoides asociados a mucosas (MALT), que recogen Ag de las mucosas | |
en la respuesta secundaria, la médula ósea actúa igualmente como órgano secundario. |
Es un órgano plano y blando situado en la cavidad torácica, por encima del corazón. Está formado por dos lóbulos rodeados por cápsula de tejido conjuntivo. A su vez, los lóbulos están divididos en lobulillos separados entre sí por trabéculas de tejido conjuntivo. Cada lobulillo tímico está relleno de células linfoides denominadas timocitos, dispuestas en una corteza de gran densidad celular y una médula (interior) de menor densidad celular. Desde la corteza hasta la médula existe un gradiente de diferenciación, de modo que en la corteza se encuentran los timocitos más inmaduros, mientras que en la médula se localizan los timocitos en fases madurativas más avanzadas. Tanto la corteza como la médula están rellenas de una red de células no linfoides que constituyen el estroma tímico, y que consta de varios tipos celulares:
Todas estas células no linfoides del estroma expresan en sus superficies moléculas MHC de tipo I y/o II, y participan en la maduración y selección de los timocitos hacia células T maduras. |
En la médula tímica aparecen los denominados corpúsculos de Hassall: acúmulos concéntricos de células epiteliales. Su función es desconocida, pero su número va aumentando con la edad. |
En un capítulo ulterior veremos en detalle el proceso de maduración intratímica de los linfocitos, pero daremos aquí un breve adelanto:
Los progenitores linfoides de los linfocitos, procedentes de la médula ósea, entran en el timo y comienzan a dividirse activamente en la corteza; sin embargo, allí mueren por apoptosis más del 95% de las células generadas, que son eliminadas por los macrófagos. Los sobrevivientes van emigrando hasta la médula, donde terminan de madurar, y salen del timo como células T vírgenes maduras (inmunocompetentes), por medio de las vénulas postcapilares del timo. |
Durante todo este proceso los timocitos han ido interactuando con células estromales provistas de MHC en sus membranas (células nodriza à células corticales epiteliales à células dendríticas), produciéndose dos fases de selección de timocitos: |
selección positiva: sólo sobreviven aquellos timocitos que hayan generado receptores TCR capaces de reconocer moléculas MHC propias; los demás mueren por apoptosis. | |
selección negativa: se eliminan por muerte celular programada los timocitos que habiendo superado la selección positiva hayan resultado autorreactivos, es decir, los timocitos que reconozcan moléculas del propio individuo (autoantígenos) presentadas por el MHC propio, o que tengan una afinidad demasiado alta hacia el MHC propio solo |
De esta forma sólo salen como linfocitos T maduros aquellas célula autotolerantes (no inmunidad a lo propio) y capaces de reconocer antígenos (moléculas extrañas al propio individuo) en el contexto del haplotipo propio del MHC.
El timo de los mamíferos va involucionando con la edad, a partir de la pubertad. |
En humanos, al nacer, el timo pesa 10-15 g, alcanza su orto en la adolescencia, época en la que llega a pesar 40-70 g, y va regresionando, de modo que en la vejez sólo pesa 3 g, aunque siempre queda un remanente de zona medular.
Por lo tanto, en la vida adulta, la producción de linfocitos T en el timo decae bastante, aunque siempre existe una actividad residual.
Evidencias sobre la relación entre función tímica y respuesta inmune: |
En la fase adulta, cuando el timo ha involucionado, sigue habiendo maduración de linfocitos T en otros lugares, principalmente en el epitelio intestinal, donde se produce linfopoyesis de célula T gd y T ab, que permanecen en el epitelio intestinal o migran a la lámina propia.
La Bolsa (bursa) de Fabricio es una porción especial dorsal de la cloaca, con una estructura a base de corteza y médula.
La médula ósea en los adultos de los mamíferos es un equivalente "disperso" de la Bolsa de Fabricio. La porción implicada en la maduración de los linfocitos B está constituida por islas de tejido hematopoyético. Precisamente por su carácter difuso es más difícil de estudiar que la Bolsa.(Estudiaremos la maduración de los linfocitos B en el capítulo 8).
