1. CONCEPTOS ................................................................................................................................ 1 BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 2º DE BACHILLERATO NIVEL V. INMUNOLOGÍA
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Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. 2º DE BACHILLERATO NIVEL V. INMUNOLOGÍA 1. 2. CONCEPTOS ................................................................................................................................ 1 MECANISMOS DE DEFENSA ................................................................................................... 2 2.1. MECANISMOS DE DEFENSA INESPECÍFICOS.............................................................. 2 2.1.1. DEFENSAS INESPECÍFICAS EXTERNAS ............................................................... 2 2.1.2. DEFENSAS INESPECÍFICAS INTERNAS................................................................. 3 2.1.3. EL COMPLEMENTO ................................................................................................... 5 2.1.4. EL INTERFERÓN ......................................................................................................... 5 2.2. MECANISMOS DE DEFENSA ESPECÍFICA .................................................................... 6 2.2.1. LINFOCITOS ................................................................................................................ 6 2.2.2. ÓRGANOS LINFOIDES .............................................................................................. 7 2.2.3. MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INMUNIDAD ESPECÍFICA ............................ 8 3. ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS ................................................................................................ 8 3.1. ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS .......................................................................... 8 3.2. TIPOS DE INMUNOGLOBULINAS ................................................................................... 9 4. RESPUESTA HUMORAL Y CELULAR .................................................................................. 10 4.1. INMUNIDAD HUMORAL ................................................................................................. 10 4.2. INMUNIDAD CELULAR .................................................................................................. 11 5. INMUNIDAD PASIVA Y ACTIVA .......................................................................................... 12 5.1. INMUNIZACIÓN PASIVA ................................................................................................ 12 5.2. INMUNIZACIÓN ACTIVA. VACUNACIÓN .................................................................. 12 5.2.1. TIPOS DE VACUNAS ................................................................................................ 13 6. DISFUNCIONES DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO ............................................................. 14 6.1. INMUNODEFICIENCIAS .................................................................................................. 14 6.1.1. INMUNODEFICIENCIAS CONGÉNITAS O HEREDADAS .................................. 14 6.1.2. INMUNODEFICIENCIAS SECUNDARIAS O ADQUIRIDAS ............................... 14 6.2. HIPERSENSIBILIDAD ...................................................................................................... 14 6.3. AUTOINMUNIDAD ........................................................................................................... 16 7. TRANSPLANTES. RECHAZOS Y LÍMITES ÉTICOS ............................................................ 16 7.1. TRANSPLANTES Y RECHAZO ....................................................................................... 16 7.2. PROBLEMAS ÉTICOS Y SOCIALES DE LOS TRANSPLANTES ................................ 16 8. EL SIDA. ASPECTOS SOCIALES Y EPIDEMIOLÓGICOS. .................................................. 17 8.1. CARACTERÍSTICAS DEL VIH ........................................................................................ 17 8.1.1. DESARROLLO DEL SIDA ........................................................................................ 17 8.1.2. LUCHA CONTRA EL SIDA ...................................................................................... 18 9. PRINCIPALES INFECCIONES E INFESTACIONES ZOONÓSICAS EN EXTREMADURA 19 9.1. BRUCELOSIS ..................................................................................................................... 19 9.2. TUBERCULOSIS ................................................................................................................ 19 9.3. HIDATIDOSIS .................................................................................................................... 20 9.4. TRIQUINELOSIS ............................................................................................................... 