Respuesta Inmune Primaria y Secundaria

La primera vez que un antígeno penetra en un organismo, el sistema inmune desencadena una respuesta inmune primaria. Esta respuesta es poco intensa y poco duradera, alcanzando su máximo a los 10-15 días de la entrada del antígeno y luego disminuye. En esta respuesta intervienen especialmente las inmunoglobulinas M (IgM).

Si el mismo antígeno vuelve a penetrar posteriormente en el organismo, se produce una respuesta inmune secundaria. Esta respuesta es más rápida, más intensa y más prolongada que la primaria, y en ella participan fundamentalmente las inmunoglobulinas G (IgG).

La respuesta inmune secundaria está íntimamente ligada a la existencia de las células con memoria, que recuerdan al antígeno que ha producido la respuesta primaria. Estas células son los linfocitos B y T que se formaron después del primer contacto con el antígeno y que se mantienen durante algún tiempo en la sangre.

Tipos de Inmunidad

La inmunidad es la resistencia que presenta un organismo a padecer una determinada enfermedad. Existen diferentes tipos de inmunidad según la forma en que ésta se ha adquirido.

Inmunidad Natural

Es aquella que se adquiere sin ninguna ayuda externa al organismo. Puede ser de dos tipos:

• Inmunidad congénita: Es aquella que un organismo posee por el simple hecho de pertenecer a una determinada especie o raza. Por ejemplo, el hombre no puede padecer la peste porcina, ni el caballo la fiebre aftosa de los rumiantes. Este tipo de inmunidad se debe a causas genéticas que impiden el reconocimiento del antígeno por parte del huésped.
• Inmunidad adquirida: Es la que adquiere el organismo contra una enfermedad infecciosa después de haberla padecido y sobrevivido a ella. Esta inmunidad se debe a que, una vez superada la enfermedad, quedan en el organismo linfocitos B capaces de reconocer al microorganismo productor de la enfermedad. Si estos linfocitos localizan de nuevo al microorganismo, lo destruyen inmediatamente impidiendo el desarrollo de la enfermedad. Según la enfermedad, puede durar toda la vida o unos cuantos años.

Inmunidad Artificial

Es aquella en la que la producción de anticuerpos se provoca de modo artificial. Puede ser activa o pasiva.

• Inmunidad artificial activa: Se consigue mediante el empleo de vacunas, que son los propios gérmenes de la enfermedad o sus toxinas atenuados. Al ser introducidos en el organismo, actúan como antígenos estimulando la producción de anticuerpos. Así, el individuo vacunado adquiere un estado de resistencia para hacer frente a infecciones naturales de ese antígeno.

Actualmente, las vacunas se pueden fabricar de varias maneras:

• A partir de microorganismos muertos o atenuados.
• A partir de antígenos purificados.
• A partir de toxinas bacterianas modificadas químicamente (vacunas sintéticas).

Las vacunas presentan tres características fundamentales:

1. Necesitan tiempo para producir efectos, ya que el organismo tarda algunos días en producir los anticuerpos.
2. No son aconsejables si ya se ha producido la enfermedad. Su efecto es preventivo, no curativo.
3. Su efecto es bastante duradero, pues el organismo recuerda durante algún tiempo al antígeno causante de la enfermedad.

• Inmunidad artificial pasiva: Se logra con el empleo de sueros. Se trata de suero sanguíneo de un animal al que se le ha inyectado el antígeno causante de la enfermedad para que éste produzca los anticuerpos. Este suero con anticuerpos es posteriormente purificado e inyectado en el organismo que padece la enfermedad. Actualmente, los sueros que se utilizan se fabrican con inmunoglobulinas humanas obtenidas por ingeniería genética, lo que evita reacciones alérgicas.

Los sueros se caracterizan por:

1. Producir efectos inmunitarios rápidos tras su aplicación.
2. Deben usarse cuando la enfermedad ya se ha presentado (efecto curativo).
3. Su efecto es poco duradero.

Aplicaciones Biotecnológicas: Producción de Alimentos y Bebidas

La producción de alimentos y bebidas por fermentación es una aplicación importante de la biotecnología. Las fermentaciones más relevantes son la láctica y la alcohólica.

