Glosario de Microbiología

Glosario de Términos en Microbiología

Términos Generales

ADN recombinante: Es una molécula de ADN artificial formada por la unión de secuencias de ADN provenientes de dos organismos de especies diferentes, tal como se hace para la creación de organismos transgénicos.

Antibiótico: Agentes químicos que se utilizan en el tratamiento de enfermedades producidas por microorganismos. Son producidos de forma natural por otros microorganismos, principalmente hongos y actinomicetos. En general tienen efecto antibacteriano, pero también los hay antifúngicos.

Bacteria: Microorganismo con organización celular procariota, cuyo tamaño oscila entre 1 y 10 micras, adaptadas a vivir en cualquier ambiente ya que presentan una nutrición muy variada.

Cápsida: Estructura proteica formada por una serie de monómeros llamados capsómeros que recubre el material genético de las partículas víricas. Su forma puede ser variada (icosaédrica, cilíndrica, etc) y puede estar rodeada o no por una envoltura.

Cápsula bacteriana: Cubierta mucosa compuesta por polisacáridos y a veces por proteínas que se encuentran rodeando exteriormente a la pared celular bacteriana.

Célula madre: Célula con capacidad de autorrenovación mediante divisiones mitóticas y de producir células de diferentes tipos (multipotencialidad).

Ciclo lisogénico: Ciclo vital de un virus (normalmente fagos) en el que el ADN se integra en el cromosoma bacteriano y adopta la forma de profago, permaneciendo de forma latente durante varias generaciones de la bacteria hasta que un estímulo inicie un ciclo lítico.

Ciclo lítico: Ciclo de replicación de los virus mediante los cuales infectan a la célula huésped inyectándoles su material genético de manera que se producen nuevos virus que son liberados al medio tras la lisis de la célula huésped.

Clon: Conjunto de seres genéticamente idénticos que descienden de un mismo individuo por mecanismos de reproducción asexual.

Clonación: Es una técnica de transferencia nuclear que puede considerarse un modo especial de transgénesis en el que se transfiere un genoma completo.

Conjugación: Proceso donde hay una transferencia genética directa entre dos bacterias que establecen contacto físico mediante los pili sexuales. Un ejemplo es la transferencia de plásmidos que cuando se integra en el cromosoma bacteriano forma el episoma.

Fago: Son virus que parasitan bacterias. Suelen ser virus complejos, constituidos por cabezas icosaédricas y colas con simetría helicoidal.

Fimbria: Son prolongaciones cortas, finas y numerosas de algunas bacterias y tienen una función de adhesión a otras células o a superficies.

Flagelo: Son apéndices superficiales y alargados con una estructura proteica presente en la células. En eucariotas están revestidos de membrana y suele aparecer uno o dos por célula mientras que en procariotas tienen diferente estructura, número y localización. Generalmente sirven para el desplazamiento celular.

Genómica: Disciplina que estudia el genoma de los seres vivos.

Infección: Enfermedad producida por la entrada de gérmenes en el organismo. Puede ser local o sistémica y se produce daño tisular.

Ingeniería genética: Conjunto de técnicas que permiten modificar la información genética de una célula, de un grupo de células o de un organismo, e incluso combinar en un genoma secuencias génicas procedentes de diferentes individuos de la misma especie o de especies distintas.

Levadura: Hongos unicelulares no filamentosos que no forman hifas ni, por tanto, micelio. Muchas de ella se utilizan en la industria (fabricación del pan, bebidas alcohólicas, etc) o en investigación.

Mesosoma: Invaginación de la membrana plasmática de las células procariotas en la que se sitúan gran número de enzimas como las responsables de la fijación del nitrógeno o la replicación del ADN. A ellos está unido el cromosoma bacteriano.

Microorganismo: Organismo de tamaño microscópico perteneciente al Reino Moneras, Protoctista o al Reino Hongos.

Organismo transgénico: Es un organismo obtenido al introducir ADN extraño en su genoma.

Pili: Estructura proteica de las bacterias que participa en el intercambio de de material genético. También denominados pelos.

Plásmido: Son pequeñas moléculas de ADN bicatenario, casi siempre circulares, que se replican con independencia del cromosoma de la célula o que pueden integrarse en él.

Prión: Partícula infecciosa de naturaleza proteica con plegamiento alterado que induce el plegamiento anómalo en otras proteínas, generando patologías como la encefalopatía espongiforme (mal de las vacas locas).

Proteómica: Estudia la estructura y la función del conjunto de todas las proteínas de un organismo.

Proyecto Genoma Humano: Incluye una serie de iniciativas destinadas a conocer los genes contenidos en los 23 cromosomas humanos (su localización, su secuenciación y la función que desempeñan).

Reacción en cadena de la polimerasa o PCR: Técnica de amplificación de fragmentos de ADN que permite sintetizar en pocas horas millones de copias de un segmento de ADN a partir de una muestra muy pequeña.

Retrotranscripción: Proceso metabólico típico del ciclo de los retrovirus que da lugar a la formación de una molécula de ADN utilizando como molde una hebra de ARN mediante una enzima denominada transcriptasa inversa.

