Inmunoglobulina E

La inmunoglobulina E (IgE) es de un tipo anticuerpo (o isotipo de inmunoglobulina ) presente únicamente en mamíferos; está implicada en la alergia (especialmente asociados con el tipo I de hipersensibilidad).[1] y la respuesta inmune efectiva contra diversos agentes patógenos, pero especialmente parásitos, por lo que sus niveles suelen estar bastante elevados tanto en paciente alérgicos como en personas que sufran alguna parasitosis.

El IgE responde a muchos helmintos parásitos[2] como Schistosoma mansoni, Trichinella spiralis, Fasciola hepatica,[3] [4] [5] y puede ser importante durante la defensa inmune contra ciertos protozoas parásitos como Plasmodium falciparum.[6]

El reconocimiento de un antígeno por la IgE desencadena complejas reacciones inmunitarias, entre las que pueden destacarse, por ejemplo, la desgranulación de los mastocitos, que liberan sustancias vasoactivas como la histamina, así como la intervención de los eosinófilos en la respuesta inflamatoria.

El análisis de inmunoglobulina E (IgE) mide el nivel de IgE (un tipo de anticuerpo) en la sangre.

Los anticuerpos son proteínas producidas por el sistema inmunológico para atacar a los

antígenos, como las bacterias, los virus y los alérgenos.

Por qué se realiza

El análisis IgE se lleva a cabo, por lo general, como parte del estudio inicial de las alergias. Los

síntomas típicos de las alergias son: urticaria, picazón en los ojos, congestión nasal, dolor de

garganta o dificultad para respirar. Los síntomas pueden ser estacionales (como son las alergias

provocadas por el polen o el moho) o estar presentes durante todo el año (como en el caso de

las alergias a ciertos alimentos). Estos síntomas pueden variar de leves a graves, dependiendo

del niño y de la alergia.

Los niveles de IgE pueden ser elevados en el caso de niños que sufran de infecciones

parasitarias.

Preparación

Para este análisis, no es necesario realizar ningún tipo de preparación. El día del análisis, será de

ayuda que su hijo lleve una camisa de mangas cortas para facilitar la tarea del personal

encargado de la extracción de sangre.

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valores normales de IGgE (inmunoglobulina E):

neonatos, 0.50 a 20 UI/ml

niños hasta 8 años, 1.50 a 60 UI/ml

adultos, 2.00 a 165 UI/ml.

La respuesta inmune en la que se implica la IgE juega un papel importante en la patogenia de la dermatitis atópica, así como en otras enfermedades alérgicas. La síntesis en exceso de IgE en los pacientes atópicos es debida a una respuesta inmune genéticamente determinada en respuesta a agentes ambientales inocuos para otros individuos. Aproximadamente un 80% de los pacientes con dermatitis atópica tienen niveles séricos elevados de IgE, que suelen ser proporcionales a la extensión y severidad de la enfermedad. Los niveles normales de IgE no descartan el diagnóstico de dermatitis atópica.

¿Qué es la dermatitis atópica?

Es una enfermedad crónica de la piel que suele desencadenarse en brotes y cuyo principal síntoma es el picor, tan intenso que para los pacientes es muy difícil evitar el rascado. Afecta a ambos sexos por igual. Suele asociarse, tanto en los propios pacientes como en sus familiares, a otras dos enfermedades, el asma alérgico y la rinoconjutivitis primaveral.

REACCIONES INMUNITARIAS QUE INVOLUCRAN A LA IgE

Disertantes: ABRAHAM María Raisa, CAMBAS Dora Beatriz, SIMES Adrian

INTRODUCCION

El hombre vive en un medio ambiente hostil, cargado de una gran variedad de sustancias y microorganismos patógenos, en donde no podría sobrevivir si no dispusiera de mecanismos capaces de erradicarlos o impedir su crecimiento. Hay dos grandes tipos de mecanismos: los que

integran la inmunidad natural o no adaptativa o inespecífica, y la denominada inmunidad adquirida o adaptativa o específica.

El primer tipo de mecanismo se trata de una serie de elementos moleculares (proteínas de fase aguda, como la proteína C reactiva, las colectinas y defensinas, el complemento, interferones y otras citoquinas) y celulares (células fagocíticas mononucleares y polimorfonucleares, células agresoras o asesinas naturales) dotados de distintos grados de capacidad microbicida o microbiostático directo o indirecto. Estos mecanismos carecen de capacidad de reconocimiento específico y se hallan siempre presentes dispuestos a actuar, y su actuación no implica un incremento de su eficacia en actuaciones siguientes.

Los cambios evolutivos determinaron que en los animales vertebrados apareciera, y se sumara a este sistema inespecífico, otro mucho más complejo y eficaz que permite al huésped disponer de células y moléculas extraordinariamente específicas para cada una de las múltiples sustancias y microorganismos patógenos existentes en el medio ambiente. Este sistema inmunitario específico consiste en el sistema inmunitario que da lugar a la respuesta inmune de la cual son responsables los linfocitos. Dependiendo de la mediación, producción de anticuerpos y del tipo de célula que participe en la respuesta inmune se divide comúnmente en respuestas inmunitarias humoral y mediada por células.

Todas las respuestas inmunitarias se inician cuando se reconocen los antígenos extraños. Esto da como resultado la activación de los linfocitos que reconocen específicamente al antígeno y termina en el desarrollo de mecanismos que median la función fisiológica de la respuesta, es decir, la eliminación del antígeno. Así la respuesta inmunitaria específica puede dividirse en:

1. Fase de reconocimiento,

2. Fase de activación,

3. Fase efectora.

La función normal del sistema inmunitario es esencial para la salud, y su disfunción conduce a múltiples enfermedades. Esta disfunción o trastornos del sistema inmunitario pueden ser

originadas por el déficit en la producción o función de las células inmunitarias (inmunodeficiencias), y por otro lado, el exceso de actividad de diferentes componentes del sistema inmunitario puede ser nocivo para el organismo.

