Microbiología e inmunología

10. microbiologia
10.1. INTRODUCCIÃ N Y CLASIFICACIÃ N
Los microorganismos o microbios osn un extenso y variado grupo de seres vivos que están relacionados
entre sÃ− únicamente por su tamaño microscópico.
Los microorganismos pueden ser:
• Acelulares
♦ Virus
♦ Viroides
♦ Priones
• Celulares
♦ Procariotas:
◊ Bacterias
◊ Arqueobacterias
♦ Eucariotas
◊ Protozoos
◊ Algas unicelulares
◊ Hongos
10.2. MICROORGANISMOS ACELULARES
Los virus son formas acelulares microscópicas constituidas por un ácido nucleico y una cápsida proteica.
Son parásitos intracelulares obligados.
Los viroides son moléculas de ARN circular que carecen de cualquier protección
Los priones son proteÃ−nas que se pliegan de forma patológica y son capaces de inducir a las proteÃ−nas
normales con las que entran en contacto esta forma patológica, produciendo un efecto en cadena. Son
responsables, entre otras enfermedades, de la encefalopatÃ−a espongiforme bovina.
10.3. BACTERIAS
Clasificación
• Según su forma:
♦ Cocos: Forma esférica. Pueden aparecer aislados o en grupos
◊ Grupos de dos: Diplococos
◊ Formando cadenas: Estreptococos
◊ Formando racimos: Estafilococos
◊ Formando cubos: Sarcinas
♦ Bacilos: Forma de bastón
♦ Espirilos: Bacilos largos y curvados
♦ Vibrios: Forma de coma
♦ Espiroquetas: Forma de sacacorchos
• Según la estructura de su/s membrana/s
♦ Gram negativas: Poseen dos membranas, una interna y otra externa, entra las cuales se
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encuentra la pared celular. Son las más virulentas.
♦ Gram positivas: Poseen una única membrana debajo de la pared celular.
• Según su alimentación
♦ Autótrofas: Elaboran su propio alimento
◊ Fotótrofas o fotosintéticas: Llevan a cabo la fotosÃ−ntesis
⋅ Oxigénicas: Utilizan el agua como dador de protones y liberan oxÃ−geno
al exterior (cianobacterias)
⋅ Anoxigénicas: No utilizan agua ni liberan oxÃ−geno
◊ Quimiolitótrofas o quimiosintéticas: Obtienen la energÃ−a de la oxidación de
sustratos inorgánicos
⋅ Bacterias nitrificantes
• Nitrosomonas: Oxidan el amoniaco a nitritos
• Nitrobacter: Oxidan los nitritos a nitratos
⋅ Bacterias del azufre
⋅ Bacterias del hidrógeno y del metano
♦ Heterótrofas: No elaboran su propio alimento
◊ Saprófitas: Descomponen la materia orgánica
◊ Patógenas: Parasitan a otros seres vivos
◊ Simbióticas: Colaboran con otros seres vivos.
Estructura
• Cápsula bacteriana o glucocálix: Capa viscosa y pegajosa, compuesta por sustancias
glucÃ−dicas, que protege a las bacterias y aumenta su virulencia
• Pared bacteriana: Aporta rigidez a la célula
• Membrana celular:
♦ Membrana interna: Presente tanto en las g- como en las g+. Contiene enzimas responsables de
la permeabilidad selectiva y el transporte de electrones. Para aumentar su superficie se
invagina en forma de mesosomas.
♦ Membrana externa: Presente tan solo en las g-. Aporta resistencia a determinados agentes
bactericidas.
• Citoplasma: Medio interno de la célula. Está compuesto fundamentalmente de agua, proteÃ−nas
y ácidos nucleicos. Contiene:
♦ Ribosomas: Estructuras donde se sintetizan las proteÃ−nas.. Pueden estar aislados o
asociados en polirribosomas
♦ Inclusiones: Depósitos de sustancias de reserva
♦ Nucleoide: Región donde se encuentra el cromosoma circular bacteriano
♦ Plásmidos: Pequeñas moléculas circulares de ADN que contienen información
genética no esencial para la célula pero que le aportan una ventaja selectiva. Los
plásmidos pueden:
◊ Existir y replicarse independientemente del cromosoma bacteriano
◊ Estar integrados en este
• Apéndices: Prolongaciones que sobresalen de la pared celular
♦ Fimbrias: Filamentos delgados rectos y cortos. Su función es la adherencia a sustratos vivos
o inertes
♦ Pili: Filamentos más largos y anchos. Participan en el intercambio de plásmidos entre dos
bacterias durante el proceso llamado conjugación
♦ Flagelos: Apéndices muy largos y finos que permiten a la bacteria desplazarse.
