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Una vez conocidos los componentes celulares y moleculares del sistema inmunitario, se analizará cómo los mismos son capaces de actuar a través de una serie de mecanismos que se denominan respuesta inmunitaria y que nos permiten defendernos de todo tipo de agentes extraños que nos invaden o de las células que se nos transforman en cancerosas. Para eliminar a los patógenos no es necesario utilizar todo el potencial inmunitario en cada momento. La mayoría de los agentes infecciosos no logran atravesar las barreras físicas y químicas de la piel o las mucosas, las cuales representan la primera defensa para impedir la infección. Otras veces, la inmunidad innata resuelve la situación, y rara vez es necesaria una respuesta adquirida específica para concluir la eliminación de lo extraño y garantizar una protección duradera mediante lo que se denomina memoria inmunológica, y que es la característica que se explota en la vacunación.
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Los microorganismos con los que se encuentra el ser humano continuamente, si consiguen atravesar las barreras físicas, químicas y biológicas que separan el exterior del medio interno, son detectados y destruidos en poco tiempo por mecanismos de defensa que no requieren periodos largos de inducción al no depender de la expansión clonal de linfocitos antígeno-específicos, son los mecanismos de la inmunidad innata. En esta respuesta, que es inmediata por durar de segundos a pocas horas, hay un reconocimiento y eliminación de lo extraño por sistemas efectores (células y moléculas) preformados y no específicos que llevan a la desaparición del agente infeccioso. Estos mecanismos de respuesta innata inmediata son seguidos por respuestas innatas tempranas inducidas (de 4 a 96 h) en las que hay un reclutamiento de células efectoras y un reconocimiento y activación de las mismas, después de lo cual se lleva a cabo la eliminación del agente infeccioso, pero no proporcionan inmunidad de protección duradera. Si el organismo infeccioso consigue romper estas líneas tempranas de defensa, se desencadena una respuesta inmunitaria adquirida específica, también llamada adaptativa, que es tardía porque aparece después de 96 h de iniciarse la infección. En ésta se transporta el antígeno a los órganos linfoides, hay un reconocimiento del mismo por los linfocitos, dándose expansión clonal mediante proliferación (la mayor parte de los linfocitos T y B, presentes en el organismo en un momento concreto, se encuentran funcionalmente en reposo, es decir, están en la fase G0 del ciclo celular; la exposición a un antígeno hace que determinados clonos se activen y avancen por el ciclo celular). También tiene lugar un proceso de diferenciación a células efectoras antígeno-específicas de los agentes patógenos que permiten la eliminación de los mismos (lo cual se conoce como respuesta primaria), así como generación de células memoria, preparadas para enfrentarse a sucesivas infecciones de ese mismo microorganismo (respuesta secundaria). Las estrategias celulares seguidas en ese proceso por los linfocitos T (que median lo que se denomina respuesta inmunitaria celular) y los linfocitos B (que realizan la respuesta inmunitaria denominada ...