Microbiologia i Immunologia: Conceptes Clau

Microbiologia

Virus: estructures molt petites, constituïdes per un sol tipus d'àcid nucleic (ADN o ARN) i proteïnes. Tenen una estructura molt concreta que es multiplica només dins d'una cèl·lula hostatjadora. No són cèl·lules, no tenen vida, ja que no exerceixen cap funció vital.

Funció: multiplicar-se.

Estructura genètica protegida per proteïnes que aconsegueixen una multiplicació, per aconseguir aquesta multiplicació forçosament han de parasitar cèl·lules.

Fora de la cèl·lula els virus són inerts, no tenen cap tipus de metabolisme ni moviment.

Alguns tenen el material genètic en forma d'ARN (estrany) i d'altres presenten ADN monocatenari, i alguns són capaços de dirigir un procés conegut com transcripció inversa. ADN

Composició:

• Estructural:
  • Càpsida: de naturalesa proteica i cada component s'anomena capsòmer, tots els virus tenen càpsida, i alguns fins i tot presenten una membrana, encara que no és pròpiament seva, sinó que és robada. En diferenciem dos tipus:

1. Amb membrana
2. Sense membrana

• Genètica: són aquells materials genètics que codifiquen les proteïnes víriques.

• Enzim especial que fabriquen o codifiquen alguns virus:
  • Transcriptasa inversa.

Segons la forma de la càpsida:

• Helicoïdals: la càpsida té forma cilíndrica.
• Polièdrics: forma icosaèdrica.
• Mixtes o compostos.

Segons la cèl·lula que parasiten:

• Animal
• Vegetal
• Bactèria (fag)

Segons l'espècie que parasiten:

• Humans
• Aviàries
• Tabac

Multiplicació dels virus

Els cicles dels virus tenen bàsicament 2 etapes:

La etapa intracel·lular i l'extracel·lular.

Extracel·lular: són formes inertes però infeccioses, és a dir, tenen la possibilitat d'introduir-se dins d'una cèl·lula.

Llavors pot infectar la cèl·lula, que és quan comença la fase intracel·lular, no té perquè infectar-la.

No busca la cèl·lula, es troben.

Intracel·lular: els virus existeixen només com a àcid nucleic, aquest àcid nucleic el podem trobar de dues formes:

• Procés de replicació
• Estat latent.

Tenint en compte això hi ha 2 cicles vírics:

Cicle lític:

El seu material genètic un cop entra a la cèl·lula entra en replicació.

Fases:

1. Infecció:
   • Adsorció/fixació: les partícules víriques queden adsorbides sobre la cèl·lula a la qual parasitaran. Es fixen perquè hi ha un reconeixement específic.
   • Penetració: les partícules víriques entren a la cèl·lula. En el cas dels virus bacterians normalment només entra el material genètic. Entra només un virus a cada cèl·lula (el material genètic) encara que es fixin uns quants.
2. Síntesi:

   L'àcid nucleic dels virus que ha entrat utilitza les estructures i l'energia de les cèl·lules per a replicar-se amb ell mateix.

   • Síntesi del material genètic.
   • Síntesi de les proteïnes víriques.

   La cèl·lula deixa de ser "cèl·lula" i és esclavitzada pel virus i fabricarà tot allò que el virus necessiti.

3. Maduració/acoblament:

   S'acoblen entre si les proteïnes víriques per a constituir la càpsida i dins de cada càpsida queda emmagatzemat el material genètic.

4. Alliberament o lisi:

   La cèl·lula es trenca i els virus queden alliberats, la cèl·lula mor i si hi ha més cèl·lules iguals al voltant quedaran totes infectades pel virus i començaran el mateix cicle.

Cicle lisogènic:

La infecció per part del virus no va acompanyada de la posterior lisi de la cèl·lula.

1. Infecció: igual però l'ADN del virus s'integra en l'ADN de la cèl·lula (pròfag) i quan es duplica la cèl·lula el virus també es troba en les cèl·lules filles.
2. Eclipsi: aquest pròfag pot quedar integrat en aquestes cèl·lules molt de temps... fins que es separa. Es perd el rastre del pròfag.

Els altres són iguals.

Prions: estructures molt més petites que els virus, ja que són només proteïnes, però són infeccioses.

