INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE MEDICINA
SECCION DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACION
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA SALUD
ÁREA INMUNOLOGÍA PRESENTA:
M. C. y P. ANTONIO GÓMEZ ANZURES
DIRECTORES DE TESIS
DR. ALDO ARTURO RESÉNDIZ ALBOR M. EN C. MARYCARMEN GODÍNEZ VICTORIA
MÉXICO, D. F. DICIEMBRE 2009
“EFECTO DEL ESTRÉS POR NADO EN LAS
POBLACIONES DE LINFOCITOS B Y T EN EL TEJIDO
LINFOIDE ASOCIADO A NARIZ”
El presente trabajo se realizo en el laboratorio de Inmunología de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional, con apoyo de la CGPI
con beca institucional de escolaridad durante el periodo de Enero/2008 a Diciembre/2009.
AGRADECIMIENTOS
A mi esposa e hija por el tiempo que les tome para culminar la realización
de este trabajo.
A mis padres por estar siempre a mi lado y por brindarme su
apoyo incondicional.
A mis amigos por todo el apoyo brindado.
A mis maestros por sus enseñanzas y la confianza brindada a lo largo
de estos dos años.
INDICE
1.- Abreviaturas 7
2.- Indice de figuras 8
3.- Resumen 9
4.- Introducción 11
5.- Sistema Inmunitario 14
6.- Características de IgA 16
7.- Morfología del tejido linfoide asociado a vías respiratorias. 17
8.- Estructura del NALT 25
9.- Eje Hipotálamo – hipófisis – adrenal 30
10.- Estrés 32
11.- Eje de Neuroinmunomodulación 34
12.- Modelos de estrés en animales 35
13.- Efectos del estrés sobre el Sistema Inmunitario 36
14.- Planteamiento del problema 37
15.- Justificación 37
16.- Hipótesis 37
17.- Objetivo general 38
18.- Objetivos particulares 38
19.- Material y Métodos 40
20.- Resultados 44
21.- Discusión 48
22.- Conclusiones 50
23.- Perspectivas 51
24.- Bibliografía 52
ABREVIATURAS
Ab: Anticuerpos.
ACTH: Hormona Adrenocorticotrofica APC: Células presentadoras de antígeno.
BALT: Tejido linfoide asociado a bronquios.
CGR: Receptor de glucocorticoides.
CRH: Adrenocorticotropica.
DNA: Acido desoxirribonucleico.
EIA: Inmunoensayo enzimático.
Eje HPA: Ehe hipotàlamo-hipòfisis-adrenal.
ELISA: Inmunoensayo enzimàtico.
GC: Glucocorticoides.
HHA: Hipotálamo hipofísis adrenal.
IgA: Inmunoglobulina A.
IgG: Inmunoglobulina G.
IgD: Inmunoglobulina D.
IgE: Inmunoglobulina E IL-1: Interleucina 1.
IL-5: Interleucina 5.
IL-6: Interleucina 6.
INF: Interferon KDa: Kilodaltons.
LT B: Linfocitos B.
MALT: Tejifdo linfoide asociado a mucosas.
MCH: Complejo principal de histocompatibilidad.
NALT: Tejido linfoide asociado a nariz.
NK: Natural Killer.
nm: Nanómteros.
SNA: Sistema nervioso autónomo.
SNC: Sistema nervioso central.
TCD3+: Linfocitos T CD3 positivos.
TCD4+: Linfocitos TCD4 positivos.
TCD8+: Linfocitos T CD8 positivos.
TGF- B: Factor de crecimiento beta.
TNF: factor de necrósis tumoral.
INDICE DE FIGURAS
Fig. 1.- Componentes del MALT 28
Fig 2.- Sistema Inmunitario Común de las Mucosas 29
Fig 3.- Rutas de neuroinmunomodulación 34
Fig 4.- Modelo de estrés por nado 42
Gráfico 1.- Efecto del estrés sobre Corticosterona 45
Gráfico 2.- Efecto del estrés sobre la IgA sérica y de lavados 46
Nasales. Gráfico 3.- Efecto del estrés sobre poblaciones celulares 47
del NALT. Gráfico 4.- Efecto del estrés sobre poblaciones celulares 48 del Bazo.
RESUMEN
EFECTO DEL ESTRES POR NADO EN LAS POBLACIONES DE LINFOCITOS B Y T DEL TEJIDO LINFOIDE ASOCIADO A NARIZ.
El sistema inmunitario de las mucosas (MALT) comprende tejidos asociados con la superficie de las mucosas respiratoria, digestiva y genitourinaria, los cuales defienden el organismo de antígenos externos.
El tejido linfoide asociado a nariz ( NALT ) representa un compartimiento inductor de la respuesta inmunitaria y se localiza en el piso de la nariz de algunos roedores;
mientras que la lámina propia de la mucosa nasal representa el compartimiento efector. El estrés provoca un incremento en la secreción de hormonas glucocorticoides y catecolaminas por activación del eje hipotálamo – hipófisis – adrenal. Estas hormonas interactúan con receptores de las células inmunitarias ocasionando cambios en su respuesta. El objetivo de este trabajo fue determinar los efectos del estrés por nado sobre las poblaciones celulares de linfocitos B y T, la secreción de IgA así como la de corticosterona. Se utilizaron ratones Balb/c machos de 10 semanas de edad divididos en grupo control y un grupo de adaptación al nado durante 45 días con sesiones cada tercer día de 60 minutos siendo en la última el efecto estresor de 4 hrs para su posterior sacrificio. De cada animal se obtuvieron muestras de suero, lavados nasales, NALT, bazo. La secreción de IgA en el lavado nasal se determinó por ELISA. Se cuantificaron las poblaciones celulares de linfocitos B y T CD3+, CD4+, CD8+, CD19+ Y CD19/B220 por citometría de flujo asi como la medición de corticosterona mediante un Inmunoensayo enzimático.
En el análisis de la secreción de IgA tanto a nivel sérico como en lavados nasales se observo un incremento significativo en los ratones sometidos a un estrés de 4 hrs a nado comparados con el grupo control. Observándose el mismo patrón de secreción con los niveles de corticosterona. La citometría de flujo mostró que los linfocitos T CD4+ aumentaron en los animales estresados tanto en el NALT como en nuestro control sistémico que fue el bazo.
Se concluye que el NALT es sensible al esquema de estrés utilizado, en el cual se ven afectadas las células de la respuesta inmunitaria celular ( linfocitos T) y humoral ( IgA), posiblemente por la influencia de las hormonas secretadas durante el estrés.
SUMMARY
SWIM FOR STRESS EFFECT IN LYMPHOCYTE POPULATIONS BYT THE NOSE- ASSOCIATED LYMPHOID TISSUE.
The mucosal immune system (MALT) includes tissues associated with the mucosal surface of respiratory, gastrointestinal and genitourinary, which defend the body from foreign antigens.
The nose-associated lymphoid tissue (NALT) is a compartment inducing the immune response and is located on the floor of the nose of some rodents, whereas the lamina propria of the nasal mucosa represents the effector compartment. Stress causes an increase in the secretion of glucocorticoid hormones and catecholamines by activation of the hypothalamic - pituitary - adrenal. These hormones interact with receptors on immune cells causing changes in their response. The aim of this study was to determine the effects of swim stress on cell populations of B and T lymphocytes, the secretion of IgA and that of corticosterone. We used Balb / c males of age 10 weeks divided into control group and a group of adaptation to swim for 45 days with sessions every other day of being 60 minutes in the last stressor effect of 4 hrs for further sacrifice. From each animal were obtained serum samples, nasal washes, NALT, spleen. The secretion of IgA in the nasal wash was determined by ELISA. Cell populations were quantified in B and T lymphocytes CD3 +, CD4 +, CD8 +, CD19 + Y CD19/B220 by flow cytometry as well as the measurement of corticosterone by an enzyme immunoassay.
In the analysis of the secretion of IgA both in serum and nasal washes were significantly increased in mice subjected to stress in swim 4 hrs compared with the control group. Observed the same pattern of secretion to the levels of corticosterone.
