Los alergenos y las alergias
( Publicado en Revista Creces, Abril 2002 )

Una sobrerreacción de nuestro sistema inmunológico frente a agentes químicos y partículas aparentemente benignas es la culpable del romadizo, de la irritación de los ojos, de los estornudos de la fiebre de heno, hasta de los potenciales ataques fatales de asma y las alergias de los alimentos, afecciones que sufren millones de personas ¿Cómo se entienden estas anómalas reacciones de nuestros mecanismos de defensa? ¿Es posible prevenir que se desarrollen estas alergias?.

Hace algunos de años, uno de los más prominentes atletas, el fornido Ross Baillie, fue llevado rápidamente en coma al hospital. Presentó convulsiones por una reacción alérgica provocada por un sandwich de mantequilla de maní. Baillie nunca recuperó la conciencia y falleció unos pocos días después. Sólo tenía 21 años de edad. En Inglaterra, 1 de cada 200 personas sufre de alergia al maní, y debido a ello, muchos fallecen cada año. Lo que es peor, 1 de cada 7 niños ingleses y 1 de cada 25 adultos, padecen de asma, y estos porcentajes se están incrementando. La enfermedad mata alrededor de 1600 personas cada año.

Las "alergias" son causadas por una respuesta anormal del sistema inmune frente a estímulos provenientes del medio ambiente, que para la mayor parte de las personas son inofensivos. Es la misma respuesta inmune la culpable de todos los síntomas de las alergias, que incluyen los estornudos de la fiebre de heno, las sibilancias del asma, las picazones de las dermatitis y las violentas reacciones a los alimentos. Los alergenos que desencadenan la respuesta inmune pueden ser muchos; el polen, el pelaje de los gatos, el maní u otros, y son éstos los que en definitiva causan los problemas.

La alergia fue descrita por primera vez en el año 1906, por el médico australiano Clemens von Pirquet, como una "reactivación específica y adquirida, que se inicia después de una exposición a una proteína extraña". Desde ya hay que señalar que la reacción del organismo a un primer encuentro con un alergeno es diferente a los encuentros posteriores. Esta descripción de von Pirquet calza con todas las reacciones inmunes, pero la única diferencia entre las reacciones inmunes frente a agentes patógenos (bacterias o virus) y la anormal "alergia", es su curso posterior.

Nuestro sistema inmune es notablemente exitoso en nuestra defensa. Todas las superficies externas de nuestros cuerpos están cubiertas por una capa continua de células, llamadas "epitelios", que nos protegen de cualquier agente infeccioso ("patógenos") y de otras partículas extrañas. Al otro lado del epitelio, existe todo un ejército de células inmunológicas que están preparadas para combatir cualquier cosa que amenace cruzar la frontera. La primera vez que una partícula patógena infecta el organismo, ellas se toman un tiempo para iniciar la lucha, y es durante este tiempo que nos enfermamos. Pero el sistema inmune tiene una "memoria", de modo que no lo pillan desprevenido dos veces. Cuando el patógeno se encuentra de nuevo, todo nuestro organismo defensivo ya está preparado para resistirlo. Este último encuentro se caracteriza por una respuesta inmunológica mucho más rápida y efectiva, la que constituye la base de la inmunología.


¿Es UD. Muy sensitivo?
Alérgicos versus no-alérgicos


La primera vez que el organismo se encuentra un potencial alergeno, no se produce ningún síntoma. Los agentes patógenos (virus o bacterias) usan los recursos de su huésped para crecer y multiplicarse, causando los síntomas de la enfermedad. Los alergenos no presentan esta amenaza. Con todo, a pesar de la ausencia de síntomas, el sistema alérgico inmune reacciona silenciosamente como si un patógeno estuviese presente, memorizándolo para cuando ocurra un segundo encuentro (figura 1).

En las "personas no alérgicas", el sistema inmune identifica a los potenciales alergenos como no dañinos, por lo que éste no toma ninguna acción frente a la eventualidad de subsecuentes encuentros con ellos. En cambio en las "personas alérgicas", el sistema inmune ya ha identificado al potencial alergeno como "dañino" y frente a un nuevo encuentro, lanza una rápida respuesta asociada con la infección. Por este error de apreciación, que toma al alergeno como patógeno, el sistema inmune toma sus medidas para destruirlo, causando los síntomas de la alergia.

En el mundo desarrollado, las alergias afectan al 30% de la población. La fiebre de heno, en Europa afecta entre el 10 al 20% de la población, y el eczema entre el 10 al 12%. Un quinto de los niños que padecen de eczema, más tarde a lo largo de la vida, desarrollan asma. En Inglaterra, el asma afecta entre el 10 y el 15% de los niños menores de 15 años, mientras que en los adultos este porcentaje es de 5%. Estas diferencias etarias reflejan cambios del sistema inmunológico, que se producen a lo largo de la vida.