• Fermentación láctica: Intervienen bacterias lácticas (Lactobacillus y Lactococcus) que fermentan azúcares sencillos y originan ácido láctico. Estas bacterias, con efectos beneficiosos para el hombre, aparecen de forma natural en la leche no esterilizada. Se utiliza en la fabricación de queso, yogur, mantequilla y otros derivados lácteos.
• Fermentación alcohólica: Intervienen levaduras del género Saccharomyces. Se utiliza en la fabricación de pan y bebidas alcohólicas (vino, cerveza, etc.).

Ejemplos Específicos

• Fabricación del pan: Inicialmente se hacían panes ácimos (sin fermentar). Hoy se utiliza pan fermentado por levaduras como Saccharomyces cerevisiae. La levadura degrada los azúcares de la harina, originando alcohol etílico y dióxido de carbono. El alcohol y las levaduras desaparecen durante el horneado, y el dióxido de carbono queda atrapado en la masa, dándole su aspecto característico.
• Elaboración de cerveza, vino y otras bebidas alcohólicas: Levaduras como Saccharomyces cerevisiae producen una fermentación alcohólica de los azúcares presentes en los granos de cereales malteados (germinados y tostados) en el caso de la cerveza, y en el zumo de uva en el caso del vino. Se obtiene un líquido con distinto porcentaje de alcohol etílico. Otras bebidas alcohólicas (brandy, ginebra, etc.) se obtienen por destilación de las bebidas fermentadas.

La fermentación es un proceso anaeróbico en el que moléculas orgánicas son degradadas incompletamente en ausencia de oxígeno para formar moléculas más simples.

Nutrición Bacteriana

El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su capacidad para desarrollar todos los tipos de metabolismo conocidos. Según la fuente de carbono, los seres vivos se dividen en:

• Autótrofos: Su principal fuente de carbono es el CO₂ atmosférico.
• Heterótrofos: Su fuente de carbono es materia orgánica.

Según la fuente de energía, los seres vivos pueden ser:

• Fotótrofos: Su principal fuente de energía es la luz.
• Quimiótrofos: Su fuente de energía es un compuesto químico que se oxida.

Tipos de bacterias según su metabolismo:

• Bacterias quimioheterótrofas: Utilizan un compuesto químico como fuente de carbono y energía. La mayoría de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este grupo.
• Bacterias quimioautótrofas: Utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía y CO₂ como fuente de carbono.
• Bacterias fotoautótrofas: Utilizan la luz como fuente de energía y CO₂ como fuente de carbono (ej. bacterias purpúreas).
• Bacterias fotoheterótrofas: Utilizan la luz como fuente de energía y biomoléculas como fuente de carbono.

Las bacterias que utilizan oxígeno para degradar la materia orgánica se denominan aerobias (desprenden CO₂). Las que no utilizan oxígeno se denominan anaerobias y degradan la materia orgánica por fermentación. Las bacterias anaerobias se clasifican en:

• Anaerobias estrictas: No toleran el oxígeno.
• Anaerobias facultativas: Utilizan oxígeno si está disponible; si no, pueden prescindir de él.
• Aerotolerantes: No utilizan el oxígeno, pero toleran su presencia.

Reproducción Bacteriana

Generalmente, las bacterias se reproducen por bipartición. Tras la duplicación del ADN, dirigida por la ADN-polimerasa en los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal que separa las dos nuevas bacterias.

Además de la reproducción asexual, las bacterias poseen mecanismos de reproducción sexual o parasexual para intercambiar fragmentos de ADN. Estos mecanismos incluyen:

• Transformación: Una bacteria capta fragmentos de ADN de otra bacteria dispersos en el medio.
• Conjugación: Una bacteria donadora F+ transmite un fragmento de ADN a través de un puente o fimbria a una bacteria receptora F-. La bacteria F+ posee un plásmido además del cromosoma bacteriano.
• Transducción: La transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a través de un virus bacteriófago, que actúa como vector intermediario.

Funciones de Relación en Bacterias

Casi todas las bacterias pueden desplazarse mediante reptación y movimiento flagelar. Se han comprobado respuestas a estímulos luminosos (fototactismos) en bacterias fotosintéticas y a estímulos químicos (quimiotactismos).

Una de las respuestas mejor conocidas frente a variaciones en el medio es la formación de endosporas. En condiciones adversas (sequedad, temperatura extrema, falta de alimento), las bacterias protegen su ADN y entran en una fase de metabolismo reducido. Pueden soportar estas condiciones durante largos períodos hasta que las condiciones ambientales cambien. Cuando las condiciones se vuelven favorables, la endospora germina y da lugar a una nueva bacteria.