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El diseñador poco inteligente IX: autoinmolación

27 junio, 2011

Una de las mayores fragilidades de nuestro organismo es su vulnerabilidad al ataque de muchos agentes infecciosos. Somos pasto de virus, bacterias y otros microorganismos que utilizan nuestras células para desarrollar, en todo o en parte, su ciclo vital. Hasta tal punto, que las infecciones eran la principal causa de muerte en el ser humano antes del descubrimiento de los antibióticos.

Resulta difícil justificar, a la luz de un creador omnipotente y bondadoso, el martirio constante que para sus creaciones supone el ataque de los numerosos agentes infecciosos. La muerte, o las tremendas secuelas producidas por estas enfermedades, solo podrían entenderse si sustituimos el calificativo «omnipotente» por el de «chapucero» o, aún peor, el de «bondadoso» por los de «cruel» y «sádico».

Existe, no obstante, un mecanismo muy elaborado y extraordinariamente complejo que tiene como objetivo el protegernos de estos minúsculos invasores; su nombre es «sistema inmunitario» o «sistema inmune».

El sistema inmunitario se encuentra compuesto por una gran variedad de tejidos y tipos celulares, estructurándose en dos grandes subsistemas: el sistema inmune innato o inespecífico y el sistema inmune adquirido o específico.

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Sistema inmune innato o inespecífico

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A lo largo de la evolución, los organismos han desarrollado toda una serie de mecanismos para protegerse de los patógenos. Desde las bacterias hasta los vertebrados, donde se encuentran los mecanismos inmunológicos más elaborados, prácticamente todos los seres vivos presentan batalla mediante una serie de barreras naturales.

Al igual que en el resto de vertebrados, en el hombre la primera línea de defensa está constituida por la piel y las mucosas de los tractos digestivo y respiratorio. En primer lugar como simple barrera mecánica, y en segundo, por la respuesta producida si se produce una penetración. Ante una herida, las células dañadas o infectadas liberan una serie de compuestos como las citoquinas y los icosanoides, que además de aumentar el flujo de sangre en la región afectada (lo que produce la característica inflamación), y de actuar directamente contra el patógeno, atraen a la zona a los segundos protagonistas de la respuesta inmune inespecífica: los leucocitos.

Leucocito fagocitando unas bacterias

Leucocito fagocitando unas bacterias

Los leucocitos son células sanguíneas de la serie blanca, que funcionan prácticamente como microorganismos independientes. Los leucocitos identifican a las células patógenas y las eliminan entrando en contacto con ellas o, como en el caso de los fagocitos, engulléndolas y destruyéndolas en el interior celular mediante enzimas líticas.

El sistema inmune inespecífico cuanta con otros mecanismos para potenciar la acción defensiva. La fiebre, característica de infecciones (aunque no exclusiva de ellas), aumenta la actividad de los leucocitos y mejora el rendimiento de algunos productos liberados ante la infección, como el interferón. Otras sustancias presentan una actividad antibacteriana, como la lisozima, una enzima presente en las lágrimas, la saliva y el moco que destruye las células bacterianas, o los jugos gástricos que confieren una acidez al estómago que protege de los microorganismos ingeridos con la comida.

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Sistema inmune adquirido o específico

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En los vertebrados primitivos evolucionaron una serie de mecanismos inmunitarios mucho más específicos que los del sistema innato. Estos nuevos mecanismos se conocen como inmunidad adquirida, específica o adaptativa, dado que tienen la capacidad no solo de reconocer patógenos particulares, sino de mantener una memoria inmune ante futuras infecciones.

Las principales células responsables de la respuesta adaptativa son una clase especial de leucocitos, denominados linfocitos. Los dos tipos principales son los linfocitos B y T. Los linfocitos B reaccionan ante determinadas moléculas situadas en la superficie del organismo patógeno que se denominan genéricamente «antígenos». Tras reconocerlas mediante complejos mecanismos que incluyen la mediación de otros tipos celulares, sintetizan moléculas específicas contra el antígeno detectado, los «anticuerpos». Estos anticuerpos liberados por los linfocitos B reconocen los antígenos de los organismos patógenos que habían inducido la respuesta, y se unen a ellos impidiendo su desarrollo y destruyéndolos.