Retrovirus: Son virus que se replican de manera inusual mediante una enzima: la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, que dirige la síntesis de ADN a partir de ARN.

Terapia génica: Consiste en el tratamiento de una enfermedad con base genética mediante la introducción de genes en el organismo.

Transgénesis: Son los procesos de ingeniería genética que implican transferencia de genes y originan células u organismos con genes transferidos (transgénicos).

Virus: Son organismo dotados de extraordinaria simplicidad, pertenecen a un nivel de organización subcelular y marcan la barrera entre lo vivo y lo inerte. Están formados básicamente por un ácido nucleico asociado a proteínas. Son parásitos intracelulares obligados ya que no se nutren, no se relacionan y carecen de metabolismo propio y para reproducirse utilizan la maquinaria biosintética de la célula a la que parasitan.

Virulencia: Manifestación de una enfermedad producida por un microorganismo patógeno.

Términos de Inmunología

Alergia: Intensa reacción de ciertos componentes del sistema inmunitario contra una sustancia extraña que por lo general es inofensiva. Es un tipo de hipersensibilidad en la que interviene la IgE.

Anticuerpo: Molécula de naturaleza glucoproteica que se sintetiza en el organismo como mecanismo de defensa específico frente a un antígeno.

Antígeno: Sustancia que desencadena la respuesta inmunitaria. Suelen ser moléculas de gran tamaño principalmente polisacáridos y proteínas.

Enfermedad autoinmune: Enfermedad que se produce cuando el sistema inmunitario ataca las células propias en un proceso autodestructivo. Son enfermedades cuyo desarrollo es lento pero progresivo. Ejemplos de enfermedades autoinmunitarias son la diabetes juvenil y la esclerosis múltiple.

Inmunidad: Conjunto de mecanismos que un individuo posee para enfrentarse a la invasión de cualquier agente extraño y para hacer frente a la aparición de tumores. Puede ser innata o natural (se obtiene desde el momento del nacimiento) y adquirida (se adquiere tras un primer contacto con el agente causante de la enfermedad).

Leucocitos (glóbulos blancos): Son un conjunto de células sanguíneas responsables de la respuesta inmunitaria, así intervienen en la defensa del organismo contra sustancias extrañas.

Linfocito: Son un tipo de célula sanguínea, concretamente son glóbulos blancos o leucocitos responsables de la respuesta inmunitaria específica.

Linfocito B: Son un tipo de glóbulos blancos responsables de la respuesta inmune humoral capaces de producir anticuerpos para neutralizar a los antígenos.

Linfocito T: Son un tipo de linfocitos responsables de la respuesta inmune celular.

Linfocito T4: Denominados también linfocitos T colaboradores. Son un subgrupo de linfocitos T que maximizan las capacidades de defensa del sistema inmunitario mediante la activación de otras células inmunitarias.

Macrófago: Célula sanguínea perteneciente a los glóbulos blancos que constituye una de las primeras barreras de defensa del organismo, capaz de destruir agentes tóxicos por fagocitosis.

Respuesta inmunitaria (respuesta inmune): Es el conjunto de mecanismos que permiten al ser vivo reconocer sustancias extrañas (antígenos) y poner en marcha una respuesta específica para defenderlo.

Respuesta inmune celular (inmunidad celular): Conjunto de mecanismos inmunitarios de defensa específica dirigida a destruir las células infectadas y las células tumorales. Es llevada a cabo por los linfocitos T.

Respuesta inmune humoral (inmunidad humoral): Conjunto de mecanismos inmunitarios de defensa específica contra sustancias extrañas, en el cual, los componentes del sistema inmune que actúan frente a los antígenos son los anticuerpos que sintetizan los linfocitos B.

Vacunas: Son preparados antigénicos constituidos por microorganismos no virulentos, muertos o por moléculas de estos desprovistas de toxicidad. Inducen en el individuo una inmunidad adquirida activa frente a estos agentes inoculados, con un mínimo de riesgos y de reacciones locales y generales. Su objetivo es desencadenar la producción de células inmunitarias de memoria.

Técnicas de Biología Molecular

Secuenciación

La secuenciación tiene los pasos siguientes:

Preparación de las cuatro reacciones. Se preparan, en cuatro tubos, cuatro reacciones similares para sintetizar el ADN que se quiere secuenciar, con el cebador añadido, con los desoxirribonucleótidos y con la ADN polimerasa, pero con un desoxirribonucleótido diferente en cada una.
Reacción de polimerización. En cada tubo, la ADN polimerasa comienza la copia del ADN molde a partir del cebador. El desoxirribonucleótido presente en ese tubo se incorporará al azar en algún momento del proceso y la síntesis parará específicamente en ese punto, dejando un fragmento de ADN de una cierta longitud. Al repetirse el proceso se producen muchos fragmentos de la copia de ADN, de diferente longitud dependiendo de los puntos de parada.
Análisis de los fragmentos. Se realiza una electroforesis de cada una de las cuatro reacciones, de forma que los distintos fragmentos migrarán más o menos en el gel según su longitud. Si se superponen las cuatro electroforesis, se puede determinar la secuencia del ADN sintetizado, que será complementaria de la del ADN problema.