20 1. CONCEPTOS La inmunología es la ciencia, rama de la biología, encargada del estudio de los mecanismos de defensa de los organismos frente a agresiones externas. Página 1 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso La inmunología (del latín inmunitas, libre de cargo, invulnerable) nació de los estudios de los premio Nóbel de medicina de 1908 E. Metchnikoff y P. Ehrlich, aunque ya los trabajos de Jenner (1798, primera vacuna) y Pasteur, pueden encuadrarse en esta disciplina. Puede decirse que la inmunología se encarga del estudio de la inmunidad, que puede definirse como la capacidad de un organismo (o de su sistema inmune) para distinguir las estructuras que le son propias de la extrañas. Entre estas estructuras extrañas las hay externas, como los microorganismos, e internas, como células cancerosas. La invasión de un organismo por un microbio se denomina infección. No todas las sustancias o microbios causan enfermedades. Los que lo hacen se dice que son patógenos. La mayoría de los microbios patógenos deben su patogeneidad a la producción de determinadas sustancias dañinas para el organismo infectado. Estas sustancias se llaman toxinas. Finalmente, se denomina virulencia a la capacidad de un microorganismo para producir una enfermedad o daño al organismo infectado. 2. MECANISMOS DE DEFENSA Los mecanismos de defensa de un organismo frente a estructuras extrañas son muy variados y pueden clasificarse de diversas formas. Así, desde el punto de vista anatómico se puede hablar de defensas o barreras externas o pasivas, que tratan de impedir la entrada de agentes extraños, y las defensas o barreras internas o activas, que actúan cuando dichos agentes ya han entrado en el organismo. Por otro lado, podemos hablar de respuesta innata, que es la llevada a cabo por moléculas y células que siempre están activas, incluso sin la presencia de agentes extraños; y la respuesta adquirida, que se origina cuando aparecen dichos agentes. Finalmente, las defensas pueden clasificarse en inespecíficas, que funcionan igual frente a cualquier agresión, y específicas, que elaboran una respuesta adaptada al tipo de agente extraño. 2.1. MECANISMOS DE DEFENSA INESPECÍFICOS Entre los mecanismos inespecíficos se encuentran tanto barreras externas como internas: 2.1.1. DEFENSAS INESPECÍFICAS EXTERNAS Existen varios tipos: Página 2 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso Lisozima en lágrimas, saliva y mucosidad nasal Epitelios ciliados Cerumen del oído Secreciones de glándulas sebáceas Epitelios de revestimiento Ácidos y enzimas digestivas Defensinas intestinales Flora bacteriana normal Espermina en el semen a. Estructurales: piel y mucosas. Cubren la superficie externa y las cavidades digestivas y respiratorias, respectivamente. Su destrucción (heridas, quemaduras, etc) es una de las vías principales de infección. b. Mecánicas: sistemas de expulsión por arrastre de microorganismos y sustancias extrañas. Así, los cilios de las vías respiratorias, el flujo de orina y el movimiento intestinal pertenecerían a esta categoría. c. Bioquímicas: secreciones que impiden o dificultan la entrada de agentes extraños. Así, la lisozima de la saliva, los ácidos que segregan las glándulas sebáceas de la piel y el jugo gástrico. d. Ecológicas: tanto en la superficie externa como en las cavidades digestivas y respiratorias, existen numerosos microorganismos que compiten con los patógenos e impiden su entrada. 2.1.2. DEFENSAS INESPECÍFICAS INTERNAS Son defensas que actúan con gran rapidez ante la entrada de cualquier sustancia o agente extraño. Hay cuatro tipos de defensas inespecíficas internas: a. INFLAMACIÓN: (lat. flammatis, en llamas). La respuesta inflamatoria es un mecanismo muy eficaz para preparar, activar y coordinar las demás defensas inespecíficas. La inflamación se manifiesta por calor, enrojecimiento, dolor y tumefacción de la zona afectada. Página 3 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Neutrófilo Emilio F. Vicioso Células endoteliales Selectina P C5a 1 Vasodilatación capilar 2 Incremento de la permeabilidad Retracción de las células endoteliales. 3 Infiltración de células sanguíneas Foco inflamatorio Glucoproteínas de unión Diapédesis Quimiotaxis Quimiotaxis Diapédesis Capilar sanguíneo 4 Se forman los ARN víricos y se traducen para formar las proteínas enzimáticas y estructurales del virus. Se ensamblan los viriones y pueden liberarse, infectando nuevas células. Medio extracelular El proceso consta de cuatro etapas: 1. Producción de estímulo: entrada del microorganismo o sustancia tóxica o bien una lesión o herida. 2. Liberación de mediadores de la inflamación: por parte de las células lesionadas. Son sustancias diversas que tienen como finalidad atraer a los fagocitos y dilatar los vasos sanguíneos (vasodilatación): leucotrienos, histamina, prostaglandinas, etc. 3. Actuación de los mediadores sobre los capilares sanguíneos: causando el aumento del número de leucocitos circulantes, la vasodilatación, el aumento de la permeabilidad capilar y la activación de los fagocitos. 