¿DE QUÉ ESTÁ HECHO TODO LO QUE NOS RODEA? ¿Cómo se defiende tu cuerpo del ataque de agentes patógenos? Introducción El virus del SIDA El VIH significa Virus de Inmunodeficiencia Humana. Para entender lo que esto significa, vamos a desglosarlo: V Virus: un virus sólo puede reproducirse a sí mismo al hacerse cargo de una célula en el cuerpo de su huésped. I Inmunodeficiencia: el VIH debilita el sistema inmunológico mediante la destrucción de células importantes que combaten las enfermedades e infecciones. H Humano: este virus en particular sólo puede infectar a los seres humanos. El VIH es como otros virus, incluyendo los que causan la “gripe” o el resfriado común. Pero hay una diferencia importante. Con el tiempo, su sistema inmunológico puede eliminar la mayoría de los virus de su cuerpo. Ese no es el caso con el VIH, dado que el sistema inmune humano no logra deshacerse de él. Eso significa que una vez que se adquiere el VIH, lo tendrá de por vida (figura 1). Sabemos que el VIH puede ocultarse durante largos períodos de tiempo en las células del cuerpo y que ataca una parte clave del sistema inmunológico, las células T o células CD4. Tu cuerpo tiene que tener estas células para combatir infecciones y enfermedades, pero el VIH las invade y las utiliza para hacer más copias de sí mismo, y luego las destruye. Figura 1. Virus del VIH 1 Resuelve la siguiente pregunta: ¿Qué precauciones deberíamos tener para evitar el contagio de enfermedades virales? ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _ ___________________________________________________________________________________________________ __ Objetivos de aprendizaje Explicar los mecanismos de defensa del cuerpo frente a las enfermedades Actividad 1 El concepto de patogenicidad Patogenicidad es la capacidad de causar enfermedad. Debido a que los patógenos son microorganismos que se adaptan y evolucionan rápidamente, los métodos que utilizan para causar enfermedad son complejos para realizarles un seguimiento estadístico. La continua evolución de los microorganismos obliga a cambiar los procesos de tratamiento de enfermedades y controlarlas eficazmente. Afortunadamente, las técnicas moleculares y de imagen genómicas y mejoradas, han ampliado enormemente la comprensión científica de los microorganismos que causan enfermedades transmitidas. La evolución y la selección están estrechamente relacionadas. La evolución produce microorganismos que son claramente diferentes de las generaciones anteriores; la selección da a estas cepas mutadas una ventaja, y hace que éstas sean predominantes. Los patógenos pueden expresar una amplia gama de virulencia. La virulencia es un término utilizado a menudo de forma intercambiable con la patogenicidad, se refiere al grado de patología causada por el organismo. El alcance de la virulencia está generalmente correlacionada con la capacidad del patógeno para multiplicarse dentro del huésped, y puede ser afectado por otros factores (es decir, condicional). En resumen, un organismo (especie o cepa) se define como patógena (o no), dependiendo de las condiciones, y puede presentar diferentes niveles de virulencia (Figura 2). Figura 2. Salmonela Salmonella es el nombre de un grupo de bacterias. Que causan enfermedades que son transmitidas en los alimentos. 2 La relación entre el huésped y el patógeno es dinámica, ya que cada actividad de cada uno de ellos modifica las funciones del otro. El resultado de tal relación depende de la virulencia del patógeno, y del grado relativo de resistencia o susceptibilidad del huésped, principalmente debido a la eficacia de los mecanismos de defensa del huésped. Partiendo de las palabras organiza un diagrama que brinde información sobre lo que significa la patogenicidad. Enfermedad Huésped Capacidad Multiplicarse Patógeno 3 Virus y bacterias patógenos Muchas infecciones humanas son causadas por bacterias o virus. Las bacterias son diminutos organismos unicelulares. Se encuentran entre las formas de vida más exitosas del planeta, y se extienden en el hábitat desde los glaciares hasta los desiertos. Las bacterias pueden ser beneficiosas por ejemplo, las bacterias intestinales nos ayudan a digerir los alimentos - pero algunas son responsables de una serie de infecciones. Estas variedades que causan enfermedades se llaman bacterias patógenas. Muchas infecciones bacterianas pueden tratarse exitosamente con antibióticos apropiados, aunque las cepas resistentes a los antibióticos están empezando a surgir (Figura 3). La mayoría de las bacterias, se mueven alrededor con la ayuda de pequeñas colas de amarre (flagelos) o batiendo sus cuerpos de lado a lado. Bajo las condiciones adecuadas, una bacteria que se reproduce dividiéndose en dos. Cada célula “hija” luego se divide en dos y así sucesivamente, de modo que una sola bacteria puede florecer en una población de unos 500.000 o más, en tan sólo ocho horas. Figura 