La secuenciación masiva

En la actualidad, esta técnica se ha optimizado y automatizado para realizarse en máquinas capaces de secuenciar numerosos fragmentos de ADN al mismo tiempo. Esto permite secuenciar genomas completos troceándolos en fragmentos manejables que se amplifican mediante PCR.

Obtención de ADN recombinante

El llamado ADN recombinante se consigue al introducir una secuencia de ADN de un organismo, en otro organismo que carece de dicha secuencia y que pasa a ser un organismo transgénico.

En general, las secuencias de ADN que se introducen en los organismos son genes que se quieren caracterizar o analizar, genes que codifican para proteínas con aplicaciones importantes (insulina, hormona del crecimiento, etc.) o genes que proporcionan mejoras a los organismos transgénicos a los que se les insertan (resistencia, distinto tamaño o forma…).

Una vez seleccionados el gen que se quiere insertar y el organismo en el que será introducido, la obtención del ADN recombinante se lleva a cabo en varias etapas:

Obtención y preparación del gen que se va a clonar. Se realiza un lisado (ruptura) de las células que contienen el gen de interés y se extrae el ADN. Se aísla la porción de ADN en la que está el gen y se corta dicho gen mediante enzimas de restricción, que son enzimas capaces de cortar el ADN en secuencias específicas (por ejemplo, las que marcan los extremos del gen de interés).
Obtención y preparación del vector de clonación. El ADN en el que se insertará el gen de interés que hemos cortado se llama vector de clonación y generalmente es un plásmido, a ser posible con genes marcadores que lo identifiquen (genes de resistencia a antibióticos, de síntesis de metabolitos esenciales, de proteínas fluorescentes, etcétera). Estas moléculas de ADN, que son originalmente circulares, se cortan con las mismas enzimas de restricción empleadas para cortar el gen de interés, para que sus extremos sean compatibles para ser unidos mediante una ligasa.
Construcción del ADN recombinante. El plásmido cortado y el gen de interés se unen mediante una ligasa. El resultado, que es ADN recombinante, se llama quimera.
Cultivo celular y propagación del ADN recombinante. El ADN recombinante se introduce en las células anfitrionas, que suelen ser bacterias como Escherichia coli o Agrobacterium tumefaciens o levaduras como Saccharomyces cerevisiae. Las células se dividen y se propagan en el cultivo, replicando y transmitiendo a sus células hijas el ADN quimera que, de esta manera, se clona de forma natural.
Detección y selección de clones recombinantes. Para identificar las células que contienen el ADN quimera se suele detectar la expresión de los genes marcadores que lleva el vector. En cuanto a la presencia del gen de interés o la expresión de su proteína, se confirman mediante PCR, secuenciación, anticuerpos específicos, etc.

Tecnología CRISPR

La tecnología CRISPR fue desarrollada por las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, que aplicaron esta herramienta molecular para editar genes.

La aplicación de la tecnología CRISPR sigue estos pasos:

Se diseña un ARN guía sobre una secuencia concreta del ADN. Ese ARN será reconocido por la endonucleasa Cas9.
La Cas9 corta el ADN complementario al ARN guía.
Después intervienen los mecanismos celulares naturales de reparación del ADN, que pueden actuar de dos formas:
- Pueden cerrar el corte de manera imprecisa, provocando inserciones o deleciones que inactivan el gen.
- Pueden llenar el corte incorporando, por recombinación, una secuencia que se introduce artificialmente en la célula, de modo que el gen queda editado (modificado).

Vectores virales en terapia génica

La terapia génica consiste en introducir, en células o tejidos enfermos, secuencias funcionales de ADN que restablezcan los daños genéticos causantes de la enfermedad.

Los virus constituyen uno de los mecanismos más prometedores para introducir ADN en las células ya que, de forma natural, incorporan su ADN en la célula que infectan.

Los vectores virales son virus modificados genéticamente para introducir ADN de interés en las células.

Al entrar en las células, el ADN modificado del vector viral forma una estructura estable semejante a un plásmido que permite, utilizando la maquinaria celular, la expresión del gen de interés o el desarrollo de la función génica deseada.

Clonación de organismos

Clonación de organismos con reproducción sexual

La clonación, es decir, la generación de organismos genéticamente idénticos, es un proceso natural que se produce mediante la reproducción asexual. Así, la mayoría de los microorganismos unicelulares que se dividen por bipartición, muchas algas y plantas que tienen fases de reproducción asexual y animales en los que se da la partenogénesis, producen descendientes genéticamente idénticos; es decir, clones.

En cambio, en las especies que se reproducen sexualmente, la clonación natural no es posible ya que la descendencia hereda caracteres de los dos progenitores que, además, pueden recombinarse durante la meiosis para producir los gametos.

Por tanto, los descendientes de estos organismos son genéticamente diferentes entre sí y de sus progenitores.

La clonación artificial de organismos con reproducción sexual para generar organismos genéticamente idénticos es posible hoy en día gracias a las técnicas de ingeniería genética para la clonación reproductiva y la clonación terapéutica.

