Enfermedades infecciosas

La mayoría de microorganismos son inocuos para el ser humano (no generan enfermedades). Algunos incluso están adaptados a vivir en nuestro organismo: en la piel, conductos respiratorios, tubo digestivo (con relación interespecífica de mutualismo): El conjunto de todos ellos se denomina Flora microbiana.

Microorganismos patógenos: son los que producen enfermedades infecciosas cuando están en el interior de otros seres vivos, y se multiplican y expanden en él. (relación interespecífica de parasitismo). Para ello, deben llegar y penetrar en el individuo hospedador.

Infección microbiana: invasión de un microorganismo patógeno en un ser vivo hospedador, normalmente específico, al que le puede causar una enfermedad o no.

Virus

Son los agentes infecciosos acelulares más conocidos. No poseen una estructura celular. Pequeño tamaño (10 a 300 nm). En su ciclo reproductivo pasan por:

  • Fase acelular: periodo fuera de las células, en la que son inertes (en esta fase se les denomina viriones).
  • Fase celular: periodo en el interior de las células.

Se consideran parásitos obligados intracelulares (en células eucariotas o procariotas), ya que, al no poseer metabolismo propio, necesitan parasitar células para su propia reproducción; es decir, parasitan la célula para utilizar su maquinaria celular de replicación, transcripción y traducción para su propia reproducción. Como consecuencia la célula parasitada muere. Su ciclo reproductivo se denomina ciclo “lítico”. Existe una variante de este ciclo, en la que el virus consigue insertar su genoma en el ADN bacteriano (ciclo lisogénico). Pueden infectar bacterias (virus bacteriófagos o fagos), células animales (v. animales) y vegetales (v. vegetales). Provocan numerosas enfermedades infecciosas al provocar habitualmente la muerte de la célula que parasitan: gripe, Covid-19, varicela,…

Bacterias

Seres vivos unicelulares, con estructura celular procariota.

Parásitos con capacidad de reproducción muy alta en condiciones favorables. Algunas especies producen toxinas (moléculas perjudiciales para el hospedador). Pueden contaminar alimentos, agua, causando enfermedades al consumirla.

Ejemplos de enfermedades causadas por ellas: tuberculosis, salmonelosis, algunas neumonías, etc.

Hongos patógenos

Microorganismos eucariotas, muchos de ellos unicelulares. Parásitos que generan enfermedades infecciosas (micosis) como: candidiasis, “pié de atleta”, etc.

Protozoos

Unicelulares eucariotas. Suelen tener capacidad de movimiento. Habituales en medios acuáticos. Son parásitos que se transmiten por consumo de aguas contaminadas, picaduras de mosquitos, etc. Ejemplo: malaria.

Fases de las enfermedades infecciosas

·Contagio:

Transmisión de la enfermedad a una persona sana, a través de alguna de las vías de contagio: directo (heridas, aire, alimentos contaminados, insectos, transmisión sexual, madre-hijo en embarazo o parto, etc.), o indirecto (contacto con elementos contaminados como toallas compartidas, instrumental médico no esterilizado, etc.). La invasión del microorganismo en el hospedador se inicia a partir de un foco de infección, en la zona de entrada al organismo.

·Periodo de incubación: Periodo de tiempo que discurre desde el contagio hasta las primeras manifestaciones de la enfermedad. En este periodo el microorganismo se multiplica y se expande por los tejidos.

·Periodo de desarrollo o de estado:

Aparecen signos y síntomas de la enfermedad infecciosa (fiebres, dolores, etc). En este periodo el sistema inmunitario del hospedador actúa contra el microorganismo, por ejemplo, en el sistema linfático, en los tejidos afectados…

·Periodo de resolución y convalecencia:

Fase de curación (desaparecen síntomas de la enfermedad). El sistema inmunitario consigue erradicar el patógeno. Fase de reparación de tejidos dañados por la infección.

Inmunidad innata o inespecífica

·Inmunidad: Capacidad de un individuo para hacer frente a una determinada enfermedad infecciosa. Una persona es inmune a una determinada enfermedad infecciosa cuando es invulnerable a dicha enfermedad. La inmunidad puede ser:

Inmunidad Innata: se posee desde el nacimiento.

Inmunidad Adquirida: se obtiene tras un primer contacto con el patógeno.

La inmunidad innata actúa de la misma manera contra cualquier tipo de microorganismo. La forman lo que se conoce como “mecanismos de defensa inespecíficos”. Estos mecanismos son de dos tipos: barreras primarias y barreras secundarias.