Flow cytometry showed that CD4 + T cells increased in the stressed animals in both the NALT and in our control system that was the spleen.
We conclude that the NALT is sensitive to the stress pattern used, in which cells are affected by the cellular immune response (T lymphocytes) and humoral (IgA), possibly by the influence of hormones secreted during stress.
INTRODUCCIÓN
Funcionalmente el aparto respiratorio se divide en tres segmentos: las porciones conductora, respiratoria y de ventilación. La primera a su vez se divide anatómicamente en vías aéreas superiores constituidas por : fosas nasales , cavidad oral y faringe, mientras que las vías aéreas inferiores están comprendidas por: laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos preterminales y terminales.
El sistema inmune está dividido en dos compartimentos: el sistémico, compuesto por la médula ósea, el bazo y los nódulos linfoides; y el mucoso, el cual integra tejido linfoide asociado a las superficies mucosas y a las glándulas secretoras externas (Staats et al., 1994). Las superficies mucosas están asociadas con los tractos gastrointestinal, genitourinario y respiratorio. Cada compartimiento está asociado tanto con la respuesta inmune humoral como con la respuesta mediada por células, sin embargo, la naturaleza de la respuesta inmune inducida en cada compartimiento es diferente. Los anticuerpos de la respuesta sistémica son principalmente del isotipo IgG, que actúan neutralizando patógenos en el sistema circulatorio. En contraste, los anticuerpos que predominan en las mucosas son IgA de secreción (IgAs), cuya función principal es la de prevenir la entrada de patógenos dentro del organismo a través de las superficies mucosas (Lamm, 1997). La inmunidad sistémica no puede prevenir la entrada de organismos patógenos a las superficies mucosas, por lo tanto, el desarrollo de una respuesta inmune local es esencial para la prevención de muchas enfermedades infecciosas.
El sistema inmune de mucosas puede ser dividido en sitios inductivos, donde los antígenos son encontrados, endocitados y presentados a los linfocitos B y T, y los sitios efectores donde los anticuerpos son secretados (Tomasi, 1994).
Los principales sitios inductivos son: a) el tejido linfoide asociado a intestino (GALT) formado por las placas de Peyer, el apéndice, nódulos linfáticos mesentéricos, pequeños nódulos linfáticos solitarios y linfocitos intraepiteliales;
b) el tracto respiratorio, formado por el tejido linfoide asociado a bronquios (BALT), y el tejido linfoide asociado a nasofaringe (NALT) formado por la palatina y las amígdalas linguales y nasofaríngeas, y c) el tejido linfoide asociado al tracto genitourinario, que es el menos caracterizado. Estos tejidos linfoides altamente especializados en conjunto reciben el nombre de tejido linfoide asociado a mucosas o MALT (Tomasi, 1994).
Las fosas nasales de acuerdo al tipo de epitelio de la mucosa que las tapiza se divide en tres zonas : 1) El vestíbulo. 2) El área respiratoria donde se encuentra el epitelio respiratorio que descansa sobre su lámina propia. En la mucosa respiratoria, también se encuentra un gran cantidad de células inmunitarias, las cuáles se distribuyen en la lámina propia en forma difusa así como en estructuras foliculares no encapsuladas, o constituyendo el tejido linfoide asociado a nariz ( NALT ). Entre las células que recubren el NALT , también se encuentra una gran cantidad de células M, cuya principal función es la captura y la transitosis de los antígenos desde la porción apical de la
células, hasta la porción basal, en donde muestran el antígeno a las células presentadoras de antígenos ( Giannasca PJ y cols 1997). 3) la porción olfatoria.
Una de las características de la inmunidad de mucosas es la producción local de anticuerpos IgAs los cuales constituyen más del 80% del total de los anticuerpos en el tejido linfoide asociado a mucosas, y donde son inducidos, transportados y regulados por mecanismos distintos a los de la respuesta sistémica. La IgAs es de gran importancia en la defensa del huésped actuando no solo contra patógenos de mucosas sino también contra microorganismos que causan enfermedades sistémicas, muchos de los cuales inicialmente colonizan las superficies mucosas. Parece ser que existen tres sitios mucosos de defensa mediada por IgAs: a) el lumen, donde la S-IgA puede neutralizar virus, bacterias, toxinas y enzimas, así como prevenir la unión viral, la adherencia microbiana y la absorción de antígenos; b) dentro de las células epiteliales, ya que la IgA dimérica puede unirse a antígenos intracelulares; c) dentro de la lámina propia, la IgA dimérica puede formar complejos antigénicos, y estos complejos pueden ser transportados al lumen (Lamm, 1997). Por otro lado, la S-IgA es resistente a proteólisis y presenta una gran afinidad por las superficies mucosas.
SISTEMA INMUNITARIO
El sistema inmunitario ocupa el 2% del peso corporal. Las células que lo componen se encuentran en íntimo contacto a través de moléculas que pueden ser solubles (inmunoglobulinas, citocinas, receptores) y moléculas de contacto (CD, adhesión y otros). Entre sus características principales están:
poseer especificidad etiológica, capacidad de memoria, tener capacidad microbicida y microbiostática y saber diferenciar lo propio de lo no propio.
Diferentes tejidos y órganos desempeñan funciones importantes en la defensa del huésped. Dentro del tejido y órgano linfoide se encuentran linfocitos T y linfocitos B, los fagocitos mononucleares y las células presentadoras de antígeno, así como las células epiteliales.
Existen 3 tipos de tejidos linfoides:
1.- Encapsulado bien estructurado: presente en ganglios linfáticos , bazo y timo.
2.- No encapsulado bien estructurado: Presente en amígdalas y placas de peyer.
3.- Difuso orgánico, no encapsulado: Tejido linfoide asociado a mucosas ( MALT).
Los órganos linfoides se dividen en primarios ( centrales) , que son la médula ósea y el timo, que se organizan y maduran independiente del estímulo antigénico, y los secundarios ( periféricos) , que son los ganglios linfáticos, bazo, amígdalas, placas de Peyer y MALT.
EL MALT tiene la autonomía funcional. En el pueden haber folículos organizados unidos como sucede en el tracto gastrointestinal, colon, recto y pueden haber folículos agregados presentes en el apéndice, en las placas ce peyer del intestino delgado, en los adenoides, en la nasofaringe y en las amígdalas palatinas y linguales, así como también pueden existir folículos difusos presentes en los aparatos respiratorio y genitourinario.
La médula ósea produce células pluripotenciales capaces de originar todos los tipos de células hematopoyéticas . son células del sistema inmunológico los linfocitos , los monocitos, los histiocitos, los mastocitos, los macrófagos, los plasmocitos y los polimorfonucleares.
El Timo, derivado de las bolsas faríngeas embrionarias tercera y cuarta, se localiza en el mediastino y contiene la totalidad del sistema inmune. Su estructura reticular permite que un número significativo de linfocitos emigre a través de él para convertirse en células timo derivadas, totalmente inmunocompetentes. Para regular la función inmunitaria, el timo segrega diferentes hormonas solubles, por lo que su ausencia o desarrollo anormal da lugar a deficiencia de linfocitos.
La célula protagonista del sistema inmunitario es el linfocito, que es el responsable de reconocer el antígeno. Se divide en linfocito T y B. los linfocitos B son los precursores directos de las células plasmáticas , y sintetizan y aportan a la circulación las moléculas de inmunoglobulinas responsables de la respuesta humoral. Subpoblaciones especializadas de linfocitos T controlan la actividad de los linfocitos B, y tanto los T como los B, se encuentra agrupados con receptores de membrana capaces de reconocer individualmente un amplio espectro de estructuras moleculares diferentes ( antígeno).
Los mecanismos efectores de la respuesta inmunitaria se dividen en dos grupos: Respuesta humoral: Comprende la síntesis de anticuerpos y la Respuesta celular: Comprende la producción de citocinas así como células efectoras.