Esquema de la activación de linfocitos T

Esquema de la activación de linfocitos T

Por su parte, los linfocitos T también son capaces de reconocer antígenos, pero no fabrican anticuerpos. Es más,  los linfocitos T solamente pueden reconocer antígenos que son presentados por unas células especiales del sistema inmune , denominadas «células presentadoras de antígeno». Estas CPA (entre las que se encuentran los linfocitos B), ingieren los antígenos, procesándolos en su interior y haciéndolos migrar a la superficie celular. Allí, son reconocidos por los linfocitos T, que también pueden ser de varios tipos. Los linfocitos T colaboradores o CD4+ activan otras células inmunitarias, iniciando la síntesis de anticuerpos en los linfocitos B. Los linfocitos T citotóxicos atacan directamente al patógeno mediante la liberación de toxinas específicas.

Un tercer tipo de linfocitos T, tras su activación, quedan como «células de memoria», preparadas para reconocer inmediatamente al antígeno que produjo su activación. Estas células de memoria pueden permanecer en la sangre durante años, permitiendo que ante una infección futura del mismo microorganismo, la respuesta inmune sea muchísimo más rápida (y por lo tanto efectiva), al ahorrar todos los pasos previos. También algunos linfocitos B, tras finalizar la infección, se transforman en linfocitos de memoria preparados para reaccionar rápidamente en futuras y similares infecciones.

Esta es la base de la inmunidad ante las infecciones, y lo que produce que muchas enfermedades únicamente se sufran una vez  en la vida. La función de las vacunas consiste precisamente en crear linfocitos de memoria, mediante la presentación de antígenos procedentes del microorganismo causante de la enfermedad, como por ejemplo virus desactivados o fragmentos inactivos de bacterias.

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Cuando todo falla

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Ante tan elaboradísimo plan de defensa, cabría preguntarse el porqué de que aun con tales armas, seamos tan sensibles a las infecciones. Decíamos antes que hasta que se descubrieron los antibióticos las enfermedades infecciosas eran la principal causa de muerte en el ser humano y hoy día, muchas de las grandes lacras de la humanidad son enfermedades infecciosas, como el SIDA o la malaria.

La peste bubónica, una infección producida por la bacteria Yersinia pestis, causó la muerte de cerca de un tercio de la población europea en el siglo XIV

La peste bubónica, una infección producida por la bacteria Yersinia pestis, causó la muerte de cerca de un tercio de la población europea en el siglo XIV

Lo que ocurre, una vez más, es que nos encontramos con un sistema que a pesar de estar excepcionalmente acoplado y presentar una especificidad impresionante, no constituye un diseño perfecto. De hecho, las infecciones son capaces de ganar la batalla al sistema inmune en multitud de ocasiones. Entonces, ¿no sirve de nada tanta complejidad? Sí, sirve de mucho: sin sistema inmunitario, los vertebrados no habrían sobrevivido, nuestra línea filogenética hubiera sido extinguida hace millones de años. El sistema inmune permite que sobrevivan algunos individuos, que van trasladando costosamente sus genes de generación en generación. Genes, por otro lado, que verán favorecidas aquellas variantes que supongan cualquier ventaja ante las infecciones, por pequeña que sea. Así funciona la biosfera: sobreviviendo a duras penas.

Solamente de esta manera, mediante adaptación progresiva producto de la selección de cualquier ventaja que produzca una mayor posibilidad de alcanza la edad reproductiva, puede entenderse la existencia de un sistema inmune tan complejo y -porqué no decirlo- tan parcialmente efectivo.

Pero aún hay más: el sistema inmunitario no solamente se ve superado en muchas ocasiones, sino que a veces se confunde, y ataca a su propio organismo.

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Las enfermedades autoinmunes

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Todo el sistema de reconocimiento de antígenos mediante células presentadoras, activadores y reconocimiento de antígenos específicos tiene como objeto distinguir los cuerpos extraños de los propios. Es vital que un linfocito T no ataque cualquier célula, sino exclusivamente las de los agentes patógenos. De igual forma, un linfocito B que sintetizara anticuerpos contra células del propio organismo estaría bombardeando a su propia población.

Artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune

Artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune

Para conseguir esto, existen una serie de mecanismos muy complejos que aseguran que la activación del sistema inmune únicamente se lleve a cabo mediante antígenos foráneos. Estos mecanismos incluyen la participación del llamado «complejo mayor de histocompatibilidad», un grupo de genes del cromosoma 6 implicados en la presentación de estos antígenos a los linfocitos T.

El problema es que todo este sistema también falla demasiado a menudo. No conocemos muy bien las causas, pero muchas veces el sistema inmune ataca órganos y tejidos propios, produciendo diversas patologías que se conocen como «enfermedades autoinmunes», y que incluyen dolencias tan serias como la anemia perniciosa, la diabetes tipo 1, la enfermedad de Crohn o la esclerosis múltiple.

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El extremo contrario: excesivamente celosos

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Otro mal funcionamiento del sistema inmunitario, mucho más abundante (y afortunadamente menos grave por lo general) es la hipersensibilidad ante determinados antígenos que son relativamente bien tolerados en condiciones normales. En ocasiones, el sistema inmune reacciona ante ciertos compuestos extraños como si se tratara de una infección y produce una respuesta exagerada en la que la propia reacción se convierte en la enfermedad. Estos procesos de hipersensibilidad se denominan «alergias» y los productos que originan la respuesta inmune, «alérgenos».

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Un diseño lejos de la perfección

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Sin duda alguna, el sistema inmune representa un logro adaptativo sin parangón. Su increíble funcionamiento coordinando multitud de tipos celulares, reacciones bioquímicas y respuestas tisulares nos permite sobrevivir en un mundo dominado por los organismos patógenos. Sin embargo, en muchas ocasiones no consigue su objetivo, y en otras dirige sus esfuerzos en dirección equivocada.

Así es como funcionan las cosas cuando los organismos son producto de un proceso ciego, mediado por la reproducción diferencial y donde cualquier pequeña ventaja puntual es aprovechada al máximo sin importar nada que no sea una mayor probabilidad de supervivencia inmediata. La selección natural no sabe de efectos secundarios a largo plazo ni de daños colaterales. Muy al contrario, únicamente pesa en una eterna balanza a unos y otros organismos. Un escenario muy diferente, y con resultados muy distintos, a lo que cabría esperar del sofisticado taller de un diseñador omnipotente.

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  • Enfermedades hereditarias: (I), (II)

  1. Pocosé
    27 junio, 2011 en 7:20

    Es duro aceptar que solo somos uno mas de los innumerables productos del empecinamiento de unas cuantas moleculas en replicase cuasi perfectamene. Para mas del 80% de la especie practicamente imposible.
    “Eppur si mouve”

  2. 27 junio, 2011 en 9:55

    Muy buena entrada, JM.

    La verdad es que para los defensores del DI “god-based” la explicación a priori es sencilla. Enfermarán aquellos que por la G. de D. así lo merezcan. Lo que no entiendo es como no les plantea dudas el hecho de que dios, tan poderoso el, no se haya ahorrado todo este tinglado de patógenos-antígenos y simplemente hubiese creado una nube vengadora, que descargase varios cientos de miles de voltios sobre los pecadores.
    Pero bueno, por todos es sabido que dios, tras recibir el quimicefa por su cumpleaños un millón, gusta de elaborar complicadisimos sistemas que a menudo fallan, por esto de usar de todo un poco. Para que hacer las cosas sencillas, mejor enmarranarlo todo, y luego partirse la caja viendo los resultados.

  3. 27 junio, 2011 en 10:10

    El sistema inmune hay que entenderlo como su cabecera indica: un sistema. Somos organismos pluricelulares donde tenemos una parte de nuestras células especializadas en impedir la invasión por parte de organismos que disfrutarían en tomarnos como fuente de carbono. Y no hay que olvidar que esos organismos también van a desarrollar mecanismos para alimentarse de nosotros saltando por encima de nuestros sistemas de defensa. En ese sentido se estable una coevolución constante en el tiempo en que el sistema inmune varía y los patógenos también lo hacen. Esta relación es un buen modelo para estudiar evolución molecular por ambas partes.

  4. Cat77
    27 junio, 2011 en 17:57

    Marino :

    Pero bueno, por todos es sabido que dios, tras recibir el quimicefa por su cumpleaños un millón, gusta de elaborar complicadisimos sistemas que a menudo fallan, por esto de usar de todo un poco.

