Sistema inmunitario de las plantas, inmunidad activa y pasiva

Sistema inmunitario de las plantas
Al igual que el resto de los seres vivos, el reino Vegetal posee mecanismos para protegerse de las amenazas, nos referimos concretamente al sistema inmunitario de las plantas. Dichos mecanismos les sirven para mantenerse con vida y perpetuarse en el tiempo. Las estrategias protectoras han sido producto de un largo proceso evolutivo, que ha colindado con la evolución de sus patógenos y depredadores.

El sistema inmunitario de las plantas está conformado por un arsenal estructural y bioquímico, tanto de la inmunidad innata como inducida. La inmunidad pasiva o preformada, es decir, aquella que el vegetal posee desde su nacimiento, ocupa la mayor parte del escudo protector, y le sirve como primera línea de defensa frente a patógenos y plagas.

La inmunidad inducida o activa se caracteriza por la activación celular de diferentes rutas. Estas rutas, a su vez activan genes, que se traducen en moléculas de defensa. En los próximos párrafos se reseñan las estructuras y moléculas que conforman el sistema inmunitario de las plantas.

Inmunidad pasiva o preformada de las plantas

En este aspecto se agrupan las estructuras que poseen las plantas antes del ataque, o de que éstas entren en contacto con el patógeno. De esta manera, el sistema inmunitario de las plantas consta de una primera línea de defensa, principalmente en la superficie de la misma. Así, podemos encontrar las siguientes:

Cutícula y ceras cuticulares

Conforman la membrana cuticular que recubre el cuerpo del vegetal. La más externa es la cutícula propiamente dicha formada solo por cutina. Las capas cuticulares contienen celulosa, cutina y ceras. El espesor de este armazón es heterogéneo, y depende del ambiente y del órgano en que se encuentre. La cutícula y las ceras cuticulares brindan protección frente al ataque de microorganismos y agentes físicos. Puede poseer pliegues y otras ornamentaciones que refuerzan la protección.

Tricomas

Son excrecencias, poseen morfología variable, sobresalen de la superficie de la epidermis y se encuentran recubiertos por cutícula. Presentan varias funciones entre las que destaca la protección frente a patógenos. Los pelos son los tricomas más comunes, y son útiles contra el ataque de insectos (principalmente larvas) y otros depredadores (accede a contenido sobre la clase insecta).

Estomas

La mayoría de los vegetales terrestres poseen estomas, su función no está relacionada de forma directa con el sistema inmunitario de las plantas. Sin embargo, la morfología y estructura que éstos presenten puede limitar la penetración de patógenos. Por ejemplo, la planta de la mandarina (Citrus nobilis), tiene crestas en sus estomas, y las aberturas externas son menores a 1,5 µm, lo que la hace más resistente; a diferencia de aquellas que presentan aberturas estomáticas mayores.

Otras células especializadas

Aquí tenemos el caso de células del esclerénquima, ya que pueden proveer protección mecánica cuando están en masas, formando capas celulares. Esto es observado comúnmente en muchas cortezas y cubiertas de frutos y semillas.

Aparte de los aspectos mencionados, el sistema inmunitario de las plantas también está equipado con moléculas químicas inhibidoras preformadas como enzimas, proteínas antifúngicas y otros metabolitos. Estas moléculas están presentes de forma permanente, es decir, incluso antes de que penetren los patógenos.

Los metabolitos secundarios tienen como función principal contribuir como barrera inicial que impide la propagación de la infección dentro de los tejidos vegetales. Entre sus atributos se encuentran sus propiedades antimicrobianas y antifúngicas. También inhiben la germinación de esporas. Su localización en los tejidos es heterogénea.

Sistema inmunitario de las plantas e inmunidad inducida (activa)

Cuando un microorganismo ataca a un vegetal, también se activa una respuesta que puede conllevar a la modificación estructural de la pared celular y la producción de compuestos con propiedades antimicrobianas. De esta manera, se impide el avance de la infección hacia otras células y tejidos y el desarrollo de los patógenos. El impedimento del avance de la infección se logra, ya que el sistema inmunitario de las plantas induce una respuesta en los tejidos sanos distantes o incluso en otras plantas susceptibles.

La respuesta inicial o primaria es local, e involucra el refuerzo mecánico por acción de los cambios en las paredes celulares vegetales y la secreción de fitoalexinas en la zona atacada. La respuesta secundaria sirve para preparar a los tejidos no infectados para una defensa, por medio de una señalización entre células, la cual es traducida en la activación de genes cuya expresión está relacionada con el sistema inmune.

Las moléculas que sirven para la expresión de genes son en su mayoría compuestos volátiles, como el etileno, ácido salicílico o el ácido jasmónico. Algunas de ellas involucradas en el ataque contra microorganismos como bacterias y hongos (ver reino fungi); pero también se inducen por medio de la depredación por herbívoros.

El sistema inmunitario de las plantas, igualmente reconoce moléculas en los invasores que desencadenan la respuesta inmune, al igual que el de los animales. Estas moléculas son llamadas inductores, específicamente, PAMP, que en español significa “Patrones moleculares asociados a patógenos”. El primer inductor caracterizado fue proveniente de un hongo y recibió el nombre de monilicolina A. Los PAMP se unen a sus respectivos receptores de reconocimiento de patrones o PRR por sus siglas en inglés.

La respuesta hipersensible del sistema inmunitario de las plantas se ejecuta por medio de la muerte celular controlada, para aislar al invasor. Esta se produce alrededor de un día, es decir, 24 horas después de iniciada la infección.

A pesar de que los vegetales son seres aparentemente tranquilos e indefensos, la evolución los ha dotado de otros mecanismos defensivos. Su sistema inmunitario, aunque carece de células inmunes especializadas como las encontradas en los animales (ver sistema inmunitario de los animales), cada unidad celular posee la capacidad de respuesta para garantizar la protección.

Autores consultados

– Castresana, C. (2013)

– Escobar, R. (2010)

– Torres, I.; Guevara, R.; Mejía, I.; Chapa, A. (2012)

– Vivanco, J.; Cosio, E.; Loyola-Vargas, V.; Flores, H. (2005)