Barreras primarias o externas

Primer mecanismo de defensa del organismo ante agentes patógenos. Intentan evitar la entrada del patógeno. Las barreras externas se localizan en lo que se conoce como “puertas de entrada”, y son las siguientes:

  • Piel: Barrera difícil de traspasar por los patógenos debido a su grosor, queratinización (con células muertas por acumulación de queratina). Las heridas y quemaduras facilitan las infecciones ya que posibilitan la entrada del patógeno en el medio interno.
  • Secreciones de sudor y grasa de la piel: Capa ácida y grasa que dificulta el desarrollo de patógenos sobre la piel.
  • Cera + pelo en oído externo: dificulta la entrada de patógenos hacia oído medio e interno.
  • Secreciones mucosas en vías respiratorias: dificulta la entrada de patógenos al quedar estos atrapados en el mucus.
  • Los cilios del epitelio de conductos del aparato respiratorio.
  • Saliva y lágrimas: Con enzimas (lisozima) que dificultan el desarrollo de patógenos.
  • Jugos gástricos: El HCl producido en el estómago destruye agentes patógenos.
  • Flora bacteriana intestinal, etc., dificultan el desarrollo de otros patógenos (por competencia…).

Barreras secundarias

Se activan cuando los patógenos atraviesan las barreras primarias. Generan la respuesta innata frente a patógenos. Formada por:

  • Proteínas:

-Interferón: producidas y liberadas por células que han sido infectadas por virus, células tumorales… Actúan como “señales de comunicación” entre células.

Células (distintos tipos de leucocitos o glóbulos blancos):

-Células fagocíticas: salen del torrente sanguíneo a los tejidos infectados (diapédesis), reconocen (detectan) los patógenos y los fagocitan. Son macrófagos y células dendríticas, entre otros.

-Natural Killers o células asesinas: detectan y destruyen células tumorales y células infectadas por virus.

La manifestación típica de esta barrera secundaria es la reacción inflamatoria.

Proceso de una reacción inflamatoria

Es la respuesta innata típica contra una infección tras haber rebasado las barreras primarias:

Liberación de moléculas que atraen distintos tipos de células del sistema de defensa (glóbulos blancos, como los neutrófilos y macrófagos), que salen de los capilares a los tejidos (diapédesis) donde se encuentra el patógeno y los fagocitan. Dilatación de capilares sanguíneos para que aumente el flujo de sangre a la zona, con lo que llegan más células de defensa. Aumento de la permeabilidad de los capilares (facilitando así la salida de células de defensa desde los tejidos hacia los tejidos afectados).

Las moléculas del complemento participan así mismo destruyendo patógenos.

Las manifestaciones típicas de la Respuesta Inmunitaria Inespecífica como la Inflamación son:

  • Calor local.
  • Enrojecimiento, por dilatación de capilares.
  • Hinchazón o edema, por salida de plasma sanguíneo a los tejidos de la zona.
  • Dolor.
  • Aparición de pus, por acumulación de células muertas (de defensa, microorganismos, restos de tejidos, etc.).

Inmunidad adquirida o adaptativa

Entra en juego una vez que el patógeno ha conseguido traspasar las barreras anteriores. Se trata de conseguir un estado de invulnerabilidad a una determinada enfermedad infecciosa.

En este caso, el sistema inmunitario (S. I.) responde de manera específica contra ”ese” patógeno. Sus características son:

a) Especificidad: El S. I. “reconoce” o detecta determinadas moléculas pertenecientes al patógeno, extrañas por lo tanto al individuo (antígenos), y sintetiza glucoproteínas específicas (inmunoglobulinas = anticuerpos), que se unen a “esos” antígenos, bloqueando o destruyendo “ese” patógeno. La clave está en que la respuesta es ESPECÍFICA.

b) Memoria: Una persona que ha superado una enfermedad infecciosa queda inmune frente al mismo microorganismo que la ha provocado. La inmunidad frente a ese patógeno se mantiene durante cierto tiempo (desde semanas a toda la vida).

La inmunidad se puede adquirir de manera natural, de dos formas:

Activa: El Sistema Inmunitario del individuo, al detectar el microorganismo en el medio interno, actúa produciendo células de defensa y anticuerpos específicos contra él. Una vez superada la enfermedad, el individuo queda inmunizado frente a ésta (por decirlo de alguna manera, el S.I. del individuo es el que hace el trabajo).

