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El sistema inmunitario innato no depende únicamente de células que fagocitan o destruyen microbios; también cuenta con componentes solubles presentes en los fluidos corporales que desempeñan un papel crucial en la defensa contra agentes infecciosos. Estos componentes son moléculas que, incluso antes de la activación de respuestas inmunitarias más específicas, pueden limitar, controlar y eliminar patógenos mediante mecanismos bioquímicos directos, así como mediante la regulación de nutrientes esenciales para el crecimiento microbiano.
Péptidos antimicrobianos, enzimas y queladores
Entre estos componentes solubles destacan los péptidos antimicrobianos, las enzimas bacteriolíticas y las proteínas que se unen a metales, conocidas como queladores.
Péptidos antimicrobianos
Los péptidos antimicrobianos son moléculas cortas producidas por diversas células del organismo, incluyendo neutrófilos, células epiteliales y otras células inmunitarias. Entre ellos se encuentran las defensinas, los péptidos bactericidas de permeabilidad creciente (BPI) y las catelicidinas.
- Defensinas: Son péptidos pequeños, de aproximadamente 30 aminoácidos, con carga positiva. Su estructura les permite interactuar con las membranas de bacterias y hongos, insertándose en ellas y generando poros que alteran la integridad de la membrana, causando muerte celular del microorganismo.
- Catelicidinas y BPI: Son péptidos de mayor tamaño que, tras ser procesados por enzimas celulares, generan fragmentos activos que poseen fuerte capacidad microbicida. Estos fragmentos son liberados en tejidos y fluidos, donde atacan de manera selectiva a patógenos sin dañar células propias.
En el intestino, células especializadas como las células de Paneth secretan defensinas y catelicidinas hacia la luz intestinal, contribuyendo a mantener un equilibrio entre la microbiota comensal y los microorganismos potencialmente patógenos. La producción de estos péptidos puede ser constitutiva, es decir, constante, o inducida en respuesta a señales externas, como la presencia de productos microbianos o citoquinas específicas del sistema inmune, incluyendo interleucina-17 e interleucina-22. Esto permite una regulación dinámica, adaptativa y localizada de los microbios presentes en los distintos compartimentos del cuerpo.
Enzimas microbicidas
Otra clase de componentes solubles son las enzimas, entre las que destaca la lisozima. Esta enzima actúa degradando la pared celular de bacterias Gram-positivas mediante la ruptura de los enlaces del peptidoglucano, un componente estructural esencial de la membrana bacteriana. Esta acción induce lisis bacteriana, impidiendo su proliferación. Sin embargo, las bacterias Gram-negativas son más resistentes a la lisozima, debido a la presencia de una membrana externa que bloquea el acceso de la enzima al peptidoglucano subyacente.
Proteínas queladoras de metales
Los microorganismos requieren metales como hierro, zinc y manganeso para numerosas funciones metabólicas críticas. En respuesta a infecciones e inflamación, el organismo activa mecanismos para privar a los patógenos de estos nutrientes esencialesmediante proteínas solubles que se unen y secuestran metales:
- Hierro: Proteínas como la lactoferrina, transferrina, ferritina y siderocalina, así como la hormona hepcidina, controlan la disponibilidad de hierro al capturarlo y concentrarlo dentro de células huésped. Esta estrategia limita la multiplicación de bacterias y levaduras que dependen del hierro.
- Zinc y manganeso: Proteínas como la calprotectina secuestran estos iones para reducir su disponibilidad a los microorganismos.
Este mecanismo de defensa, denominado secuestro nutricional, es altamente efectivo; sin embargo, muchos patógenos han desarrollado estrategias para superar la falta de metales, como la producción de sideróforos y transportadores específicos. En infecciones crónicas, la prolongada activación de estas respuestas puede llevar a efectos sistémicos, como la anemia por inflamación, debido a la limitación sostenida del hierro disponible para la síntesis de hemoglobina.