Los linfocitos maduros vírgenes que salen de los órganos linfoides primarios emigran a los órganos y tejidos linfoides periféricos:
El componente fluido de la sangre (plasma) se extravasa desde los capilares a los tejidos, generando el líquido intersticial. Parte de éste retorna a la sangre a través de las membranas capilares, pero el resto, llamado linfa, fluye desde los tejidos conectivos a una red de finos capilares linfáticos abiertos, y de allí va pasando a vasos cada vez mayores (vasos linfáticos). Finalmente, la linfa llega al mayor vaso linfático, denominado conducto torácico, que descarga a circulación sanguínea a nivel de la subclavia izquierda (cerca del corazón). De este modo se cumple una de las funciones del sistema de vasos linfáticos: capturar fluido procedente de los tejidos y reingresarlo en la sangre, asegurando niveles estables de fluido en el sistema circulatorio.
El corazón no influye sobre la circulación de la linfa: ésta avanza en un solo sentido debido a los movimientos de los músculos del cuerpo y a la disposición unidireccional de las válvulas de los ganglios linfáticos.
La otra función (y la que nos interesa aquí) del sistema linfático es capturar antígenos de los líquidos intersticiales de los tejidos y llevarlos a algunos de los órganos linfoides secundarios, donde quedarán retenidos para su interacción con las células del sistema inmune. El antígeno queda retenido en alguno de los ganglios interpuestos a lo largo del sistema de vasos, pero en el caso de que "pase de largo" entrará en circulación sanguínea y tendrá la oportunidad de ser captado por el bazo.(A los ganglios y al bazo se les califica como órganos linfoides secundarios sistémicos).
Aparte de estos órganos sistémicos existen folículos linfoides difusos. Son agregados de células linfoides rodeados de capilares linfáticos que drenan al folículo. Existen miles de tales folículos dispersos por casi todos los órganos y tejidos, siendo especialmente abundantes a lo largo del tracto gastrointestinal, bronquios, tracto respiratorio superior y tracto genital.
Pero como dijimos, el Ag puede entrar desde el líquido intersticial, pasando a los capilares linfáticos, y de ellos a los vasos linfáticos, por los que accede a algún ganglio linfático regional. Vamos, pues a describir este tipo de órgano linfoide secundario.
Están intercalados en la red de vasos linfáticos, frecuentemente en la confluencia de ramificaciones de vasos. | |
Hay grupos de ganglios especialmente abundantes y estratégicamente situados en: |
cuello (ganglios cervicales) |
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axilas (axilares) |
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ingles (inguinales) |
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mediastino |
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cavidad abdominal |
Estos ganglios drenan regiones superficiales (piel) y profundas del cuerpo (excepto el interior de la cavidad craneal).
Los ganglios humanos suelen medir entre 2 y 10 mm de diámetro, y tienen forma de judía, con una parte cóncava denominada hilio, a donde entra una arteria que se ramifica à arteriolas, à vénulas postcapilares à vena que sale por el hilio. | |
La linfa llega al ganglio por los varios vasos linfáticos aferentes, y sale por un único linfático eferente a la altura del hilio. | |
Histológicamente distinguimos varias zonas dentro del ganglio: |
El antígeno llega solo o transportado por células de Langerhans o similares. En la paracorteza las células de Langerhans se convierten en células dendríticas interdigitantes, que procesan el Ag y lo presentan en sus MHC-II (abundantes en sus largos procesos membranosos) a los linfocitos, provocando la activación de las células TH, las cuales activan ya a algunas células B. Al cabo de 3 o 4 días, algunas células B se diferencian a células plasmáticas secretoras de IgM e IgG. |
Pero la mayor parte de las células B en trance de activación (y algunas células T) emigran a la corteza, a los folículos primarios. Allí se producen interacciones entre células dendríticas foliculares, macrófagos, células TH y células B, que hacen pasar al folículo a folículo secundario, con su centro germinal. Allí continúa la activación de las células B, que proliferan (centroblastos) y se diferencian en dos subclones: |
Tanto para la activación de las células B como para la generación de células de memoria, las células dendríticas foliculares (FDC) del centro germinal, con sus largos procesos de membrana que atrapan complejos Ag-Ac, poseen un papel esencial.