Pero durante los últimos 20 o 30 años, el número de personas con reacciones alérgicas, sean éstas tan dramáticas como la que se le produjo al atleta inglés, u otras formas más benignas y comunes, han estado aumentando en forma mantenida. Así lo demuestran los datos de asma en Inglaterra. En 1993, se han diagnosticado cuatro veces más casos de asma en niños (5 a 14 años), en relación con los que se diagnosticaban en 1979. Para lactantes y preescolares (0 a 4 años), el incremento ha sido aun mayor (cinco veces).

Para explicar estos incrementos se han considerado muchas causas. En general las enfermedades alérgicas dependen tanto de factores genéticos como también medio ambientales. Las alergias tienden a desarrollarse en familias. Así por ejemplo, si los dos padres padecen de alergias, el riesgo para los hijos es de un 75%, pero si sólo uno de los padres tiene alergias, el riesgo desciende a un 50%. La predisposición genética a reacciones alérgicas, se llama "atopia", y la actividad de los genes atópicos es gobernada por el ambiente, lo que ayuda a explicar cómo gemelos idénticos, no siempre comparten las mismas alergias. En la actualidad se investigan diversos candidatos de genes atópicos, especialmente para aquellos a los que se les atribuye el ser los causantes del asma.


Genes y ambiente
Humedad, higiene en el hogar


Para producir los síntomas de la enfermedad alérgica, el medio ambiente y los genes interactúan en forma muy compleja. En diferentes partes del mundo hay grandes variaciones en la prevalencia de alergias específicas, encontrándose altos índices de prevalencia de ellas en países como Inglaterra, Nueva Zelandia e Irlanda, mientras los más bajos se reportan en varios países de Europa oriental, China e India. Estas distribuciones sugieren que son importantes los factores ambientales relacionados con las condiciones de vida de tipo occidental. Hay también evidencias que sugieren que las exposiciones a patógenos, como por ejemplo el contacto con la suciedad durante la infancia, podrían servir de entrenamiento al sistema inmune, reduciendo así la incidencia de alergias que podrían presentarse más tarde durante la edad adulta. Ello sugiere que la obsesión occidental por la higiene podría distorsionar la respuesta inmune (Las infecciones previas previenen las alergias en los niños).

Algunos relacionan el incremento de la incidencia de asma con factores como la polución atmosférica producida por los automóviles y fábricas, como también por el ambiente doméstico en el hogar. No hay que olvidar que en el hogar pasamos más del 75% de nuestro tiempo, por lo que no es coincidencia que la más importante fuente de alergenos está en los polvos de excrementos de ácaros. El ambiente húmedo de los hogares, con aislamiento de doble vidrio, proveen condiciones ideales para el desarrollo de estas criaturas.

El ambiente también determina que ciertas alergias predominen en áreas particulares. Estudios en ciudades de Estados Unidos han demostrado que, en áreas pudientes, el primer alergeno causante de asma es el polvo de los ácaros en las casas y los pelos de gato, mientras que en las áreas pobres son los polvos de ácaros y las cucarachas. Esto ha llevado a la especulación que el incremento de la incidencia de las alergias puede estar relacionada al incremento a las exposiciones de alergenos. El americano promedio consume cada año alrededor de 5 kilos de maní y el 80% de los lactantes, antes de cumplir un año de edad, ya ha estado expuesto a él (Nuevas posibilidades para combatir las reacciones alérgicas y el asma). De este modo el incremento de la alergia al maní, puede ser el reflejo del incremento en su consumo. Consecuentemente, ahora muchos clínicos abogan por la eliminación del maní en niños pequeños en los que existe sospecha de atopia.

Casi todas las reacciones alérgicas son el resultado de una respuesta inmune llamada "hipersensibilidad inmediata tipo 1". Como en la respuesta a infecciones por patógenos, la hipersensibilidad inmediata tipo 1 tiene dos etapas: "sensibilización", cuando un alergeno tiene su primer encuentro con el organismo y "provocación", cuando después de semanas o aun años, el alergeno aparece nuevamente.

Una vez que el alergeno atraviesa el epitelio es ingerido por las "células presentadoras de antígenos". Estas células procesan el alergeno y presentan un fragmento de él (un "antígeno") adherido a su membrana celular. Ellas hacen esto, uniendo el alergeno al "complejo molecular de histocompatibilidad mayor II"(MHC II, para abreviación) (figura 2). Otra clase de molécula MHC, es la MHC 1, que presenta antígenos que se han originado dentro de la célula, como por ejemplo, fragmentos de un virus que la ha infestado previamente.