Complemento
El sistema del complemento constituye un elemento fundamental de la inmunidad innata, funcionando tanto como un sistema de alarma que detecta la presencia de patógenos como un mecanismo de ataque directo contra infecciones, siendo especialmente relevante frente a infecciones bacterianas. Su importancia radica en su capacidad de intervenir incluso antes de que la respuesta adaptativa haya sido activada, permitiendo al organismo controlar y limitar la multiplicación de microorganismos invasores de manera inmediata.
El complemento se activa a través de múltiples señales: puede responder directamente a superficies bacterianas y fúngicas o a productos bacterianos mediante la vía alternativa, puede ser estimulado por la unión de lectinas a carbohidratos presentes en las membranas microbianas a través de la vía de la lectina, o activarse a partir de complejos formados por anticuerpo y antígeno mediante la vía clásica. Todas estas vías de activación convergen en un punto crítico: la activación del componente C3, que funciona como el nodo central de la cascada del complemento.
Una vez activado, el sistema desencadena una serie de eventos proteolíticos en cascada, donde las proteínas del complemento son escindidas en subunidades “a” y “b” con funciones especializadas. Las subunidades “a” (como C3a y C5a) actúan como quimioatrayentes, reclutando células fagocíticas y células del sistema inflamatorio hacia el sitio de infección. Estas subunidades también incrementan la permeabilidad vascular, facilitando el acceso de células y moléculas solubles al tejido afectado, y potencian la activación de respuestas inflamatorias locales. Por otro lado, las subunidades “b”, de mayor tamaño, se unen directamente a la superficie del patógeno, marcándolo para su eliminación mediante opsonización y formando estructuras que perforan y destruyen la membrana microbiana, actuando como un auténtico “taladro molecular” que puede inducir la lisis directa del microorganismo.
Vía alternativa
La vía alternativa representa un mecanismo de defensa precoz, capaz de activarse antes de que se haya desarrollado una respuesta inmune adaptativa. Esta vía no depende de anticuerpos y omite los componentes iniciales del complemento utilizados en la vía clásica, como C1, C2 y C4.
En el suero, el componente C3 se escinde de manera espontánea, generando fragmentos que pueden unirse covalentemente a superficies bacterianas. Posteriormente, el factor Bse une a C3b y es escindido por el factor D, generando la subunidad activa Bb que permanece unida a C3b, formando la unidad de activación central. La proteína properdinaestabiliza el complejo convertasa C3bBb3b, promoviendo la escisión adicional de C3 y de C5. Este proceso amplifica la respuesta inicial, produciendo más fragmentos opsonizantes y mediadores inflamatorios, y permite que la cascada continúe de manera análoga a la vía clásica, con el objetivo de eliminar patógenos mediante opsonización y lisis directa.
Vía de la lectina
La vía de la lectina es otra estrategia de defensa independiente de anticuerpos, diseñada para reconocer y responder a bacterias y hongos. Esta vía se basa en la proteína fijadora de manosa, una molécula plasmática capaz de unirse a azúcares específicos de la superficie microbiana, como manosa no reducida, fucosa y glucosamina.
Funcionalmente, la proteína fijadora de manosa simula y sustituye al componente C1q de la vía clásica. Una vez unida a la superficie microbiana, activa a la proteasa sérica asociada a la lectina, que escinde los componentes C4 y C2 para generar la C3 convertasa, el punto de convergencia de la cascada del complemento. A partir de este nodo central, se reproducen los mecanismos descritos anteriormente: las subunidades “a” reclutan células inmunes y promueven la inflamación, mientras que las subunidades “b” opsonizan y perforan directamente los patógenos.
Vía Clásica
La vía clásica del complemento constituye un mecanismo de defensa adaptativo que se activa principalmente en presencia de anticuerpos específicos unidos a antígenos, ya sea sobre la superficie celular o formando complejos con antígenos solubles. La activación comienza cuando la porción Fc de anticuerpos inmunoglobulina G o inmunoglobulina M, pero no inmunoglobulina A ni inmunoglobulina E, se une al componente C1, un complejo formado por tres proteínas distintas: C1q, C1r y C1s.