Pasiva: El individuo adquiere la inmunidad frente al patógeno al recibir los anticuerpos específicos del exterior. En el caso de los mamíferos, los fetos los reciben de la madre a través de la placenta o, en el caso de las crías, de la leche materna (el S.I. del feto o de la cría no hace el trabajo, es pasivo).

La inmunidad se puede adquirir también de manera artificial, de dos formas:

Vacunación: es un método preventivo de inmunidad activa, por el que se “engaña” al sistema inmunitario inyectando en el individuo microorganismos muertos o atenuados. El S. I. reacciona como si hubiera entrado el verdadero patógeno, activándose contra él. Al poseer “memoria inmunitaria”, si el individuo se infecta posteriormente con dicho patógeno, el S.I. está ya preparado para actuar inmediatamente contra él.

Sueros: es un método curativo de inmunidad pasiva, por el que se inyectan anticuerpos (por lo tanto, artificial) en el individuo infectado por un determinado patógeno, para que actúen contra ese patógeno y lo eliminen.

Funciones y componentes del sistema inmunitario

El Sistema Inmunitario (S.I.) se activa cuando el agente patógeno traspasa las barreras externas del hospedador, o frente a células propias tumorales. Sus funciones son las siguientes:

Detección de la presencia del agente patógeno en el organismo. Eliminación del agente patógeno. Prevención de nueva infección por el mismo patógeno. Sus componentes son los siguientes:

Órganos linfoides principales

Médula ósea roja: Situado en el interior de huesos largos, vértebras, pelvis… Contiene las células hematopoyéticas, a partir de las cuales se forman los diferentes tipos de células sanguíneas, entre ellas, los distintos tipos de leucocitos o glóbulos blancos (células de defensa).

Timo: Órgano situado en el tórax, con función de almacenamiento y maduración de linfocitos (Tipo principal de células de defensa).

Órganos linfoides secundarios

Ganglios linfáticos: Engrosamientos formados por linfocitos, y conectados entre sí por vasos linfáticos por los que circula la linfa (líquido transparente con células de defensa).

El conjunto de ganglios, vasos linfáticos y la propia linfa forman el sistema linfático (Sistema circulatorio diferente al sanguíneo, aunque conectado con él). El sistema linfático participa en la defensa del organismo. En los ganglios se acumulan muchos linfocitos (células de defensa), formando agrupaciones llamadas folículos linfoides. La linfa llega hasta los ganglios con agentes patógenos provenientes de todo el cuerpo para ser eliminados por los linfocitos. Los ganglios aparecen en zonas específicas del cuerpo: cuello, axilas, ingles…

Bazo: Órgano ovalado, situado en el abdomen. Contiene linfocitos agrupados en folículos linfoides, por lo que también tiene una función de destrucción de patógenos.

Tejido linfoide: Agrupaciones de linfocitos (folículos linfoides) situadas en diferentes zonas de “puertas de entrada” de patógenos (amígdalas, en el intestino,…).

Células inmunitarias

Son diferentes tipos celulares cuyas funciones están relacionadas con la defensa del organismo frente a patógenos (en general se les llama leucocitos = glóbulos blancos). Se forman a partir de las células hematopoyéticas, al igual que el resto de células sanguíneas.

Existen varios tipos:

Macrófagos: Células que pueden salir desde los capilares a los tejidos, reconocen antígenos (se unen a ellos) y fagocitan el patógeno. Colaboran con linfocitos en la respuesta inmunitaria adaptativa. Núcleo con forma de riñón.

Células dendríticas: también reconocen antígenos y fagocitan patógenos.

Neutrófilos y eosinófilos: Como los macrófagos, fagocitan patógenos y son capaces de salir desde los capilares hacia los tejidos.

Basófilos: Producen moléculas que provocan inflamación. Núcleo con forma típica de “S”.

Linfocitos: Son los más importantes.

Están presentes en la sangre y sistema linfático, y actúan contra agentes patógenos de manera específica. Existen, a su vez, dos grandes grupos de linfocitos:

-Linfocitos T: Se forman en médula ósea roja, y maduran en el timo.

-Linfocitos B: formación y maduración en médula ósea roja.

4.4. MOLÉCULAS INMUNITARIAS.

Interleucinas:

Son citocinas (un  tipo de proteínas) liberadas por linfocitos al detectar un patógeno.Los linfocitos se activan unas a otras por medio de estas moléculas, por lo que se consideran moléculas de comunicación entre linfocitos.