4. Aumento de las acciones defensivas de fagocitos y leucocitos: que llegan en gran número gracias a la vasodilatación y permeabilidad de los vasos. b. LOS FAGOCITOS: los fagocitos son un tipo de leucocitos. Se desplazan por movimiento ameboide, mediante pseudópodos, y tienen capacidad de fagocitosis, de ahí su nombre. Existen dos tipos, los granulocitos y los monocitos. Los granulocitos tienen granos en su interior y, además de fagocitar organismos extraños, liberan sustancias antimicrobianas. FAGOCITOS Monocito Macrófago Neutrófilo Fagocitan microorganismos, células alteradas y restos celulares. Página 4 de 20 Eosinófilo Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso Los monocitos no tienen gránulos. Al salir de los capilares aumentan de tamaño y se convierten en macrófagos, que aparecen en todos los tejidos y son las células con mayor capacidad fagocítica. 2.1.3. EL COMPLEMENTO El complemento es un sistema de proteínas (cerca de 30) presentes en el plasma sanguíneo y de función defensiva rápida. Este sistema tiene tres funciones: Es un mediador de la inflamación. Facilita la acción de fagocitos y anticuerpos. Provoca la lisis de las células invasoras Aumento de la permeabilidad vascular Lisis de células extrañas Contracción del músculo liso 1 2 7 Lisis de bacterias 6 COMPLEMENTO 5 Activación y quimiotaxis de neutrófilos 3 Desgranulación de mastocitos 4 Ayuda a la fagocitosis (opsonización) El complemento actúa activándose mediante una serie de reacciones en cascada, en las que unos componentes interaccionan con otros, amplificando enormemente la respuesta. El complemento puede actuar de dos formas: a. Vía clásica: se activa por la presencia de antígenos unidos a anticuerpos, es decir, cuando ya han intervenido los glóbulos blancos. b. Vía alternativa: actúa sin necesidad de anticuerpos, es la respuesta más rápida y la verdaderamente inespecífica. 2.1.4. EL INTERFERÓN Las células infectadas por virus liberan sustancias proteicas llamadas interferón, que impiden que se propague la infección. Página 5 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso El interferón actúa de dos formas: a. Impide la replicación del virus en células infectadas aún no destruidas, ya que provoca en ellas la producción de proteínas antivíricas, que interfieren en la formación de los virus. b. Activa los linfocitos llamados asesinos naturales o NK (natural killers), que detectan células infectadas o cancerosas y las destruyen. 2.2. MECANISMOS DE DEFENSA ESPECÍFICA Las defensas específicas se dirigen contra un tipo determinado de antígenos. Para cada antígeno extraño se elabora una respuesta adecuada. Además de esta especificidad, este tipo de respuesta tiene otra propiedad: la memoria inmunitaria, que permite dar una respuesta más rápida y eficaz cuando el mismo antígeno aparece otra vez. LINFOCITOS Las células implicadas en esta respuesta específica son los linfocitos. Responsables del reconocimiento específico de los agentes patógenos 2.2.1. LINFOCITOS Los linfocitos son leucocitos de la serie linfoide que, a diferencia de otros leucocitos, no forman pseudópodos y, por tanto, no fagocitan ni son móviles. Sin embargo, son capaces de reconocer antígenos específicos y elaborar una respuesta adaptada a ellos. Existen tres tipos de linfocitos: LINFOCITOS B LINFOCITOS T Poseen receptores de membrana específicos, que son inmunoglobulinas CD 4 TCR+CD 3 BC R Th Todas las células T B 7 MHC clase II CD2 8 CD 8 INMUNIDAD CELULAR INMUNIDAD HUMORAL Tras su activación producen inmunoglobulinas solubles que son anticuerpos específicos. CTL Presentan en su membrana receptores TCR que reconocen péptidos antigénicos sobre células presentadoras de antígeno (APC). Página 6 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso a) Linfocitos B: sintetizan proteínas específicas (anticuerpos) frente a los antígenos. La inmunidad que producen se denomina humoral (de humor, líquido), ya que los anticuerpos se difunden en los líquidos orgánicos. b) Linfocitos T: son los responsables de la inmunidad celular, pues no producen anticuerpos, sino que destruyen células alteradas (infectadas, cancerosas, etc), llamadas células diana. c) Linfocitos no-B no-T: destruyen células diana, pero de forma inespecífica. 2.2.2. ÓRGANOS LINFOIDES Las células precursoras de los linfocitos, como todas las sanguíneas, se forman en la médula ósea, pero maduran en los órganos linfoides. Hay dos tipos de órganos linfoides: a) Órganos linfoides primarios: son los órganos donde se diferencian los linfocitos. Los linfocitos B lo hacen en la médula y los linfocitos T, en el timo. b) Órganos linfoides secundarios: en ellos se acumulan e interaccionan los linfocitos maduros. Los principales son los ganglios linfáticos y el bazo. Otros son el apéndice, las placas de Peyer intestinales, las amígdalas y las adenoides (en las fosas nasales). Amígdalas Timo Bazo Placas de Peyer Apéndice Vasos linfáticos Médula ósea Página 7 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso 2.2.3. MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INMUNIDAD ESPECÍFICA Aunque la respuesta específica es muy compleja, sigue siempre las siguientes fases: a) Identificación y reconocimiento del antígeno extraño: se realiza por el contacto de los antígenos con moléculas de superficie de los linfocitos. A veces se hace de forma directa y otras los antígenos son “presentados” por células fagocitarias que los han digerido. b) Activación de linfocitos: tras el reconocimiento, los linfocitos se activan y comienzan a dividirse activamente. c) Desencadenamiento de la respuesta inmunitaria: los linfocitos B se convierten en células plasmáticas, que producen anticuerpos. Los linfocitos T atacan a las células diana y las destruyen. 3. ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS Se denomina antígeno a cualquier cuerpo que el organismo considera como extraño. Cuando aparece un antígeno, los linfocitos B fabrican anticuerpos específicos contra él, es decir, sustancias que los reconocen y se unen a ellos. Los antígenos tienen porciones a las que se unen los anticuerpos llamados determinantes antigénicos o epítopos. La zona del anticuerpo que se une al epítopo se denomina paratopo. Los antígenos tienen dos propiedades: a) Inmunogenicidad: capacidad para producir una respuesta inmunitaria. b) Antigenicidad: capacidad de unión a su anticuerpo específico. Para que la respuesta inmunitaria sea completa, con especificidad y memoria, tienen que intervenir tanto los linfocitos B como los T, y ambos han de reconocer al antígeno. 3.1. ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS Los anticuerpos son glucoproteínas globulares llamadas inmunoglobulinas (Ig) o gammaglobulinas. Cada molécula de Ig consta de dos cadenas pesadas (H) y dos ligeras (L), idénticas entre sí y unidas por puentes disulfuro. Tienen forma de “Y” en el plano, aunque la verdadera estructura tridimensional es compleja. Cada cadena, pesada o ligera, tiene dos porciones o dominios, una variable (VH o VL) en el extremo N-terminal; y otra constante (CH o CL) en el extremo C-terminal. Página 8 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Paratopo Cadenas pesadas (H) H2N H2N Emilio F. Vicioso VH VH VL CH CH 1 1 NH2 VL CL CL Cadena ligera (L) Cadena ligera (L) COOH HOOC La papaína hidroliza las Igs rompiéndolas en dos fragmentos F F ab Paratopo NH2 ab CH CH 2 2 CH CH 3 3 HOOC Paratopos Bisagra COOH F c Modelo tridimensional Los dominios variables tienen regiones hipervariables, que constituyen los paratopos donde se unirá el epítopo del antígeno. Por tanto, cada molécula de anticuerpo puede unirse a dos antígenos y se dice que tiene valencia 2. La parte glucídica está unida a la región constante de la cadena pesada y su función aún no es conocida del todo. 3.2. TIPOS DE INMUNOGLOBULINAS En vertebrados superiores hay 5 tipos de inmunoglobulinas: Estructura pentamérica de una IgM Estructura dimérica de IgA secretora Cadena J Cadena J Component e secretor Monómero Monómero Página 9 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso a) Ig G: monómeros, son las más abundantes (descritas en el apartado anterior). Entre otras funciones, inmunizan al feto. b) Ig A: monómeros o dímeros. Protegen las mucosas. c) Ig M: pentaméricas. Son los anticuerpos que actúan la primera vez que aparece un antígeno. d) Ig D: monomérica. Estimulan la producción de otros anticuerpos. e) Ig E: monoméricas. Responsables de las alergias. 4. RESPUESTA HUMORAL Y CELULAR 4.1. INMUNIDAD HUMORAL Se denomina así al conjunto de mecanismos inmunitarios en los que intervienen proteínas específicas. Estas proteínas son los anticuerpos. Los anticuerpos los sintetizan los linfocitos B. Los linfocitos B se forman y maduran en la médula ósea. Allí se generan millones de linfocitos B genéticamente distintos, cada uno de los cuales fabricará anticuerpos diferentes, capaces de unirse a la innumerable cantidad de antígenos distintos que puede existir. CADENA Región C LIGERA Familia J Familia V ADN Recombinación somática ARNm Cadena ligera Cadena ligera Cadenas pesadas ANTICUERPO ARNm Recombinación somática ADN Regiónes C Familia J Familia D Familia V CADENA PESADA Página 10 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso Esto se consigue fragmentando el ADN que codifica para los anticuerpos y reagrupando los fragmentos al azar. Se calcula que se pueden elaborar unos mil millones de anticuerpos distintos, aunque cada linfocito y su descendencia sólo sintetizan un tipo. En el sistema inmunitario sólo hay unos pocos linfocitos B inactivos. Cuando aparece un antígeno, se une al anticuerpo de la membrana de algún linfocito. Una vez realizada la unión específica, el linfocito B se activa y empieza a dividirse, dando una serie o clon de células, todas las cuales producen el mismo anticuerpo. La mayoría de los linfocitos B activos se convierten en células plasmáticas, que tienen un gran tamaño y producen enormes cantidades de anticuerpos. Sin embargo, algunos linfocitos B quedan como células de memoria, de vida ilimitada y reserva por si aparece el mismo antígeno en el futuro. IgG Respuesta primaria Respuesta secundaria IgG IgM IgM Tiemp o IgM LB LB LB LB LB LB LB LB Células plasmáticas LB LB LB LB LB CP IgG CP Linfocitos B IgM LB LB LB