El reconocimiento del anticuerpo por C1q desencadena la activación enzimática de C1r y C1s, que posteriormente escinden los componentes C4 y C2. La unión de los fragmentos C4b y C2a da lugar a la formación de la C3 convertasa (C4b2a), un complejo que se fija a la membrana celular y escinde el C3 en sus fragmentos activos: C3a, C3b y C3d. La C3bposee un enlace tioéster único que le permite unirse covalentemente a la superficie de la célula objetivo o ser hidrolizado. La C3 convertasa amplifica la respuesta al procesar múltiples moléculas de C3, y la interacción de C3b con C4b2a genera la C5 convertasa(C4b3b2a), que escinde el C5 en C5a y C5b, representando un nuevo paso de amplificación de la cascada.
Actividades Biológicas de los Componentes del Complemento
Los fragmentos generados durante la activación del C3 y C5 desempeñan funciones cruciales en la defensa antibacteriana y en la promoción de la inflamación:
• C3a, C4a y C5a actúan como anafilotoxinas, estimulando a los mastocitos para liberar histamina y factor de necrosis tumoral alfa, incrementando la permeabilidad vascular, favoreciendo la contracción del músculo liso y potenciando la inflamación local.
• C3a y C5a también son factores quimiotácticos, atrayendo neutrófilos y macrófagos al sitio de infección y facilitando su migración desde los capilares hacia el tejido infectado.
• C3b funciona como opsonina, uniéndose a la superficie del microbio y haciendo que los patógenos sean más fácilmente reconocibles por células fagocíticas que poseen receptores para C3b, como neutrófilos y macrófagos. Además, C3b puede fragmentarse en C3d, que actúa como activador de linfocitos B, estableciendo un puente entre la inmunidad innata y la adaptativa.
Estas funciones combinadas permiten la eliminación eficiente de bacterias, especialmente Gram-positivas, y destacan la importancia de la vía clásica, ya que su deficiencia se asocia a una mayor susceptibilidad a infecciones bacterianas. El sistema del complemento también interactúa con la cascada de coagulación, ya que factores de coagulación activados pueden escindir C5a, y algunas proteasas de la vía de la lectina pueden generar fibrina a partir de protrombina, integrando la defensa inmunitaria con la hemostasia.
Complejo de Ataque a la Membrana
El complejo de ataque a la membrana (MAC) representa la etapa terminal de la vía clásica y actúa como una unidad lítica molecular. Está formado por la agregación de los cinco componentes terminales del complemento (C5 a C9) sobre la membrana de la célula objetivo, formando un poro que provoca apoptosis o lisis hipotónica de la célula.
La formación del MAC comienza con la escisión de C5 en C5a y C5b. Este último se asocia con C6, C7 y C8, y finalmente se incorpora un polimero de C9 que perfora la membrana. La acción del componente C9 es similar a la de la perforina, producida por linfocitos T citotóxicos y células asesinas naturales.
El MAC es especialmente efectivo contra bacterias del género Neisseria, que carecen de barreras externas extensas que impidan la acción del complemento. Por el contrario, bacterias Gram-positivas son relativamente resistentes debido a la barrera que ofrece el peptidoglucano, salvo que se produzca una disrupción, por ejemplo, por acción de la lisozima. La sensibilidad de Neisseria se debe a la estructura de su membrana externa, que carece de cadenas O-antigénicas, facilitando el acceso de los componentes del complemento.
Regulación de la Activación del Complemento
Dado que la activación del complemento puede dañar los tejidos propios si se descontrola, los humanos cuentan con mecanismos reguladores que impiden la generación inadecuada de C3 convertasa y la formación del MAC. Entre estos mecanismos se encuentran:
- Inhibidor de C1, que bloquea la activación inicial de la vía clásica.