3. Bacteria Corynebacterium diphtheriae Se transmite a través de gotitas respiratorias y el contacto personal. La difteria afecta las membranas mucosas del tracto respiratorio, conocido como “la difteria respiratoria”, la piel, denominado “difteria cutánea”, entre otras Si las condiciones ambientales no son las adecuadas, algunas bacterias se transforman en un estado latente, desarrollando una capa externa resistente, y esperan el cambio apropiado de condiciones. Esta tipo de bacterias reciben el nombre de esporas. Las esporas son aún más difíciles de erradicar que las bacterias activas debido a su revestimiento exterior. Un virus es un microorganismo, incluso más pequeño que las bacterias, y sólo puede reproducirse dentro de las células vivas de un huésped. Es difícil erradicar un virus. Es por eso que algunas de las enfermedades transmisibles más graves conocidas por la ciencia médica son de origen viral. Los virus representan un desafío considerable para el sistema inmunológico del cuerpo porque se esconden dentro de las células. Esto hace que sea difícil para los anticuerpos llegar a ellos. Algunas células del sistema inmunológico especiales, llamados linfocitos T, pueden reconocer y destruir las células que contienen virus, ya que la superficie de las células infectadas se cambia cuando el virus comienza a multiplicarse. Muchos virus, cuando se liberan de las células infectadas, son eliminados eficazmente por los anticuerpos que se han producido en respuesta a la infección o inmunización anterior (figura 4). 4 Figura 4. Rotavirus El rotavirus es la causa más común de diarrea grave en lactantes y niños de corta edad. Es un género de virus de ARN de doble cadena de la familia Reoviridae Tipos de bacterias Las bacterias que causan enfermedades se clasifican de forma general según su forma. Los cuatro grupos principales incluyen: Bacilos - en forma de una varilla con una longitud de alrededor de 0,03 mm. Enfermedades como la fiebre tifoidea y la cistitis son causadas por cepas de bacilos. Cocci - en forma de esfera con un diámetro de alrededor de 0,001 mm. Dependiendo de la especie, presentan una variedad de formas, tales como en pares, líneas largas o racimos apretados. Los ejemplos incluyen estafilococos (que causa una gran cantidad de infecciones, incluyendo forúnculos) y gonococos (que causa la infección de gonorrea sexualmente transmisibles). Espiroquetas - como su nombre indica, estas bacterias tienen la forma de pequeñas espirales. Las Espiroquetas bacterias son responsables de una serie de enfermedades, incluyendo la sífilis de infección de transmisión sexual. Vibrio - con forma de coma. El cólera, enfermedad tropical, caracterizado por diarrea severa y deshidratación, es causado por la bacteria Vibrio. 5 Bacterias no benéficas Tabla 1. Bacterias no benéficas Tipo de bacteria Streptococcus pyogenes Descripción Es el agente causal de la infección en la garganta, dolor que puede empeorar en ciertas situaciones para dar lugar a infecciones que amenazan la vida, como la septicemia (cuando las bacterias tienen acceso al torrente sanguíneo) figura 5. Figura 5. Streptococcus pyogenes Escherichia Coli E. coli es un Bacilo, se considera como agente causal de la diarrea, en especial cuando se ha viajado, algunas cepas patógenas también puede conducir a la diarrea con sangre (figura 6). Figura 6. Escherichia Coli Vibrio Cholerae Es el agente causante del cólera y está asociado con la ingesta de alimentos mal cocinados, y las malas condiciones sanitarias. Causa miles de muertes en todo el mundo (figura 7). Figura 7. Vibrio Salmonella enteritidis La enteritis por Salmonella El agente causal más común de intoxicación alimentaria en todo el mundo es la enteritis salmonella, puede causar intoxicación por la ingesta de alimentos contaminados, además de diarrea y deshidratación (figura 8). Figura 8. Salmonella enteritidis Salmonella Typhi Es el agente causante de la fiebre tifoidea. Se asocia con una alta tasa de mortalidad y se caracteriza por diarrea con presencia de sangre, vómitos, deshidratación, fiebre, y puede llevar a la muerte (figura 9). Figura 9. Salmonella 6 Bacterias benéficas Tabla 2. Bacterias benéficas Tipo de bacterias Lactobacillus acidophilus Descripción Están presentes en diferentes partes del cuerpo humano como el intestino, la vagina y de la cavidad oral. Es responsable del pH ligeramente ácido de la vagina que es útil en la prevención de proliferación de otros microorganismos (figura 10). Figura 10. Lactobacillus acidophilus Bacillus subtilis Se produce de forma independiente en el entorno que nos rodea, y se utilizó por primera vez por el ejército nazi para manejar las enfermedades diarreicas. Le ayuda en la normalización la flora intestinal y en el funcionamiento metabólico. Está fortificada en productos como el yogur, el queso, la leche y el helado (figura 11). Figura 11. Bacillus subtilis Bifidobacterium