Tiemp o LB CP LB CP LB CP LB LB LB CP LB LB LB LB CP LB LB CP LB LB CP LB CP Ig G CP CP CP M M M M M M M M M M M LB CP LB Células de memoria 4.2. LB LB M M LB M M INMUNIDAD CELULAR Además de la producción de anticuerpos, existe otro mecanismo inmunitario específico, la inmunidad celular o inmunidad mediada por células. Esta inmunidad es muy eficaz destruyendo células de otro individuo de la misma especie (transplantes), células tumorales, células infectadas por virus y células infectadas por microorganismos intracelulares. Los linfocitos implicados son los linfocitos T y los no-B no-T. a) Linfocitos T: se diferencian en el timo y se dividen en dos grupos, los T4 y los T8. Los T4 colaboran con otros linfocitos (B y T) y con los macrófagos. Los T8 destruyen células diana e impiden una respuesta inmune excesiva (alergias, enfermedades autoinmunes). Página 11 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso Los linfocitos T tienen receptores superficiales de antígenos, pero no pueden unirse a antígenos libres, sino a antígenos de la superficie de otras células. Estos antígenos suelen ser “presentados” al linfocito T por células fagocitarias que los han ingerido. La unión entre ambas células (linfocito T y célula presentadora de antígeno) activa los linfocitos T, que se dividen y comienzan a actuar como colaboradores de otras células inmunitarias (T4) o como destructores de células diana (T8). b) Linfocitos no-B no-T: son células muy escasas y no reconocen al antígeno, por lo que su respuesta es inespecífica. Existen dos tipos: b.1 Células K o asesinas: atacan a células recubiertas de anticuerpos y las destruyen. b.2 Células NK o asesinas naturales: son similares a las células asesinas, pero atacan a células tumorales, infectadas por virus o de transplantes. 5. INMUNIDAD PASIVA Y ACTIVA La inmunidad que desarrolla un individuo puede deberse a procesos naturales o técnicas médicas. Además, en ambos casos, la inmunidad puede ser pasiva, si se adquieren anticuerpos fabricados por otros organismos, o activa, si es el propio organismo el que fabrica los anticuerpos. Así, existen los siguientes tipos de inmunidad: a) Inmunidad natural pasiva: transferencia de anticuerpos de la madre al feto o al lactante. b) Inmunidad natural activa: se produce tras padecer una enfermedad infecciosa, quedando una memoria inmune en el individuo. c) Inmunidad artificial activa y pasiva: se obtiene una inmunización por técnicas médicas. 5.1. INMUNIZACIÓN PASIVA Es la introducción en el organismo de anticuerpos sintetizados por otra persona o animal. Para obtener los anticuerpos se inyectan los antígenos en un animal (normalmente, el caballo), que sintetiza los anticuerpos contra una enfermedad determinada. También se pueden obtener de la sangre de personas hiperinmunes, con muchos anticuerpos. La inmunización pasiva emplea dos tipos de sustancias: a) Sueros: o antisueros. Contienen sólo los anticuerpos necesarios. b) Gammaglobulinas: mezcla de varios anticuerpos entre los que están los que interesan. 5.2. INMUNIZACIÓN ACTIVA. VACUNACIÓN La inmunización activa consiste en la estimulación artificial del sistema inmune. Página 12 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso La vacunación es un tipo de inmunización activa, pues estimula el sistema inmunitario frente a gentes patógenos o sustancias dañinas sin producir la enfermedad, pero creando memoria inmunológica. Es, por tanto, un método preventivo. Infección natural Vacunación con antígenos del patógeno R e s p u e s t a Respuesta de anticuerpos primaria Inmunidad adquirida Células memoria d e a Tiempo n ti Lacvacunación se ha mostrado enormemente eficaz contra muchas enfermedades infecciosas, como la viruela, que ha sido erradicada. Sin embargo, no siempre se puede conseguir la vacuna u apropiada.e Actualmente se investiga en las del VIH y la hepatitis C. r Las p vacunas deben cumplir dos características: o a) Tener capacidad inmunógena: debe provocar respuesta inmunitaria eficaz, aunque nunca s se llega al 100%. b) Ser seguras y sin efectos secundarios: no debe provocar enfermedad u otros efectos nocivos. 5.2.1. TIPOS DE VACUNAS Según el origen y tipo de antígenos, las vacunas pueden ser: a) Atenuadas: contienen microorganismos vivos, aunque debilitados. Dan una respuesta muy fuerte y duradera. Poliomielitis, sarampión, rubéola. b) Inactivas: lleva microorganismos muertos, por lo que se necesitan en mayor cantidad para que sea eficaz. A veces se requieren dosis de recuerdo. Rabia, tifus, tos ferina, difteria. c) Acelulares: sólo llevan parte de los microorganismos o sus productos. Tétanos, difteria, meningitis, hepatitis B Página 13 de 20 Biología y Geología 6. IES La Zarza Emilio F. Vicioso DISFUNCIONES DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO A veces, debido a alteraciones y errores, aparecen anomalías en el sistema inmunitario, lo que puede provocar graves enfermedades en el organismo. Hay dos tipos de alteraciones: las debidas a una acción inmunitaria insuficiente y las debidas a respuesta excesiva o innecesaria. 