Los potentes mecanismos efectores de las respuestas inmunes desencadenadas frente a microorganismos patógenos, en muchos casos provocan lesiones inflamatorias para el huésped. Es así, como en ciertos individuos las repuestas inmunes constituyen el mecanismo primario de la lesión al ir dirigidas contra sustancias medioambientales inocuas (alergenos). Estas respuestas reciben, en conjunto, el nombre reacciones de hipersensibilidad.

COOMBS y GELL, en 1963, clasificaron los mecanismos inmunopatogénicos o reacciones de hipersensibilidad en cuatro tipos:

Tabla 1. Clasificación de los mecanismos inmunopatogénicos.

Reacción de tipo I: anafiláctica, dependiente de IgE

Reacción de tipo II: citotóxica o citostimulante

Reacción de tipo III: lesión por complejo antígeno- anticuerpo

Reacción de tipo IV: retardada, de tipo tubertulinico, mediada por células.

Tomada de COOMBS y GELL, 1963, y modificada en 1975.

DESARROLLO

Las inmunoglobulinas son los productos de las células B diferenciadas y constituyen el componente humoral de la reacción inmunitaria. Sus funciones básicas son la unión específica al antígeno y la inactivación o eliminación de toxinas, microbios, parásitos u otras sustancias nocivas para el organismo.

Todas las inmunoglobulinas tienen una estructura básica de dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras. El isotipo de la inmunoglobulina se determina por el tipo de cadena pesada presente. Existen cinco isotipos G, M, A, D y E

La IgE fue la última inmunoglobulina descubierta (año 1967). Es el isotipo de inmunoglobulina que contiene la cadena pesada e (épsilon).

Su concentración sérica y su vida media son las más bajas de todas las inmunoglobulinas, normalmente presente en el plasma en una concentración menor a 1 mg/mL.

Dentro de las reacciones inmunológicas que involucran a la IgE, encontramos que esta inmunoglobulina tiene un papel fundamental en la defensa contra infecciones parasitarias, particularmente contra helmintos.

La defensa contra muchas infecciones por helmintos está mediada por anticuerpos IgE y eosinófilos. Este es un tipo especial de citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC), en el que los anticuerpos IgE se unen a la superficie de los helmintos, luego los eosinófilos se unen a través de receptores para Fce, y se activan y secretan las enzimas de los gránulos que destruyen a los parásitos. Estas respuestas se atribuyen a la tendencia que tienen los helmintos a estimular la subpoblación Th2 de células T colaboradoras CD4+, que secretan IL-4 e IL-5. La IL-4 estimula la producción de IgE, y la IL-5 estimula el desarrollo y activación de los eosinófilos. Los eosinófilos pueden matar más eficazmente a los helmintos que otros leucocitos, porque la proteína básica principal contenida en los gránulos de los eosinófilos parece ser más tóxica para los helmintos que las enzimas proteolíticas y que los derivados reactivos del oxígeno producidos por los neutrófilos y macrófagos.

En estas situaciones patológicas, infecciones por helmintos y en la atopia grave, el nivel sérico puede aumentar por encima de 1000 mg/mL.

La IgE posee receptores Fc en varias células del organismo, a través de los cuales mediante su unión o fijación es capaz de desencadenar la activación y consiguientes respuestas inmunológicas.

Tabla 2. Distribución celular de los receptores Fc de la Ig E.

Receptores Fc

Células efectoras

FceRI (alta afinidad)

Basófilos y mastocitos

FceRIIA (baja afinidad) (CD23)

Linfocitos B

FceRIIB (baja afinidad) (CD23)

Eosinófilos, plaquetas, células dendríticas, linfocitos T activados

Reacciones de hipersensibilidad inmediata tipo I:

Los individuos que tiende a desarrollar reacciones de hipersensibilidad intensas se denominan atópicos y se dice que sufren alergias. Los antígenos que desencadenan intensas reacciones de hipersensibilidad inmediata se llaman alergenos. Atopia significa “inusual”, pero se sabe que la alergia es bastante común. De hecho, es la enfermedad inmunitaria más frecuente, y afecta al 20 % de todos los individuos en EEUU. En diferentes sujetos, la atopia puede adoptar formas

distintas como la fiebre del heno, asma, urticaria o eccema crónico. Todas ellas son formas de hipersensibilidad inmediata inducida por la activación de los mastocitos o basófilos.

Las reacciones alérgicas mediadas por la IgE o reacciones de hipersensibilidad tipo I constituyen reacciones inflamatorias de instauración inmediata, causada por la liberación masiva de mediadores inflamatorios por basófilos y mastocitos, como consecuencia de la unión de un antígeno a anticuerpos IgE previamente fijados a la membrana de dichas células. Tales mediadores son los causantes de las manifestaciones clínicas, las cuales, según la vía de acceso y el grado de difusión intracorporal del alergeno, pueden adoptar una forma localizada, como la rinitis o el asma, o generalizada, como las reacciones anafilácticas desencadenadas por medicamentos, picaduras de insectos o ciertos alimentos. En su forma más extrema los mediadores derivados de los mastocitos o de los basófilos pueden contraer la vía aérea hasta el punto de producir asfixia y colapso cardiovascular que puede acabar en la muerte. El término anafilaxia se acuñó para indicar que los anticuerpos, especialmente los anticuerpos IgE, podían producir lo opuesto a la protección (profilaxis) en un individuo desafortunado.

Esta reacción mediada por IgE, da como resultado una respuesta en dos fases: un efecto inmediato inicial sobre vasos sanguíneos, músculo liso y secreción glandular, seguido unas

cuantas horas después por infiltración celular del sito afectado. La fase inmediata de la respuesta inflamatoria se debe principalmente a los mediadores preformados almacenados en los gránulos de los mastocitos y también a ciertos mediadores que se sintetizan con rapidez. Alcanza la máxima expresión dentro de un lapso de 15 minutos. Las manifestaciones de la fase tardía se debe en parte al TNFa presintetizado, y por otro lado, a tros mediadores (de modo principal PAF, IL-4) cuya síntesis se inicia después de la desgranulación. Los efectos de estos mediadores se hacen evidentes cerca de seis horas después del contacto con el antígeno, y se manifiesta por un infiltrado de eosinófilos y neutrófilos.