animalis Se encuentra en el intestino de los animales y los seres humanos para ayudar en el proceso digestivo. Además, también puede ser consumido en dosis suplementarias para mejorar los síntomas de estreñimiento o síndrome de intestino irritable (figura 12). Figura 12. Bifidobacterium animalis Streptococcus thermophilus Fortalece el sistema inmunológico y mejora el funcionamiento del intestino. Se puede obtener a partir de queso y otros productos lácteos (figura 13). Figura 13. Streptococcus thermophilus Lactobacillus reuteri Es uno de los agentes probióticos que están presentes en la leche materna y se convierte en una parte permanente de la flora intestinal. También está presente en fuentes dietéticas como el yogur y el queso (figura 14). Figura 14. Lactobacillus reuteri 7 Tipos de virus Un virus es una pequeña porción de proteína que contiene material genético. Por ejemplo, el virus de la polio es de alrededor de 50 veces más pequeño que una bacteria de estreptococos, que en sí es sólo 0.003mm de largo. Los virus pueden ser descritos como ARN o virus de ADN, de acuerdo con el tipo de ácido nucleico que forma su núcleo. Los cuatro tipos principales de virus son: Icosaédrica: la cápside (capa protectora de naturaleza proteica) exterior forma 20 lados planos, lo que da una forma esférica. La mayoría de los virus son icosaédrica. Helicoidal - la cápside tiene la forma de una varilla. Envuelto: la cápside está encerrado en una membrana holgada, que puede cambiar de forma, pero a menudo aparece esférica. Complex: el material genético es revestida, pero sin una cápside. Tabla 3. Tipo de virus Rinovirus Tipo de virus Descripción Los Rinovirus humanos son la causa de un tercio a la mitad de todas las infecciones agudas del tracto respiratorio, aproximadamente, y son más comunes en climas templados y durante los meses más fríos del año (figura15). Figura 15. Rinovirus Influenza La Influenza es causada por un virus que ataca preferentemente el tracto respiratorio alto (la nariz, garganta y bronquios) figura 16. Figura 16. Influenza 8 Adenovirus Los adenovirus son un grupo de virus que típicamente causan enfermedades respiratorias como resfriados, conjuntivitis (infección ocular), difteria, bronquitis o neumonía (figura 17). Figura 17. Adenovirus Rotavirus El rotavirus es la causa más común de la diarrea grave en neonatos y niños pequeños. Es uno de los varios virus que a menudo causan las infecciones denominadas gastroenteritis (figura 18). Figura 18. Rotavirus Poliovirus Son los agentes causantes de la poliomielitis, enfermedad infecciosa aguda que en su forma grave afecta el Sistema Nervioso Central (SNC), destruyendo las motoneuronas en la médula espinal (figura19). Figura 19. Poliovirus Echovirus Es un tipo de virus ARN, es altamente infeccioso y su principal objetivo son los niños. Es una de las principales causas de meningitis aséptica, además en adultos y niños mayores es causa importante de endocarditis y miocarditis (figura 20). Figura 20.- Echovirus Herpesvirus La familia de los herpes virus tiene 8 grupos según estructura del virión, produciendo diferentes enfermedades o manifestaciones clínicas, donde el más frecuente es el Virus Herpes Simple (VHS) Tipo 1 (VHS-1) y Tipo 2 (VHS-2), además de producir enfermedades como el Herpes zoster y la Varicela (figura 21). Figura 21. Herpesvirus 9 En la tabla relaciona tres tipos de virus y bacterias que afectan al ser humano, realiza una descripción de cada uno y cómo estos invaden y atacan el organismo. Virus Bacterias Actividad 2 El sistema inmunológico humano Todos los seres vivos están sujetos al ataque de agentes causantes de enfermedades. Incluso las bacterias, tan pequeñas que más de un millón podrían caber en la cabeza de un alfiler, tienen sistemas de defensa contra la infección por virus. Este tipo de protección se vuelve más sofisticado en cuanto los organismos se hacen más complejos. Organismos multicelulares tienen células o tejidos específicos para hacer frente a la amenaza de la infección. Algunas de estas respuestas ocurran inmediatamente de modo que un agente infeccioso puede ser contenido rápidamente. Otras respuestas son más lentas, pero son más adaptados al agente infectante. 