En resumen:
La linfa llega vía linfáticos aferentes à seno subcapsular à va percolando lentamente (sentido corteza à paracorteza à médula), permitiendo la interacción del Ag con macrófagos y otras APCs (incluyendo las dendríticas foliculares, que atrapan complejos inmunes). En el centro germinal se produce la activación y proliferación y diferenciación de linfocitos B hasta: |
La linfa sale por el único linfático eferente, enriquecida en Ac y en linfocitos (aumento de 50 veces en el número de estas células). Este incremento de linfocitos que salen no sólo ni principalmente se debe a la proliferación dentro del ganglio, sino que la mayoría son linfocitos que habían entrado previamente al ganglio desde la sangre a través de las vénulas postcapilares de endotelio alto (HEV). | |
Durante la estimulación antigénica la mayor entrada de linfocitos a través de las HEV hace que los ganglios se hinchen (a veces de modo ostensible, en algunas infecciones). |
Es un órgano linfoide secundario grande (150 g en humanos adultos), de forma ovoide, situado en el cuadrante superior izquierdo del abdomen. | |
Está especializado en capturar antígenos transportados por la sangre (p. ej., en las situaciones de infecciones sistémicas). La arteria esplénica se ramifica en numerosas arteriolas, que descargan a los sinusoides esplénicos; de allí arrancan las vénulas, que finalmente se unen en una sola vena esplénica que sale del órgano. | |
Posee una cápsula de tejido conectivo, de la que salen hacia el interior numerosas trabéculas que delimitan compartimentos. En cada compartimento se distinguen dos tipos principales de tejidos: la pulpa blanca y la pulpa roja. | |
La pulpa blanca está constituida por tejido linfoideo, repartido en: | |
La pulpa roja es una red de sinusoides venosos que continen macrófagos residentes especializados (macrófagos de los senos esplénicos), que se encargan de destruir eritrocitos y plaquetas viejos (proceso de hematocatéresis). | |
El bazo carece de vasos linfáticos. El Ag llega a través de la arteria esplénica, que entra al órgano por el hilio. La arteria se divide en arteriolas, que a su vez conducen a capilares, que se abren y vacían su contenido en la zona marginal de la pulpa blanca. | |
En ausencia de estímulo, la zona marginal posee folículos linfoides primarios, parecidos a los de los ganglios, ricos en células B vírgenes. | |
En la zona T del bazo (PALS) las células dendríticas interdigitantes captan y procesan el antígeno, presentándolo en sus MHC de clase II a los TH en reposo, activándolos. A su vez, los TH activados activan a las células B. Las B activadas, junto con algunos linfoctitos T migran a la zona marginal, convirtiendo los folículos linfoides primarios en folículos secundarios, con sus centros germinales poblados de centroblastos en multiplicación. | |
El bazo recibe cada día más linfocitos que la suma de todos los de los ganglios linfáticos. |
La esplenectomía, sobre todo en la infancia, conlleva un mayor riesgo de bacteriemias, principalmente por Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis y Streptococcus pneumoniae.
Las mucosas de los tractos digestivo, respiratorio y urogenital suponen una enorme superficie (unos 400 m2) y constituyen posibles sitios de entrada de numerosos patógenos. Así pues no puede extrañar que la evolución haya desarrollado para ellos defensas inmunitarias especializadas. Desde el punto de vista histológico, estas consisten en tejidos que van desde acúmulos dispersos de linfocitos hasta estructuras organizadas, pero nunca rodeadas de cápsula. Por ello reciben el nombre de tejido linfoide asociado a mucosas (no capsulado), MALT.
Este conjunto de tejidos reviste una grandísima importancia, habida cuenta de la gran superficie potencial que ha de defender frente a la entrada de patógenos. Otra idea de su relevancia la suministra el hecho de que las células plasmáticas de los tejidos MALT son más numerosas que la suma de las células plasmáticas de bazo, ganglios y médula ósea.
El MALT consiste en agregados de tejido linfoide no capsulado que se localizan en la lámina propia y áreas submucosas de los tractos gastrointestinal, respiratorio y genitourinario.
Los más sencillos son simples acúmulos difusos de linfocitos, células plasmáticas y fagocitos, localizados en los pulmones y en la pared intestinal. | |
Folículos linfoides aislados. | |
Folículos linfoides que forman grupos más o menos densos: |
Los tejidos MALT mejor estudiados son los asociados con el tracto gastrointestinal. A grandes rasgos encontramos células linfoides en tres partes:
En algunos de estos casos (tracto respiratorio, digestivo y urogenital) el epitelio respectivo está especializado en transportar antígenos desde la luz del conducto al tejido linfoide subyacente.
Como ejemplo, veamos cómo funciona un acúmulo de este tipo ligado al intestino delgado:
Algunos patógenos (como algunas cepas de Salmonella, Vibrio cholerae y el virus de la polio) pueden "aprovecharse" de la misma célula M para atravesar el epitelio intestinal.