Las inmunoglobulinas se constituyen de varios miembros conocidos individualmente con el nombre de isotipos. Los isotipos más abundantes son la IgA, IgG e IgM. Con respecto a la IgA, se encuentra como el isotipo predominante en secreciones externas.
Según sus propiedades fisicoquímicas y biológicas se dividen en IgG, IgA, IgM, IgE e IgD. La IgG representa el 80% de las inmunoglobulinas del suero, sus anticuerpos son de gran afinidad , fijan bien el complemento y constituyen la mayoría de las defensas corporales contra bacterias, virus, toxinas, etc. Es el único anticuerpo que atraviesa la placenta y llega al feto, protegiéndolo con cierta función de inmunidad pasiva hasta aproximadamente 6 meses.
Por su parte , la IgM es un elemento fundamental en la respuesta inmune precoz , especialmente frente a los antígenos bacterianos no proteicos, es la principal inmunoglobulina que el feto sintetiza. La IgA es la más abundante en el suero después de la IgG y posee una amplia gama de actividad antitumoral y antimicrobicida.
La IgD existe en el suero en una cantidad muy pequeña, e interviene en la maduración de los linfocitos B. La IgE, conocida como anticuerpo antireagínico, se encuentra en el suero en pequeñas cantidades.
El MALT está compuesto por grupos de tejidos linfoides organizados en folículos que se encuentran presentes en las superficies mucosas respiratorias, digestivas y genitourinarias. Pueden presentarse en forma de folículos agregados como en las amígdalas palatinas, amígdalas linguales y las adenoides. Las Placas de Peyer son closters de folículos cercanos a la pared del intestino delgado, responsable del inicio y preparación de la respuesta inmunitaria a ese nivel. Cada una consta de 100 folículos linfoides.
La superficie mucosa del cuerpo incluye las mucosas de la cavidad oral, las vías respiratorias y el tracto genitourinario y el gastrointestinal. Las superficies mucosas son altamente vulnerables a la penetración, colonización e invasión de microorganismos particularmente patógenos. Cuando penetra un agente nocivo se desencadena un proceso a nivel de las mucosas , donde la
adherencia bacteriana constituye un paso clave en el desarrollo del proceso patológico; el agente infeccioso permanece en el hospedero, ganando acceso a los nutrientes a través de este mecanismo de adherencia.
Las proteínas de la superficie bacteriana, llamadas adhesinas, se unen a glicoconjugados presentes en las células huésped y actúan como receptores específicos . La adherencia permite la multiplicación bacteriana y a través de ella la bacteria encuentra la vía para acceder a los órganos y tejidos, facilitando la síntesis y entrada a las células del epitelio de toxinas bacterianas, su transporte y la correcta presentación antigénica como paso inicial en el montaje de una respuesta inmune a ese nivel.
La infección de las mucosas producidas por patógenos intracelulares induce a la inmunidad mediada por células, como es la que se pone de manifiesto en las células T tipo 1 (CD 4, CD8) y en los linfocitos citotóxicos. Estas respuestas son acompañadas normalmente por la producción de anticuerpos para la síntesis de IgA secretora (S-IgA), las cuales proveen una primera línea de defensa muy importante contra la invasión de agentes patógenos hacia los tejidos.
Dentro del sistema inmunitario del MALT, cada órgano linfoide asociado a las mucosas, muestra características morfológicas y funcionales únicas, que lo diferencian de otros.
1.- La aparición de los diferentes órganos linfoides , se encuentran programada genéticamente y su desarrollo acelerarse por la exposición a antígenos. (Mebius RE 2003)
2.- A partir de una estimulación antigénica pueden inducir respuestas tanto locales como sistémicas. ( Wu HY y cols 1996, Wu HY y Russell NL 1997) 3.- La capacidad de inducción de la respuesta inmunitaria es variable y requiere diferente cantidad de antígenos.
4.- Las moléculas de adhesión expresadas en cada tejido linfoide pueden ser las mismas, pero cuantitativamente pueden ser diferentes , por lo que muestran un patrón de expresión único. ( Csencsits KL y cols 1999)
5.- Los tejidos linfoides vinculados con las mucosas, se localizan estratégicamente en diferentes sitios del organismo y con diferente capacidad de respuesta, formando una primera línea de defensa contra antígenos externos. ( Tristram GP 2001)
6.- Los componentes inductores y efectores actúan de forma similar, pero el tipo y calidad de las respuestas humorales y celulares pueden diferir.
7.- La función y la morfología de los tejidos linfoides, depende del número de antígenos al que se encuentra expuesto y de la calidad de la respuesta inmunológica. En los estados libres de microorganismos, los tejidos linfoides se encuentran hipofuncionales y presentan disminución de volumen. Por otro lado , su función y su tamaño se incrementan, cuando la exposición a antígenos es mayor.
8.- El drenaje linfático de los componentes del MALT, ocurre hacia los ganglios regionales más cercanos. Por ejemplo, el NALT drena preferentemente hacia los nódulos linfoides cervicales posteriores y el GALT hacia los nódulos mesentéricos. ( Mebius RE 2003 Sminia T yKraal G 1999).
En el organismo la IgA constituye más del 80% de todos los anticuerpos producidos por el MALT. Además, los anticuerpos S-IgA no solo están presentes en las secreciones externas , sino también ejercen propiedades antimicrobianas a las células epiteliales durante su transporte a través del epitelio. Representan la clase de inmunoglobulina predominante en las secreciones externas, cantidad bien definida, que brinda una protección inmunológica específica para todas las superficies mucosas, al producir un bloqueo a este nivel ante la penetración al organismo de estos agentes patógenos.
La IgA es la inmunoglobulina predominante en la saliva y secreciones intestinales en forma de IgA-S , la mayoría se produce como resultado de una síntesis y no del torrente circulatorio. Entre sus funciones están las de inhibir la adherencia bacteriana y la neutralización de enzimas , virus y toxinas. Puede unirse de forma específica a moléculas presentes en la superficie bacteriana mediadora de la unión de esta célula epitelial, y su unión a la bacteria aumenta la afinidad de este complejo a la mucina, lo cual facilita la inmovilización del microorganismo a la capa mucosa con la consiguiente eliminación.
La IgA es una glicoproteína compuesta de aproximadamente 90% de aminoácidos y 10% de carbohidratos. Tiene un PM 162 – 165 Kda.
Estructuralmente es una unidad monomérica con simetría bilateral , que comprende dos pares de cadena polipéptidicas. Cada par es idéntico en su secuencia de aminoácidos ; el primero de ellos, tiene 212- 220 residuos de aminoácidos y recibe el nombre de cadenas ligeras ( kappa o lambda), al segundo se le denomina cadenas pesadas alfa de 476 residuos de aminoácidos.
La IgA está constituida de 2 subclases que son IgA1 e IgA 2. De las subclases de IgA , la IgA1 es la molécula predominante en suero y mucosas, ya que en el suero un 80% de la IgA tiene cadenas alfa 1 y en secreciones constituye el 60%. La principal diferencia de la IgA1 comparada con la IgA2 es a nivel de bisagra; en la IgA1 hay una duplicación de 8 residuos de aminoácidos con una secuencia rica en prolina, serina y treonina. Las proteinas IgA 1, generalmente son resistentes a la acción de enzimas como papaína y quimiotripsina. A diferencia de la IgA 1, la IgA 2 carece de 12 a 13 residuos de aminoácidos en la región de bisagra, lo que le confiere resistencia a las enzimas bacterianas que degradan a la IgA 1.
CARACTERISTICAS DE LA IgA POLIMERICA:
Es el anticuerpo predominante en secreciones externas , aproximadamente constituye el 90 % de las inmunoglobulinas de las mucosas. Principalmente se generan dímeros. Una de las propiedades de la IgA polimérica es asociarse con la cadena o proteína J; está asociación es esencial para llevarse a cabo la unión con el SC. Otra característica es la actividad de precipitación y aglutinación aumentada respecto al monómero.