10 Colectivamente, estos mecanismos de protección se conocen como sistema inmunológico. El sistema inmune humano es esencial para nuestra supervivencia en un mundo lleno de microbios potencialmente peligrosos. El sistema inmune humano tiene dos niveles: La inmunidad específica y no específica. A través de la inmunidad no específica, también llamada inmunidad innata, el cuerpo humano se protege contra el material extraño que se percibe como perjudicial. Los microbios tan pequeños como virus y bacterias pueden ser atacados, al igual que los organismos más grandes como los gusanos. Figura 22. Piel Estas primeras líneas de defensa incluyen barreras externas como la piel y las mucosas. La piel forma una barrera impermeable que impide que los patógenos entren en el cuerpo. Sus cavidades del cuerpo, como la nariz y la boca, se alinean con las membranas mucosas que producen mucosidad pegajosa que puede atrapar bacterias y otros patógenos. Otros fluidos producidos por el cuerpo ayudan a proteger sus capas internas de la invasión de patógenos. El jugo gástrico producido por el estómago tiene una alta acidez que ayuda a matar a muchas de las bacterias en los alimentos (Figura 22). La inmunidad específica La inmunidad específica es un complemento de la función ejercida por la piel o las mucosas, cuenta además con células especializadas llamadas glóbulos blancos que combaten la infección. Sólo los vertebrados tienen respuestas inmunes específicas (Figura 23). Figura 23. Glóbulo blanco: linfocito Las células que participan en la respuesta inmunitaria El sistema inmunológico está formado por una red de células, tejidos y órganos que trabajan juntos para proteger el cuerpo. Las células implicadas son glóbulos blancos, o leucocitos, que vienen en dos tipos básicos que se combinan para buscar y destruir organismos causantes de enfermedad. Los leucocitos se producen o almacenan en muchas partes del cuerpo, incluyendo el timo, el bazo y la médula ósea. Por esta razón, se llaman los órganos linfoides. También hay grupos de tejido linfoide en todo el cuerpo, principalmente los ganglios linfáticos. Los leucocitos circulan a través del cuerpo entre los órganos y los nodos, a través de los vasos linfáticos y los vasos sanguíneos. De esta manera, el sistema inmune funciona de manera coordinada para controlar el cuerpo para los gérmenes o sustancias que podrían causar enfermedad. 11 Existen cinco leucocitos diferentes que realizan tareas específicas en función de sus capacidades y el tipo de agente patógeno que combaten: neutrófilos, basófilos, eosinófilos, monocitos y linfocitos. Tabla 3. Células del sistema inmune Neutrófilos Leucocito Descripción Los neutrófilos ingieren las bacterias por fagocitosis y luego liberan enzimas (tales como la lisozima) para destruir las bacterias (figura 24). Figura 24. Neutrófilos Basófilos Basófilos son células móviles con propiedades fagocíticas. Ellos pueden migrar a los tejidos extravasculares donde pueden ser estimulados por complejos de antígenos (figura 25). Figura 25. Basófilos Eosinófilos Los eosinófilos migran desde la médula ósea a través de la sangre en el tejido extravascular, y sobreviven allí por semana y son fagocíticas (figura 26). Figura 26. Eosinófilos Monocitos Los monocitos son más grandes que otros leucocitos, una vez que se liberan en el torrente sanguíneo migran a los tejidos, particularmente el hígado, los ganglios linfáticos y los pulmones. Son activamente fagocítica e ingieren partículas (figura 27). Figura 27. Monocitos 12 Linfocitos Figura 28. Linfocitos Existen dos tipos principales de linfocitos son las células B y células T. Las células B se caracterizan por la presencia de inmunoglobulinas en su superficie, y tras la estimulación con el antígeno, se transforman en células plasmáticas. Las células plasmáticas son entonces capaces de secretar anticuerpos específicos para el antígeno. Las células T participan en la respuesta inmune mediada por células, que no depende de la presencia de anticuerpos circulantes (figura 28). Realiza un diagrama explicando cada de los leucocitos o glóbulos blancos. 13 Cómo se genera la respuesta del sistema inmunológico Cuando se detectan antígenos (sustancias extrañas que invaden el cuerpo), varios tipos de células trabajan juntos para reconocerlos y responder. Estas células activan los linfocitos B para producir anticuerpos, proteínas especializadas que se acoplan a los antígenos específicos. Una vez producidos, estos anticuerpos siguen existiendo en el cuerpo de una persona, por lo que si el mismo antígeno es presentado al sistema inmune de nuevo, los anticuerpos ya están allí para hacer su trabajo. Así que si alguien se enferma con una enfermedad determinada, como la varicela, esa persona normalmente no se enferma de nuevo. Así es también como las inmunizaciones previenen ciertas enfermedades. Una inmunización consiste en introducir un antígeno que produce la enfermedad en el cuerpo de un individuo sano, como estrategia para que el cuerpo produzca anticuerpos para la protección de la persona ante ataques futuros del germen o sustancias que produce esa enfermedad en particular. Aunque los anticuerpos pueden reconocer un antígeno y bloquear en él, lo que no son capaces de destruir sin ayuda. Ese es el trabajo de las células T, que son parte del sistema que destruye los antígenos que han sido marcadas por anticuerpos o células que han sido infectadas o de alguna manera cambiado. (Algunas células T en realidad se llaman “células asesinas”). Las células T también están involucrados en ayudar a señales de otras células (como los