Sistema del complemento:

Grupo de 20 proteínas producidas en el hígado. Circulan por la sangre y líquido extracelular. Participan en el proceso inflamatorio (respuesta innata): participan en la dilatación de los capilares sanguíneos, aumentan la permeabilidad .Participan también en la destrucción de patógenos complementando la acción de las inmunoglobulinas (respuesta adquirida).

Inmunoglobulinas (Ig) = anticuerpos (Ac):

Glucoproteínas globulares sintetizadas y liberadas por linfocitos B al detectar partículas extrañas al organismo, como agentes patógenos.

Cada linfocito B (y sus descendientes por mitosis) sintetiza un único tipo de Ig. Las Ig reconocen determinadas moléculas del patógeno (los antígenos o Ag). Las Ig sintetizadas por un mismo linfocito B (y sus descendientes clónicos) se unen físicamente y de manera específica a un determinado antígeno de determinado patógeno.

Tras la unión física de las Ig con el agente patógeno consiguen neutralizarlo. Las Ig aparecen en sangre, líquido intersticial… Estructura de las inmunoglobulinas:

-2 polipéptidos largos: cadenas pesadas (H).

-2 polipéptidos cortos: cadenas ligeras (L).

Unidas por puentes disulfuro.

Las cuatro cadenas poseen:

-zonas constantes (o Fc): zonas con el extremo Carboxilo-terminal. Zona de unión a otros componentes del S.I. (linfocitos, etc.). La secuencia de aminoácidos es común en todos las Ig.

-zonas variables (o Fab): zonas con el extremo amino-terminal. Cada linfocito B, y sus descendientes, produce un tipo de Ig con una secuencia de aminoácidos en estas zonas distinta a la de otro linfocito B.

Las zonas variables forman la zona de reconocimiento de los antígenos o Fab, es decir, la zona que se une al antígeno específico (reacción antígeno-anticuerpo). Esta unión desencadena la respuesta inmunológica frente al patógeno. Por lo tanto, una característica fundamental de las inmunoglobulinas es su especificidad: en el organismo existen miles de linfocitos B, cada uno de los cuales produce un tipo de Ig capaz de actuar contra un determinado tipo de patógeno.

Las inmunoglobulinas pueden estar libres (monómeros), o unidas entre ellas, formando dímeros, pentámeros…

Tipos de inmunoglobulinas:

-Ig G: Son las más abundantes (hasta el 80%). Actúan contra todo tipo de infecciones.

-Ig M: Es el primer tipo que aparece tras la infección. Forman pentámeros.

-Ig A: Aparece en mucosas, en la leche materna, etc. Forman dímeros.

-Ig D: Aparecen en la membrana plasmática de los linfocitos B, como receptores específicos.

-Ig E: aparecen en reacciones alérgicas.

5. ANTÍGENOS.

Es toda molécula extraña para el individuo, capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria. Pueden ser macromoléculas como proteínas, polisacáridos y lípidos complejos.

Situados en la membrana celular, en la pared celular de bacterias, en la cápsida de virus…

O pueden ser liberados por los microorganismos al medio interno del individuo infectado. Poseen en su estructura una o varias zonas de unión a los anticuerpos o a receptores de membrana de los linfocitos (determinantes antigénicos o epítopos).  Se clasifican en:

Univalentes: con un único epítopo. Sólo se une un tipo de anticuerpo a él.

Polivalentes: con varios epítopos. Se pueden unir varios anticuerpos iguales o diferentes.


6. RESPUESTAS INMUNITARIAS ESPECÍFICAS (= ADQUIRIDA = ADAPTATIVA).

Si la Respuesta Inmunitaria Inespecífica o innata es insuficiente, la infección se propaga por el medio interno del individuo. Interviene entonces la R. I. Específica (especializado contra cada patógeno). En este tipo de respuesta participan Linfocitos T y B. Los linfocitos poseen receptores de membrana que se unen a antígenos del patógeno de forma específica. Esta especificidad es consecuencia del proceso de maduración que los linfocitos han sufrido previamente en la médula ósea (linfocitos B) o en el timo (linf. T). Durante la maduración, el individuo destruye los linfocitos que “reconocen” moléculas o células del propio individuo como si fueran extrañas, y se seleccionan solo los linfocitos que reconocen antígenos externos peligrosos. Al final de la maduración, el individuo posee miles de Linfocitos T y B capaces de actuar específicamente contra miles de patógenos diferentes.

