Inmunología y Microbiología: Mecanismos de Defensa, Patógenos y Metabolismo Celular

Inmunología

La inmunología es la ciencia que estudia los mecanismos de defensa o inmunidad frente a las infecciones.

Órganos Linfoides

Son los que producen la respuesta adquirida, es decir, los que producen las células o anticuerpos. Ejemplos: timo, ganglios linfáticos, médula ósea, bazo.

Tipos de Inmunidad

• Inespecífica: Reacciona igual frente a cualquier agente patógeno. Ejemplo: la piel, que impide la entrada de microorganismos.
• Específica: Produce células y anticuerpos determinados para cada agente patógeno.

Fagocitosis

Es el proceso por el cual una célula atrapa partículas mediante seudópodos para su destrucción.

Inmunidad Celular

La defensa es realizada por células. Ejemplo: linfocitos T citotóxicos, que introducen sustancias tóxicas en las células infectadas, matándolas.

Respuesta Humoral Específica

Los anticuerpos son la respuesta humoral específica frente a los antígenos.

Antígeno

Cualquier partícula que el organismo detecta como nociva. Suelen ser proteínas. Ejemplo: hongos.

Respuesta de Anticuerpos frente a Antígenos

• Neutralización de toxinas: Anticuerpos específicos que bloquean las toxinas y los macrófagos fagocitan los complejos antígeno-anticuerpo.
• Opsonización: Los anticuerpos recubren las bacterias patógenas y los macrófagos fagocitan las bacterias marcadas.
• Precipitación: Los complejos antígeno-anticuerpo precipitan porque son insolubles.

Síntesis y Liberación de Anticuerpos

Los linfocitos B, en contacto con los antígenos, dan lugar a células plasmáticas productoras de anticuerpos y a linfocitos de memoria, que no solo producen anticuerpos, sino que permanecen en el organismo durante un tiempo, a veces toda la vida.

Defensa Pasiva

Actúan por el hecho de existir (estructuras que protegen por sí mismas). Ejemplo: la piel.

Respuesta Inflamatoria

Frente a una agresión física se produce una inflamación subcutánea, también puede producirse una lesión en un órgano. Características: rubor (enrojecimiento), calor (aumento de la temperatura), inflamación (debido a que la linfa acude al tejido lesionado para defenderlo), dolor (debido al tejido nervioso).

Anticuerpos

Son inmunoglobulinas específicas para cada antígeno, producidas por las células plasmáticas. Además de la respuesta humoral, pueden ser respuesta celular a la vez. Son proteínas formadas por 4 subunidades: 2 cadenas ligeras y 2 pesadas. Las estructuras están unidas por puentes de disulfuro. El extremo carboxilo de la inmunoglobulina es invariable, solo varían las zonas finales de los extremos. Se clasifican según su función, la forma en que actúan y cómo se unen entre sí. Los linfocitos B producen los anticuerpos.

Síntesis de Anticuerpos

1. Antígeno.
2. Fagocitosis por el macrófago.
3. Digestión y liberación de antígenos.
4. Reconocimiento de los anticuerpos por las proteínas de membrana del macrófago (las proteínas del macrófago reconocen y recogen los restos proteicos de los antígenos y se los presentan a los linfocitos B).

Una vez que esto sucede, el linfocito B sintetiza los anticuerpos específicos para ese antígeno. Algunos de estos linfocitos pueden acabar siendo antígenos de memoria. Este hecho hace que la segunda infección sea mucho menos peligrosa que la primera.

Respuesta Inmunitaria Primaria y Secundaria

En la respuesta primaria, lo normal es que se padezca la enfermedad porque se tarda más en producir los anticuerpos y se producen en menor cantidad. En la respuesta secundaria, los linfocitos de memoria permiten una respuesta rápida y abundante, lo cual impide que proliferen los microorganismos y se padezca la enfermedad. La respuesta secundaria es la base de las vacunas.

Aglutinación

Un anticuerpo se une con varios antígenos.

Vacunación

Es la inoculación de antígenos debilitados o muertos que provocan una respuesta primaria, pero no pueden provocar enfermedad. Ante una segunda infección, la respuesta secundaria impide la aparición de la enfermedad. A veces, la memoria no dura mucho y por eso se repite la vacunación, para evitar posibles errores.

Sueroterapia

Consiste en suministrar una alta dosis de anticuerpos para el antígeno que ya está presente en el individuo o puede estarlo.

Alergias

Sustancias inocuas detectadas como patógenas.

Autoinmunidad

El organismo produce anticuerpos frente a estructuras del mismo individuo.

Microbiología

Estudia los seres vivos microscópicos.

Clasificación

• Algas unicelulares y protozoos (reino protista).
• Pluricelulares (animales).
• Hongos microscópicos.
• Virus: Están formados por una cápsida proteica y un ácido nucleico. Los virus bacteriófagos tienen forma geométrica porque ello facilita la infección de las bacterias.