La proteína J es una glucoproteína que contiene entre otros componentes carbohidratos mucosa, manosa, galactosa, N- Acetil- Glucosalina, N-A cetil – galactosamina y ácido siálico, tiene un PM de 15 KDa , es muy hidrofílica y adopta una forma helicoidal. La cadena J es sintetizada por las mismas células plasmáticas que producen IgA e IgM polimérica.
COMPONENTE SECRETOR:
El componente secretor es una glicoproteína sintetizada por tejidos epiteliales.
Se le encuentra en secreción en forma libre o asociado por unión covalente a dímeros de IgA. Cuando está unido a la IgA , se forma un complejo molecular con mayor resistencia a enzimas proteolíticas que las moléculas por separado.
En el transporte de IgA el componente secretor actúa como receptor específico para el transporte de la IgA dimérica a través de células epiteliales hacia fluidos secretores. El SC es sintetizado por tejidos epiteliales como una proteína transmembranal, cuyo PM es de 95-115 Kda. El SC aparece en la superficie interna de las células epiteliales y se encuentra unido a la membrana por una parte hidrofóbica. De la interacción del SC con la IgA se forman uniones covalentes, que han sido detectadas tanto en ratas como en humanos. Después de la unión, la IgA dimérica es internalizada en la célula epitelial en forma de vesículas y permanece intacta durante el trayecto transcelular. Una vez que finaliza el transporte , el SC es dividido por hidrólisis y el complejo molecular es liberado en la mucosa .
La IgM en secreciones está asociado al componente secretor, aunque su concentración es menor que la de IgA. Por su parte la concentración de IgG en secreciones puede ser igual o incluso mayor que para la IgM , aunque su transporte no esta asociado al receptor de polinmunoglobulina y por tanto al componente secretor. Pequeñas concentraciones de IgE pueden aparecer en secreciones , fundamentalmente en casos en que reacciones alérgicas afecten la permeabilidad del tejido mucoso.
MORFOLOGIA DEL TEJIDO LINFOIDE ASOCIADO A VIAS RESPIRATORIAS:
Estructura normal de las vías aéreas conductoras:
El árbol traqueobronquial está formado por una serie de conductos que se ramifican con la finalidad de conducir el aire al pulmón. La división secuencial de las vías aéreas, está formada por aproximadamente 22 a 25 generaciones de ramificaciones. La tráquea y los bronquios principales son estructuras mediastinales extrapulmonares. Las divisiones subsecuentes del árbol traqueobronquial son estructuras intrapulmonares. Las 14 primeras generaciones intrapulmonares se encuentran en tejido conectivo intersticial de soporte y no en íntimo contacto con el tejido parenquimatoso de intercambio
gaseoso. Los bronquiolos terminales en la generación 16 son las últimas vías aéreas que tienen un revestimiento mucoso continuo.
Los bronquiolos respiratorios tienen un revestimiento mucoso discontinuo, ya que intermitentemente se encuentran alvéolos protruyendo directamente de la pared del bronquiolo respiratorio.
Al corte, la pared de una vía aérea conductora, se puede subdividir en una capa mucosa y submucosa:
Mucosa: la mucosa de las vías conductoras esta formada por epitelio, membrana basal y lámina propia. Las células de epitelio están adheridas a la membrana basal. Debajo de esta membrana se localiza la lámina propia, la cual contiene linfocitos células plasmáticas y ocasionalmente leucocitos polimorfonucleares y numerosas células cebadas.
Epitelio: En el se han identificado diversos tipos de células a lo largo del árbol traqueobronquial. Las vías aéreas mayores están revestidas por un epitelio cilíndrico columnar ciliado pseudoestratificado que consiste predominantemente de células ciliadas y células caliciformes. Ahí se encuentran aproximadamente 5 células ciliadas por cada célula caliciforme. La función fundamental de la célula ciliada es el transportar las secreciones de las vías aéreas hacia la laringe, mientras que el de la célula caliciforme es la síntesis y secreción de moco. Las células serosas no ciliadas también forman parte de este epitelio y posiblemente sintetizan el SC para el transporte de la IgA hacia la superficie de la vía aérea. Todas estas células están adheridas a la membrana basal por proyecciones citoplásmicas muy finas.
Las células basales o germinales y las células intermedias no llegan a la superficie de la vía aérea y por lo tanto son las responsables del aspecto pseudoestratificado del epitelio. El epitelio cilíndrico, gradualmente se transforma en cúbico en las vías aéreas distales. En bronquiolos pequeños ya no es posible encontrar células caliciformes en condiciones normales, pero se encuentra las denominadas células bronquiolares no ciliadas. La porción apical de cada célula se proyecta hacia la luz de la vía aérea , el núcleo se aprecia irregular y el citoplasma presentan gránulos secretorios pequeños y densos. Otra característica de las células es la abundancia de retículo endoplásmico , el cual es liso y sin ribosomas. Los gránulos son positivos a la reacción de Schiff .
Los cilios a este nivel están rodeados de una capa acuosa , rica en proteínas . Los nódulos linfáticos son componentes importantes de la lámina propia. En estos sitios el epitelio que reviste a los nódulos está modificado , ya que consiste en células aplanadas no ciliadas que semejan el linfoepitelio de otras mucosas. Este tejido linfoide asociado a bronquios y bronquiolos es conocido como BALT y es el análogo de las placas de peyer en el intestino. Es el responsable de las respuestas inmunitarias que ocurren en el pulmón y particularmente importante en la localización de células productoras de IgA.
En la porción denominada submucosa se encuentran glándulas mucosas, músculo liso y placas de cartílago. Las glándulas de la submucosa contienen glándulas serosas y mucosas que vierten hacia túbulos secretorios y de ahí a conductos colectores constituidos por células epiteliales que se continúan con el revestimiento de la vía aérea .
En el músculo liso forma una capa discontinua en la porción más interna de la submucosa. Los haces de músculo forman espirales en ambas direcciones alrededor de la vía aérea. Existen fibras adicionales que se insertan en placas de cartílago localizadas en el exterior del tejido conectivo en donde se encuentran las glándulas bronquiales. en la tráquea y los bronquios principales, las placas de cartílago son anillos incompletos. En los bronquios más distales, el cartílago no forma anillos sino estructuras de morfología más compleja. Las vías aéreas conductoras más distales que ya no presentan cartílago, se denominan bronquiolos y tienen fijos haces de músculo así como fibras elásticas por debajo de la superficie epitelial.
Los conductos alveolares están completamente tapizados por alvéolos y contienen escasas fibras de músculo liso que forman una red que rodea a cada abertura alveolar en forma de esfínter.
Mecanismos de eliminación de partículas inhaladas:
En todo el aparato respiratorio existen diversos mecanismos de protección que impiden que las partículas inhaladas lleguen al parénquima pulmonar, proceso que se inicia en las vías respiratorias altas.
La nariz posee una gran superficie que permite calentar y humidificar el aire e incrementar el tamaño de las gotas que penetran del exterior para que puedan ser filtradas más fácilmente. La depuración de partículas inhaladas , puede ser mediante estornudo o la tos, para limpiar las vías aéreas superiores e inferiores. La glotis se abre durante una inspiración profunda aumentando la presión intratorácica alta y después se cierra en una maniobra respiratoria subsecuente. Este mecanismo es para permitir una salida explosiva de aire, que puede ocurrir a través de la nariz ( estornudo) o de las vías inferiores ( tos). Cuando no se utiliza este mecanismo, el sistema de depuración más eficiente es la carpeta mucociliar para las vías aéreas centrales y el macrófago alveolar para las vías aéreas periféricas. Otra forma para la eliminación de material extraño es a través del epitelio hacia la sangre y los vasos linfáticos , tanto a nivel de bronquios como de alvéolos.
Sistema mucociliar:
El tejido mucociliar protege a las vías respiratorias al atrapar a las partículas inhalantes y regresar a la vías superiores por la glotis para ser deglutidas. El sistema tiene dos capas: una capa que consiste de un liquído seroso que rodea los cilios que revisten al epitelio respiratorio; la otra capa es de moco, la cual a diferencia de la anterior es viscosa y es desplazada por el movimiento
ciliar. Los cilios están formados por microtúbulos, los cuales se disponen en 9 pares periféricos arreglados alrededor de un par central.