La clonación reproductiva

La clonación reproductiva es la obtención de un organismo completo, genéticamente idéntico a otro ya existente de la misma especie.

La clonación terapéutica

La clonación terapéutica es la generación de células madre embrionarias, genéticamente idénticas a un determinado organismo, con el fin de disponer de tejidos u órganos para trasplantes.

El procedimiento para conseguir estas células se parece al empleado en la clonación reproductiva, pero el embrión resultante no se implanta para que se desarrolle, sino que sus células madre se recolectan y se cultivan para disponer de ellas con fines terapéuticos.

Aplicaciones de la Biotecnología

Aplicaciones en la medicina

Terapia génica

La biotecnología se utiliza tanto para la prevención como para el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades genéticas, ya que permite identificar los genes defectuosos que las provocan y actuar sobre ellos.

La terapia génica pretende el tratamiento de ciertas enfermedades genéticas a partir de la modificación del ADN de los tejidos afectados.

Hoy se dispone de técnicas que hacen posible introducir ADN en células humanas o modificar el existente de forma selectiva. No obstante, a día de hoy, para que se pueda aplicar una terapia génica, tienen que darse tres condiciones: que el daño genético afecte solo a un tejido o tipo celular concreto, que la alteración afecte a un gen concreto y que la expresión de ese gen no esté modulada por señales celulares.

Si estas tres condiciones se cumplen, se pueden aplicar tres tipos de técnicas:

La inserción génica. Consiste en introducir, en las células afectadas por el daño genético, fragmentos de ADN con funciones específicas.
La cirugía génica. Consiste en extraer, reparar o inactivar el gen defectuoso mediante herramientas de edición genética.
El silenciado de genes. Consiste en evitar que genes que codifican para proteínas perniciosas se expresen. Para ello, se actúa sobre los ARN mensajeros correspondientes a dichos genes, haciendo que hibriden con una sonda específica que se introduce en las células. Así, los ARN mensajeros no se expresan y las proteínas no se producen.

Estas intervenciones en el genoma se utilizan para la sustitución o la inhibición de genes defectuosos o para desencadenar la muerte de células dañadas o señalarlas e inducir una respuesta inmunitaria contra ellas.

La forma de realizar la terapia será diferente si se hace en la persona afectada o en el laboratorio. Según esto, se distinguen tres tipos de terapia génica:

In situ. Los genes son introducidos directamente en los tejidos de la persona enferma mediante una jeringuilla convencional o mediante un inyector de genes.
In vivo. Los genes deseados se introducen a través de la sangre y utilizando vectores virales. Estos virus deben tener en su superficie moléculas que sean reconocidas por las células diana, a las que va destinado el gen, y que tienen en su membrana receptores específicos.
Ex vivo. Es la técnica más usada. Consiste en extraer y cultivar las células de la persona afectada y realizar en ellas las intervenciones genéticas pertinentes. Después, estas células o estos tejidos se pueden reintroducir en esa persona mediante inyecciones o cirugía.

Aplicaciones en el medioambiente

La biorremediación consiste en la restauración de ambientes en los que se ha producido contaminación, mediante el uso de seres vivos modificados genéticamente o no modificados.

La depuración de aguas residuales

La depuración de las aguas residuales pretende eliminar de estas todos los contaminantes antes de devolverlas al medioambiente.

La depuración de agua se lleva a cabo en las EDAR, estaciones depuradoras de aguas residuales, en las que el agua se trata mediante microorganismos que oxidan la materia orgánica y la eliminan. Los lodos obtenidos en la decantación también son tratados con microorganismos descomponedores para obtener biogás y fertilizantes orgánicos.

La elaboración de compost

Para la elaboración de compost a partir de residuos urbanos se utilizan microorganismos descomponedores presentes en dichos residuos, pero se incrementa su eficacia al proporcionarles condiciones idóneas de humedad, temperatura y oxigenación.

La elaboración de bioplásticos

Algunos géneros de bacterias, como, por ejemplo, Azotobacter, han sido manipuladas para favorecer su característica natural de fabricar, como productos de su metabolismo, polímeros plásticos biodegradables y menos contaminantes que los producidos a partir del petróleo.

Recuperación de especies en peligro de extinción

Mediante las técnicas de clonación reproductiva se puede contribuir a reducir la pérdida de biodiversidad, recuperando especies que estaban en riesgo de desaparecer, como el muflón de Cerdeña.

Incluso se plantea la recuperación de especies ya desaparecidas, como el bucardo o Capra pyrenaica pyrenaica, el tigre de Tasmania o el mamut lanudo.

Enfermedades infecciosas

Factores que influyen en una enfermedad infecciosa

Las enfermedades infecciosas están causadas por organismos patógenos (bacterias, virus, protozoos y hongos) o por una sustancia producida por ellos.

La mayoría de estas enfermedades son también contagiosas, pues se transmiten de un organismo a otro.