Cianobacterias
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Las cianobacterias son procariotas autótrofos que realizan la fotosÃ−ntesis oxigénica. Son g-, pueden
vivir aisladas, en colonias o en simbiosis con algunas planas. No presentan movimiento sino que se deslizan o
flotan sobre el agua. Se cree que son los ancestros de los cloroplastos.
10.4. PROTOZOOS
• Célula: Eucariotas unicelulares
• Nutrición: Son heterótrofos. Se alimentan por:
♦ Pinocitosis: Moléculas en disolución
♦ Fagocitosis: Alimento en estado sólido
• Hábitat: Agua, materia en descomposición, otros organismos, suelo
• Reproducción: Generalmente asexual por:
♦ División binaria
♦ Gemación
♦ Esquizogonia
• Clasificación: Según su locomoción pueden ser:
♦ Ciliados: (Vorticella, paramecio)
♦ Flagelados: (Noctiluca, bodo)
♦ Sarcodinos o rizópodos: Se mueven por pseudópodos (ameba, heliozoo)
♦ Esporozoos: Parásitos inmóviles de animales
• Enfermedades: DisenterÃ−a, malaria
10.5. ALGAS UNICELULARES
• Célula: Eucariotas unicelulares
• Nutrición: Autótrofos (fotosÃ−ntesis oxigénica). Efectúan el 70% de la actividad
fotosintética de la tierra.
• Hábitat: Acuático. Constituyen el fitoplancton
• Clasificación:
♦ Dinoflagelados: Poseen dos flagelos. Algunos están cubiertos de una membrana o una pared
de celulosa. Muchos presentan bioluminiscencia
♦ Diatomeas: Presentan una pared rÃ−gida de sÃ−lice con dos valvas. Al depositarse durante
años forman la tierra de diatomeas, empleada para la pasta de dientes o como pulidor de
metales
♦ Euglenoides: No tienen cubierta rÃ−gida. Presentan dos flagelos. Se enquistan para resistir
periodos de sequÃ−a.
10.6. HONGOS
• Célula: Eucariotas, unicelulares o pluricelulares
• Nutrición: Heterótrofos saprófitos o parásitos
• Reproducción: Asexual mediante esporas
• Clasificación:
♦ Mohos: Hongos filamentosos formados por filamentos celulares o hifas que forman un cuerpo
vegetativo denominado micelio. Son frecuentes sobre el queso, el pan y la fruta. Del género
Penicillium se extrae el antibiótico penicilina
♦ Levaduras: Hongos unicelulares empleados para la fermentación del pan, del vino y de la
cerveza.
• Enfermedades: Micosis. Infecciones de tejidos por hongos que cursan con gran picor y manchas
blancas y harinosas. Son muy contagiosas
11. inmunologia
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11.1. EL SISTEMA INMUNITARIO
Inmunidad: Capacidad de no padecer una determinada enfermedad infecciosa.
• Inmunidad innata: Se basa en respuestas inmunitarias no especÃ−ficas y carentes de memoria
inmunológica
• Inmunidad adquirida: Se basa en respuestas inmunitarias especÃ−ficas y que provocan memoria
inmunológica.
• Inmunidad natural:
♦ I.N.Pasiva: La adquieren los mamÃ−feros durante el desarrollo embrionario y en el
perÃ−odo de lactancia debido al paso de anticuerpos a través de la placenta y la leche
materna.
♦ I.N.Activa: Se consigue superando con éxito una enfermedad
• Inmunidad artificial:
♦ I.A.Pasiva: Sueroterapia. Consiste en introducir las inmunoglobulinas ya sintetizadas
♦ I.A.Activa: Vacunación. Consiste en introducir el microorganismo causante de la
enfermedad pero muy atenuado.
Sistema inmunitario: Conjunto de órganos en los que se producen y/o acumulan los linfocitos. También
llamado sistema linfático.
• à rganos linfoides primarios o centrales: En ellos se produce la maduración de los linfocitos.
♦ Linfocitos T: Timo
♦ Linfocitos B: Médula ósea, hÃ−gado fetal
• à rganos linfoides secundarios o periféricos: Acumulan los linfocitos
♦ Bazo (mononucleosis = inflamación del bazo = enf. del beso)
♦ Ganglios linfáticos
♦ AmÃ−gdalas
11.2. ANTÃ GENOS
Los antÃ−genos son sustancias que se encuentran en algunos parásitos y toxinas, capaces de provocar una
respuesta inmunitaria especÃ−fica contra si mismos basada en la sÃ−ntesis de anticuerpos.
Las zonas de un antÃ−geno que se unen a los anticuerpos se llaman epÃ−topos o determinantes
antigénicos. Los antÃ−genos polivalentes generan distintos anticuerpos.