Los microtúbulos centrales están rodeados por una vaina y cada uno de los 9 periféricos , están conectados a la vaina por una barra radiada. Los pares individuales están relacionados entre si por estructuras denominadas brazos.
El movimiento ciliar es independiente de las células, ya que al separarlos, estos continúan moviéndose. Tal movimiento ,se realiza por deslizamiento de los microtúbulos , uno sobre otro sin su acortamiento.
Tejido linfoide asociado a bronquios y bronquiolos:
Entre las múltiples variables que afectan la inducción , expresión, establecimiento e interpretación de las reacciones inmunitarias en el tracto respiratorio se encuentran:
1.- El tamaño de las partículas . 2.- La dosis y ruta de administración.
3.- Las propiedades fisicoquímicas del agente inmunogénico.
4.- La contribución de los mecanismos inmunitarios generalizados a la inmunidad pulmonar local.
Los mecanismos de defensa que participan en las respuesta inmunitaria pulmonar se originan en sitios morfológicamente diferentes , de acuerdo a la estructura de este órgano , y se han dividido en 3 compartimientos principales:
a.- El tejido linfoide asociado a bronquios y bronquiolos (BALT).
b.- Los macrógafos y linfocitos de los espacios alveolares.
c.- Las células linfoides del espacio intersticial pulmonar.
TEJIDO LINFOIDE ASOCIADO A BRONQUIOS Y BRONQUIOLOS:
Tanto los bronquios como los bronquíolos están revestidos principalmente por un epitelio ciliado y cubiertos por una capa de moco. Esta barreras previenen la penetración de los antígenos hacia las regiones distales, ya que son eliminados por el movimiento ciliar , el cual desempeña un papel relevante en la eliminación del antígeno en dicha zona.
En esta región, principalmente en las paredes de los bronquios grandes , se encuentra el BALT, que consiste de folículos linfáticos con centros germinales desarrollados en la lámina propia de la mucosa , por debajo de un epitelio especializado. El linfoepitelio es escamoso e irregular y forma una sola capa que carece de cilios , sus células son delgadas, de superficie corrugada y con una gran cantidad de vesículas. Las células que forman el linfoepitelio son similares a las células M presentes en las placas de peyer de la mucosa intestinal, ya que tiene un origen endodérmico común y llevan a cabo el transporte selectivo de moléculas antigénicas en forma soluble o particulada hasta el BALT.
En el BALT se encuentran zonas relativamente pobladas de linfocitos T y B.
Dentro de la zona de linfocitos T suele presentarse una gran cantidad de capilares , cuyas células endoteliales pueden funcionar como APC, aunque también se ha demostrado la presencia de macrófagos y células dendríticas en ambos lados del epitelio bronquial.
El BALT se puede dividir en 3 regiones anatómicas:
1.- Región central o centronodular: Linfocitos B, células dendríticas o macrófagos.
2.- Región periférica: Linfocitos T CD4, CD8 Y NK.
3.- Región subepitelial: Macrófagos y/o células dendríticas.
Mecanismo de regulación de la respuesta inmunitaria:
La protección del hospedero contra una molécula antigénica requiere de control coordinado de interacciones entre APC , linfocitos T, B y otras células.
En la cooperación celular se pueden suscitar 2 eventos:
1.- FASE INDUCTORA:
Se realiza cuando el antígeno es procesado por las APC, las cuales pueden ser además del macrófago , las células de langerhans, las dendríticas, las endoteliales y linfocitos B. Todas estas células presentan en su superficie moléculas MHC II a las cuales se asocia el antígeno. Esta interacción es reconocida por los linfocitos T específicos , ya que expresan en su superficie el receptor para la asociación antígeno – MHC. Además de la interacción celular, s necesario que el linfocito Th capte IL- 1, para que a su vez libere INF gamma e IL-2. Esta molécula estimula la proliferación de otros linfocitos T CD 4 que previamente interaccionaron con la APC, de manera que, en lugar de producir este factor, sintetizan el receptor para la IL-2. Una vez que se llevo a cabo la interacción entre IL-2 y su receptor los linfocitos Th proliferan y maduran liberando ahora la IL-4 e IL-5 que ayudan a la proliferación y diferenciación del linfocito B y otras células del sistema inmunológico.
La fase inductora de la respuesta inmunitaria comprende la activación de células que generan mediadores biológicamente activos, así como la proliferación de células capaces de interactuar con células de la siguiente fase.
2.- FASE EFECTORA:
La activación de los linfocitos B necesita de la interacción con linfocitos Th, los cuales reconocen la asociación del antígeno, captado inicialmente por el linfocito B mediante su inmunoglobulina de superficie con el MHC II. Con el inicio del contacto directo , las células B generan receptores para los distintos mediadores solubles secretados por el linfocito T y para IL-1 e IL-6 sintetizadas por la APC. La función de los factores solubles es la regulación del crecimiento
y diferenciación de linfocitos B a células plasmáticas para la producción de inmunoglobulinas .
La IL-2 , además de estimular la proliferación de células inmunitarias específicas, mejora la mayoría de las funciones celulares efectoras; es decir, es capaz de inducir la proliferación de linfocitos T citotóxicos , los cuáles actúan eliminando células que muestren el antígeno extraño en asociación con moléculas del MHCI. Así también, las células NK que se encuentran ya activadas en el organismo y que actúan como una barrera primaria de defensa contra células infectadas por virus o contra células tumorales pueden ser potencializadas por IL-2 .
La capacidad fagocítica y citótoxica del macrófago se incrementa con la presencia de IL-2 e INF gamma. Asimismo, se ha demostrado que la IL-2 favorece el fenómeno denominado células asesina activadas por linfocinas, cuya finalidad es eliminar una gran variedad de células tumorales mediante el mecanismo de citotoxicidad.
La interacción de las proteínas del complemento favorecen la eliminación del agente agresor, mediante la lisis directa del patógeno; o bien, incrementando las funciones de las células fagocíticas, que a su vez producen componentes del complemento.
CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS LINFOIDES EN LOS BRONQUIOLOS:
Estos agregados linfoides forman parte del BALT, pero son menos organizados ya que no contienen verdaderos centros germinales. Las células linfoepiteliales que cubren estos agregados, también son capaces de transportar antígenos mediante un mecanismo vesicular.
SISTEMA INMUNITARIO ASOCIADO A MUCOSA RESPIRATORIA:
Después del tracto gastrointestinal, la superficie epitelial del pulmón, constituye una de las áreas más grandes susceptibles de invasión por microorganismos y agentes tóxicos del medio ambiente. Además del aparto mucociliar de vías respiratorias superiores y del BALT, se cuenta con un sistema inmunitario asociado a secreciones, el cual opera a menudo en forma concertada con el mecanismo mucociliar. El sistema inmunitario asociado a la mucosa está representado principalmente por los anticuerpos IgA, responsables de la protección de la protección a lo largo de la mucosa.
Se ha demostrado en varios estudios que la IgA de secreción es la que predomina en las secreciones respiratorias por arriba de la laringe, mientras que la IgG es la que se encuentra generalmente en los alveólos. El contenido de IgA e IgG en los lavados traqueales son intermedios entre los compartimentos antes mencionados. Por lo cual se ha concluido que existe una disminución en la concentración de IgA y a su vez, un incremento progresivo de IgG partiendo del tracto respiratorio superior al inferior.