Regulación de la síntesis de la IgE.

Existe una diferencia crucial en la producción de IgE entre los individuos atópicos y los normales: los primeros producen grandes cantidades de IgE en respuesta a determinados antígenos, mientras que los segundos generalmente sintetizan otros isotipos de inmunoglobulinas, como la IgM y la IgG, y solo pequeñas cantidades de IgE. Cuatro factores que interactúan entre sí contribuyen a la regulación de la síntesis de IgE:

1. La herencia

2. La evolución natural de la exposición al antígeno

3. La naturaleza del antígeno, y

4. Las células T colaboradoras y sus citoquinas.

Herencia. Aunque el patrón completo de herencia probablemente es multigénico, estudios realizados en familias han demostrado que hay una clara transmisión autosómica de la atopia. Se han localizado dos locus candidatos para la atopia. Un sitio está en el cromosoma 5q, cerca del sitio del grupo de genes que codifican los factores estimuladores de colonias, IL-4, IL-5 e IL9. El segundo sito está en el cromosoma 11q, lugar donde se localiza el gen que codifica la cadena b del receptor de IgE de alta afinidad.

Dentro de una misma familia el órgano diana es variable. Sin embargo, todos mostrarán niveles de IgE en plasma más elevados que la media normal.

Evolución natural de la exposición al antígeno. La evolución natural de la exposición al antígeno es un determinante importante del nivel de anticuerpos IgE específicos. En general, es necesaria la exposición repetida a un antígeno determinado para desarrollar una reacción atópica frente a ese antígeno.

Naturaleza del antígeno. Los alergenos pueden ser proteínas o sustancias químicas unidas a proteínas. No se sabe por qué algunos antígenos desencadenan respuestas alérgicas intensas mientras que otros antígenos, que pueden entrar en contacto por la misma vía de administración, no son alergénicos y dan lugar a respuestas inmunitarias humorales sin IgE o mediadas por células.

Células T colaboradoras y citoquinas. La diferenciación de las células B secretoras de IgE depende en gran medida de la inducción llevada a cabo por las células T colaboradoras CD4+ de tipo Th2, por lo que estas células son un factor esencial en la patogenia de la hipersensibilidad de tipo I.

Los individuos atópicos contienen en la circulación una mayor cantidad de células T secretoras de IL-4 específica del alergeno que las personas no atópicas. Además en estos pacientes, las células T específicas del alergeno producen más IL-4 por células que los individuos normales. Todos estos factores contribuyen a incrementar la producción de IgE asociada a la atopia.

Datos recientes indican que los linfocitos T CD4+, cuando se hallan activados en forma crónica y persistente por el antígeno, tienden a diferenciarse en dos subtipos funcionales, denominados Th1 y Th2, caracterizados por su capacidad par producir un diferente espectro de citoquinas en respuesta al estímulo antigénico. Los linfocitos Th1 secretan, sobre todo, IL-2, IFN-g y TNF-b, mientras que los linfocitos Th2 producen IL-4, IL-5, IL-6 e IL-10. Los Th1 serían muy efectivos para promover las reacciones de hipersensibilidad retardada, en las que las citoquinas, activan los macrófagos aumentando su capacidad microbicida, reacciones de importancia decisiva para la erradicación de los gérmenes patógenos de crecimiento intracelular. Los Th2, en cambio, serían más eficaces para ayudar a los linfocitos B a desarrollar una respuesta de anticuerpos, particularmente de clase IgE, lo cual traduce el potente efecto de la IL-4 para promover el cambio de clase hacia esa Ig. Las clonas Th2 podrían estar implicadas en los procesos alérgicos por anticuerpos de clase IgE, así como en las infecciones por parásitos helmintos. Tanto el subtipo Th1 como el Th2 procederían de las células Th0p (“p” de primarias o “naive” y quiescentes, es decir, que todavía no han encontrado el antígeno), las cuales al ser estimuladas por el antígeno durante periodos cortos, se convertirían en TH0, capaces de secretar todas las citoquinas, tanto las propias de Th1 como las de Th2. Con la estimulación crónica por el antígeno, las Th0 evolucionarían hacia células Th1 o Th2, las cuales podrían revertir a un estado de reposo como células memoria, adoptando de nuevo el fenotipo funcional Th0. Para que se desarrollen las células Th1 es esencial la presencia de IL-2 la cual es secretada por los macrófagos infectados, mientras para que se desarrollen las Th2 parece esencial la presencia de IL-4. Es interesante señalar que entre los linfocitos Th1 y Th2 se establecen interacciones mutuamente inhibidoras, ya que la IL-4 e IL-10 (producidas por las Th2) inhiben la proliferación de los Th1, mientras que el IFN-g (producidas por las Th1) inhibe la de los Th2.

Fig. 1. Subpoblaciones de células T colaboradoras CD4+

Fuente: Farreras, pág. 2676.

La producción de anticuerpos IgE se puede dividir en tres fases: la primera es la presentación del antígeno procesado por la célula presentadora, que es el linfocito B, al linfocito T, cuyo receptor (TCR) reconoce el complejo antígeno de clase II-fragmento antigénico. En la unión colaboran las moléculas CD4 y las de adhesión. La segunda fase es la activación predominante de los linfocitos Th2 con la siguiente activación de los linfocitos B inducida por dos señales principales: el contacto T-B y la IL-4. Por último, la tercera fase consiste en la unión de las moléculas de IgE a las células efectoras a través de sus receptores Fc específicos

Propiedades de los mastocitos y basófilos

Los mastocitos son células que proceden de los progenitores presentes en la médula ósea los cuales migran a los tejidos periféricos como células inmaduras y se diferencian in situ. Por lo tanto, los mastocitos maduros prácticamente no se encuentran en la circulación. Estas células se encuentran distribuidas en todo el organismo localizadas predominantemente cerca de los vasos sanguíneos, nervios, por debajo de los epitelios y en los órganos linfoides en donde participan de las reacciones de inflamación aguda y persistente. Una característica muy importante es que los mastocitos expresan en su superficie, el receptor que fija la porción Fc del anticuerpo IgE (FceRI) y por lo tanto pueden activarse tras la unión del antígeno a la IgE, desempeñando un papel principal en ciertos tipos de reacciones alérgicas.