Los factores que influyen en el desarrollo de una enfermedad infecciosa son:

La virulencia del patógeno, que es su capacidad para causar una enfermedad. Por ejemplo, la capacidad de producción de toxinas.
La resistencia del hospedador, que es su sistema de defensa. Por ejemplo, sus barreras externas o el estado de su sistema inmunitario.
La cantidad de parásitos que infectan al hospedador. Por ejemplo, la carga viral, que es el número de virus que invade el organismo tras el contacto con un infectado.

Los factores varían a lo largo del tiempo. Los patógenos pueden adquirir resistencia, como las bacterias ante los antibióticos; o mutar, como los virus, alterando su capacidad de penetración en las células. También los hospedadores pueden incrementar su resistencia, por ejemplo, mejorando su alimentación; o debilitarla, por ejemplo, si son atacados por ciertos microorganismos.

En estos casos, pueden producirse infecciones de otros microorganismos oportunistas.

Clasificación de las enfermedades infecciosas

Según su distribución en la población las enfermedades infecciosas se clasifican en:

Esporádicas. Se producen de forma puntual o aislada en la población, como una herida infectada o una gastroenteritis bacteriana.
Endémicas. Se producen de forma habitual en una zona geográfica concreta, afectando a un número alto de individuos en la población. Por ejemplo, la malaria y el dengue en las zonas tropicales.
Epidémicas. Se propagan muy rápidamente entre la población y afectan simultáneamente a un número muy elevado de personas. Por ejemplo, la gripe o la varicela.
Pandémicas. Se trata de una epidemia que se extiende a muchos países, como la peste, la viruela, el sarampión o la COVID-19.

Los agentes infecciosos

Los agentes infecciosos u organismos patógenos destruyen las células, bien directamente, bien mediante la producción de toxinas, que son sustancias que matan a las células o alteran sus procesos fisiológicos.

Los agentes infecciosos son microorganismos pertenecientes al reino monera, como la bacteria de la tuberculosis; al reino protoctista, como el Plasmodium causante de la malaria; al reino Fungi, como el hongo causante de la candidiasis; o son virus, como el de la gripe. No todos los agentes infecciosos producen el mismo daño a la persona a la que invaden. Su virulencia depende de la capacidad de invasión y de la de producir toxinas. Hay gérmenes, como la bacteria del tétanos, con poca capacidad de invasión pero muy virulentos, debido a su gran toxicidad.

Las toxinas

Las toxinas microbianas son sustancias que dañan a las células, tras la infección bacteriana o por ingestión directa de la toxina.

Se clasifican en:

Las exotoxinas, que son proteínas solubles secretadas por el patógeno que pueden viajar por la sangre y producir daños en diversos tejidos. Si actúan sobre la mucosa intestinal, se denominan enterotoxinas; si afectan al sistema nervioso, neurotoxinas; y si atacan enzimáticamente a diversos tejidos, citotoxinas. Son muy tóxicas y pueden ser mortales, incluso en pequeñas dosis. Una de las más potentes es la toxina botulínica, una neurotoxina secretada por la bacteria Clostridium botulinum.
Las endotoxinas son lipopolisacáridos de la pared celular de las bacterias Gram negativas. Están unidas a la célula y se liberan cuando se produce la muerte celular. No son muy tóxicas, por lo que no suelen ser mortales. Un ejemplo es la endotoxina de la bacteria Neisseria gonorrhoeae, que produce la gonorrea.

Transmisión de las enfermedades infecciosas

Vías de transmisión directas

Las principales vías de transmisión directas son:

El contacto directo, que se produce cuando hay una interacción entre la fuente infecciosa y el hospedador susceptible. Puede ser intercambio de fluidos corporales por vía sexual (sífilis, gonorrea), por la placenta en el embarazo (toxoplasmosis, rubeola) o la glándula mamaria en la lactancia (salmonelosis, sida) y por heridas, quemaduras (tétanos, botulismo) o incluso a través de la piel sana al besar (herpes labial) o acariciar (sarna, tiña).
El contacto por vía aérea se produce cuando los agentes patógenos están suspendidos en gotitas de saliva. Suelen producir contagios al hablar o gritar en las distancias menores a metro y medio, pero pueden ser transportados lejos al estornudar o quedar suspendidos en el aire en forma de aerosoles. Es el mecanismo de transmisión del resfriado común, la gripe o la COVID-19.

Vías de transmisión indirectas

Las principales vías de transmisión indirectas son:

Los vehículos que son el agua, las bebidas, alimentos, objetos, superficies, etc., que propagan el patógeno. Así se transmiten el cólera, la fiebre tifoidea, la salmonelosis, la hepatitis A, la gastroenteritis, etc. Estas enfermedades cursan con diarrea y vómitos que vuelven a crear vehículos.
Los vectores que son organismos vivos capaces de transmitir un agente infeccioso. Destacan los mosquitos en el caso de las enfermedades endémicas, pero también pueden serlo piojos, garrapatas, pulgas, roedores, murciélagos y mascotas. Algunos ejemplos son la malaria, la enfermedad del sueño, la peste, la leishmaniasis, etc. Los seres humanos no se consideran vectores, sino portadores.

Fases de las enfermedades infecciosas

Las enfermedades infecciosas se caracterizan por la aparición de distintos síntomas, entre los cuales están la fiebre, el malestar general o el decaimiento.