La IgA en las secreciones bronquiales, pertenece preferentemente a la subclase IgA2 y actúa neutralizando a una gran variedad de virus. Por lo tanto esta inmunoglobulina juega un papel importante en la defensa contra las infecciones virales. Otra propiedad de la IgA es su eficiencia para neutralizar toxinas y aglutinar bacterias, en virtud de ello puede facilitar el transporte mucociliar de las partículas, evitando así una infe
CELULAS DEL ESPACIO ALVEOLAR:
1.- Macrófago alveolar:
Es la primera célula de defensa inespecífica contra partículas inertes y agentes infecciosos inhalados. Su papel es:
a.- Eliminar por fagocitosis partículas inhaladas,
b.- Actuar como vehículo para su transporte físico a través de pulmón.
c.- Destoxificar el material inhalado.
d.- Actuar como APC en la inducción de la respuesta inmunitaria.
Están localizados en la interfase aire – tejido del alveolo y por lo tanto, son los primeros fagocitos mononucleares que interactúan con los antígenos inhalados que llegan hasta la región alveolar. Realiza sus funciones en íntima proximidad con un complejo macromolecular lipoprotéico denominado surfactante que facilita la ingestión del material antigénico. El complejo surfactante cubre la superficie alveolar y su papel principal es disminuir la tensión superficial alveolar y estabilizar el espacio aéreo terminal durante la respiración.
Su maduración, división y adaptación al medio ambiente altamente aeróbico, de la superficie alveolar, requiere probablemente varios días de alojamiento en el intersticio pulmonar, para después migrar al espacio alveolar. Se ha reportado que una proporción de macrófagos alveolares se originan de la división de macrófagos intersticiales, con la subsecuente migración al espacio aéreo.
Morfológicamente el macrófago alveolar maduro es una célula pleomórfica de 9 – 40 milimicras, con abundantes gránulos citoplásmicos que representan lisosomas y fagosomas. Ocasionalmente, pueden encontrarse macrófagos gigantes binucleados y/o multinucleados entre la población normal.
La función predominante del macrófago alveolar es la eliminación o exclusión antigénica ya sea directamente o a través de la IgG, la cual puede encontrarse en altas concentraciones en el alveolo.
2.- Linfocitos en el espacio alveolar:
Son las células que con mayor frecuencia se encuentran en las vías aéreas distales representan del 5 -20%. De estas células, el 60 – 80% son linfocitos T y el 5 – 10% linfocitos B. la relación de células Th es de 1.6 similar a la que se
encuentra en sangre, lo que sugiere que un balance entre la cooperación y supresión regula el sistema inmunitario local.
CELULAS PRESENTES EN EL ESPACIO ALVEOLAR
TIPOS CELULARES PORCENTAJES
MACROFAGOS 85-95%
LINFOCITOS TOTALES LINFOCITOS T:
LINFOCITOS B:
5-20%
60-80%
5-10%
SUBPOBLACIONES DE LINFOCITOS T COOPERADORES:
CITOTÓXICOS:
50%
30%
LINFOCITOS GRANULARES (NK) 5-20%
CELULAS INMUNITARIAS ASOCIADAS AL ESPACIO INTERSTICIAL:
El intersticio alveolar es el espacio presente entre las membranas basales de las células epiteliales y células endoteliales localizadas en el septum alveolar.
Dicho compartimento es considerado como una estructura delgada , delimitada en ambos lados por una capa continua de células denominadas neumocitos tipo I y II que contienen una densa red de capilares. Los revestimientos epiteliales que forman la pared alveolar, están unidos a través de frecuentes fusiones de las membranas basales epiteliales y endoteliales que ocurren en ambos lados.
El número de células intersticiales es limitado e incluye pericitos, linfocitos, macrófagos intersticiales, células plasmáticas, citotóxicas, células cebadas y fibroblastos.
CELULAS PRESENTES EN EL ESPACIO INTERSTICIAL
CELULAS PORCENTAJES
MACROFAGOS 30%
LINFOCITOS T 40%
LINFOCITOS B 10%
NK 20%
ESTRUCTURA DEL NALT:
El tejido linfoide asociado a la nariz ( NALT ) forma parte del sistema inmunitario de las mucosas ( MALT ). Es un órgano linfoide par que se desarrolla en algunos roedores después de la primera semana de nacimiento;
tiene la forma de un cilindro de aproximadamente 3 nm de longitud y descansa a ambos lados del tabique sobre el piso de la cavidad nasal.
Debido a su localización anatómica, se considera un análogo del anillo de Waldeyer humano y funcionalmente se compara con la placa de peyer por presentar características inductoras similares.
La función atribuida al NALT , es proporcionar un sistema de defensa en las vías aéreas superiores. El NALT es un compartimiento inductor y corresponde a la porción de células linfoides organizadas. En este sitio se inicia la respuesta inmunitaria, además de ser el sitio de cambio de isotipo de inmunoglobulina IgM por IgA; una vez terminado este proceso, las células plasmáticas productoras de IgA migran hacia la lámina propia sobre la que descansa el tejido organizado, en este sitio que es la porción efectora, se lleva a cabo la producción de IgA secretora la cual se encuentra presente en el moco nasal.
En cuanto a su estructura, el NALT está compuesto principalmente por linfocitos T( predominando los CD4+) y linfocitos B en cantidades similares. El órgano se encuentra regionalizado de acuerdo al patrón de distribución de cada tipo celular; los linfocitos B se localizan preferentemente en la porción central del órgano, conformando la zona B o folicular , mientras que los linfocitos CD3+ se distribuyen en la periferia de la zona B, conformando la zona T o parafolicular. Otras poblaciones presentes son células dendríticas y macrófagos. Además en el epitelio respiratorio que recubre el NALT, otra forma de entrada de antígenos, está dad por endocitos de las células epiteliales. Aunque algunos antígenos solubles como la toxina de Vibrión Cólera, pueden atravesar las uniones estrechas entre las células epiteliales, lo que provoca la respuesta inmunitaria tanto en el compartimiento inductor como en el efector de forma directa. Otro tipo de células encontradas son los linfocitos intraepiteliales CD3+CD4+ y CD3+CD8+, los cuales se encuentran incluidos en todo el epitelio , no sólo el que recubre al NALT.
El NALT presenta una red reticular que se distribuye en la totalidad del órgano;
no presenta irrigación linfática aferente ya que la entrega de antígenos ocurre principalmente por los procesos de transitosis en las células M, sin embargo el tejido presenta irrigación linfática eferente , la cual drena predominantemente hacia los nódulos linfoides cervicales posteriores , mientras que el drenaje linfático de la mucosa nasal ocurre principalmente hacia los nódulos linfoides cervicales superficiales. Además, debido a la expresión de moléculas de adhesión en las vénulas del endotelio alto, a este componente se le atribuye la función de permitir el ingreso, alojamiento y organización de las células en el tejido. ( Butcher EC y cols 1980, Csencisits KL y cols 1999, Drayton LD y cols 2004).
El NALT, en una gran cantidad de trabajos, se ha reportado que juega un papel muy importante en el sistema de defensa del tracto respiratorio alto en los roedores, ya que se ha demostrado que puede provocar respuestas inmunitarias, tanto locales como sistémicas, por lo que se ha considerado un
modelo muy efectivo para inducir inmunidad.( Tamura S y cols 1998, Zuercher AW y cols 2002, Liang B y cols 2001, Balmelli C y cols 2002)
Figura 1
Figura 2. Sistema inmunitario común de las mucosas. Los antígenos son transportados desde el lumen , hacia el NALT y la placa de peyer a través de las células M incluidas en el epitelio sobre estos órganos linfoides.
Posteriormente las células dendríticas captan , procesan y presentan antígenos a los linfocitos CD4+, que al ser estimulados inducen el desarrollo de células B IgA , las células B migran desde el NALT y la Placa de Peyer, hacia los nódulos linfoides cervicales posteriores y mesentéricos respectivamente. Finalmente , las células B IgA+ y los linfocitos CD4+, migran a través del conducto torácico y la circulación sanguínea, hacia los sitios efectores ( lámina propia nasal e intestinal ), en donde las células Th2 producen IL-5 e IL-6, que inducen la diferenciación de células B IgA+ y plasmablastos, en células plasmáticas productoras de IgA dimérica. La IgA dimerica al unirse con receptores poliméricos de inmunoglobulina en la membrana basal de las células epiteliales (componente secretor), resulta en la IgA secretora. (Kyono H y Fukuyama S 2004).
