Es realizada por moléculas efectoras y no por células hemolinfáticas. Resulta de procesos generales, más que de procesos dirigidos contra organismos patógenos específicos. Este evento incluye:
a) Resistencia de la cutícula a la invasión por parte de microorganismos.
b) Presencia de moléculas efectoras en la hemolinfa que se unen a los
microorganismos, como las proteínas de reconocimiento de microorganismos patógenos (BG-BP y LPS-BP) (Cuéllar-Anjel, 1998).
La primera línea de defensa entre el camarón y el medio ambiente es la cutícula, dentro de la cual se presentan laceraciones e infecciones microbianas, que incluyen la inhibición de la degradación de la cutícula mediante inhibidores de proteinasas, melanización de la cutícula y síntesis de novo de moléculas antibacterianas en el integumento (Cuéllar-Anjel, 1998).
Cuando partículas extrañas penetran la cutícula del camarón hasta llegar a la cavidad corporal, se activa un eficiente y rápido proceso de defensa en el animal: El sistema de activación de la profenoloxidasa (sistema proPO). Lo que se puede observar durante este proceso, es la formación de melanina, un pigmento oscuro que se acumula alrededor de las heridas, o encapsulando e invadiendo los microorganismos para evitar su diseminación a otros tejidos del cuerpo (Cuéllar-Anjel, 1998).
Proteínas patrón de reconocimiento: los artrópodos no poseen una respuesta inmune
adaptativa con inmunoglobulinas. Este mecanismo de defensa es iniciado por el reconocimiento de factores que son liberados o están presentes en la superficie de los microorganismos o parásitos. Las proteínas que reconocen estos factores son denominadas proteínas patrón de reconocimiento (PRP) (Cuéllar-Anjel, 1998).
Las PRP son macromoléculas utilizadas para el reconocimiento de los determinantes microbianos que son liberados por el patógeno, o que se encuentran sobre su superficie para iniciar ciertas respuestas inmunes. Estas macromoléculas son de gran importancia para iniciar una respuesta en contra de la infección; pueden iniciar la actividad del sistema proPO que es el principal sistema de defensa en los artrópodos, o también pueden actuar directamente como opsoninas o aglutininas (Vergara, 1999).
Actividad antibacteriana presente en la hemolinfa del camarón
Los fagocitos maduros presentes en la hemolinfa de los camarones, se encuentran en un estado inactivo. La captura de partículas ingeribles en la superficie de la célula, cambia la situación de la misma en cuestión de segundos, entrando la célula en un estado en que se incrementa la actividad metabólica; este estado es denominado choque respiratorio o metabolismo oxidativo.
El paso de la célula de un estado inactivo a uno activo esta caracterizado por una serie de cambios de los cuales los más importantes son:
1. Incremento del consumo de oxígeno
2. Activación de la hexosa monofosfato (HMPS)
3. Activación del sistema adeninfosfato nicotinamida dinucleótido (NADP)
4. Liberación de radicales de oxígeno tóxicos para microorganismos
La activación de la enzima oxidasa parece ser el evento inicial del choque respiratorio; ésta es capaz de capturar moléculas libres de oxígeno para convertirlas en aniones superóxido, peróxido de hidrogeno y singleto de oxígeno singlet (Vergara, 1999).
Producción de ROIs (Reactive Oxigen Intermediates): los intermediarios de oxígeno resultantes del choque respiratorio debido a la fagocitosis, están involucrados en las respuestas de defensa del camarón, en la actividad antibacterial y también en la destrucción de las actividades citotóxicas del cuerpo extraño.
La fagocitosis está acompañada por procesos como el incremento abrupto en el consumo de oxígeno (choque respiratorio), la desviación de la actividad de la hexosa monofosfato, la actividad de la NADPH-oxidasa y la producción de ROIs (Muñoz et
al., 2000).
El producto inicial de los ROIs es el anión superóxido (O2-), el cual es convertido en
peróxido de hidrógeno (H2O2) espontáneamente, o por vía de la superóxido dismutasa
(SOD). También pueden generarse otras reacciones de ROIs como los radicales
citotóxicos contra bacterias, hongos y protozoos como agentes individuales o en
combinación; por ejemplo, el H2O2 en unión con la mieloperoxidasa y el ion cloruro,
pueden formar un potente agente antibacterial basado en la producción de ácido hipocloroso (Vergara,1999).