Aplicacions dels microorganismes:

1. Agricultura: per enriquir i millorar els sòls.
2. Indústria: per extreure metalls a les mines, separar el que val del que no.
3. Medicina: obtenció de vacunes, antibiòtics, síntesi de molècules...
4. Alimentació: per als processos de fermentació.
5. Mediambientals: descontaminants.
6. Producció d'energia: per l'obtenció d'energies renovables.

Immunologia

Immunitat: és l'estat de resistència natural o adquirida, d'un organisme viu als agents estranys, ja siguin agents infecciosos, tòxics o degeneratius.

Sistema immune: conjunt de tots els elements que intenten aconseguir la immunitat.

Els elements que el constitueixen són cel·lulars i moleculars.

El SI és un sistema actiu que lluita contra els agents externs infecciosos.

Classificació:

Segons el lloc:

• Externes: les que tenim a l'exterior del cos (pell, llàgrimes...).
• Internes: es troben dins del cos (glòbuls blancs...).

Segons la dependència de l'agent invasor:

• Inespecífiques: totes aquelles defenses que responen de la mateixa manera independentment de la causa. Ex. inflamació.
• Específiques: són aquelles defenses que donen una resposta immunitària diferent depenent de l'agent estrany contra el que s'ha de lluitar.

Podem establir unes línies de defensa, són unes etapes de defensa que té el SI, n'hi ha de tres tipus:

1a, 2a i 3a.

1a línia:

És la primera que actua, és externa i inespecífica. Són mecanismes de barrera, dificulten i frenen l'entrada.

Tipus:

• Químiques: lisozima (enzim).
• Físiques: pell.
• Biològiques: flora bacteriana autòctona.

2a línia:

És interna i inespecífica, per tant no depèn de l'agent infectant, dóna una resposta ràpida i urgent.

Com que és inespecífica gairebé sempre actua igual. En aquest tipus de resposta intervenen cèl·lules del SI i pràcticament la resposta és fagocitosi, a part de les cèl·lules també intervenen molècules que el seu treball consisteix en inactivar.

Intervenen també macròfags, natural killer...

3a línia:

Aquesta línia únicament intervé quan les respostes inespecífiques resulten ineficients.

És el sistema de defensa específic i que constitueix la veritable resposta immunitària, ja que confereix immunitat (resistència).

Intervenen també cèl·lules (glòbuls blancs) i molècules.

Un macròfag + un cos estrany, al fagocitar acaben convertint-se en una cèl·lula presentadora d'antígens (CPA).

Les cèl·lules que actuen en la resposta específica són bàsicament limfòcits.

Els trobem:

• Moll de l'os: els que es queden al moll de l'os són els que maduren i seran els limfòcits B.
• Timus: els que surten del moll de l'os i van al timus, maduren i seran limfòcits T.

S'anomena timus perquè naixem amb l'òrgan molt gran i a mesura que creixem, es redueix.

No podem saber si un limfòcit és B o T fins que no comença a actuar.

Un cop han madurat (els B i els T) circulen per la sang, la limfa i acaben acumulant-se als òrgans limfoides secundaris, on esperen a trobar-se amb un antigen. El CPA serà qui porti l'antigen.

Els òrgans secundaris que tenim són els ganglis (que es troben a l'aixella, coll).

Limfòcits T:

Un cop el limfòcit T interacciona amb un antigen es diferencien en tipus diferents:

• LTh (helper): aquests són els encarregats d'activar els altres limfòcits B i els LT i fins i tot els macròfags (LT4).
• LTc (citotòxic): produeixen substàncies tòxiques per les cèl·lules anormals (canceroses...).
• LTs (supressors): són els que frenen la resposta immunitària.
• Limfòcits de memòria: són uns limfòcits que una vegada acabada la resposta específica són capaços de donar una 2a resposta molt més ràpida en el cas d'una 2a infecció del mateix tipus.

LB: no actuen mai, si actuen ---> cèl·lules plasmàtiques o LB de memòria.

Només tenen un sol tipus de receptor de membrana (anticossos) de manera que aquests receptors de membrana interaccionen amb un sol tipus d'antigen.

Concepte d'antigen:

És qualsevol substància que al ser reconeguda com a estranya per part del SI és capaç d'induir en ell una resposta específica.

Característiques:

• Són exògens, immunològics, reaccionen específicament, químicament són proteïnes, es localitzen a la superfície d'un agent patogen.