Histológicamente éstas células pueden ser redondas y ovaladas. Contienen en su citoplasma cuerpos lipídicos y gránulos recubiertos por membrana, los cuales almacenan una batería enzimática y mediadores químicos que poseen diversas actividades biológicas. Los gránulos contienen proteoglucanos ácidos que se fijan a colorantes básicos como el azul de toluidina por lo que al teñirse suelen tomar un color distinto al propio del colorante original y se los llamó entonces: gránulos “metacromáticos”. Además, éstas células sintetizan grandes cantidades de heparina ( una sustancia capaz de evitar la coagulación de la sangre así como de acelerar la eliminación de partículas de grasa de la misma), serotonina, histamina, sustancia de la reacción lenta de la anafilaxia y enzimas lisosomales, las cuales son liberadas ante la presencia de un antígeno específico con el cual reaccionan.

Recientes avances en la biología, demostraron que los mastocitos maduros pueden adoptar uno o dos fenotipos: los mastocitos mucosos y los del tejido conjuntivo. Los “mastocitos mucosos” están presentes en la mucosa del tracto gastrointestinal. Estos poseen condroitín sulfato como proteoglicano principal del gránulo y un bajo contenido de histamina. Pareciera ser que su presencia in vivo depende de las células T, fuente potencial de IL-3. El otro fenotipo son los “mastocitos del tejido conectivo” presentes en le pulmón y en las serosas de las cavidades corporales. Estos contienen heparina como principal proteoglicano y producen grandes cantidades de histamina. Además, su crecimiento y desarrollo pareciera ser independiente de las células T y depender únicamente del ligando c-kit.

En realidad, los experimentos sugieren que los fenotipos no son fijos

y que pueden producirse cambios bidireccionales en microambientes adecuados, según su localización anatómica y la regulación mediada por las citoquinas locales.

Por otra parte, los basófilos son células granulocíticas de la sangre circulante que son similares a los mastocitos. Al igual que éstos, derivan de los progenitores de la médula ósea, y contienen gránulos que fijan colorantes básicos. Además, son capaces de sintetizar muchos de los mediadores sintetizados por los mastocitos, si bien lo hacen en menor cantidad, como son, la histamina, la serotonina, la bradicinina y la heparina.

Lo que es más importante, es que expresan el mismo receptor de alta afinidad para el FceRI y pueden activarse tras la unión del antígeno a la IgE, participando también de diversas reacciones alérgicas.

Basófilo

A pesar de éstas semejanzas, los basófilos son un tipo celular diferente de los mastocitos. Los basófilos maduran en la médula ósea, circulan en su forma diferenciada y entran en los tejidos sólo cuando son reclutados en los lugares de inflamación. Su capacidad de respuesta al antígeno se puede incrementar con IL-3 y expresan moléculas de adhesión importantes para su asentamiento como LFA1, Mac-1 y CD 44. Según esto, se los definiría mejor como “granulocitos inflamatorios”, con estructura y función similar a los mastocitos.

Activación de los mastocitos y basófilos

En respuesta a un antígeno determinado el sistema inmunitario produce IgE, ésta se fija a la superficie de mastocitos y basófilos a través de los receptores de alta afinidad ( FceRI) que poseen éstas células en su membrana. De hecho, una sola de éstas células puede unirse hasta a un millón de moléculas de anticuerpos. Esta unión (IgE- FceRI) es monovalente y no induce señales al interior de la célula. Por lo tanto, el acontecimiento necesario para poner en marcha la reacción de hipersensibilidad inmediata es la posterior unión del antígeno multivalente a la IgE de la superficie de los mastocitos y basófilos.

Entonces, ante la presencia del antígeno contra el cual algunas de estos anticuerpos reaccionan, se producirá el entrecruzamiento y con ello la agregación de los FceRI al que están unidas. Esta agregación de los receptores va a ser lo que provoque la activación celular y la liberación de mediadores farmacológicos producidos por estas células al espacio extracelular, dando lugar a la sintomatología alérgica característica. De lo expuesto se deduce, que es necesario para que dicha agregación ocurra que se involucren al menos dos moléculas de IgE específicas.

La alta afinidad de la IgE por estos receptores hace que estén en su mayoría saturados por esta inmunoglobulina a pesar de su pequeña concentración sérica (del orden de ng/ml). Dado que los receptores FceRI captan IgE independiente de su especificidad como anticuerpos, existe normalmente una diversidad de moléculas IgE dirigidas contra diferentes antígenos en la superficie de cada mastocito/basófilo. Ello implica una competición entre anticuerpos IgE diferentes por los mismos FceRI. Ahora, si se produce una mayor producción de IgE frente a un antígeno determinado, esto se traducirá en una mayor concentración de IgE específica sobre la célula, lo que facilitará la activación de la misma por ese antígeno.

Esto entonces es lo que ocurre en un individuo alérgico a un determinado antígeno debido a que en el mismo, una proporción significativa de la IgE unida al mastocito es específica para ese antígeno. Por lo tanto, la administración del antígeno entrecruzará suficientes moléculas de IgE como para desencadenar la activación de los mastocitos. Por el contrario y como se comentó, en los individuos no atópicos, la IgE asociada al mastocito es específica para muchos antígenos diferentes. Por lo tanto, ningún antígeno aislado entrecruzará suficientes moléculas de IgE como para desencadenar la activación de los mastocitos.

Experimentalmente se puede reproducir la unión del antígeno por anticuerpos anti-IgE polivalentes o por anti- FceRI. De hecho, estos anticuerpos son capaces de activar a los mastocitos de individuos atópicos y no atópicos, mientras que los alergenos activan a los mastocitos sólo en personas atópicas.

