Ejercicios: La inmunidad innata

¿Qué es la inmunidad innata? Indica dos rasgos que la diferencian de la inmunidad específica (o adquirida).

Nombra tres barreras externas que dificultan la entrada de patógenos en el organismo y explica cómo actúa una de ellas.

La piel y las mucosas constituyen la primera barrera defensiva. Indica dos mecanismos físicos o químicos con los que dificultan las infecciones.

Nombra dos tipos de leucocitos que actúan en la inmunidad innata (neutrófilos, macrófagos, células NK) e indica brevemente qué hace cada uno de ellos.

¿Qué es la fagocitosis? Describe brevemente sus etapas principales, desde el reconocimiento del patógeno hasta su digestión en el interior del fagocito.

Las lágrimas, la saliva y el sudor contienen lisozima. Explica qué es la lisozima y cómo contribuye a la defensa frente a las infecciones bacterianas.

¿Qué son las células NK (natural killer)? Explica qué tipo de células anormales del propio organismo destruyen y por qué se consideran parte de la inmunidad innata.

El moco y los cilios de las vías respiratorias forman una barrera defensiva. Explica cómo funciona este sistema de limpieza y razona por qué el tabaquismo lo debilita.

Explica qué es la respuesta inflamatoria, cuáles son sus cuatro signos característicos (rubor, calor, hinchazón y dolor) y por qué, aunque resulte molesta, es una respuesta beneficiosa.

Observa la secuencia de la fagocitosis realizada por un macrófago. Describe qué ocurre en cada una de las etapas numeradas (1 a 3) y explica qué es el pus y cómo se forma.

La fiebre es una respuesta de la inmunidad innata. Explica por qué una subida moderada de la temperatura corporal puede dificultar la multiplicación de los patógenos y estimular las defensas.

Explica qué son los interferones, qué células los producen y cómo dificultan la multiplicación de los virus en las células vecinas aunque no actúen directamente sobre el virus.

Los macrófagos, además de fagocitar, actúan como células presentadoras de antígenos. Explica en qué consiste esta función y por qué convierte a los macrófagos en un puente entre la inmunidad innata y la inmunidad específica.

La microbiota de la piel y del intestino dificulta la colonización por patógenos. Explica dos mecanismos por los que lo consigue y razona qué puede ocurrir con las defensas tras un tratamiento prolongado con antibióticos de amplio espectro.

Distingue las funciones características de los siguientes leucocitos de la inmunidad innata: neutrófilos, monocitos y macrófagos, eosinófilos, basófilos y células NK.

Tras un corte en la piel llegan rápidamente neutrófilos a la zona y, más tarde, macrófagos. Explica qué hace cada tipo celular, por qué llegan en ese orden y cómo se retiran los restos celulares cuando la infección se ha controlado.

Un paciente sometido a quimioterapia presenta fiebre e infección bacteriana cutánea aguda. El análisis de sangre muestra 400 neutrófilos/µL (neutropenia grave; valores normales: 2000-7500/µL), pero sus niveles de macrófagos tisulares y linfocitos son normales. A pesar de contar con macrófagos viables en la dermis, la infección progresa velozmente en las primeras 24 horas.

1. a) Justifica por qué la presencia exclusiva de macrófagos no basta para contener la infección bacteriana aguda sin el concurso de los neutrófilos, atendiendo a la abundancia relativa, cinética de reclutamiento (diapédesis) y mecanismos microbicidas de ambas células.
2. b) Si en ese momento se le administrase a este paciente una vacuna bacteriana contra el patógeno invasor, predice razonadamente la eficacia a corto plazo de dicha medida para frenar el proceso infeccioso en curso.

Se analizan dos pacientes con inmunodeficiencias primarias hereditarias: el paciente A presenta una mutación nula que anula la síntesis del factor C3 del complemento, mientras que el paciente B presenta una deleción que le impide sintetizar el factor C9 (componente del complejo de ataque a la membrana o MAC).