fagocitos) para realizar su trabajo. Los anticuerpos también pueden neutralizar toxinas (sustancias venenosas o dañinas) producidos por diferentes organismos. Por último, los anticuerpos pueden activar un grupo de proteínas llamadas complemento que también son parte del sistema inmunológico. Complemento participa en matar bacterias, virus o células infectadas. Todas estas células especializadas y partes del sistema inmune ofrecen la protección del cuerpo contra la enfermedad. Esta protección se denomina inmunidad. Después de observar el video Sistema inmunológico y de la figura 29 en la que se especifica la infección de la membrana del cerebro por la bacteria Neumococo. Explica, según el diagrama de la figura 29, cómo puede el sistema inmunológico específico y no especifico actuar para defender el cuerpo humano. ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ 14 MENINGITIS BACTERIANA Infección en membranas del cerebro Diferentes virus y bacterias causan meningitis. En los niños, la bacteria de neumococo es la causa más común. 1 La bacteria del neumococo vive en regiones como la mucosa nasal y la faringe Cráneo Meninge Cerebro 3 En el cerebro, el neumococo infecta la membrana meninge que se inflama y orpime el órgano. 2 En algunos niños sanos, el neumococo logra pasar al torrente sanguíneo de donde viaja al cerebro. Figura 29. Infección de la membrana del cerebro por Neumococos 15 Actividad 3 Inmunidad adquirida Es la inmunidad que nuestro cuerpo gana con el tiempo, sin embargo, este aprende a atacar y destruir patógenos específicos sólo cuando estos patógenos lo invaden. Este conocimiento y la acción realizada por el cuerpo forman la inmunidad adquirida. La inmunidad adquirida, genera productos químicos especiales también conocidos como anticuerpos, que neutralizan las toxinas producidas por el patógeno. Cada tipo específico de patógeno requiere una sustancia específica. Las principales células que adquieren esta cualidad son los linfocitos T y los linfocitos B. Las características de la inmunidad adquirida son: • Especificidad. Nuestro cuerpo tiene la capacidad de reconocer y diferenciar diversos patógenos. Tiene una acción específica para cada tipo de agente. Así, en realidad es capaz de diferenciar entre diferentes tipos de bacterias, si es perjudicial o no, y capaz de determinar la mejor manera de eliminarlo. • Diversidad. Se puede reconocer una gran variedad de microorganismos de los protozoos hasta los virus avanzados. • La discriminación entre las células de nuestro propio cuerpo y otras partículas o células extrañas. • Memoria. Nuestro sistema inmunológico recuerda todos y cada encuentro inmunológico en nuestro cuerpo. Lo que esto significa es, una vez que nuestro cuerpo es invadido por un patógeno, se crea una respuesta específica a ese germen y lo elimina. Existen dos tipos de inmunidad adquirida, una de forma natural y la segunda de forma artificial Inmunidad natural. Es la primera barrera inmunológica frente a las infecciones, y se basa en la acción de células fagocíticas al poco tiempo de haber entrado el germen en el organismo. Inmunidad artificial. Gracias a las investigaciones de Luis Pasteur, la medicina descubrió un “artificio” por el cual el organismo generaba anticuerpos sin haber tenido que soportar los riesgos de una enfermedad infectocontagiosas. Este hallazgo científico posibilitó la generación de “vacunas” específicas que sirven para prevenir muchas enfermedades, la Viruela, gracias a la vacuna antivariólica pudo ser erradicada del mundo en el siglo pasado. Una vacuna contiene típicamente un agente que se asemeja a un microorganismo causante de la enfermedad y, a menudo se hace de una toxina del microorganismo o de sus proteínas de superficie. El agente estimula el sistema inmunológico del cuerpo para reconocer el agente como una amenaza, destruirlo, y llevar un registro de la misma, de modo que el sistema inmune puede reconocer más fácilmente y destruir cualquiera de estos microorganismos que encuentra más adelante. En la figura 30, se observa el mecanismo de acción de una vacuna, teniendo como referencia tres momentos. 1. La bacteria es rodeada por un macrófago. 2. Los linfocitos B se multiplican células plasmáticas y linfocitos B de memoria. 3. Los anticuerpos producidos por los linfocitos B se fijan a los antígenos y la destruyen. 16 Antígeno de una bacteria Macrófago Bacteria ingerida 1. Bacteria: entra en el cuerpo y es rodeada por una célula macrófaga Linfocitos B memoria: produce rápidamente células plasmáticas cuando se encuentra con las mismas bacterias otra vez Célula plasmática 2. Linfocitos B adecuado: se multiplica para producir células plasmáticas y linfocitos B memoria. Las primeras crean anticuerpos para destruir bacterias y las linfocitos B memoria se guardan para el futuro Antígeno de la bacteria Bacteria desactivada 3. Anticuerpos: liberados por las células plasmáticas, se fijan a los antígenos bacterianos y desactivan la bacteria. También atraen fagocitos a la zona para ayudar a destruir más bacterias El fagocito destruye la bacteria Figura 30. Mecanismo de acción de las vacunas Reúnete con dos compañeros y responde: 1. ¿Qué sucedería si a los niños no se les aplica todas las vacunas básicas? ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 17 2. ¿Por qué cuando los niños son vacunados presentan síntomas de fiebre? ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ Luego socializa las respuestas en clase Alergias y el Sistema Inmunológico Las alergias son trastornos del sistema inmune. La mayoría de las reacciones alérgicas son el resultado de un sistema inmune que responde a una “falsa alarma”. Cuando una sustancia inofensiva como el polvo, el moho o polen entran en contacto con una persona que es alérgica a esa sustancia, el sistema inmunológico puede reaccionar espectacularmente, produciendo anticuerpos que “atacan” al alérgeno (sustancia que produce reacciones alérgicas). El resultado de un alérgeno que entra el cuerpo de una persona susceptible, puede incluir respiración sibilante, comezón, moqueo, ojos llorosos o con picazón, y otros síntomas (Figura 31). ¿Cómo una persona se convierta en alérgica? Los alérgenos pueden inhalarse, ingerirse o entrar a través de la piel. Las reacciones comunes alérgicas, tales como la fiebre del heno y ciertos tipos de asma, están vinculados a un anticuerpo producido por el organismo llamadas las inmunoglobulina E (IgE). Cada anticuerpo IgE puede ser muy específico, reaccionar contra determinados pólenes y otros alérgenos. En otras palabras, una persona puede ser alérgico a uno tipo de polen, pero no en otro. Cuando una persona susceptible Figura 31. Alergia Eritema multiforme está expuesto a un alérgeno, el cuerpo comienza a producir una gran cantidad de anticuerpos de IgE correspondiente. La exposición posterioridad al mismo alérgeno puede resultar en una reacción alérgica. Los síntomas de la una reacción alérgica variarán dependiendo del tipo y la cantidad de alérgeno encontrado y la manera en que el sistema inmunológico reacciona. 18 Las alergias pueden afectar a cualquier persona, independientemente de la edad y el género. Generalmente, las alergias son más comunes en los niños. Sin embargo, una ocurrencia primero-tiempo puede suceder a cualquier edad, o volviera a producirse después de muchos años de remisión. Las alergias pueden desencadenarse por la presencia de hormonas, el estrés, humo, perfume e irritantes del medio ambiente. El cáncer y el sistema inmunológico El cáncer es una enfermedad que evade el sistema inmunológico, las células crecen fuera de control y pueden expandirse formándose el tumor. Muchos tumores necesitan de 30 a 40 años en desarrollarse, lo que explica por qué los niños rara vez tienen cáncer. Pero es posible que una persona a heredar un gen causante de cáncer mutante (Figura 32). Los genes pueden sufrir mutaciones como resultado de sustancias cancerígenas llamadas carcinógenos en el medio ambiente, así como los productos químicos en nuestras propias células. Otra fuente de mutaciones es errores de copia que se producen cuando el ADN se replica durante la división celular. Las células suelen tener sistemas de reparación para corregir este tipo de errores. Pero cuando esto no sucede el daño se convierte permanente y se transmite a los descendientes de la célula. Crecimiento de un tumor DIVISIÓN DE LA CÉLULA NORMAL Célula dañada que se puede reparar MUERTE DE LA CÉLULA DIVISIÓN DE LA CÉLULA CANCEROSA Primera mutación Segunda mutación Tercera mutación Cuarta mutación y sucesivas Figura 32. Crecimiento de un tumor 19 CRECIMIENTO INCONTROLADO VIRUS Un agente infeccioso de tamaño pequeño y de composición simple que puede multiplicarse sólo en las células de animales, plantas o bacterias. El nombre proviene de una palabra latina que significa “líquido viscoso” o “veneno”. BACTERIAS Son un grupo de microorganismos unicelulares que muestran una amplia gama de tipos metabólicos. Figura 33. Virus Figura 34. Bacterias Candida albicans Las bacterias se encuentran en una amplia gama de hábitats; por ejemplo, los extremófilos bacterias que prosperan en tales lugares como manantiales calientes, ambientes árticos y residuos radiactivos. actualidad es el trasplante de médula ósea, lo que requiere un donante compatible y puede Nuevo éxito de la terapia génica en una rara causar complicaciones graves en sí. enfermedad del sistema inmunológico Estudio de caso El síndrome de Wiskott-Aldrich es una rara inmunodeficiencia congénita que es ligado al cromosoma X, y tiene una prevalencia estimada de 1 entre 250.000 habitantes. Es causada por mutaciones en el gen que codifica la proteína WAS (WASP) expresado en las células hematopoyéticas (Son células inmaduras que al desarrollarse se convierten en las encargadas de la formación de los