Los anticuerpos anti-IgE, además, pueden entrecruzar estas moléculas de IgE independiente de la especificidad de antígeno y producir una activación semejante del mastocito en individuos atòpicos y no atópicos.

La activación de los mastocitos ( y basófilos) produce tres tipos de respuestas biológicas:

1. Los mastocitos tienen una secreción regulada en la que los contenidos preformados y almacenados en sus gránulos se liberan por exocitosis. A éstos se los denomina mediadores primarios y su acción es inmediata tras la activación celular.

2. Los mastocitos sintetizan enzimáticamente mediadores lipídicos derivados de los precursores almacenados en las membranas celulares, y en algunos casos, en los cuerpos lipidicos. Estos son los denominados mediadores secundarios y ejercen su acción de forma más lenta y tardía.

3. Los mastocitos inician la transcripción, la traducción y la secreción de citoquinas.

Los mecanismos de exocitosis de los gránulos se conocen sólo parcialmente, sobre todo gracias a los estudios en mastocitos de ratas y en líneas leucémicas de basófilos. El entrecruzamiento del FceRI da como resultado el reclutamiento y activación de las proteínas tirosina quinasa Syk y Fyn, en un proceso que involucra a los ITAM de la cadena g del FcR. Estas enzimas a su vez fosforilan y activan a otras proteinas, entre ellas las isoformas g de una fosfolipasa C específica de fosfatidilinositol (PI-PLCg) que cataliza la escisión del bisfosfato de fosfatidilinositol en inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). El IP3 eleva el calcio citoplasmático que, que en combinación con el DAG, activa a la proteína quinasa C. La proteína quinasa C activada fosforila las cadenas ligeras de la miosina y separa los complejos actina-miosina situados debajo la membrana plasmática, permitiendo de ese modo que los gránulos se pongan en contacto con la membrana plasmática. La fusión de la membrana de los gránulos con la membrana plasmática está mediada por interacciones entre las proteínas asociadas a la membrana del gránulo y proteínas asociadas a la membrana plasmática; estos hechos están regulados por la forma que une GTP (activada) de las proteínas Rab 3b o relacionadas con Ras, que están presentes en los mastocitos. La presencia de regiones de membrana ricas en lípidos hidrofóbicos (lisofosfolípidos, monoacilgliceroles) y deficientes, por consumo, en lípidos polares (fosfolípidos), favorece la fusión de los gránulos con la membrana celular, saliendo su contenido al exterior en un proceso de exocitosis.

El proceso de degranulación es muy rápido, observándose a los pocos segundos de la activación celular. El movimiento de los gránulos a través del citoplasma depende de energía (ATP) y de la integridad del citoesqueleto, siendo inhibido por los aumentos de AMPc.

El entrecruzamiento de los FceRI activa también a la enzima adenil ciclasa a través de una proteína heterotrimérica que une GTP. Esta enzima eleva los niveles de adenosina monofosfato cíclico (AMPc), y el AMPc activa a la proteína quinasa A. La proteína quinasa A inhibe la degranulación, lo que sugiere que esta vía es un bucle de retroalimentación negativa.

La síntesis de mediadores lipídicos está controlada por la activación de la enzima citosólica fosfolipasa A2 (cPLA2). Esta enzima se activa mediante dos señales: el aumento de calcio citoplasmático, liberado por el IP3, y la fosforilación catalizada por una proteína quinasa activada por mitógeno (MAP). La activación de quinasas MAP es consecuencia de una cascada de quinasas iniciada a través del receptor ITAM, probablemente utilizando las mismas vías que la célula T. La transcripción de citoquinas en los mastocitos también se presume que es similar a los hechos que ocurren en la célula T.

Los mastocitos pueden activarse por otros mecanismos diferentes al entrecruzamiento de los FceRI. Determinados tipos de mastocitos o basófilos son capaces de responder a las quimioquinas derivadas de los fagocitos mononucleares producidas como parte de la inmunidad innata, a quimioquinas derivadas de células T producidas como parte de la inmunidad específica mediada por células, y a anafilotoxinas derivadas del complemento, como C5a producido durante las respuestas inmunitarias humorales. Los mastocitos también pueden activarse por el contenido de los gránulos de los neutrófilos o por neurotransmisores como la noradrenalina y sustancia P. Estos últimos agentes son potencialmente importantes como nexo de unión entre el sistema nerviosa y el sistema inmunitario.

Los mastocitos son las principales células efectoras en las reacciones de hipersensibilidad inmediata mediada por IgE. Pero la IgE monomérica unida sobre su receptor de alta afinidad, el FceRI, no sólo funciona como la inmunoglobulina que “espera” anclada sobre la superficie del monocito a que aparezca y se le una el antígeno/alérgeno (ya que la IgE sola no induce la degranulación del mastocito), sino que, a través de esta unión, es capaz de desencadenar una serie de vías de señalización intracelular previniendo la apoptosis vía potenciación en la secreción autócrina de citocinas (IL-4, IL-13, IL-6 o TNF-a) que actúan como factores de crecimiento (una manera de entrar en apoptosis es mediante la privación de factores de crecimiento).

También comentan que la unión de la IgE sola a su receptor envía una señal potenciadora más intensa y duradera en la secreción de citocinas por los mastocitos que cuando viene de IgE + Antígeno/alérgeno, estimulando una más prolongada secreción de citocinas. Lo que ocurre, concluyendo, es que el Ag no incrementa la supervivencia de los mastocitos inducida por IgE, ya que pequeñas concentraciones de IgE (< ug/ml) son suficientes para incrementar la supervivencia de mastocitos, mientras que elevados niveles de IgE (en plasma de humanos con desórdenes atópicos) pueden contribuir en el aumento en el número de mastocitos, lo cual se relaciona con lo observado en estos individuos. El hecho que aumente el número de mastocitos y del aumento de la supervivencia de los mismos, puede contribuir a mantener el ambiente inflamatorio en los tejidos de los individuos alérgicos.