Los antÃ−genos mejor conocidos son proteÃ−nas de alto peso molecular, cuya capacidad antigénica reside
tanto en la estructura primaria como en la secundaria y la terciaria. Además, los antÃ−genos deben ser
fagocitables.
11.3. INMUNIDAD INNATA
• Barreras fÃ−sicas y quÃ−micas: Primera lÃ−nea defensiva
♦ Piel
♦ Mucosas
♦ Temperatura corporal
♦ Estómago: Elevado pH
• Flora bacteriana: Segregan bacteriocinas para delimitar su territorio
• Sistema del complemento: Conjunto de proteÃ−nas séricas que complementan la función de los
anticuerpos
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♦ Desarrolla una reacción inflamatoria
◊ Vasodilatación
◊ Atracción de leucocitos por sustancias quimiotácticas
◊ Formación de pequeños coágulos
♦ Opsonizan a los patógenos, facilitando la fagocitosis
♦ Provocan la lisis del microorganismo
• Linfocitos NK (natural killer): Defensas naturales contra el cáncer
• Fagocitos: Células con movimiento ameboide y capacidad fagocitaria
♦ Leucocitos eosinófilos: Actúan frente a grandes parásitos liberando sustancias
citotóxicas y neurotóxicas.
♦ Leucocitos neutrófilos polimorfonucleares: Fagocitan los gérmenes y luego los destruyen
liberando las sustancias de sus gránulos
♦ Macrófagos:
◊ Provienen de monocitos sanguÃ−neos que emigran a distintos tejidos del cuerpo
◊ Eliminan células envejecidas y tumorales
◊ Fagocitan los gérmenes y luego muestran sus antÃ−genos para alertar al sistema
inmunitario de la presencia del intruso
11.4. INMUNIDAD ADQUIRIDA
• Linfocitos T: Llevan a cabo la respuesta celular, basada en la destrucción de los microorganismos
portadores del antÃ−geno y las células propias en caso de estar infectadas por ellos
♦ Linfocitos T auxiliares: Se activan cuando un macrófago les muestra el antÃ−geno.
Segregan linfokinas o interleucinas.
♦ Linfocitos T citotóxicos: Se activan al contacto con antÃ−genos de una célula tumoral o
una célula infectada. Son responsables de:
◊ Rechazo de los transplantes
◊ Destrucción de células cancerosas
◊ Destrucción de células infectadas por virus
♦ Linfocitos T supresores: Detienen la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antÃ−geno.
• Linfocitos B: Llevan a cabo la respuesta humoral, basada en la sÃ−ntesis de anticuerpos y su
liberación al torrente sanguÃ−neo. Los activan las linfokinas que segregan los linfocitos T
auxiliares, convirtiéndose en células plasmáticas, las cuales serán las encargadas de sintetizar
los anticuerpos necesarios.
• Linfocitos mnésicos: Guardan el recuerdo del antÃ−geno tras la infección, para llevar a cabo una
respuesta mucho más eficaz si se vuelve a detectar el Ag.
11.5. COOPERACIÃ N CELULAR
• Los macrófagos, activados por las linfokinas identifican al germen, lo fagocitan y luego exhiben sus
antÃ−genos adosados en su membrana
• Los linfocitos T auxiliares reconocen el antÃ−geno exhibido por el macrófago y segregan linfokinas que:
• Activan a los macrófagos
• Permiten la sÃ−ntesis de anticuerpos
• Activan los linfocitos T supresores
• Las linfokinas activan a los linfocitos B que sufren una serie de transformaciones para convertirse en
células plasmáticas encargadas de sintetizar los anticuerpos correspondientes
• Los anticuerpos se unen al antÃ−geno para anular su efecto
• Los linfocitos T supresores, activados por las linfokinas, reducen la respuesta inmunitaria para finalizar el
proceso.
• Un linfocito T citotóxico reconoce un antÃ−geno en una célula cancerosa, infectada por un virus o
ajena al organismo (procedente de un transplante por ejemplo)
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• El linfocito T citotóxico se une a la célula mediante sus receptores de membrana y la destruye por
citolisis o por inducción a la apostosis (el beso de la muerte)
11.6. ANTICUERPOS
Un anticuerpo es una proteÃ−na capaz de unirse a un antÃ−geno para neutralizarlo. Los que circulan por el
torrente sanguÃ−neo reciben el nombre de inmunoglobulinas, de las cuales la más conocida es la
inmunoglobulina gamma (IgG)
La IgG es una proteÃ−na con forma de Y de peso molecular elevado (150.000 u) constituida por cuatro
cadenas peptÃ−dicas unidas entre sÃ− por puentes disulfuro. De las cuatro cadenas, dos se denominan ligeras
y dos pesadas, y cada una de ellas incluye una región variable y una región constante
• Regiones variables: Se encuentra en la parte superior de la Y. Comprenden la mitad de las cadenas
ligeras y la cuarta parte de las cadenas pesadas. Dentro de ellas existen zonas hipervariables que
explican la enorme diversidad de Ac y constituyen los parátopos, los lugares de unión con el
antÃ−geno. Cada IgG posee dos parátopos idénticos, con lo que puede unirse con dos epÃ−topos.