    Joputa. Pues ya puede ir metiéndose mi Crohn por el ojete. Por gracioso.

    Gracias por la entrada.

  5. barral
    27 junio, 2011 en 23:24

    Solamente un apunte al, por otra parte, gran artículo sobre la carrera armamentística más importante (quizá la única importante) en la que está el hombre. Me falta el sistema del complemento como otra línea de defensa más, que además establece sinergias con los otros componentes del sistema inmune, tanto adquirido como específico, potenciando y aumentando la especificidad de la respuesta.

  6. Herbert West
    28 junio, 2011 en 11:59

    Muy buen artículo (aunque a lo mejor un poco cortito).

    Siempre he considerado que el sistema inmune es uno de los mejores argumentos en cotra del diseño y más aún inteligente. Demasiado complicado, demasiados componentes y demasiado delicado. Si yo fuera un diseñador inteligente y todopoderoso me lo habría currado mucho mejor.

    Y la habilidad de los patógenos para saltárselo es una de las mejores pruebas de evolución, sin ninguna duda.

    Claro que podemos argumentar que al dios que sea le interesa crear y mantener enfermos, porque, como ya dije, está a sueldo de las farmacéuticas.

  7. 28 junio, 2011 en 18:03

    Herbert West :

    Muy buen artículo (aunque a lo mejor un poco cortito).

    ¡Gracias! Creo que es la primera vez que alguien dice que debería enrollarme aún más :mrgreen:

    Precisamente por no enrollarme más, no entré en el sistema de complemento, barral. Ahora, el próximo os vais a enterar, que necesito poco para animarme 🙂

  8. 28 junio, 2011 en 18:19

    Precisamente por no enrollarme más, no entré en el sistema de complemento, barral. Ahora, el próximo os vais a enterar, que necesito poco para animarme 🙂

    Que se vea, que se vea 😉

  9. 28 junio, 2011 en 20:36

    (Mode Troll On)
    ¡Todo mal! Según la homeopatía las enfermedades no son causadas por virus u otros organismos externos sino por un desajuste de la “fuerza vital”. (fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Homeopat%C3%ADa)
    (Mod Troll Off)
    Creo que la homeopatía se ajustaría muy bien al DI simplemente cambiando “fuerza vital” por “alma”. Claro que si los defensores del Di la tomaran como medicina oficial y única opción válida delante de una enfermedad en unos años se extinguirían así que… !promocionemos la homeopatía entre los defensores del DI!

  10. Gregorovius
    29 junio, 2011 en 0:34

    ¡Gracias! Creo que es la primera vez que alguien dice que debería enrollarme aún más
    Precisamente por no enrollarme más, no entré en el sistema de complemento, barral. Ahora, el próximo os vais a enterar, que necesito poco para animarme

    Si pones el sistema del complemento y te enrollas un poquitín más ya vale para la selectividad. 🙂

    Para aliviar el estudio de un tema tan complicado se pueden poner trabajos como este:

  11. 29 junio, 2011 en 10:39

    Herbert West :
    Muy buen artículo (aunque a lo mejor un poco cortito).
    Siempre he considerado que el sistema inmune es uno de los mejores argumentos en cotra del diseño y más aún inteligente. Demasiado complicado, demasiados componentes y demasiado delicado. Si yo fuera un diseñador inteligente y todopoderoso me lo habría currado mucho mejor.
    Y la habilidad de los patógenos para saltárselo es una de las mejores pruebas de evolución, sin ninguna duda.

    Claro que podemos argumentar que al dios que sea le interesa crear y mantener enfermos, porque, como ya dije, está a sueldo de las farmacéuticas.

    Si, si fueses un Diseñador inteligente y todopoderoso, podrías haber simplificado mucho el tema. Fuera patógenos, y si hay que fulminar a alguien por sus pecados, una descarga de rayo divino, que además por su espectacularidad y alta selectividad, ayuda a mantener a las ovejas en el redil. Todo lo demás es perder el tiempo.