Estructura:

Tenen una part que s'anomena portador de l'antigenicitat, sobre aquesta estructura es troben els anomenats determinants antigènics (epítops), que són els responsables de l'especificitat de la unió amb l'anticòs, de manera que un antigen pot induir la síntesi de tants anticossos com epítops presenti.

Tipus:

• Autoantigen: antígens que ha fabricat un individu i que aquest mateix individu fabricarà anticossos contra els propis antígens. Ex. (cèl·lules canceroses).
• Al·loantígens: provenen d'individus de la mateixa espècie.
• Xenoantigen: prové d'espècies diferents. Ex. virus, bacteris.

Anticossos:

Químicament són glucoproteïnes fabricades per les cèl·lules plasmàtiques de la diferenciació dels LB.

Tenen la capacitat d'unir-se a un antigen que ha provocat la seva formació, i al unir-se queda format el que anomenem complex Ag-Ac.

Estructura:

Estan formats per 4 cadenes polipeptídiques, 2 pesades i 2 lleugeres. Tant les unes com les altres tenen una part constant i una altra variable (varia amb la funció de l'antigen).

Formació:

Els diferents tipus d'anticossos no es formen com a conseqüència de l'arribada d'un antigen sinó que durant el desenvolupament embrionari es generen limfòcits a l'atzar que són capaços de generar cadascun un determinat tipus d'anticòs.

Reaccions Ag-Ac:

1. Precipitació: precipita algun.
2. Aglutinació.
3. Neutralització.
4. Optimització.

2a línia:

Inflamació:

• Envermelliment.
• Calor.
• Tumoració.
• Dolor.

3a línia:

• Especificitat.
• Clonalitat.
• Memòria.
• Tolerància.
• Autoregulació.

Presenta dues modalitats:

• Resposta humoral.
• Resposta cel·lular.

Humoral: és aquella que té la finalitat de produir anticossos per part de les cèl·lules plasmàtiques. Participen LB (anticossos contra antigen).

Cel·lular: té com a finalitat la destrucció de les cèl·lules infectades. Participen LT (cèl·lula contra cèl·lula).

Immunitat: és l'estat de resistència d'un individu davant d'una infecció.

El sistema immunitari està capacitat per eliminar cèl·lules i molècules estranyes.

Profilaxi: conjunt de mesures que es prenen per tal de prevenir una malaltia.

Immune: un organisme és immune quan és capaç de destruir un antigen sense patir cap patologia.

Tipus d'immunitat:

Immunitat inespecífica o resistència natural:

És aquella que tenen els individus pel fet de pertànyer a una determinada espècie.

Immunitat adquirida:

És aquella en la qual el propi organisme desenvolupa resistència contra la infecció. Pot ser natural o artificial.

• Natural: és aquella immunitat adquirida de forma natural espontàniament. Hi ha limfòcits de memòria.
• Artificial: és la immunitat aconseguida de manera intencionada. Ex. vacunació.

Tant en una com en l'altra s'estimulen els limfòcits B i T i es formen limfòcits de memòria.

Immunitat adquirida passiva:

Ets immune sense haver passat la malaltia, gràcies a l'acumulació d'anticossos que incorpora l'individu de forma natural o artificial.

Vacunació:

És un preparat antigènic constituït per: microorganismes no virulents (atenuats), microorganismes morts o productes alliberats al medi pels m.o (toxoides). Tenen capacitat antigènica.

Amb les vacunes es busca: activar les defenses i aconseguir immunitat adquirida artificial permanent perquè s'acaben formant limfòcits de memòria, i així en el cas d'una segona exposició la resposta serà immediata.

Sueroteràpia:

Consisteix en una injecció de sèrum que conté anticossos específics contra determinades malalties, anticossos que els ha fabricat un altre organisme.

Amb això s'aconsegueix una immunitat immediata perquè els anticossos passen directament a la sang, però no s'aconsegueix una immunitat permanent, només temporal. (no es creen limfòcits de memòria).

Antibiòtics:

Substàncies produïdes per microorganismes i impedeixen el desenvolupament d'altres organismes o bé perquè intervenen en la seva activitat metabòlica o bé destrueixen membranes o parets.

Autoimmunitat:

Tolerància: capacitat del sistema immunitari de reconèixer els antígens de l'individu com a propis.