Todas estas enfermedades se desarrollan en cuatro fases:

La infección, que se produce cuando el patógeno invade a un individuo. El microorganismo puede provenir del ambiente (agua, alimentos, superficies…) o de otra persona portadora.
El período de incubación, que es el tiempo transcurrido entre la entrada del germen y la aparición de los primeros síntomas. En esta fase, el microorganismo se multiplica hasta alcanzar un número suficiente como para invadir el cuerpo y provocar los síntomas.
El desarrollo de los síntomas, que se produce cuando la enfermedad alcanza su máxima intensidad. Es el período en el que aparecen los síntomas característicos de la enfermedad; por ejemplo, las ampollas cutáneas de la varicela, las erupciones rojizas del sarampión o la fiebre en la gripe.
La convalecencia es una etapa final en la que el individuo vence la enfermedad y se recupera de los daños sufridos durante esta, pero no se encuentra totalmente restablecido.

Diagnóstico de una enfermedad infecciosa

El médico o la médica realiza una entrevista personal en la que el paciente relata sus síntomas; mediante la exploración física se recogen otros signos o se prescriben pruebas diagnósticas, como la recogida de muestras de orina, heces, esputos, hisopados nasofaríngeos, etcétera, a partir de los cuales se pueden realizar cultivos microbiológicos, pruebas PCR, test de antígenos… para la identificación del patógeno.

Inmunidad

Tipos de inmunidad

La inmunidad es la resistencia que opone un organismo a padecer enfermedades producidas no solo por microorganismos patógenos, sino también por sustancias extrañas, como polen o polvo, o incluso sus propias células alteradas.

Inmunidad innata o natural. Esta inmunidad es congénita; es decir, nacemos preparados para defendernos de algunos agentes extraños.
Inmunidad adquirida o adaptativa. Es aquella que se adquiere cuando vamos entrando en contacto con algunos patógenos concretos.

Según cómo se desarrollen los mecanismos de defensa, la inmunidad puede ser:

Activa, si los mecanismos de defensa los desarrolla el propio organismo.
Pasiva, cuando el organismo recibe elementos de defensa no desarrollados en su propio cuerpo.

Según los elementos que intervienen, la inmunidad puede ser:

Natural, si en la respuesta inmunitaria intervienen exclusivamente elementos propios del organismo.
Artificial, cuando intervienen elementos introducidos en el organismo, gracias a los avances de la medicina.

La inmunidad innata siempre es natural y activa; la inmunidad adquirida puede ser activa y pasiva. Además, la inmunidad adquirida puede ser natural o artificial.

Inmunidad adquirida activa

La inmunidad adquirida activa se produce cuando un organismo entra en contacto con un antígeno y se desencadena en él la respuesta inmunitaria, lo que supone la producción de anticuerpos específicos contra ese patógeno por parte de los linfocitos. Esta respuesta permite adquirir una memoria inmunológica, de manera que, en un segundo contacto con el mismo antígeno, los anticuerpos se producen de forma mucho más rápida, impidiendo, por lo general, que se desarrolle la enfermedad. La inmunidad adquirida activa puede obtenerse de dos formas:

Natural, cuando el individuo ha sufrido la infección al entrar en contacto de forma natural con el antígeno.
Artificial, cuando se produce la inmunización al suministrar al individuo el antígeno de forma artificial, mediante la administración de una vacuna.

Una vacuna es un preparado de antígenos que no tienen patogenicidad, pero que conservan su capacidad inmunogénica; es decir, son capaces de estimular la respuesta inmunitaria. La vacunación es un método preventivo.

Tipos de vacunas

Las vacunas se clasifican en dos grandes grupos:

• Vacunas atenuadas. Obtenidas a partir de microorganismos vivos que han perdido su virulencia, como resultado de repetidas inoculaciones o siembras en medios de cultivo, pero que conservan su capacidad antigénica. Son, por ejemplo, la vacuna contra la polio-mielitis, el sarampión y la rubéola.
• Vacunas inactivadas. Obtenidas a partir de microorganismos muertos mediante procedimientos físicos o químicos. Requieren suministrar una dosis más alta para asegurar que contiene suficientes antígenos y, generalmente, una dosis de recuerdo para estimular a los linfocitos de memoria. Son, por ejemplo, la vacuna contra la rabia y la tos ferina.
Debido a la gran eficacia de las vacunas contra las infec-ciones, la industria médica actual las fabrica con técnicas de biotecnología. Entre estas vacunas se encuentran:
• Vacunas con toxoides. Algunas enfermedades no son provocadas directamente por una bacteria, sino por la toxina que produce, por lo que la inmunización se obtiene inactivando la toxina que ocasiona los sintomas de la enfermedad. Son, por ejemplo, las vacunas contra el tétanos y la difteria.
• Vacunas recombinantes. Se obtienen clonando en células huésped genes que codifican proteínas que actúan como antígenos específicos. Son, por ejemplo, las vacunas contra la hepatitis B y el papilomavirus, que se producen insertando un gen del virus en levaduras, que expresan la proteína viral.
• Vacunas de ARN mensajero. Se basan en introducir, dentro de nanopartículas lipídicas, un fragmento de ARNm que codifica una proteína específica del virus, que funciona como antígeno. La vacuna se administra por via intramuscular, donde las nanopartículas se fusionan con la membrana de las células musculares y liberan las cadenas de ARNm en el citoplasma. Estas son reconocidas por los ribosomas y por toda la maquinaria enzimática de la célula que se encargará de sintetizar la proteína viral y así desencadenar la respuesta inmunitaria.