Producción de ROIs por los hemocitos: se ha demostrado la producción de anión superóxido por parte de los hemocitos del camarón (vía de la reducción del nitroblue tetrazolium (NBT) o ensayos en la reducción del citocromo C), peróxido de hidrógeno (por vía de la diaminobenzidina o por la oxidación del rojo de fenol en ensayos colorimétricos o ensayos con fluorescencia del ácido homovanílico) y el
sistema H2O2 /MPO por el luminol (Vergara, 1999).
Biológicamente, el sistema está produciendo continuamente ROIs como el producto de un metabolismo oxidativo normal, pero este también puede ser estimulado en un ambiente expuesto a contaminantes (Vergara, 1999).
Acción del NBT sobre el anión superóxido: se puede activar el choque respiratorio con una adecuada estimulación de las células fagocitarias, conduciendo a la producción de radicales intermediarios de oxígeno y, entre éstos, el anión superóxido
(O2-). La técnica usada para estimar el O2- es la reducción del NTB por este
intermediario de oxígeno en formazán y puede ser observado por el microscopio como depósitos intracelulares de color azul (Vergara, 1999).
Sistema profenoloxidasa (proPO): a través de heridas o alimentos contaminados, pueden ingresar microbios y parásitos al sistema del artrópodo y algunos hongos pueden penetrar la cutícula (quitina y Calcio) por medio del uso de quitinasas u otros mecanismos. La respuesta se puede observar como manchas oscuras en la cutícula de los animales afectados.
La fenoloxidasa (PO) es el último componente de activación en el sistema proPO, siendo la responsable también de la reacción de melanización (Söderhäll y Cerenius, 1992). El sistema proPO puede ser activado por lipopolisacáridos y peptidoglicanos.
El sistema de activación proPO es una compleja cascada de enzimas y otros factores responsables de la iniciación de la síntesis de melanina por parte del hospedero (Carvajal, 1999). La serino proteasa (36 KDa), es la llamada enzima de la activación proPO (ppA), ya que parece ser la responsable de la conversión de proPO en PO activa (Carvajal, 1999).
Figura 5:A. Mecanismos
degradativos y microbicidas asociados a los hemocitos de crustáceos durante el proceso de fagocitosis. ROI: especies reactivas de oxígeno; RNI: especies reactivas de nitrógeno;
AMPs: péptidos
antimicrobianos ( Barroco. A. et
al. En: Morales, V. y Cuellar-
Anjel, J. (eds). 2008)
Figura 5:B. Respuestas
inmunológicas inducidas en los hemocitos, después del reconocimiento de patógenos, vía PRPs plasmáticas o celulares y subsecuente activación (1) desgranulación, con liberación de diferentes inmunoefectores e inmunoreguladores; (2) inducción y/o represión de gene inmunológicos; (3) activación de respuestas celulares como fagocitosis y formación de nódulos y cápsulas (Barroco. A. et al. En: Morales, V. y Cuellar-Anjel, J. (eds). 2008)
Cuando se hallan presentes los polisacáridos o β-1,3 glucanos, la degranulación o exocitosis de los hemocitos (granulares y semigranulares) produce la liberación del sistema proPO, que comienza aquí su activación (Carvajal, 1999). Las proteínas se unen primero a estos carbohidratos para luego comenzar la activación, provocando la formación de melanina en la superficie afectada por el patógeno (Vergara, 1999).
En los gránulos secretores de los hemocitos granulares y semigranulares, se encuentran almacenadas la proPO y la ppA. Estos gránulos son liberados en el proceso de degranulación celular luego de una estimulación con antígenos.
Fases iniciales del sistema proPO: los mecanismos encargados de activar el
sistema proPO son aquellos que estimulan las diferentes reacciones de defensa celular: a) fagocitosis, b) formación de nódulos, c) encapsulación y d) quimiotaxis de los hemocitos.
El sistema proPO puede activarse por acción de polisacáridos microbiales; las proteínas recubren en primer lugar los carbohidratos y luego inician la activación del sistema, pero los detalles bioquímicos de este proceso son poco conocidos (Söderhäll y Cerenius, 1992).