EJE HIPOTALAMO- HIPOFISIS- ADRENAL
El hipotálamo es un centro de integración que recibe y monitorea información acerca del ambiente y además coordina las respuestas a través del sistema nervioso central, autónomo y endocrino. La principal información que recibe es la visual, olfativa, auditiva y sensitiva.
Dentro de las funciones del hipotálamo está la de controlar la secreción de hormonas hipofisiarias, controlar las acciones involuntarias por medio del SNA y regular la motivación y los instintos por medio del sistema límbico. El núcleo paraventricular del hipotálamo secreta la hormona corticotropina (CRH) dentro del sistema portahipofisiario, la cual regula subsecuentemente la producción de hormona adrenocorticotrofica ( ACTH) en la glándula hipófisis anterior. La hormona ACTH a su vez actúa en la corteza de la glándula suprarrenal provocando la secreción de cortisol. Durante los periodos de estrés se produce una sobre estimulación hipotalámica, lo cual provoca una hipersecreción hormonal.
El sistema de estrés está constituido por el eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (HPA) y el sistema simpático sistémico, los cuales se encuentran controlados por señales límbicas, circadianas, neurosensoriales y hormonales. Las situaciones de estrés como la hipoglucemia, procesos inflamatorios, fiebre, trauma, ejercicio intenso, cirugía y problemas emocionales pueden activar este sistema ( Paca K K y Palkovits M2001).
Los mecanismos involucrados para contender con el estrés sin importar su origen o duración son los mismos y se denominan interacciones Neuroendocrinoinmunológicas; éstas interconectan al Sistema Nervioso, Endocrino e Inmunológico por medio de sus mediadores solubles y receptores específicos para los mismos.
En los años recientes se ha demostrado que no sólo las células de la respuesta inmunológica pueden secretar citocinas. Todas las células productoras de citocinas expresan receptores para una amplia variedad de neurotransmisores; las variaciones de la concentración local y sistémicas de estos mediadores solubles del Sistema Nervioso, regulan la liberación y el perfil de secreción de citocinas modulando la respuesta inflamatoria. Al mismo tiempo la concentración local y periférica de las citocinas, al ser neruomoduladoras, influyen sobre las respuestas del Sistema Nervioso Central, lo que establece una estrecha comunicación entre los dos sistemas.
Entre el Sistema Nervioso y la respuesta inmunológica hay tres grandes rutas de regulación, la vagal, la simpática y la colinérgica. La primera detecta la elevación de la concentración periférica de citocinas y transmite dicha información hasta el complejo dorsal vagal (DVC), o directamente sobre el área postrema (AP) que puede detectar el aumento de citocinas periféricas, regiones anatómicas del cerebro donde se transmite este estímulo al núcleo del tracto solitario (NTS) y al núcleo paraventricular (PVN) para el inicio de una modulación neurohormonal mediada por el eje HHA y el SNS de la respuesta inflamatoria.
La función inmunomoduladora del SNS es dual ya que posee la capacidad de estimular o inhibir la respuesta inflamatoria, por medio de la secreción de neurotranmisores como la noradrenalina (NA) y la adrenalina en los órganos linfoides, así como en el corazón, hígado; entre otros.
La ruta colinérgica conecta al SNS y Parasimpático con las células productoras de citocinas a través del neurotransmisor acetilcolina, debido a que los tres componentes expresan receptores ,muscarínicos y nicotínicos, para que neurotranmisor module la respuesta inflamatoria de forma proporcional al incremento o la disminución de la concentración local y sistémica de acetilcolina, liberada por el SN o las células productoras de citocinas.
El cerebro ejerce un significativo efecto modulatorio sobre la respuesta inmunológica por la activación del eje HHA y el SNS, lo que incrementa la secreción de glucocorticoides y catecolaminas
ESTRÉS
Actualmente se define al estrés como un estado de amenaza para la homeostasis, durante el cual se activa una respuesta adaptativa compensatoria.( McEwen BS 1998).
Selye en 1936 (Paca K K y Palkovits M1991) introdujo el término “Estrés” y lo popularizó como una idea científica. Dentro de sus principales efectos describió un tríada patológica. Debido a que las diferentes respuestas específicas convergen en el estado de estrés, lo refirió como un componente no específico compartido. Además propuso que la mayoría de los estímulos agotadores , inducen dos tipos de respuestas : 1.- respuesta general al estrés, en la cual todos los agentes estresantes, implican al eje HPA. 2.- La respuesta individual al estrés, mediada por factores condicionantes como la predisposición determinada genéticamente.
Recientemente, McEwen Bs introdujo el término de alostasis y la definió como la capacidad de adaptarse exitosamente a los cambios. Durante este proceso activo de adaptación, se producen respuestas que involucran el SNA y el eje HPA, los cuales al ser activados intervienen directa o indirectamente en la producción de varios mediadores como el cortisol, catecolaminas, citocinas, mediadores tisulares y genes de expresión temprana.
De acuerdo a la duración el estrés se clasifica en:
Estrés agudo:
Se considera simple, intermitente y de exposición por tiempo ilimitado.
Durante el estrés agudo se produce una respuesta adaptativa, la cual provoca que los procesos fisiológicos inhiban o estimulen varios sistemas y/o sus componentes, para movilizar las reservas energéticas hacia órganos prioritarios como los sistemas muscular y nervioso.
Estrés crónico:
Es la exposición a agentes estresantes en forma prolongada y continua.
Los agentes estresantes se incluyen dentro de los principales acontecimientos de la vida diaria y se pueden dividir en:
Físicos : calor, frío, ruido, ejercicio intenso, trauma, cirugía, radiación, etc.
Químicos: veneno, fármacos, etc.
Psicológicos: procesos emocionales y cambios de comportamiento.
Sociales: nivel socioeconómico, etc.
Biológicos: enfermedades infecciosas.
El estrés por dolor o el estrés metabólico pueden ser provocados por algunos de los agentes previos, como son el frío, calor, el trauma, la cirugía, químicos, venenos, fármacos, etc.
En relación con la función inmunitaria se sabe que el estrés provoca un incremento en la secreción de hormonas glucocorticoides y catecolaminas, las cuales son reguladas por el eje hipotálamo- hipófisis- adrenal, estas hormonas interactúan con receptores de las células inmunitarias, provocando cambios en su respuesta que incluyen: modificaciones en el tráfico y proliferación celular, cambios en la secreción de citocinas y anticuerpos y en la actividad citolítica ( Dhabhar FS y McEwen BS 2001, McEwen BS 1998, Padgett DA y Glaser R 2003).
Figura : Rutas de neuroinmunomodulación. Los estímulos estresantes favorecen que las células, capaces de producir citocinas, lo hagan en respuesta al estímulo estresante. Los mecanismos de inmunomodulación se inician cuando la concentración de las citocinas es de 10nM. La inmunomodulación central es activada por la ruta colinérgica antiinflamatoria, el eje HHA y el SNS.
Los componentes del eje HHA
HORMONAS DEL ESTRÉS Glucocorticoides:
Durante el estrès se incrementa la producción a nivel del hipotàlamo de CRH y en la hipòfisis anterior ACTH, la cual controla la actividad de las zonas fasciculada y reticular de la corteza suprarrenal. En la zona fascicular, la ACTH estimula la producción de cortisol y el incremento de esta hormona, provoca hiperplasia de las cèlulas, lo que conlleva a una hipertrofia de la glàndula suprarrenal.
Dicho termino se aplica a todos los esteroides suprarrenales que tienen acciòn principalmente en el metabolismo intermediario. El Cortisol o hidrocortisona, es una molècula liposoluble que atraviesa las membranas de las cèlulas blanco por difusión simple y se une a receptores para glucocorticoides (GCR). Estos receptores se dividen estructuralmente en tres porciones:
1.- un dominio N- terminal o de transactivaciòn . 2.- Un dominio de uniòn a ADN
3.- Un dominio C- terminal de uniòn a ligando.