• Regiones constantes: Se encuentran en la parte inferior de la Y. Comprenden la mitad de las cadenas
ligeras y tres cuartas partes de las cadenas pesadas. Son las responsables de la actividad biológica del
Ac y muchas de sus f(x).
11.7. REACCIÃ N ANTÃ GENO-ANTICUERPO
La reacción inmunológica se va a producir en el suero sanguÃ−neo y se caracteriza por:
• Especificidad Ag-Ac (llave cerradura): Un determinado anticuerpo solo actúa contra un
determinado antÃ−geno
• Tolerancia: Los anticuerpos no atacan las células propias
• Memoria: Los Ac se crean con mayor eficacia tras sucesivas infecciones
Las reacciones entre antÃ−geno-anticuerpo pueden ser de diferentes tipos:
• Precipitación: Cada Ac se une a dos moléculas de Ag, que a su vez estarán unidas a otros Ac.
El resultado final es la formación de una malla tridimensional donde han quedado atrapados los Ag
peligrosos
• Aglutinación: Cuando el Ag no se encuentra libre, sino adosado a la pared de un virus o bacteria,
los Ac al unir los distintos Ag con sus parátopos están uniendo a las propias bacterias o virus. El
resultado es la formación de un aglutinado que ha inmovilizado y neutralizado a los agentes
patógenos.
11.8. HIPERSENSIBILIDAD, AUTOINMUNIDAD Y RECHAZO
La hipersensibilidad es una respuesta inmunitaria especÃ−fica que se produce de forma exagerada y causa
inflamaciones y lesiones en los tejidos. El caso más conocido es el de la alergia en la que las
inmunoglobulinas épsilon (IgE) reaccionan contra antÃ−genos inocuos, llamados alérgenos.
La autoinmunidad es la actuación del sistema inmunitario contra componentes del propio organismo que no
reconoce como propios, produciendo enfermedades como la esclerosis múltiple, el lupus o la tiroiditis de
Hashimoto.
El rechazo es una respuesta inmunitaria especÃ−fica contra un tejido transplantado. Se produce debido a que
los linfocitos no reconocen al nuevo órgano como propio y lo atacan. Esto es debido a los antÃ−genos de
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histocompatibilidad, unas marcas que poseen todas nuestras células y que acreditan que pertenecen a un
determinado individuo.
11.9. ENFERMEDADES HUMANAS
SÃ−ndrome de inmunodeficiencia adquirido (SIDA)
El SIDA es una grave enfermedad causada por el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), que se transmite
por el contacto sexual sin protección, la transfusión de sangre contaminada, el uso compartido de
jeringuillas o la transmisión de madres a hijos a través de la placenta.
El VIH infecta a los linfocitos T auxiliares, descoordinando toda la respuesta inmunitaria. Como no se
segregan linfokinas, los macrófagos no reconocen al antÃ−geno y los linfocitos B no se transforman en
células plasmáticas ni segregan anticuerpos. Por supuesto, tampoco se activan los linfocitos T supresores,
pues ni siquiera ha existido una reacción inmunológica que suprimir.
Como el organismo está inmunodeprimido, le infectan multitud de enfermedades oportunistas, que en estado
normal serÃ−an leves, pero que con un sistema inmune diezmado pueden llegar a ser letales.
Cáncer
Cáncer o neoplasia son términos que engloban un conjunto de enfermedades que tienen en común una
proliferación desordenada de células que forman un tumor con capacidad de invadir tejidos adyacentes y
propagarse por todo el organismo.
Debido a una mutación o a una infección por un virus oncógeno, las células dejan de dividirse
ordenadamente y pasan a multiplicarse de manera descontrolada, formando una masa llamada tumor. Estas
células cancerosas necesitan numerosos nutrientes y para conseguirlos se irrigan profusamente,
robándoselos al resto de células del cuerpo y causando debilidad al organismo. Además, a través de
estas irrigaciones puede escapar alguna célula tumoral y, a través del torrente sanguÃ−neo, instalarse en
otra parte del cuerpo, donde genera un nuevo tumor (metástasis)
El tratamiento del cáncer se basa en la extirpación del tumor, seguida de radioterapia o quimioterapia con
el objeto de eliminar las células que hubieran podido quedar en el organismo.
El cáncer no es hereditario, pero si la propensión a padecerlo, por lo que las personas con antecedentes
familiares deberán evitar la exposición a agentes carcinógenos.
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