El complejo "antigen-MHC II" es reconocido por uno de los tipos de células comprometidas en la respuesta inmune, los "linfocitos". Hay dos tipos de linfocitos: "las células B" y las "células T". Las células B fabrican anticuerpos (inmunoglobulinas), que son responsables de la respuesta inmune frente a antígenos específicos. Pero ellas no pueden iniciar esta respuesta hasta después que se hayan comunicado con las células "T ayudadoras" (células "helpers, o TH" para abreviar). Hay dos tipos de células TH: células TH2 que ayudan a atacar las infecciones por bacterias o gusanos parásitos, son fundamentales para la regulación de la respuesta alérgica, y las células TH1 que más a menudo están comprometidas con la inmunidad mediada celular, que es la reacción inmune adecuada para enfrentarse con células infectadas con virus.

El devenir de la interacción entre las células presentadoras de antígenos y las células T, condiciona el subsecuente curso de los acontecimientos. En este punto en los individuos no alérgicos, el sistema inmune no toma mayor acción. Pero en los individuos alérgicos, las células TH2 instruyen a las células B para que produzcan inmunoglobulinas. Hay cinco clases de inmunoglobulinas: "IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Cada una está condicionada para cumplir diferentes roles. Así por ejemplo, la IgE se produce en respuesta a infecciones parasitarias, pero en 1966 los biólogos establecieron que también se produce en relación a las alergias. Las células TH2 están comprometidas en las reacciones alérgicas, estimulando a las células B a producir IgE (figura 2).


Selección clonal
La memoria está hecha de esto


La inmunoglobulina IgE tiene dos tipos de unión: un par de sitios de unión de antígenos (llamado fragmento Fab), y un sitio de unión celular (llamado fragmento Fc) (figura 3). Una molécula IgE se une a un antígeno específico. En nuestro organismo las inmunoglobulinas posibles cubren una infinita variedad de preferencias de unión, pero cada célula B produce sólo un tipo de inmunoglobulina IgE. Cuando un antígeno se encuentra por primera vez, la célula B que produce esa inmunoglobulina relevante, tiene que ser seleccionada entre las miles disponibles. Esta célula B específica, es entonces estimulada para proliferar y madurar hasta llegar a células productoras de anticuerpos de ese antígeno. Más aún, se producen células B que tienen memoria, de modo que la próxima vez que se encuentre con el antígeno, el sistema inmune va a recordar y reaccionar más rápidamente. Este proceso es lo que se conoce como "selección clonal".

Justo al otro lado del epitelio se encuentran las células mast (mast cells). Estas son responsables por los primeros síntomas de las reacciones alérgicas. En la superficie de cada una de las mast cells hay numerosos sitios donde la IgE puede unirse (receptores de IgE). La IgE que se ha producido en respuesta a la sensibilización de un alergeno, se establece en la superficie de estas células. Cuando dos moléculas IgE adyacentes se unen (fig. 4), las células mast liberan sustancias químicas, denominadas "mediadores inflamatorios", que son las que causan las reacciones alérgicas. Algunas, incluyendo histamina, son liberadas de comportamientos especializados dentro de la célula (gránulos), mientras otras incluyendo "prostaglandina D2" (PGD2) y "leucotrienios C4" (TC4) se sintetizan para estos propósitos.

La histamina dilata los capilares y aumenta su permeabilidad, causando una salida de plasma a los tejidos circundantes, provocando una hinchazón (edema). También promueve la secreción mucosa, la contracción de la musculatura lisa y produce la estimulación de los nervios sensoriales responsables de las picazones. PGD2 dilata los capilares y es un estimulador más potente que la histamina en la contracción de la musculatura lisa. LTC4, también dilata los capilares, pero es aun más potente que PGD2 o la histamina, en la estimulación de la contracción de la musculatura lisa.

Los síntomas de la alergia dependen enteramente del lugar en que el sistema inmune es provocado. Si es en la pared intestinal, allí se produce dilatación capilar, edema, secreción mucosa y contracción de la musculatura lisa, todo lo cual se traduce en malestar abdominal. Esto es igual a la respuesta de la infección por parásitos multicelulares, una reacción que probablemente se despierta para impedir que los parásitos se aniden en el intestino.