La unión de un antígeno concreto de determinado patógeno al receptor de membrana del linfocito correspondiente es una especie de selección de ese linfocito específico, y provoca que se  active.

La activación del linfocito provoca que prolifere. es decir, que el linfocito se divida por mitosis continuamente.El resultado es la obtención de una línea celular (miles de linfocitos clónicos) contra dicho patógeno. Esquemáticamente, el proceso consta de: Selección – Activación – Proliferación del linfocito.

Ejemplo: El proceso puede ser el siguiente:

Comienza cuando, por ejemplo, un macrófago, una célula dendrítica u otra célula, fagocita el patógeno que ha entrado en el individuo. El macrófago, tras digerir el patógeno, muestra el antígeno del patógeno en su superficie celular (en lo que se conoce como CMH II, o Complejo Mayor de Histocompatibilidad II, que es un grupo de glucoproteínas situadas en la membrana plasmática de este tipo de células). Al macrófago se le denomina por lo tanto, Célula presentadora del antígeno.

Un tipo de linfocitos T  (Tc = Cooperadores o Helper), y concretamente, el que posea en su membrana los receptores específicos para el antígeno del patógeno, y no otro, se une físicamente al antígeno presentado por la célula presentadora. De esta manera se seleccionan solamente los linfocitos T cooperadores específicos contra ese patógeno.

Activación y proliferación de los Linfocitos T cooperadores seleccionados: La unión provoca que estas células se activen, y proliferen. Así, se obtienen miles de clones del Linfocito T específico contra dicho patógeno. La función de los linfocitos T cooperadores es coordinar la respuesta inmunitaria específica, mandando mensajes químicos (interleucinas) al resto de linfocitos y macrófagos, para activarlos en la defensa frente al patógeno detectado. A partir de aquí, se distinguen dos tipos de respuesta inmunitaria específica:

6.1. RESPUESTA INMUNITARIA ESPECÍFICA CELULAR

Participan los Linfocitos T citotóxicos (formados tras la activación por parte de los linfocitos T cooperadores seleccionados inicialmente). Estos linfocitos T se unen físicamente a células infectadas por patógenos o células cancerosas, y las destruyen.

¿Cómo “saben” que la célula está infectada?: Las células infectadas muestran también antígenos del patógeno en su superficie (presentadas por CMH de tipo I, que aparece en casi todo tipo de células), por lo que los Linfocitos T citotóxicos se unirán a éstas células de forma específica.

Entonces liberan:

perforinas (proteínas que producen poros en membrana plasmática de la célula diana).

fragmentinas (proteínas que entran en la célula diana y la destruyen).

Es la respuesta habitual frente a células infectadas por virus, células cancerosas… Algunos linfocitos T quedan posteriormente como células de memoria. Si en otro momento hay nueva infección por el mismo patógeno, el sistema está ya preparado para actuar inmediatamente y de forma mucho más potente.

6.2. RESPUESTA INMUNITARIA ESPECÍFICA HUMORAL.

Participan Linfocitos B. Sintetizan inmunoglobulinas = anticuerpos, y los liberan a sangre y linfa, destruyendo el patógeno de manera específica.


Proceso de la respuesta humoral: 

Los Linfocitos B poseen inmunoglobulinas específicas adheridas en su membrana plasmática, a modo de receptores, lo que posibilita la unión entre un determinado Linfocito B con un patógeno específico, a través de la unión al antígeno.

Esta unión provoca la selección del linfocito B específico contra el patógeno.

Posteriormente  se unen con Linfocitos T cooperadores ya activados previamente.

Tras la unión, el linfocito T cooperador libera citocinas (moléculas de comunicación entre células), que activan y provocan la proliferación del Linfocito B seleccionado.

Así, se obtienen miles de linfocitos B clónicos y específicos contra el patógeno.

La mayoría de estos linfocitos B se transforma en células plasmáticas.

Éstas secretan anticuerpos específicos contra el patógeno (en sangre, linfa, líquido Intersticial).

Los anticuerpos liberados se unen específicamente a los antígenos del patógeno y los destruyen.

Por último, algunos linfocitos B se quedan como células de memoria, así como algunos anticuerpos, de manera que la respuesta frente a una nueva infección posterior es más rápida y potente, impidiendo el desarrollo de la enfermedad e inmunizando así al individuo.