1. a) Predice razonadamente cuál de los dos pacientes presentará mayor vulnerabilidad a infecciones bacterianas piógenas generalizadas, justificando tu respuesta a partir de las vías y funciones efectoras del complemento que quedan anuladas en cada caso.
2. b) En un ensayo de laboratorio se incuba Escherichia coli con neutrófilos humanos normales y suero procedente del paciente B. ¿Tendrá lugar la fagocitosis de la bacteria? Justifica tu respuesta describiendo el mecanismo molecular implicado.

Un paciente con quemaduras térmicas de tercer grado en el 40 % de su cuerpo ingresa en estado crítico. A los pocos días desarrolla una infección sistémica grave por bacterias oportunistas habituales del entorno.

1. a) Justifica por qué la destrucción de la epidermis no solo anula una barrera mecánica, sino que neutraliza dos componentes químicos y uno biológico propios de las defensas innatas cutáneas que impiden activamente la colonización microbiana en piel intacta.
2. b) En la zona quemada se produce una liberación masiva de histamina y factor de necrosis tumoral (TNF-α). Explica la relación fisiológica de causa-efecto entre estos mediadores locales, la hipovolemia (pérdida de volumen intravascular hacia el intersticio) y la facilidad con la que una colonización superficial progresa rápidamente a bacteriemia o septicemia.

En un laboratorio se investiga la fagocitosis de Streptococcus pneumoniae por macrófagos humanos cultivados in vitro. Se comparan dos cepas: la cepa salvaje S (encapsulada) y la cepa mutante R (que no sintetiza cápsula), sometidas a tres condiciones experimentales previas:

1. Preincubación en medio de cultivo estéril (sin suero).

2. Preincubación con suero fresco de un individuo sano nunca expuesto al patógeno ni vacunado.

3. Preincubación con suero fresco de un individuo que superó la neumonía neumocócica recientemente.

1. a) Predice y justifica en qué condiciones (1, 2 o 3) se producirá la fagocitosis masiva de la cepa S, detallando el papel molecular complementario de las opsoninas innatas y adquiridas.
2. b) La cepa R es fagocitada de forma apreciable incluso en la condición 1, mientras que la cepa S no lo es. Justifica a nivel molecular y de superficie celular por qué la cápsula polisacárida impide el reconocimiento directo por parte de los receptores de los fagocitos.

Durante la génesis de la placa de ateroma, el depósito de lipoproteínas oxidadas (LDLox) en la íntima arterial atrae monocitos que se diferencian en macrófagos tisulares. Al fagocitar las LDLox sin lograr metabolizarlas por completo, se convierten en células espumosas.

1. a) Explica cómo un conjunto de respuestas originalmente adaptativas y protectoras de la inmunidad innata (la secreción de citocinas proinflamatorias, especies reactivas de oxígeno y metaloproteasas de matriz) desencadena a largo plazo la desestabilización y rotura de la placa de ateroma.
2. b) Un estudiante razona: «Si la inflamación es una defensa innata diseñada para reparar tejidos, inducir una inflamación crónica de baja intensidad en los vasos debería mantener al sistema inmunitario alerta y proteger las arterias». Rebate su hipótesis justificando por qué la cronicidad altera la reversibilidad y la resolución del proceso inflamatorio.

En el shock séptico provocado por bacterias Gram negativas, el lipopolisacárido (LPS) activa masivamente los receptores de tipo Toll (TLR-4) de los macrófagos intravasculares y tisulares, desencadenando una secreción descontrolada de TNF-α, interleucina 1 (IL-1) y óxido nítrico a la circulación general.

1. a) Analiza la paradoja fisiológica: ¿por qué la vasodilatación y el aumento de permeabilidad endotelial, que resultan altamente eficaces para erradicar una infección bacteriana a nivel local, provocan hipoxia celular generalizada, acidosis láctica y falla multiorgánica cuando ocurren de manera sistémica?
2. b) En un ensayo preclínico se administra a animales con sepsis un fármaco inhibidor irreversible de la óxido nítrico sintasa inducible (iNOS). Predice razonadamente qué efecto tendrá este fármaco sobre la presión arterial media y justifica por qué esta intervención por sí sola no garantiza la supervivencia del tejido ni la recuperación de la perfusión capilar.