Eosinófilos

Los eosinófilos son también células características de las reacciones inmunitarias mediadas por la IgE y de las infecciones parasitarias. Estas células constituyen normalmente el 2% de todos lo leucocitos sanguíneos. Son granulocitos derivados de la médula ósea cuyos gránulos contienen proteínas básicas que fijan colorantes ácidos como la eosina. Dos son las proteínas principales de los gránulos del eosinófilo, la proteína mayor básica y la proteína catiónica del eosinófilo. La primera es tóxica para los helmintos y son responsables de que éstas células sean las más importantes en la ADCC frente a las infecciones por éstos parásitos. La proteína mayor básica también causa daño en los tejidos normales. Por tanto, éstas células pueden producir un efecto

beneficioso en las infecciones parasitarias pero como veremos más adelante, contribuyen a la lesión tisular en las reacciones inmunitarias.

La activación de los eosinófilos está bajo el control de las células T (TH2) que sintetizan IL-4 e IL-5. La IL-5 actúa como activador de eosinófilos y además es capaz de aumentar su producción. Los eosinófilos son reclutados selectivamente en las reacciones inflamatorias de fase tardía. Se unen a las célula endoteliales que expresan selectina-E y VCAM-1, la IL-4 estimula su transmigración a través de las células endoteliales y la IL-5 aumenta su respuesta a las quimioquinas. Por consiguiente, los focos inflamatorios ricos en células TH2 productoras de IL-4 y de IL-5 atraerán eficazmente a los eosinófilos.

Además de participar en las infecciones parasitarias como se mencionó anteriormente, los eosinófilos tienen una especial tendencia a acumularse en los tejidos en los que se ha producido una reacción alérgica. Esto se debe en parte, al hecho de que muchos mastocitos y basófilos liberan un factor quimiotáctico eosinófilo, la eotaxina, que hace que los eosinófilos migren al tejido alérgico inflamado. Esta es una sustancia peculiar dentro de la familia de las quimiocinas debido a que se une solamente al receptor CCR-3 que se expresa únicamente en eosinófilos. La eotaxina tiene la capacidad de cebar selectivamente a los eosinófilos para la quimiotaxis y de dirigir luego, su migración hacia el foco inflamatorio. Se cree que allí, detoxifican algunas sustancias inflamatorias liberadas por otras células y que, probablemente, fagociten y destruyan complejos alérgeno-anticuerpo, evitando así la extensión del proceso inflamatorio local.

Frotis sanguíneo donde se observa un granulocito eosinófilo

MEDIADORES DERIVADOS DE LOS MASTOCITOS

Y DE LOS BASOFILOS

Como vimos anteriormente los mastocitos son heterogéneos y no todos van a liberar los mismos mediadores o la misma combinación de mediadores.

Estos pueden dividirse en mediadores preformados, que incluyen las aminas biógenas y las macromoléculas de los gránulos, y son liberados inmediatamente después del contacto con el antígeno, tenemos cuatro grupos de sustancias dentro de este grupo:

1. Las aminas biógenas;

2. Factores quimiotacticos para granulocitos,

3. enzimas y

4. Proteoglicanos como la heparina de los mastocitos y el heparan sulfato de los basófilos, y mediadores de nueva síntesis, que incluyen a los mediadores lipídicos y las citoquinas, algunas citoquinas como el TNF de los mastocitos dérmicos pueden existir también como mediadores preformados que se liberan en la degranulación.

Aminas biógenas

Los gránulos de los mastocitos contienen mediadores vasoactivos no lipidicos de bajo peso molecular. En el hombre el mediador prototipo es la histamina, la cual actúa mediante la unión a

los receptores de la célula diana, y diferentes tipos celulares expresan distintas clases de receptores (H1, H2,H3) que pueden distinguirse gracias a inhibidores farmacológicos. Tras la unión a los receptores celulares, la histamina inicia las acciones intracelulares, como la escisión del bisfosfato de fosfatidilinositol en IP3 y DAG, lo que produce diferentes cambios en distintos tipos celulares. En las células endoteliales vasculares, la unión de la histamina produce la contracción de la célula endotelial y permite la fuga del plasma hacia los tejidos. La histamina es también la responsable de que las células endoteliales sinteticen relajantes de la célula muscular lisa vascular, como prostaciclina (PGI2) y óxido nítrico, que producen vasodilatación.

Estas acciones de la histamina ocasionan una respuesta de tipo habón y eritema propios de la hipersensibilidad inmediata. Los antagonistas de los receptores H1 de la histamina pueden inhibir esta respuesta de habón y eritema al alérgeno o al anticuerpo anti-IgE administrados por vía intradérmica.

La histamina también produce la constricción del músculo liso bronquial e intestinal. Así, la histamina puede contribuir a un aumento del peristaltismo o al bronco espasmo asociado a la ingesta de alergenos o al asma, respectivamente. Sin embargo, en estos casos, especialmente en el asma, los antihistamínicos no son eficaces para bloquear la reacción. De este modo, otros mediadores derivados de los mastocitos son claramente importantes en algunas formas de hipersensibilidad inmediata. Y la serotonina que no tiene función en el hombre como mediador de la anafilaxia.

Los factores quimiotacticos son dos tetrapéptidos con función de quimiotaxis hacia eosinófilos y PMN, además de aumentar los receptores para C3b del complemento en los eosinófilos.

Proteínas y proteoglicanos de los gránulos

Además de las aminas vasoactivas, los gránulos de los mastocitos contienen varias enzimas, como serina proteasas y aril sulfatasa, como también proteoglicanos como heparina o condroitín sulfato. Las enzimas pueden producir daño tisular cuando se liberan tras la degranulación del mastocito. Una función de los proteoglicanos cargados negativamente puede ser la unión y almacenamiento de las aminas biógenas cargadas positivamente. No obstante no esta claro la importancia de estas sustancias como mediadoras de las reacciones de hipersensibilidad inmediata.