componentes de la sangre y del sistema inmunológico). Esta enfermedad, que afecta principalmente a los niños, causa hemorragias, infecciones severas y recurrentes, y en algunos pacientes reacciones autoinmunes y el desarrollo de cáncer. El único tratamiento disponible en la 20 Figura 35. Terapia génica Este estudio, que está en curso, se evalúa la viabilidad y eficacia de la terapia génica en esta indicación. El artículo publicado en JAMA reporta los resultados de los primeros seis pacientes, con edades de 8 meses a 16 años, en los que el período de seguimiento permitieron la evaluación de los efectos iniciales del tratamiento. El tratamiento consistía en recoger células madre de la sangre que llevan la anomalía genética de los pacientes (figura 35) y los corrigió en el laboratorio mediante la introducción de un gen sano WAS utilizando un vector lentiviral (son virus cuyo periodo de incubación es muy largo) desarrollado y producido por Genethon (Instituto de bioterapias, creado en 1990 ). Las células corregidas se reinyecta en los pacientes que en paralelo fueron tratados con quimioterapia para suprimir sus células madre defectuosas y células autoinmunes para hacer espacio para nuevas células corregidas. Después del proceso de reinyección, estas células se diferencian en las diversas líneas celulares que forman la sangre (glóbulos rojos y blancos, plaquetas). Hasta la fecha los pacientes tratados mostraron una mejoría clínica significativa, la severa infección desapareció en todos los casos. Sin embargo, la tasa de plaquetas corregidas varía de un paciente a otro. Fulvio Mavilio, Jefe Científico Oficial Genethon: Estamos todos muy contentos y animados por los resultados de este estudio es la primera vez que una terapia génica basada en células madre modificadas genéticamente se probó en un ensayo clínico. 21 Consulta Consulta sobre la enfermedad del SIDA y del papiloma humano teniendo en cuenta factores de riesgo, formas de contagio, cómo el sistema inmune actúa ante estas invasiones virales, y cómo se puede tratar (papel de las vacunas en estas infecciones). Prepara una exposición para ser sustentada en clase. Como ataca el virus del SIDA 1. El virus entra en la circulación sanguínea 2. El virus se adhiere al linfocito 4. El ARN vírico se trascribe en ADN introduciéndose en el núcleo del linfocito y pasa al código genético de la célula 3. El virus se abre y libera ARN vírico Puede evolucionar de dos formas El virus permanece dormido, el enfermo no presenta sintomas, puede contagiar a otros por la sangre o por las secreciones sexuales El virus se vuelve activo haciendo estallar la célula e infectando a otros linfocitos. Las defensas se debilitan siendo elevado el riesgo de aparición de los síntomas del SIDA Figura 36. El virus del sida y la respuesta inmunológica 22 ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ 23 Lista de figuras Figura 1. Virus del VIH. Kanijoman. (2011, septiembre 28). Virus VIH. [Ilustración]. Obtenido de: https://www.flickr.com/photos/23925401@N06/6194489334/in/photostream/ Figura 2. Salmonela. Taragui. (2005, Diciembre 7). Salmonella [FOTOGRAFÍA]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/ Foodborne_illness#/media/File:SalmonellaNIAID.jpg Figura 3. Bacteria Corynebacterium diphtheriae. Optigan13. (2008, junio 18). Corynebacterium diphtheriae Gram stain. Obtenido de: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corynebacterium_diphtheriae_Gram_stain.jpg Figura 4. Rotavirus. Kakoui. (2008, septiembre 16). Computer assisted reconstruction of a rotavirus particle. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Virus#/media/File:Rotavirus_Reconstruction.jpg Figura 5. Streptococcus pyogenes. Quibik. (1978 31 Junio). Photomicrograph of Streptococcus pyogenes bacteria. [Fotografía]. Obtenido de: http://pl.wikipedia.org/wiki/Streptococcus_pyogenes#/media/File:Streptococcus_pyogenes_01.jpg Figura 6. Escherichia Coli. Brian0918. (2005, Mayo 28). Low-temperature electron micrograph of a cluster of E. coli bacteria. http://en.wikipedia.org/wiki/Escherichia#/media/File:E_coli_at_10000x,_original.jpg Figura 7. Vibrio. Anthony D’Onofrio. (2011, enero 26). Vibrio Cells. [Fotografía]. Obtenido de: https://www.flickr.com/ photos/adonofrio/5390287631/ Figura 8. Salmonella enteritidis. Department of Agriculture. (2012, marzo 26). Salmonella enteritidis in color. [Fotografía]. Obtenido de: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salmonella_enteritidis_in_color.jpg Figura 9. Salmonella. Taragui. (2005, Diciembre 7). Salmonella [FOTOGRAFÍA]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/ Foodborne_illness#/media/File:SalmonellaNIAID.jpg Figura 10. Lactobacillus acidophilus. Dodo. (Bacillus coagulans. Gram stain. http://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_coagulans#/media/File:Bacillus_coagulans_01.jpg Figura 11. Bacillus subtilis. Tambe. (2005, Junio 27). Gram-stained B. subtilis. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia. org/wiki/Bacillus_subtilis#/media/File:Bacillus_subtilis_Gram.jpg Figura 12. Bifidobacterium animalis. Tambe. (2006, Abril 1). Microscopic image of Bifidobacterium adolescentes. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Bifidobacterium#/media/File:Bifidobacterium_adolescentis_Gram. jpg 24 Figura 13. Streptococcus thermophiles. Graham Beards. (2010, julio 17). Gram-stained smear of streptococci. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Streptococcus#/media/File:Streptococci.jpg Figura 14. Lactobacillus reuteri. Rasbak. (1981, Diciembre 31). Lactobacillus organisms and vaginal squamous epithelial cell. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Lactobacillus#/media/File:Lactobacillus_sp_01. png Figura 15. Rinovirus. Prskavka. (2005, octubrer 10). Model en tres dimensions d’un coronavirus. [Ilustración]. Tomado de: http://ca.wikipedia.org/wiki/Refredat#/media/File:Vis2.jpg Figura 16. Influenza. Optigan13. (1980, diciembre 31). Nachträglich eingefärbtes TEM-Bild mit Membranproteinen. [Fotografía]. Obtenido de: http://de.wikipedia.org/wiki/Influenzavirus#/media/File:Influenza_virus_particle_color.jpg Figura 17. Adenovirus. Dr. Richard Feldmann. (2006, noviembre 17). Adenovirus. [Ilustración]. Obtenido de: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenovirus.jpg Figura 18. Rotavirus. Kakoui. (2008, septiembre 16). Computer assisted reconstruction of a rotavirus particle. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Virus#/media/File:Rotavirus_Reconstruction.jpg Figura 19. Poliovirus. Graham Beards. (2010, septiembre 23). Polioviruses. [Fotografía]. Obtenido de: http://commons. wikimedia.org/wiki/File:Polioviruses.jpg Figura 20.- Echovirus Figura 21. Herpesvirus Figura 22. Piel CommonismNow. (2006, Marzo 31). Close view of the skin on a human hand. [Fptpgrafía]. Obtenido de: http://simple.wikipedia.org/wiki/Skin#/media/File:Human_skin_structure.jpg Figura 23. Glóbulo blanco: linfocito. DO11.10 (1976, Septiembre 20). Electron microscopic image of a single human lymphocyte. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Lymphocyte#/media/File:SEM_Lymphocyte.jpg Figura 24. Neutrófilos. BruceBlaus. (2013, septiembre 11). 3D rendering of various types of white blood cells. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell#/media/File:Blausen_0909_WhiteBloodCells.png Figura 25. Basófilos. BruceBlaus. (2013, septiembre 11). 3D rendering of various types of white blood cells. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell#/media/File:Blausen_0909_WhiteBloodCells.png 25 Figura 26. Eosinófilos. BruceBlaus. (2013, septiembre 11). 3D rendering of various types of white blood cells. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell#/media/File:Blausen_0909_WhiteBloodCells.png Figura 27. Monocitos. BruceBlaus. (2013, septiembre 11). 3D rendering of various types of white blood cells. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell#/media/File:Blausen_0909_WhiteBloodCells.png Figura 28. Linfocitos. BruceBlaus. (2013, septiembre 11). 3D rendering of various types of white blood cells. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell#/media/File:Blausen_0909_WhiteBloodCells.png Figura 29. Infección de la membrana del cerebro por Neumococos Figura 30. Mecanismo de acción de las vacunas Figura 31. Alergia Eritema multiforme. James. (2009, noviembre 27). Erythema multiforme minor. [Fotografía]. Obtenido de: http://pt.wikipedia.org/wiki/Eritema_multiforme#/media/File:Erythema_multiforme_minor_of_the_hand.jpg Figura 32. Crecimiento de un tumor Figura 33. Virus. PublicDomainPictures. (2014). Virus. [Fotografía]. Obtenido de: http://pixabay.com/p-163471/?no_ redirect Figura 34. Bacterias Candida albicans. Graham Beards. (2010). Candida albicans. [Fotografía]. Obtenido de: http://th.wikipedia.org/wiki/ Candida_albicans#/media/File:Candida_albicans_2.jpg Figura 35. Terapia génica. AxelBoldt. (2002, diciembre 4). Bone marrow harvest. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Hematopoietic_stem_cell_transplantation#/media/File:Bone_marrow_biopsy.jpg Figura 36. El virus del sida y la respuesta inmunológica 26 Referencias bibliográficas Iván Palomo G., Arturo Ferreira V., Cecilia Sepúlveda C. (2009). Fundamentos de Inmunología Básica y Clínica. Chile: UNIVERSIDAD DE TALCA. Johns Hopkins University. (2014). hopkinsmedicine. Recuperado el 05 de Abril de 2015, de hopkins medicine: http://www.hopkinsmedicine.org/healthlibrary/conditions/allergy_and_asthma/allergies_ and_the_immune_system_85,P00039/ Science Daily. (1995). ScienceDaily: su mejor fuente de las últimas noticias sobre la investigación. Recuperado el 16 de Abril de 2015, de ScienceDaily: su mejor fuente de las últimas noticias sobre la investigación: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150421132029.htm 27