6.1. INMUNODEFICIENCIAS Una inmunodeficiencia es la incapacidad para desarrollar una respuesta inmunitaria adecuada ante antígenos extraños. Estos antígenos no rechazados pueden causar graves daños, sobre todo si son microorganismos invasores. Hay dos tipos de inmunodeficiencias: las congénitas y las adquiridas. 6.1.1. INMUNODEFICIENCIAS CONGÉNITAS O HEREDADAS Son poco frecuentes, pero muy graves. Entre ellas están: a. Inmunodeficiencias de linfocitos T: son de las más frecuentes y las más graves. Entre ellas están las inmunodeficiencias combinadas, llamadas así por afectar tanto a la inmunidad humoral como a la celular. La más conocida es la inmunodeficiencia combinada severa (SCID) (enfermedad de los niños burbuja). Es la primera enfermedad tratada mediante terapia génica con resultados positivos. b. Inmunodeficiencias de linfocitos B: son las más frecuentes (50 a 60%) pero las menos graves. Se deben a defectos en la fabricación de inmunoglobulinas. La más grave es la agammaglobulinemia, enfermedad ligada al cromosoma X en la que los varones carecen de células B y, por tanto, de inmunoglobulinas. c. Inmunodeficiencias de fagotitos: poco frecuentes. Se deben a alteraciones en macrófagos o granulocitos. Provocan sensibilidad a infecciones bacterianas y fúngicas. d. Inmunodeficiencias de proteínas del complemento: son las menos abundantes. Se deben a errores en cualquier proteína del complemento. 6.1.2. INMUNODEFICIENCIAS SECUNDARIAS O ADQUIRIDAS Se adquieren después del nacimiento y se deben a factores externos o medioambientales, como: radiaciones, malnutrición, infecciones, etc. La más grave de todas es el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), provocada por el virus VIH. 6.2. HIPERSENSIBILIDAD La hipersensibilidad es una respuesta inadecuada o exagerada del sistema inmunitario. No suele aparecer al primer contacto con el antígeno, sino tras contactos posteriores. La memoria inmunológica es la causante del daño tisular y de la inflamación. Existen varios tipos de hipersensibilidad: a. Hipersensibilidad de tipo I o inmediata: llamada también alergia. Se debe a la reacción exagerada de La IgE y los mastocitos ante antígenos ambientales que, para Página 14 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso la mayoría de los individuos, son inocuos (polen, polvo, ácaros, pelo animal, etc). Son reacciones muy rápidas. Alérgeno Linfocito B Mastocito APC Th IL-4 IL-6 IL-10 IgE Histamina, serotonina b. Hipersensibilidad de tipo II o citotóxica: en esta los anticuerpos se unen a algún antígeno presente en las células del organismos, provocando una respuesta de las células NK y el complemento Aquí se incluyen los rechazos a transplantes y transfusiones de sangre. c. Hipersensibilidad de tipo III o inducida por inmunocomplejos: se produce cuando se forman complejos inmunológicos en exceso y nos son eliminados, por lo que se activa el complemento y los granulocitos. A esta categoría pertenecen algunas enfermedades autoinmunes. d. Hipersensibilidad de tipo IV o retardada: tarada más de 12 horas en desarrollarse. No se debe a anticuerpos, sino a linfocitos T, que atraen macrófagos y desatan la respuesta inflamatoria. Tipo II ó citotóxica dependiente de anticuerpos Fc Tipo III ó inducida por inmunocomplejos Célula diana Inmunocomplejo Antígenos Tipo IV ó retardada mediada por células Linfocito T (activado) Complement o Anticuerpo Macrófag o inactivo antígeno s Linfocina s Complement o Granulocito Célula diana Página 15 de 20 Macrófag o activado Biología y Geología 6.3. IES La Zarza Emilio F. Vicioso AUTOINMUNIDAD Normalmente el sistema inmunitario es capaz de distinguir las moléculas extrañas de las que son propias del organismo, rechazando las primeras e ignorando las segundas. Cuando el sistema inmunológico se está formando, durante la infancia, los linfocitos que reaccionan ante células del individuo son destruidos, quedando sólo los que atacan antígenos extraños. Sin embargo, a veces se producen clones de linfocitos T autorreactivos que no son destruidos. Como resultado, el sistema inmunitario ataca a las células propias, dando enfermedades autoinmunes, de desarrollo lento pero progresivo. Entre las enfermedades autoinmunes se incluyen la artritis reumatoide, la diabetes juvenil (diabetes mellitus), la esclerosis múltiple, etc. 7. 7.1. TRANSPLANTES. RECHAZOS Y LÍMITES ÉTICOS TRANSPLANTES Y RECHAZO Los transplantes de órganos (riñón, corazón, hígado, etc) son cada vez más frecuentes. La mayor dificultad de los transplantes no radica en la operación en sí, sino en el posible rechazo de los tejidos del donante por parte del receptor. Este rechazo se debe a la respuesta inmunitaria del receptor contra los antígenos del donante, que se detectan como extraños. Los antígenos responsables del rechazo son los del sistema principal de histocompatibilidad (MHC), que activan a los linfocitos T. Además intervienen anticuerpos y el complemento. Para evitar el rechazo se suministran fármacos inmunosupresores que impiden la respuesta inmunitaria. Actualmente se estudia la aplicación de anticuerpos específicos contra linfocitos del rechazo. 