2.3. La Inmunidad adquirida pasiva
La inmunidad adquirida pasiva se alcanza sin desarrollar ninguna respuesta inmunitaria, ya que el organismo recibe los anticuerpos ya formados, por lo que el sistema inmunitario no se ve activado.
La inmunidad adquirida pasiva puede obtenerse de dos formas:
• Natural, se adquiere a través de la placenta o de la leche materna.
• Artificial, se adquiere mediante la administración de sueros.
Los sueros
Los sueros son preparados artificiales que contienen anticuerpos, extraídos de la sangre de animales o de personas a los que previamente se les administró el antígeno. La administración de sueros es un método curativo.
Los sueros se utilizan para curar enfermedades contra las que la persona no está inmunizada o no ha sido vacunada. Los efectos de los sueros son inmediatos, pero no duraderos, y una vez consumidos los anticuerpos el efecto desaparece.
Los sueros se usan para tratar enfermedades infecciosas producidas por toxinas como el tétanos o el botulismo, que se desarrollan tan rápidamente que la persona infectada no tiene tiempo de producir sus propios anticuerpos. Se emplean también ante picaduras de insectos, serpientes u otros animales.
Tipos de sueros
Según su origen, los sueros pueden ser:
• Heterólogos. Son de origen animal y pueden producir reacciones de hipersensibilidad a las proteínas del animal.
• Homólogos. Son de origen humano, proporcionan una inmunidad de mayor duración y sin problemas de hipersensibilidad.

3.3. El sistema inmunitario
El sistema inmunitario es un sistema difuso, es decir, se encuentra diseminado por todo el organismo.
Está constituido por los órganos y los tejidos linfoides, las células defensivas y diversas moléculas que circulan por el torrente sanguíneo hacia los tejidos.
Los órganos y los tejidos linfoides
Los órganos y los tejidos linfoides que forman parte del sistema inmunitario son los vasos linfáticos, los órganos linfoides primarios y los secundarios.
• Los vasos linfáticos, que forman una red abierta de vasos por donde circula la linfa, en la que van inmersas las células y las moléculas del sistema inmunitario.
• Los órganos linfoides primarios, donde se forman y maduran las células del sistema inmunitario. Son la médula ósea, que se encuentra en el interior del tejido esponjoso de los huesos, y el timo, un pequeño órgano que se encuentra en la zona superior del tórax, tras el esternón.
• Los órganos linfoides secundarios, en los que se diferencian y activan las células del sistema inmunitario al entrar en contacto con los patógenos o agentes extra-ños. Son el bazo y los ganglios linfáticos.
– En el bazo, que es un órgano que se encuentra en la cavidad abdominal, por detrás del estómago, se activan los linfocitos en presencia de agentes extra-ños.
– En los ganglios linfáticos, situados a lo largo del sistema circulatorio linfático, los macrófagos destruyen a los patógenos, impidiendo que estos alcancen la sangre, y presentan sus componentes a los linfo-citos, desencadenando la respuesta inmunitaria.
Las células defensivas
Los leucocitos son las células que intervienen en la defensa del organismo.
Los leucocitos se diferencian dentro de la médula ósea a partir de células madre sanguíneas, que dan lugar a todas las células sanguíneas mediante dos líneas: la línea mieloide y la línea linfoide.
• Las células de la línea mieloide son los fagocitos, que se forman y maduran en la médula ósea. Se desplazan mediante pseudópodos y se denominan fagocitos debido a su capacidad de ingestión y digestión de partículas extrañas o restos celulares. Los fagocitos más importantes son los granulocitos y los monocitos.

Las células de la línea linfoide son los linfocitos, que se forman y maduran en la médula ósea y en el timo. Son células redondeadas de gran núcleo, escaso citoplasma y numerosos receptores de membrana. Circulan con movimiento ameboide, tanto por el sistema linfático como por el sanguíneo, y llegan a la mayoría de los tejidos atravesando las paredes de los capilares. Se acumulan principalmente en el bazo y los ganglios linfáticos. Son los linfocitos B, los linfocitos T y las células con memoria.
– Los linfocitos B se generan y maduran en la médula ósea. Son los responsables de la respuesta inmunitaria humoral, generando anticuerpos específicos frente a un determinado patógeno.
Los linfocitos B aumentan de tamaño, cambian de morfología y se convierten en células plasmáticas secretoras de anticuerpos, con un retículo endoplasmático rugoso muy desarrollado.
– Los linfocitos T se generan en la médula ósea, pero maduran en el timo. No producen anticuerpos, sino que tienen en sus membranas una molécula de unión a antígeno denominada receptor de célula T (TCR). Son los responsables de la respuesta inmunitaria celular, que supone la detección de antígenos situados sobre la superficie de otras células y la destrucción de estas. Hay tres tipos de linfocitos T: los citotóxicos,] que destruyen células extrañas portadoras de antígeno o células propias infectadas; los (auxiliares o colaboradores, que segregan sustancias que estimulan la respuesta de otras células, incrementando así la respuesta inmunitaria; y los reguladores o supresores, cuya misión consiste en atenuar la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antígeno, para detenerla.
Las células de memoria, que son linfocitos B y T que permanecen en el organismo durante largos períodos de tiempo. Son capaces de intervenir mucho más rápidamente en un segundo contacto con el patógeno, evitando así el desarrollo de la infección. Son responsables de la memoria inmunitaria adquirida, que puede durar desde unos meses o años hasta toda la vida, en función del tiempo de vida de estos linfocitos.