Ciclo Lisogénico

La bacteria incorpora el ADN del virus y puede seguir reproduciéndose indefinidamente hasta que el virus se manifieste.

Virus del SIDA (VIH)

El virus tiene su cápsida proteica y en su interior 2 moléculas de ARN. Las dos moléculas de ARN tienen la enzima transcriptasa inversa. Este virus es un virus con envoltura, esa envoltura es una membrana celular procedente de las células parasitadas modificada con proteínas específicas del virus. Este virus se transmite exclusivamente por vía sexual o sanguínea.

Ciclo del VIH

El virus es específico de algunos linfocitos T. Cuando el virus reconoce un linfocito T, las membranas se fusionan. El ARN y la transcriptasa inversa se liberan en el citoplasma del linfocito T. En el citoplasma se produce la síntesis de ADN vírico. El ADN entra en el núcleo y se integra en el ADN del linfocito T. La expresión de este ADN puede tardar años en producirse. Cuando se expresa, se sintetiza ARN vírico y proteínas víricas. En el citoplasma se ensamblan los componentes del virus, que sale de la célula envuelto en membrana del linfocito y marcada con proteínas víricas. Las personas que tienen el virus, aunque no presentan la enfermedad, han desarrollado los anticuerpos específicos para el virus del SIDA, por eso son seropositivas.

Metabolismo

Procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos.

Anabolismo

Procesos que conllevan la síntesis de sustancias orgánicas más complejas. Normalmente son reacciones de reducción. Ejemplos: síntesis de proteínas, replicación del ADN, fotosíntesis.

Catabolismo

Procesos que degradan las sustancias orgánicas en otras más simples. Normalmente son oxidaciones y a veces van acompañadas de la síntesis de ATP. Ejemplos: hidrólisis, digestión, fermentación, degradación de la glucosa.

Respiración Celular

Glucólisis

Es la degradación de glucosa en ácido pirúvico. Si hay oxígeno, el ácido pirúvico se oxida en las mitocondrias, y si no hay oxígeno, se fermenta. Tiene lugar en el citoplasma. En la primera reacción, la glucosa se fosforila (añade fosfato) hasta glucosa 6-fosfato, esto conlleva el consumo de ATP y da lugar a ADP. La segunda reacción es la isomerización a fructosa 6-fosfato. En la tercera reacción, se fosforila el carbono 1 de la fructosa consumiendo ATP y se libera fructosa 1,6-difosfato y ADP. En la cuarta reacción, se hidroliza en gliceraldehído fosfato y dihidroxiacetona fosfato. En las reacciones posteriores siempre se utiliza el gliceraldehído fosfato. Como son isómeros, si hace falta, la dihidroxiacetona fosfato se isomeriza a gliceraldehído. En la quinta reacción, el gliceraldehído se oxida hasta 1,3-difosfoglicérico. Con esta reacción se consigue poder reductor como NADH (transporta electrones) e incorpora un ion fosfato, y a continuación se forma ATP con ese fosfato y queda ácido 3-fosfoglicérico, que pierde una molécula de H2O, dando lugar a fosfoenolpiruvato, y este libera una molécula de ATP y ácido pirúvico. El balance es de 2 ATP y 2 NADH por cada molécula que se oxida hasta 2 ácido pirúvico. Este ácido entra en las mitocondrias oxidado como acetil CoA. 2 electrones del ácido pirúvico se liberan como poder reductor NADH, se libera CO2 y queda acetil CoA, que es el que se incorpora al ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

Se llama así porque se recupera el sustrato inicial (en el caso de Krebs, el que reacciona con acetil CoA es el oxalacetato y eso da lugar a ácido cítrico, y este se oxida hasta un ácido de 5 carbonos, liberando CO2 y poder reductor (NADH). El ácido de 5 carbonos se vuelve a oxidar produciendo más poder reductor y CO2, resultando un ácido de 4 carbonos (reacciona con CoA) y permite la formación de GTP y otra de poder reductor (en este caso FADH2). El ciclo de Krebs produce 3 moléculas de NADH2, 2 CO2, 1 FADH2 y 1 GTP, y se recupera el oxoacetato oxidando más los 4 carbonos que quedan.

Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos (CAT)

Porque el ácido cítrico y el isocítrico tienen 3 funciones carboxilo cada uno (6 carbonos).

Fermentación

Cuando el ácido pirúvico de la glucólisis no dispone de oxígeno para oxidarse, se puede fermentar hasta un producto orgánico consumiendo poder reductor.

Fermentación Alcohólica

Se llama así porque produce etanol y libera CO2. El ácido pirúvico (sin O2) da lugar a CO2 y etanal (acetildihído), y este se reduce a etanol (dando lugar a NADH para que sea posible la glucólisis).

Fermentación Láctica

El ácido pirúvico se reduce hasta ácido láctico (dando lugar a NADH). La fermentación láctica se produce en las fibras musculares cuando necesitan más ATP del que sus mitocondrias les pueden suministrar. Cuando el ácido láctico precipita, se forman microcristales que estimulan las fibras musculares.