7.2. PROBLEMAS ÉTICOS Y SOCIALES DE LOS TRANSPLANTES El transplante de órganos es una técnica médica de gran importancia y perspectivas presentes y futuras, pero plantea una serie de consideraciones éticas y sociales entre las que se hallanlas siguientes: a. Algunas comunidades y grupos religiosos se oponen a los transplantes e, incluso, a las transfusiones de sangre. Ante este hecho unos defienden el derecho de las personas a recibir el tratamiento apropiado para salvar su vida, mientras que otros destacan el respeto a la libertad religiosa y de pensamiento. b. Las donaciones deberían ser gratuitas, para evitar que el cuerpo humano se convierta en objeto de compra y venta. Sin embargo, en muchos países se paga por las donaciones y por recibir órganos o sangre. Ello ha originado un mercado “negro” de órganos a nivel mundial. Página 16 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso c. Las donaciones deben ser voluntarias por parte del donante. Si este ha fallecido son sus familiares quienes deben dar el consentimiento. Sin embargo, hay quienes opinan que no debería ser necesaria la opinión de los familiares. d. Es necesario respetar la prioridad de los pacientes en lista de espera de donación. Por ello debe tenerse un registro de enfermos con todos sus datos, así como información inmediata de los posibles donantes. En España esta tarea es realizada por la Organización nacional de transplantes, dependiente del Ministerio de Sanidad. 8. EL SIDA. ASPECTOS SOCIALES Y EPIDEMIOLÓGICOS. El SIDA o síndrome de inmunodeficiencia adquirida es un tipo de inmunodeficiencia secundaria o adquirida, provocada por el virus de inmunodeficiencia humano (VIH). Es una inmunodeficiencia permanente y progresiva, aunque otros virus provocan inmunodeficiencias transitorias. 8.1. CARACTERÍSTICAS DEL VIH El VIH pertenece a la familia de los retrovirus (que llevan la información en forma de ARN) y la subclase lentivirus (por actuar de forma muy lenta). Es un virus extremadamente variable, encontrándose distintos tipos de virus incluso en una misma persona infectada, lo que hace más difícil hallar una vacuna efectiva. Bicapa lipídica p24 p17 p41 Transcriptasa inversa gp120 Proteínas de la cápsida Proteínas de la cubierta p9 ARN monocatenario p7 8.1.1. DESARROLLO DEL SIDA La infección por VIH sigue los siguientes pasos: a. El VIH penetra en una persona sana a partir de otra infectada: i. Directamente en sangre, por transfusiones o jeringuillas infectadas. ii. Mediante relaciones sexuales en las que el semen o secreciones vaginales entren en contacto con heridas o erosiones de los epitelios. iii. De madre a hijo, durante la gestación o el parto. La persona infectada presenta anticuerpos a los dos meses, convirtiéndose en seropositiva. No se transmite por alimentos, picadura de insectos ni contacto normal entre personas. b. Una vez en el circulatorio, el VIH se une a los linfocitos T4 y, a veces, a los macrófagos. Página 17 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso c. La envoltura del virus se funde con la del linfocito y el ARN viral y su transcriptasa inversa penetran en el linfocito. d. Gracias a la transcriptasa inversa se forma ADN bicatenario a partir del ARN vírico. Dicho ADN se integra en el genoma del linfocito, dando un provirus, que se transmitirá alas células hijas cada vez que el linfocito se divide. En las células no se notan alteraciones, pero todas tienen el ADN vírico en su genoma. Además, el virus se libera lentamente por gemación. Los linfocitos sufren daños a largo plazo. Interacción de la glucoproteína gp120 y el receptor CD4 del linfocito T. La glucoproteína gp41, media en la fusión de las membranas y la entrada del virus. 1 Integración en el genoma de la célula Transcripción del ADN vírico Proteínas víricas Proteína gp120 Receptor CD4 ADN vírico ARNm vírico 2 3 Transcripción inversa del ARN vírico. Se produce un ADN bicatenario vírico que se inserta en el genoma celular con la colaboración de la integrasa vírica. Se origina el provirus VIH-1 e. En cierto momento, los linfocitos T4 infectados mueren, lo que causa la inmunodeficiencia. Cuando hay menos de 150 linfocitos por mm3 (lo normal son 500/mm3), la inmunodeficiencia es grave y la muerte sobreviene por infecciones oportunistas (tuberculosis, pneumonía, etc). Además, suelen aparecer tumores raros, como el sarcoma de Kaposi. El tiempo que transcurre entre la infección por VIH y la aparición de sida es de 5 a diez años. Durante este tiempo la persona infectada puede transmitir la enfermedad sin saberlo. 8.1.2. LUCHA CONTRA EL SIDA No existe un tratamiento eficaz. La combinación de ciertos medicamentos retrasa el desarrollo de la enfermedad, pero no la cura, pues no elimina el virus. El mejor método preventivo sería una vacuna, pero no existe aún. Por ello, la mejor prevención está en la educación y en evitar conductas y situaciones de alto riesgo. Página 18 de 20 Biología y Geología IES La Zarza Emilio F. Vicioso Por otro lado, un problema grave es el rechazo social a los enfermos de sida y a los seropositivos. Esta situación también precisa de una educación sobre qué es el sida y cómo se transmite para evitar dicho rechazo. 