En las vías aéreas, los mismos mediadores producen síntomas de asma, con contracción de la musculatura lisa que es responsable de la característica sibilancia, debido al estrechamiento de los bronquios y bronquiolos que transportan el aire desde el pulmón. En la piel, la rubicundez y su picazón con urticaria o eczema (dermatitis), es causada por la dilatación capilar, el edema y la estimulación de los nervios sensoriales. Mientras tanto, en la nariz, la secreción mucosa, el edema y la picazón son los síntomas dominantes (fiebre de heno). Como las vías aéreas y el intestino, no disponen de nervios sensoriales, no se produce picazón.

Estos síntomas están localizados en el sitio en que entra el alergeno. Pero si los alergenos logran penetrar a la "circulación", como sucede por ejemplo después de una picadura de insecto, o después de absorción del alergeno por la mucosa intestinal, pueden causar una reacción sistémica, que culmina en una reacción alérgica extrema, o "anafilaxia". Esto comprende dificultad respiratoria (particularmente relacionada con edema en las vías aéreas) y brusca caída en la presión arterial. La anafilaxia es causada por un enorme número de mast cells y células funcionales equivalentes, en el torrente circulatorio, llamados "basófilos", las cuales liberan sus mediadores en diferentes partes del organismo. El rápido comienzo de la anafilaxia puede llevar a la muerte en cuestión de minutos. Sin embargo, en casi todos los casos, la inmediata administración endovenosa de adrenalina, logra una rápida recuperación.

Las respuestas inmunes están reguladas por mensajeros químicos llamados "citoquinas", que son sustancias químicas que liberan la mayor parte, sino todas, las células comprometidas en esta respuesta. Es interesante que las células TH1 producen citoquinas que reducen la respuesta de las células TH2, mientras que las células TH2 producen citoquinas que reducen la respuesta de las células TH1.

Las citoquinas TH2 activan el siguiente tipo de células en la reacción alérgica: los "eosinófilos". Estos producen un número de poderosas toxinas que probablemente han evolucionado para matar gusanos parásitos. En la ausencia de gusanos, se daña en cambio el tejido mismo. Si un alergeno está continuamente presente, como por ejemplo el polvo de las casas, los eosinófilos permanecen activos, llevando a una inflamación crónica. Esto a su vez lleva a una "hiperreactividad" que se caracteriza, ya sea por un aumento en la respuesta al alergeno (por ejemplo, idénticas dosis de un mismo polen progresivamente hacen más graves los síntomas de la fiebre de heno) o por aumento en la respuesta a estímulos no específicos (como por ejemplo, cuando se inhala aire frío) que provocan síntomas asmáticos.

Las alergias no se pueden atribuir a un solo gene. En el caso del asma existen genes para la producción de inmunoglobulinas para receptores IgE, citoquinas, histamina, leucotrienios y también se han implicado genes en la respuesta de las células T. Genes candidatos como estos se han investigado en 13 de los 23 cromosomas humanos. El asma incluye una amplia gama de desórdenes, que prácticamente compromete a 30 genes. Tal vez algún día va a ser posible examinar a las personas para encontrar genes que las predispongan a alergias específicas, y puede incluso llegar a ser posible desarrollar drogas que permitan contrarrestar los productos de estos genes.

¿Por qué los genes para la alergia son tan comunes? ¿Han significado ellos alguna ventaja evolucionaria en el pasado? La IgE es un componente importante en la respuesta inmune contra parásitos multicelulares, muchos de los cuales, incluyendo los "Ascaris lumbricoides" intestinales, son endémicos en la mayor parte de la población mundial. Un estudio, realizado en dos grupos de niños venezolanos pertenecientes al mismo nivel socio-económico y con la misma frecuencia de infección por Ascaria lumbricoides, presentaban diferentes prevalencias de enfermedades alérgicas. Los resultados permitían concluir que los niños de esta población con altas incidencias de alergias, tenían menos infecciones parasitarias. De este modo la atopia en estos niños habría conferido una ventaja selectiva que podría compensarse por su compromiso de enfermedades alérgicas. (Creces, Noviembre 1999, pág. 9).


Pescar un resfrío
Los primeros años vitales


Otra área de un creciente interés está siendo el estudio de la programación de la inmunidad fetal y la del lactante. La importancia del ambiente en el desarrollo de las enfermedades alérgicas ha sido ampliamente reconocida, pero el ambiente antes del nacimiento, intrauterino, sólo ahora ha merecido atención (ver recuadro). Después del nacimiento, el sistema inmune continúa desarrollándose y los síntomas de alergia varían con la edad.