3.4. La respuesta inmunitaria
La respuesta inmunitaria innata
La respuesta inmunitaria innata está constituida por mecanismos existentes antes de que se desarrolle la infección.
Los mecanismos de defensa de esta respuesta son las barreras externas, la activación del sistema del complemento y la respuesta inflamatoria y presentan las siguientes características comunes:
• Actúan sobre cualquier tipo de patógeno, no son específicos para un tipo de patógeno en particular.
• Su acción es inmediata, ya que no es necesario un contacto previo con el patógeno.
• Carecen de memoria inmunológica, su acción no facilita encuentros posteriores con el mismo patógeno.
La respuesta inmunitaria adaptativa o adquirida
La respuesta inmunitaria adquirida solo actúa sobre el antígeno que la ha provocado.
Los mecanismos de defensa de esta respuesta son la respuesta celular y la respuesta humoral, y presentan las siguientes características comunes:
• Son altamente específicos, capaces de reconocer la presencia de un patógeno concreto.
• Su acción es lenta porque se desencadenan tras el contacto previo con el patógeno.
• Presentan memoria inmunológica; su acción se ve facilitada por el contacto previo con el patógeno, respuesta primaria, por lo que su respuesta es más rápida en encuentros posteriores, respuesta secundaria.

La respuesta inmunitaria innata o inespecífica la llevan a cabo un conjunto de células defensivas junto a moléculas especializadas que atacan o colaboran en la destrucción de los patógenos. Los componentes del sistema inmunitario implicados en la respuesta innata son:
• Células del sistema inmunitario: las células fagocíticas, principalmente los neutrófilos y los macrófagos; y los granulocitos eosinófilos y basófilos, que liberan proteínas inflamatorias que son tóxicas para muchos patógenos invasores.
• Moléculas del sistema inmunitario: las citocinas y el sistema del complemento.
Los mecanismos de defensa inespecíficos son la reacción inflamatoria y la activación del sistema del complemento.
4.1. El reconocimiento de los patógenos
Las células del sistema inmunitario innato reconocen determinadas características moleculares en los patógenos, que no se encuentran en las células del propio organismo, lo que les permite identificar a los agentes invasores. El sistema inmunitario innato también es capaz de reconocer como extrañas células infectadas o dañadas, que suelen presentar algunas características diferentes a las células sanas, como, por ejemplo, un glucocálix alterado.
4.2. La reacción inflamatoria
La reacción inflamatoria es una respuesta inespecífica local que aparece cuando hay rotura celular e invasión de gérmenes a través de las defensas externas del organismo. Combate las infecciones mediante fagocitosis.
La reacción inflamatoria se caracteriza por un proceso de vasodilatación, que aumenta el flujo sanguíneo en el tejido de la zona lesionada, produciendo rubor y aumento de temperatura. También se produce un aumento en la permeabilidad vascular, que incrementa el flujo de líquido en el tejido. El exceso de líquido (edema) provoca hinchazón y dolor. Durante la inflamación los neutrófilos y los monocitos que circulan por el torrente sanguíneo atraviesan las paredes de los vasos y entran en los tejidos. Una vez allí, se dirigen a los focos de infección por quimiotaxis, como respuesta a las citocinas producidas por los macrófagos al reconocer a los patógenos. Los monocitos maduran en los tejidos y se transforman en macrófagos que, junto a los neutrófilos, fagocitan los patógenos. Los linfocitos son atraídos por las citocinas inflamatorias.

4.3. La activación del sistema del complemento
El sistema del complemento son un conjunto de proteínas plasmáticas que se encuentran inactivas en ausencia de antígenos.
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atravesa y se acu
En la respuesta inmunitaria innata, este sistema se activa al reconocer estructuras y moléculas en la superficie de algunos microbios, como la pared bacteriana.
Una vez activado, el sistema del complemento desencadena la destrucción de los patógenos mediante diferentes mecanis-mos:
• Algunos componentes del complemento funcionan como opsoninas, que son unas moléculas que ayudan a marcar la célula para su fagocitosis.
• Otros componentes del complemento actúan como citoci-nas y estimulan la llegada de fagocitos y la inflamación.
• El sistema del complemento también puede desencadenar la formación de un poro en la membrana celular del patóge-no, provocando la lisis celular.