- Proteína C4 fijadora, factor H y factor I, que regulan la actividad de la convertasa de C3.
- Proteínas de superficie celular como DAF (decay-accelerating factor) y cofactor de membrana, que evitan la activación sobre células propias.
- CD59 (protectina), que bloquea la formación del MAC.
La ausencia de estos mecanismos en patógenos hace que estos sean vulnerables a la acción del complemento, garantizando así que la activación sea dirigida y selectiva hacia microorganismos invasores, mientras se protege al tejido propio.
Interferones
Los interferones (IFN) son proteínas de pequeño tamaño, semejantes a citoquinas, que desempeñan un papel central en la defensa antiviral y en la regulación de la respuesta inmune. Su función principal es interferir con la replicación viral, limitando la propagación del agente infeccioso, aunque también inducen efectos sistémicos que preparan al organismo para enfrentar la infección de manera más coordinada.
Interferones tipo I
Los interferones de tipo I, principalmente IFN-α e IFN-β, constituyen la primera línea de defensa antiviral. Se producen muy tempranamente tras la detección de señales asociadas a virus, como los intermediarios de ARN de doble cadena durante la replicación viral, el ADN citoplasmático y otras estructuras que son reconocidas por receptores tipo Toll (TLR), RIG-I y otros receptores de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPRs).
• IFN-α: Es producido en grandes cantidades por las células dendríticas plasmocitoides, especialmente durante la viremia, aunque otras células también pueden sintetizarlo en menor medida.
• IFN-β: Se genera principalmente en fibroblastos y actúa localmente para preparar a las células vecinas ante la infección viral.
Los interferones tipo I inducen la transcripción de proteínas antivirales en células infectadas o vecinas, interfiriendo directamente con la replicación viral. Además, desencadenan respuestas sistémicas, como fiebre, activan linfocitos T para favorecer respuestas TH1 antivirales y facilitan la producción de anticuerpos por células B, integrando la respuesta innata con la adaptativa.
Interferón tipo II
El IFN-γ, o interferón gamma, representa la familia de tipo II y se diferencia bioquímicamente y funcionalmente de los interferones tipo I y III. Este interferón es producido principalmente por células natural killer (NK) y linfocitos T durante respuestas TH1. Su función central es la activación de macrófagos y células mieloides, potenciando la capacidad fagocítica, la presentación de antígenos y la producción de mediadores inflamatorios. Así, IFN-γ conecta la respuesta antiviral inicial con la activación de la inmunidad adaptativa celular y la coordinación de mecanismos de eliminación de patógenos intracelulares.
Interferones tipo III
Los interferones tipo III, también denominados IFN-λ, tienen funciones similares a los interferones tipo I en cuanto a inhibición de la replicación viral. Sin embargo, su acción es más localizada, concentrándose en los tejidos epiteliales y mucosos para controlar la infección y promover la reparación tisular, sin inducir de manera significativa respuestas sistémicas o inflamatorias. Esto los hace especialmente importantes en infecciones respiratorias y gastrointestinales, donde limitan la diseminación viral sin generar efectos adversos generalizados.
Fuente y lecturas recomendadas:
- Madigan, M. T., Martinko, J. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Stahl, D. A. (2018). Brock biology of microorganisms (15th ed.). Pearson.
- Murray, P. R., Rosenthal, K. S., & Pfaller, M. A. (2025). Medical microbiology (10th ed.). Elsevier.
- Carroll, K. C., & Pfaller, M. A. (2023). Manual of clinical microbiology (13th ed.). American Society for Microbiology Press.
- Riedel, S., Hobden, J. A., Miller, S., Morse, S. A., Mietzner, T. A., Detrick, B., Mitchell, T. G., Sakanari, J. A., Hotez, P., & Mejía, R. (2020). Microbiología médica (28ª ed.). McGraw-Hill Interamericana Editores.
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