MEDIADORES DE NUEVA SÍNTESIS O SECUNDARIOS

Mediadores lípidicos

Los mastocitos activados pueden sintetizar tres clases de mediadores lípidicos. En general todas estas reacciones se inician por las acciones de la cPLA2, que libera sustratos a partir de fosfolípidos precursores almacenados en las membranas o en los cuerpos lípidicos.

El primer mediador lipídico descrito fue la prostaglandina D2, la cual una vez liberada se une a sus receptores en las células musculares lisas, ya actúa como vasodilatador y broncoconstrictor. La síntesis de esta prostaglandina,,como la de las demás prostaglandinas, depende de la ciclooxigenasa y puede ser bloqueada mediante inhibidores de la ciclooxigenasa, como la aspirina y los antiinflamatorios n o esteroideos. Igualmente no es probable que la Pg D2 sea un mediador clave en esta forma de hipersensibilidad inmediata ya que la aspirina y los AINES en dosis capaz de bloquear a esta enzima exacerban la bronco constricción.

La Pg E tendría función reguladora inhibiendo la degranulación del mastocito.

La segunda clase de mediadores derivados del ácido araquidónico son los leucotrienos (LT), por la transformación del ácido araquidónico por acción de la 5-lipooxigenasa y otras enzimas, formándose leucotrieno C4, que posteriormente puede ser degradado a LTD4 y LTE4 y también en menos cantidades LTB4,pero este es mas específico de los fagocíticos sanguíneos. Los LTs derivados de los mastocitos se unen a receptores específicos de las células musculares lisas, diferentes de los receptores para la PGD2 y producen una broncoconstriccion prolongada y aumento de la permeabilidad vascular. Los inhibidores farmacológicos de la 5- lipooxigenasa también bloquean las reacciones anafilácticas en sistemas experimentales. En conjunto, el LTC4, el LTD4 y el LTE4 constituyen lo que se denominan “sustancia de reacción lenta de la anafilaxia (SRS-A).

El tercer mediador lipídico producido por los mastocitos se denomina factor activador de plaquetas (PAF). Si el ácido graso es el ácido araquidónico la cPLA2 puede formar los precursores de los tres mediadores lipídicos en una reacción. El PAF tiene acciones vasoconstrictoras directas aunque también puede producir retracción de las células endoteliales y vasodilatación. Esta sustancia es destruida por una PAF hidrolasa, que recientemente se ha descubierto que su deficiencia genética produce asma en el hombre. El PAF tiene importancia en las reacciones de fase tardía, en las que es capaz de activar a los leucocitos inflamatorios. El PAF produce también un aumento en la secreción de histamina y serotonina por las plaquetas y a dosis bajas vasodilatación

Citoquinas

Se ha observado que los mastocitos y los basófilos cultivados son fuentes significativas de citoquinas como el TNF, la IL-1, la IL-4, la IL-5, la IL-6 y varios factores estimuladores de colonias (CFS) como la IL-3 y el factor estimulador de colonias granulocitos- monocitos (GM-CFS). Parece probable que las citoquinas, liberadas tras la activación de los mastocitos o basófilos mediada por la IgE, o tras el reclutamiento de células Th2, sean las principales responsables de la reacción de fase tardía., y se vio que participan en el reclutamiento y activación de eosinófilos, especialmente las IL4 y 5.

Las citoquinas también producen un aumento en las moléculas de adhesión y de Pg I2 y PAF.

El complemento participa de una manera muy débil en las reacciones de hipersensibilidad por medio de sus productos C3a y C5a que producen degranulación de mastocitos sin mayores consecuencias.

ALERGIA CLÍNICA EN LOS SERES HUMANOS

Normalmente frente a un antígeno T-dependiente se produce una respuesta de anticuerpos del tipo Ig M en la respuesta primaria e IgG en la respuesta secundaria. Ciertos individuos, sin embargo desarrollan respuestas de anticuerpos de tipo IgE frente a los antígenos del medio ambiente muy ubicuos y muchos de ellos carentes de patogenicidad y toxicidad, cuyo resultado es una reacción biológica no solo inútil sino perjudicial para el individuo. Tras la primera exposición el individuo queda sensibilizado ante ese antígeno, lo que va a producir en la segunda exposición, que debe ser por lo menos de 5-7 días después una reacción de degranulación masiva e inmediata de mastocitos y basófilos.

Los individuos con atopía grave tienen concentraciones elevadas de IgE en suero. Además estos individuos poseen mas receptores de alta afinidad Fc en cada mastocito, y una mayor

proporción de estos receptores está ocupada por la IgE, en comparación con los receptores de los individuos no atópicos.

Las formas mas frecuentes de enfermedad atópica son la rinitis alérgica (fiebre del heno), el asma bronquial la dermatitis atópica (eccema). Las características clínicas y anatomopatológicas de las reacciones alérgicas varían con la localización anatómica debido a varios factores:

El punto de contacto y la naturaleza del alérgeno; hay cuatro tipos de alergenos diferentes, pueden ser alergenos inhalatorios como polen, descamaciones de hombres y animales, ácaros, etc., medicamentos como la penicilina, cefalosporinas, alergenos inoculados como picaduras de insectos o alimentos que ingresan por vía digestiva como leche, clara de huevo, mariscos, etc.

Las concentraciones de mastocitos en varios órganos diana;

El fenotipo delos mastocitos locales, y

La sensibilidad de los órganos diana a los mediadores derivados de mastocitos.

Reacciones de hipersensibilidad en la piel

La dermatitis alérgica tiene una gran carga genética, y su etiología se debería a un defecto en los receptores adrenérgicos de la piel, o también por un defecto de los linfocitos T en la regulación de la producción de Ig E. En los niños se da sobre todo por alimentos como leche, cereales, legumbres, etc.