El complejo ligando receptor se transloca al nùcleo y se une a sitios especìficos del ADN, regulando la síntesis de RNA. En los macròfagos y linfocitos T,los GCR son el receptor primario para glucocorticoides; los cuales medìan la influencia de los glucocorticoides en la funciòn inmune.
Al incrementar el cortisol se afecta de manera general el metabolismo de los carbohidratos, lipidos y proteìnas; alterando tambièn funciones vitales entre las que incluyen reacciones inflamatorias e inmunològicas.
Su secreciòn e incremento produce:
1.- Aumento de gluconeogènesis y la resistencia a la insulina, debido al aumento en la secreciòn de adrenalina.
2.- disminuye la captación de glucosa por las cèlulas, ocasionando hiperglicemia , con la finalidad de redirigir las reservas energèticas hacia las cèlulas de mayor importancia.
3.- Aumenta el catabolismo proteico.
4.- Aumenta y redistribuye la grasa corporal.
5.- Provoca involución del tejido linfoide, de la respuesta inflamatoria y de la inmunidad celular y humoral.
6.- incrementa la secreciòn de àcido clorhìdrico a nivel gàstrico debido a hiperestimulación simpàtica.
7.- Disminuye la secreciòn de hormonas gonadales.
Catecolaminas:
Son hormonas metabotròpicas originadasa partir del amioàcido tirosina y son secretadas en la mèdula de la glpandula suprarrenal. Estas hormonas desempeñan un papel primordial en la activaciòn general, producida en situaciones de estrès.
El estrès fìsico puede ocasionar la estmulaciòn de nervios simpàticos que inervan la mèdula suprarrenal lo que ocasiona la liberaciòn de catecolaminas en la circulación sanguìnea.
La adrenalina y noradrenalina se encuentran muy relacionadas con las reacciones de lucha o huida ante estìmulos estresantes. La síntesis de adrenalina aumenta en situaciones de estrès fìsico y conductas de alto riesgo.
En cambio la noradrenalina se relaciona màs con estados de estrès psiquico como ansiedad, miedo y angustia.
Pueden provocar efectos fisiològicos directos o indirectos de forma inmediata o tardìa. Los efectos inmediatos permiten una reacciòn de alarma, la cual es indispensable para ejercer una actividad fìsica vigorosa. Durante esta reacciòn, se produce un incremento del gasto cardiaco,aumento de las resistencias perifèricas y de la presiòn arterial debido a la vasoconstricción, dilatación pupilar e incremento de la fuerza y el flujo sanguìneo en los mùsculos activos. Los efectos tardìos se dan principalmente a nivel del metabolismo tisular, como son: la lipólisis, la glucogenòlisis hepática y muscular con hiperglicemia. Esto permite redirigir y abastecer al organismo de la energìa necesaria, para mantener la reacciòn de alarma. ( Paca K K y Palkovits M 2001)
En los òrganos blanco y numerosas cèlulas del sistema inmunitario, las catecolaminas median sus funciones a travès de receptores adrenérgicos expresados en la superficie de las cèlulas. Los receptores se encuentra asociados a una proteìna G y se dividen en dos subgrupos; receptores ( y ).
Los receptores son los que parecen tener mayor importancia en el sistema inmunitario, presentan 7 dominios transmembranales y se encuentran presentes en muchos tipos celulares como macròfagos y cèlulas T.La activaciòn del receptor 2 provoca la señalización citoplasmàtica , a travès del complejo de proteìnas G , en donde la subunidad se activa cuando se une a GTP y activa adenilato ciclasa, la cual cataliza la síntesis de cAMP a partir de ATP y activa posteriormente a la proteìna cinasa A ( PKA). La activaciòn de la cascada de cAMP, provoca la fosforilaciòn de factores de transcripción (CREB) por PKA dependientes de cAMP. A partir de elementos conservados, CREB estimula la transcripción basal de genes, que son capaces de activarse en respuesta a cAMP. El elemento conservado de la respuesta a cAMp, se ha identificado en la regiòn promotora de varios genes Comcel de la IL-6. Asì la elevada producción de catecolaminas durante el estrès puede modificar la expresión de varios genes relacionados con la respuesta inmunitaria. ( Padgett DA y Glaser R 2003)
Modelos de estrés en animales
Hans selle (Paca `K K y Palmovits M 2001) en 1936, fue el primer investigador que utilizò el modelo de estrès por inmovilización en ratas, las cuales manifestaron un sìndrome ocasionado por el estrès. La manifestación màs evidente fue en la presencia de hipertrofia en la glàndula adrenal, la cual se atribuyò a una sobreestimulaciòn por las hormonas ACTH secretadas por la hipòfisis anterior. Otra manifestación fue la presencia de una úlcera gástrica, la cual se atribuyo al aumento en la secreción de ácido clorhídrico. También se encontró involución del sistema timo linfático, la cual se atribuyó a la implicación del eje hipotálamo-hipófisis –adrenal así como del sistema nervioso autónomo.
El estrés ocasiona la activación de varios sistemas efectores del estrés, con la finalidad de contrarrestar el agente nocivo que lo está originando. La activación o presentación de la respuesta puede producir una habituación y agotamiento de los sistemas, lo cual ocasiona efectos adversos.
Por otro lado cuando se compararon las regiones cerebrales activadas , por diferentes situaciones estresantes como la inmovilización, la hipoglucemia, el frío, la hemorragia y el dolor se encontró que cada agente estresante utiliza vías neuroendocrinas específicas ( Pacak K y Palkovits 2001).
Efectos del estrés sobre el sistema inmunitario:
Durante el estrés el organismo se protege a través del SNA – eje – HPA, el sistema inmunitario, cardiovascular y metabólico, por medio de respuestas contra el estrés interno y externo.
El cortisol es el principal glucocorticoide involucrado en la inmunomodulaciòn, el cual ejerce efecto sobre prácticamente todas las células del sistema inmunitario. La hormona se une a receptores citoplasmáticos formando complejos hormona receptor que entra al núcleo y regulan la transcripción de diversos genes, lo que ocasiona efectos inmunosupresores y anti inflamatorios. Además el SNA y el eje HPA provocan supresión de las respuestas de fase aguda y de la inmunidad mediada por células. ( Padget DA y Glaser R 2003).
El estrés agudo provoca por un lapso de 3 a 5 días, efectos inmunitarios que dependen de la secreción adrenal, lo que origina migración y redistribución de macrófagos y linfocitos a través del cuerpo, con marginación de las células en la pared de los vasos sanguíneos y otros compartimientos como la piel, nódulos linfoides y médula ósea. Con esta respuesta el organismo establece un periodo de alarma, durante el cual posiblemente se incrementa la vigilancia inmunológica y permite una mayor y más rápida migración celular a un sitio de demanda. Si las señales hormonales disminuyen y no hay desafío , las células regresan a la circulación. ( Padgett y Glaser 2003).
Los glucocorticoides inhiben la mielopoyésis y la expresión de moléculas del MHC de clase II inducida por el INF gamma en los macrófagos e inhiben la producción de varias citocinas ( IL-1, IL-6, TNF) y eicosanoides ( prostaglandinas, leucotrienos) pro inflamatorios sobre estas células.
A nivel de neutrófilos inhiben su adhesión a las células endoteliales, lo que disminuye su reclutamiento en sitios de inflamación y el número de neutrófilos marginados, por lo que inducen neutrofilia. Disminuyen a su vez el número de eosinófilos y basófilos circulantes, asi mismo inhiben el reclutamiento de estas células en los lugares de reacción alérgica e inhiben la liberación de histamina y LTC4 por los basófilos y la degranulación de los mastocitos.
Suprimen potentemente la función de los linfocitos Th1, sin un efecto inhibitorio notable sobre los Th2. Inhiben l activación de los linfocito B, aunque una vez activados son resistentes a estos efectos; por ello, su diferenciación a células plasmáticas no se afecta notablemente.