Aparte del papel de la piel como barrera inespecífica frente a los patógenos, desempeña un papel también como "órgano" del sistema inmune:
Aunque durante mucho tiempo pasó casi desapercibida en este papel, la médula ósea es importante para la producción de anticuerpos durante la respuesta secundaria humoral. Durante esta respuesta, los órganos secundarios "clásicos" responden rápidamente, pero durante poco tiempo. En cambio, la médula ósea "arranca" lentamente, pero da una respuesta más prolongada de producción de anticuerpos, llegando a ser responsable del 80% de estos durante la respuesta secundaria.
Se conocen como áreas inmunológicamente privilegiadas aquellas en las que normalmente no existe respuesta inmune: cerebro, testículos y cámara anterior del ojo. Están protegidas por fuertes barreras entre sangre y tejido (p. ej., la barrera hematoencefálica) y bajas permeabilidades o sistemas específicos de transporte. Su significado adaptativo estriba en evitar respuestas inflamatorias en lugares donde sería lesivo para la integridad del individuo.
Una vez que los linfocitos llegan a un órgano linfoide periférico, no se quedan allí permanentemente, sino que se mueven de un órgano linfoide a otro a través de la sangre y de la linfa. Existe, pues, un tráfico linfocitario entre tejidos, sistema linfático y sangre.
Cada hora del 1 al 2% del "pool" de linfocitos recircula por el circuito. Ello supone que aumentan las probabilidades de que las células específicas para cada Ag puedan entrar en contacto con éste en los órganos periféricos.
Cuando entra un antígeno, los linfocitos específicos "desaparecen" de circulación sanguínea antes de 24 horas: esto es lo que se llama "atrapamiento", porque estos linfocitos han sido reclutados a los órganos linfoides secundarios, donde hacen contacto con el Ag presentado y procesado por APC.
Al cabo de unas 80 horas, tras su proliferación, los linfocitos abandonan el órgano linfoide. En el caso de los linfocitos B, al llegar al tejido donde se produjo la entrada del Ag se diferencian a células plasmáticas productoras de Ac.
El endotelio vascular como "portero" de leucocitos:
El endotelio vascular regula el paso a tejidos de moléculas y leucocitos. Para que éstos pasen desde la sangre al tejido inflamatorio o al órgano linfoide, deben de atravesar la línea de células endoteliales. Para ello deben adherirse a estas células y luego pasar entre ellas (un proceso llamado extravasación). Esto lo consiguen por medio de contactos específicos entre el leucocito y la célula endotelial, a través de moléculas de adhesión celular (CAM).
Existen tres familias de CAM:
Como veremos, en la inflamación se producen factores que activan a las células endoteliales normales, que producen selectinas E y P, y que inician la extravasación de granulocitos neutrófilos (véase tema 17).
En cambio, los linfocitos en reposo tienen la capacidad de extravasarse desde circulación a ganglios y MALT a través de las vénulas de endotelio alto (HEV). Las células de este endotelio especial son cuboidales, pero de hecho no son más que producto de la diferenciación de células de endotelio normal de los órganos linfoides secundarios, ante citoquinas producidas en respuesta a antígenos.
Esto lo podemos demostrar de dos maneras:
Los animales de experimentación libres de gérmenes carecen de vénulas de endotelio alto. | |
Si cortamos el vaso aferente de un ganglio linfático, se evita la entrada de antígenos. Al cabo de un tiempo, desaparece el HEV. |
Las células del HEV poseen moléculas de adhesión celular de las citadas antes, pero además cuentan con diriginas vasculares (VA=vascular addressins). Son específicas de cada tejido linfoide y sirven para dirigir la extravasación de linfocitos de distintas subpoblaciones.
A su vez, los linfocitos en reposo reconocen las HEV por medio de sus receptores de alojamiento (homing). Ello hace que cada subpoblación de linfocitos se dirija a órganos linfoides secundarios concretos (p. ej. selectina-L).
Además, los linfocitos vírgenes expresan receptores de alojamiento diferentes de los linfocitos de memoria y efectores.
Los linfocitos T activados van a parar preferentemente a los sitios inflamatorios de los tejidos (sitios terciarios): dejan de producir selectina-L (receptor de alojamiento), por lo que ya no tienden a pasar por el HEV. En cambio, aumentan sus niveles de receptores de unión a moléculas de superficie del endotelio inflamado. Por ejemplo, aumentan en su membrana la cantidad de integrina VLA-4, que al unirse al VCAM-1 endotelial colabora en la entrada al tejido inflamado (con el foco de infección).
Copyright © 1999 Enrique Iáñez Pareja. Prohibida la reproducción con fines comerciales.
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