Cuando un alérgeno se introduce en la piel de un individuo atópico sensibilizado, la reacción que aparece esta mediada sobre todo por la histamina. La histamina se une a las células endoteliales de las vénulas, que expresan inmediatamente gran cantidad de receptores para la histamina y las células endoteliales sintetizan y liberan prostaciclina, óxido nítrico y PAF, Estos mediadores producen la relajación de la musculatura vascular lisa, y el punto de la inyección se torna de color rojo debido a la acumulación de eritrocitos, al retraerse también las células endoteliales se produce extravasación de plasma. El eritema inicial se reemplaza luego por un edema blando, el habón. Finalmente los vasos sanguíneos del borde del habón se dilatan en una reacción potenciada por el sistema nervioso, produciendo el enrojecimiento. Los anti-H1 pueden bloquear casi por completo esta respuesta. Clínicamente, esta reacción puede ocurrir tras el contacto de la piel con un alérgeno, o después de que un alergeno penetre en la circulación a través del tracto gastrointestinal o por una inyección. La reacción cutánea a los alergenos sistémicos, denominada urticaria, puede persistir durante varias horas, probablemente porque el antígeno persiste en el plasma.

En muchos pacientes atópicos se puede producir una reacción de fase tardía que comienza unas 2 o 4 horas después. El factor de necrosis tumoral, la IL-4 y otras citoquinas, probablemente derivadas de los mastocitos, actúan sobre las células endoteliales de las vénulas promoviendo la inflamación, lo que implica la producción de vasodilatadores, moléculas de adhesión y quimioquinas que facilitan la diapédesis leucocitaria. Como se podría esperar en una respuesta mediada por citoquinas, la reacción inflamatoria de fase tardía no se inhibe por los antihistamínicos. Se puede bloquear tratando previamente con corticoides, los cuales inhiben la síntesis de citoquinas.

Rinitis alérgica

Se caracteriza por una intensa congestión a nivel de mucosa nasal con edema y rinorrea rica en eosinófilos. Se produce por alergenos de aire y debido a una predisposición con mayor densidad de mastocitos a nivel de mucosa.

Angioedema y edema laríngeo

Semejante a la reacción urticariana pero se produce en vasos profundos del tejido subcutáneo o en mucosas como labios, genitales, lengua, laringe, faringe ,epiglotis,,reviste una urgencia medica cuando produce obstrucción del tracto respiratorio.

Alergia del tracto gastrointestinal

Se produce por alimentos generalmente y puede producir síntomas locales como cólicos, diarrea o vómitos o absorberse y tener manifestaciones sistémicas.

Reacciones de hipersensibilidad inmediata en el pulmón

Los mediadores de los mastocitos actúan no sólo sobre los vasos sanguíneos, sino también sobre el músculo liso bronquial.

Las células musculares lisas en las vías aéreas de los asmáticos con frecuencia están hipertrofiadas y son hiperreactivas a los estímulos constrictores. La mayor parte de los casos de asma se deben a hipersensibilidad inmediata y la mucosa bronquial contiene grandes cantidades de eosinófilos y células T CD4 de la subpoblación TH2. La secuencia fisiopatólogica en el asma puede ponerse en marcha atrás la activación de los mastocitos en respuesta a la unión del alérgeno con la IgE. Las citoquinas mastocitarias producen el reclutamiento de eosinófilos,

basófilos y células TH2. Los mastocitos, basófilos y eosinófilos generan mediadores que contraen el músculo liso de las vías aéreas. Los broncoconstrictores mas potentes son LTC4, LTD4 y LTE4 y el PAF.

Hipersensibilidad inmediata sistémica

Esta reacción se produce en individuos previamente sensibilizados, es decir que ya han tenido contacto con el antígeno, y con una carga genética fuerte de hipersensibilidad en su familia.

En la hipersensibilidad inmediata sistémica, como en el shock anafiláctico, se produce vasodilatación y exudación de plasma en los lechos venosos de todo el organismo. Esto suele implicar la presencia del antígeno a nivel sistémico introducido por inyección, picadura de insecto o absorción a través de una superficie epitelial, como la piel o la mucosa intestinal. Los efectos cardiovasculares se complican con la constricción de las vías aéreas superiores e inferiores, hipersensibilidad del intestino, producción de moco en el intestino y en el árbol respiratorio, y lesiones de urticaria en la piel. No se conocen completamente cuales son los mediadores de mastocitos más importantes en el shock anafiláctico.

El tratamiento más importante es la adrenalina sistémica. Los anti-h1 también son beneficiosos lo que sugiere participación de la histamina en esta reacción.

Inmunoterapia para la alergia

El principal tratamiento para las enfermedades atópicas es bloquear la producción o liberación de los mediadores o antagonizar las acciones de los mediadores en las células diana. Además del tratamiento dirigido a las consecuencias de la hipersensibilidad inmediata, a menudo se trata de limitar el comienzo de las reacciones alérgicas mediante tratamientos dirigidos a reducir la cantidad de IgE presente en el individuo.

La desensibilización consiste en la administración por vía subcutánea cantidades pequeñas, pero progresivamente crecientes, del antígeno en un período de horas o más gradualmente a lo largo de semanas o meses. Como resultado de este tratamiento disminuyen los niveles de IgE específica y habitualmente se elevan los títulos de IgG, quizás inhibiendo la producción de IgE a

través de la neutralización del antígeno por retroalimentación por anticuerpos. También es posible que la desensibilización actúe induciendo la tolerancia específica de células T, o mediante el cambio del fenotipo predominante de las células T específicas de antígeno desde Th2 al Th1. Los beneficios de este tratamiento se dan en horas, incluso antes de que se produzcan los cambien en los niveles de IgE.

Otra forma de inmunoterapia es evitar la exposición al antígeno o mediante fármacos que interfieran en algún paso de la cascada de activación y degranulación de los mastocitos como el cromoglicato sódico que impide su activación por bloqueo de los receptores para la IgE e impidiendo el ingreso de Calcio a la célula, o la adrenalina y teofilina que aumentan los niveles de AMPc en el mastocito e impiden la degranulación. También se pueden usar Gcc o indometacina inhibiendo la producción de PGs o antihistamínicos que bloqueen los receptores de la histamina.

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