    Mis conocimientos de evolución son los del bachillerato y poco mas, pero no me extrañaría que el que los patógenos puedan saltarse las defensas en el fondo viene bien, visto de manera global, para la evolución, aunque al que le toca no le haga ninguna gracia.

    Yo creo que dios está a sueldo de la estupidez de sus seguidores; por eso a las diferentes sectas creadas en su nombre les conviene y luchan tanto por mantener al rebaño estupidizado. No es nada personal, son sólo negocios!

  12. 29 junio, 2011 en 10:58

    Marino dice pero no me extrañaría que el que los patógenos puedan saltarse las defensas en el fondo viene bien, visto de manera global, para la evolución, aunque al que le toca no le haga ninguna gracia

    Yo no asumiría que “algo le viene bien/mal a la evolución”, ya que hasta donde yo sé ésta carece de esos atributos. Las especies se adaptan a las condiciones ambientales cambiantes y para colonizar nuevos nichos. Y lo hacen tomando los elementos de los que dispone. En este sentido, que nosotros veamos que las infecciones pueden ser “beneficiosas” en algún sentido me parece una visión antropocéntrica, yo lo interpreto más como que las especies se adaptan para invadirnos, y con aquellos que tienen el sistema inmune debilitado lo tienen más fácil.

  13. 29 junio, 2011 en 17:59

    Bueno, si, el decir bien o mal es asignar valores que quizas no tengan mucho sentido a la hora de hablar de la naturaleza. Con “venirle bien” me refería a que el hecho de que un patógeno pueda superar las defensas quiere decir que ha desarrollado nuevas estrategias, igual que si aparecen especimenes resistentes a ese nuevo patógeno, implica haber desarrollado nuevas estrategias defensivas, y que en global, el propio concepto de la evolución necesite de alguna manera ese toma-y-daca.
    Claro que mientras escribo esto, recuerdo un ejemplo de un par de especies enzarzadas en una especie de carrera armamentistica, unas serpientes no venenosas que gustan de comer tritones con la piel impregnada de un potente neurotóxico. Las serpientes desarrollan inmunidad al veneno, al menos parcialmente, y segun contaban en un documental, se encontró una laguna donde las serpientes practicamente se alimentaban solo de esos tritones, que habian desarrollado la neurotoxicidad hasta niveles mucho mayores que otros primos, mientras esas serpientes seguian desarrollando la inmunidad, ambos con el tremendo coste que les debe suponer desarrollar tanto potencial pero al mismo tiempo tan especifico. Imagino que a poco que cambie su habitat se encontrarán con que tienen unas armas costosisimas, pero poco útiles. Y a fin de cuentas eso no deja de ser tb evolución. Imagino que habrá multitud de ejemplos en los que mantenerse igual durante cientos de generaciones sea lo que te haga triunfar (y tb mientras escribo me parece recordar que cocodrilos y tiburones son especies que llevan mucho tiempo evolucionando poco o nada, con lo cual de ser cierto, sería un buen ejemplo de “el no evolucionar le vino bien”)
    Está claro que la evolución es porque es, porque hay sitio para crecer en una dirección, y mientras la cosa funcione, pues se tira para adelante. Las cosas funcionan o no, e imagino que es en función de los resultados obtenidos cuando se ve si algo vale o no vale. El meteorito del cretácico fue fatal para los dinosaurios, pero dio alas a los mamíferos, y como ese imagino que hay miles de ejemplos.

    Es el problema de que algo te parezca fascinante y muy bonito, pero no hayas profundizado lo suficiente, que es lo que me pasa a mi con la biologia. Así luego los errores de concepto abundan.

  14. 29 junio, 2011 en 18:02

    Una rapida googleada me dio como resultado que la serpiente y el tritón que nombraba arriba son la serpiente jarretera (Thamnophis sirtalis) y la salamandra granulosa (Taricha granulosa).
    En este enlace
    http://tuatera.com/foro/cuidados-salamandras-tritones-urodelos-fichas-articulos/coevolucion-entre-thamnophis-sirtalis-y-taricha-granulosa-goirod-rovi-2009/
    viene explicado lo que decía, por si a alguien le interesa.

    Perdon por el doblepost

  15. Herbert West
    18 julio, 2011 en 2:17

    Que jodido, marino.

    Yo también vi un documental de esas especies y pensaba en lo mismo.

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