Después de la caída del Muro de Berlín en 1989, los habitantes de Alemania Oriental han experimentado un dramático cambio incorporándose a las condiciones de vida occidentales. Esto se ha acompañado con un incremento de la incidencia de enfermedades alérgicas, pero en una forma muy dependiente de la edad. Se han desarrollado estudios en niños que vivieron en el sistema socialista cuando tenían tres años de edad. Se observó que entre los años 1991-1992 y 1995-1996 se produjo en estos niños, un significativo incremento en la prevalencia de fiebre de heno, pero no se produjo un correspondiente incremento en el número de niños con asma. Esto sugiere que existen diferencias importantes en el desarrollo del asma infantil, comparado con la fiebre de heno.

Tal vez factores que actúan antes del tercer año de vida de un niño, como el número de componentes de la familia, jardines infantiles y estatus socio-económico, jugarían un rol importante en el desarrollo del asma. Las infecciones virales podrían ser el factor común. Niños pequeños en familias numerosas tienden a contagiarse más frecuentemente con resfríos y otras virosis (cortesía de sus hermanos mayores), y estadísticamente tiene menos posibilidades de desarrollar asma. Por el contrario, las infecciones virales están asociadas con respuestas inmunes mediadas por células, las que tienden a aumentar la producción de células TH1 a expensas de células TH2. Pareciera ser que empujando el sistema inmune en edades tempranas hacia respuestas mediadas TH1 (aun antes del nacimiento), disminuiría significativamente el riesgo de desarrollar asma más tarde en la vida.

Dado el aparente incremento en todo el mundo de alergia a los alimentos, especialmente las reacciones anafilácticas, el compromiso de etiquetar los productos ha pasado a ser importante. En Europa, los supermercados están obligados por ley a identificar en la etiqueta los ingredientes que se utilizaron para preparar el producto. Sin embargo, "los compuestos ingredientes" (por ejemplo el membrillo en un pastel) no se obliga a ponerlo en la lista porque es menos del 25% del producto final. Esto puede ser un problema si el producto contiene alergenos como las nueces. Afortunadamente la mayor parte de los supermercados han tomado el etiquetado muy sanamente, pero existe el peligro que en un esfuerzo por proteger al consumidor ( y al supermercado por las acciones legales), se les pase la mano. Una etiqueta que diga "este producto puede contener nueces", puesto en cada torreja de pan o en cada paquete de galletas, puede llevar a que ya no se le tome en cuenta. Hay una creciente presión para atajar el incremento de las alergias. En 1997 los costos directos e indirectos de las alergias en Europa se estimaron en 40 mil millones de dólares por año. El estudio de asma y alergia en la niñez, ha estado investigando las características de la enfermedad en Europa y en qué forma se relacionan con alergenos, otros agentes ambientales, y factores como infecciones previas e inmunizaciones. La Organización Mundial de la Salud ha anunciado un programa para disminuir a la mitad el número de muertes relacionadas con el asma en el mundo en el plazo de cinco años (cada año hay unas 25.000 muertes abordables por asma).

En un tiempo en que en todas partes se está incrementando la prevalencia de enfermedades alérgicas, se espera que el incremento de la investigación permita entender mejor la compleja interacción de los factores condicionantes y que aparezcan nuevas oportunidades para prevenirlas y tratarlas, para que no se produzcan casos como el del atleta Ross Baillie.



En el útero: las primeras respuestas


Los hijos de madres alérgicas son más propensos a desarrollar alergias en relación a los hijos de padres alérgicos, lo que sugiere que las madres juegan un rol único en la génesis de las alergias, y ello tal vez ocurra antes del nacimiento. Investigaciones realizadas en la Universidad de Southhamton han demostrado que cuando madres embarazadas, a las 22 semanas, se exponen al polen del árbol abedul, el lactante al nacimiento también tiene una respuesta elevada al polen del abedul. Por otra parte, las respuestas elevadas sólo se ven en niños cuyas madres se expusieron al alergeno entre el quinto y séptimo mes de embarazo. Esto implica que existiría un período en las primeras etapas del desarrollo del sistema inmunológico, en que la exposición al alergeno no gatilla el desarrollo de la memoria inmune, y en un período posterior en el embarazo en que la exposición resulta en una falta de respuesta al alergeno o una forma de tolerancia a él.

El embarazo se ha asociado con una depresión de la respuesta inmune mediada celular (TH1) de la madre, y de este modo es probable que la madre embarazada presente un incremento de la respuesta inmune TH2, ya que las citoquinas TH1 normalmente reducen la respuesta de las células TH2 (ver el texto). Se ha sugerido que este cambio en la respuesta TH2 está exagerada en las madres alérgicas y esto puede estimular el desarrollo de respuestas similares en el niño que aún no ha nacido.






Bea Perks.

Molecular Medicine Today. Traducción de Artículo aparecido en Inside Science127. The New Scientist , Enero 22, 2000.


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