9. PRINCIPALES INFECCIONES E INFESTACIONES ZOONÓSICAS EN EXTREMADURA La O.M.S., Organización Mundial de la Salud, define las zoonosis, como enfermedades infecciosas transmisibles en forma natural entre los animales vertebrados; y de manera especial, aquellas enfermedades en las que existe una relación hombre-animal, bien de forma directa o a través del medio (agua, vectores…). Dentro de las principales zoonosis existentes en Extremadura, vamos a destacar cuatro, por cuanto son de especial interés y control por parte de las autoridades sanitarias. Hablamos de la brucelosis, tuberculosis, hidatidosis y triquinelosis. La brucelosis y la tuberculosis entran dentro del grupo de las infecciones, entendiendo por infección como la penetración, asentamiento y multiplicación de un agente patógeno microbiano en un organismo superior. Ambas enfermedades entran dentro del programa de las campañas de saneamiento ganadero de nuestro país. La hidatidosis y la triquinelosis son consideradas infestaciones, que difieren de las infecciones en que el agente patógeno capaz de producir la enfermedad no es de origen microbiano, perteneciendo al reino de los metazoos (organismos pluricelulares eucariotas no autótrofos). 9.1. BRUCELOSIS Es una enfermad producida por bacterias del Género Brucella. Es una zoonosis de contagio muy eficaz por contacto directo, inhalación o ingestión de productos contaminados. El contagio entre animales está producido por consumo de pastos contaminados a través de los loquios (exudados del parto, placentas, etc.). Afecta fundamentalmente a todas aquellos que se encuentren en contacto con el ganado (ganadero y veterinario), pero también puede pasar al resto de la población mediante la ingestión de leche cruda y queso fresco, de menos de sesenta días de curación, contaminado con el agente. La clínica más habitual es un cuadro febril (fiebres de Malta), acompañada de inflamación de las articulaciones (artritis). En los animales se manifiesta por abortos en hembras gestantes. 9.2. TUBERCULOSIS Es una enfermedad infecciosa producida por microorganismos del Género Mycobacterium. Se trasmite por vía aerógena o digestiva, a partir de animales o personas enfermas o portadoras. Los vehículos de contagio pueden ser las excretas de enfermos, utensilios contaminados, agua de bebida y alimentos. En el hombre la fuente de contagio más importante es el consumo de leche cruda o derivados sin pausterizar o esterilizar. Obviamente las profesiones que tengan contacto con animales enfermos también son grupo de riesgo. En cuanto a la sintomatología de la enfermedad puede llegar a ser muy variada, ya que afecta a gran cantidad de órganos. La forma más frecuente es la tuberculosis pulmonar que se manifiesta con un proceso febril, acompañado de debilidad e hinchazón de ganglios linfáticos, tos seca y breve que se va agravando con un cuadro de dificultad respiratoria (bronconeumonía). Página 19 de 20 Biología y Geología 9.3. IES La Zarza Emilio F. Vicioso HIDATIDOSIS Es una enfermedad parasitaria producida por gusanos planos de la familia de las tenias (Género Equinoccocus) El parásito adulto se encuentra dentro del intestino de los perros, pudiendo pasar desapercibido por no ser muy dañino para él (en infestaciones masivas pueden aparecer diarreas). El problema de esta enfermedad reside en los hospedadores intermediarios, entre los que se encuentra el hombre. Las heces de los perros están contaminadas con los huevos del parásito. Estos huevos pueden llegar a la cadena alimentaria humana mediante el consumo de verduras contaminadas y mal lavadas. También es posible infestación de forma directa, sobre todo en niños que jueguen con perros afectados. Una vez que los huevos penetran en el aparato digestivo del hombre, se desarrollará una larva que migrará a través de los vasos sanguíneos hasta llegar al hígado o pulmón, principalmente, donde formarán los quistes hidatídicos. Para cerrar el ciclo es necesario que la víscera afectada sea ingerida por un perro, situación que se da en el caso de que se infecte un herbívoro. La sintomatología de la enfermedad deriva del efecto compresivo del quiste sobre el órgano afectado. En ocasiones puede romperse y ocasionar la muerte. Dicho quiste solo puede curarse mediante la extracción quirúrgica. 9.4. TRIQUINELOSIS Es una enfermedad parasitaria producida por gusanos cilíndricos del grupo de los nemátodos. La enfermedad se transmite al hombre por la ingesta de carne de cerdo o jabalí fundamentalmente, que se encuentra poco hecha o curada en cuya musculatura se encuentran las lavas enquistadas de la triquina (el parásito adulto). En el hombre la larva se desarrolla en el aparto digestivo pudiendo ocasionar diarreas. El problema mayor reside el las nuevas larvas que surgen de los adultos, que a su vez se enquistarán en la musculatura del hombre. Esto ocasiona dolor y rigidez en los músculos afectados y en casos graves puede llevar a la muerte si se ven afectados los músculos respiratorios. Página 20 de 20
