6.3 Defensa contra las enfermedades infecciosas BI NS

6.3 Defensa contra las enfermedades infecciosas Nuestro cuerpo está expuesto a muchos agentes causantes de enfermedades. Llamamos patógenos a organismos o virus capaces de producir una enfermedad. Pueden ser patógenos los virus, bacterias, protozoos (Protistas), hongos y diversos tipos de gusanos (Platyhelminthes y Nematoda principalmente) Videos: Los 10 gérmenes más letales (Discovery Channel) http://www.youtube.com/watch?v=-zu6LCcKtGU http://www.youtube.com/watch?v=gwI0vI98mX0 http://www.youtube.com/watch?v=YoS6tgJ9iPI

La exposición a la vasta mayoría de patógenos no da como resultado una enfermedad. Esto se debe primariamente a que estamos bien defendidos para que los patógenos no entren al cuerpo: barreras. Y si entran, hemos desarrollado inmunidad a ese patógeno. Además, para algunos patógenos como las bacterias, hay antibióticos que actúan contra ellas sin afectar nuestro cuerpo.

¿Cómo actúan los antibióticos contra las bacterias?

¿Cómo actúan los antibióticos contra las bacterias? En los procariotas como las bacterias las rutas metabólicas son distintas a los eucariotas como nuestras células: tipo de síntesis proteica, existencia de pared celular. Los antibióticos pueden bloquear procesos bacterianos como la síntesis de proteínas o la formación de la pared, dificultando que las bacterias crezcan y se multipliquen.

Mecanismos de acción de los antibióticos sobre las bacterias Los antibióticos actúan interfiriendo rutas metabólicas en bacterias, pero no en células eucariotas o en virus. http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/v5n2/sanchez.htm

¿Cómo actúan los antibióticos contra las bacterias? Esto explica por qué los antibióticos no afectan a los virus. Los virus usan su información para utilizar los mecanismos de nuestras células y replicar nuevos virus. Interrumpir ese proceso sería interferir con nuestro propio metabolismo eucariota. Los antibióticos solo interfieren con el metabolismo de células procariotas.

Principales barreras: previenen que los patógenos entren al cuerpo La piel, primera línea de defensa Las membranas mucosas son defensas pero también puertas de entrada para microbios: nariz, boca, ojos, sistemas urinario y reproductor. Lágrimas: lavan y desinfectan Células ciliadas del sistema respiratorio. Tos. Pelos de la nariz: atrapan polvo y microbios Ácido clorhídrico del estómago y enzimas. Formación de un coágulo cuando se produce una herida

Las bacterias pueden desarrollar resistencia a diferentes antibióticos usando varias estrategias Hospital-Acquired Infections Due to Gram-Negative Bacteria. Anton Y. Peleg, M.B., B.S., M.P.H., and David C. Hooper, M.D. N Engl J Med 2010; 362:1804-1813May 13, 2010

Campaña para el uso responsable de antibióticos, España 2006:

La piel es la primera barrera

Membranas mucosas Algunas áreas con membranas mucosas: tráquea, conductos nasales, uretra, vagina. Las células producen y secretan una capa de moco. Este moco atrapa patógenos y les impide alcanzar las células. Algunas células mucosas poseen cilios que producen movimientos ondulantes que expulsan patógenos, por ejemplo en la tráquea. El moco es enriquecido con lisozima, que es una enzima que daña a los patógenos.

Formación de un coágulo La coagulación es una respuesta para sellar la ruptura de vasos sanguíneos y evitar pérdida de sangre y prevenir la entrada de patógenos en el cuerpo. Ocurre rápidamente después del daño. De las proteínas que circulan en el plasma, la protrombina y el fibrinógeno están involucradas en la coagulación de la sangre. También circulan en el plasma las plaquetas, que son fragmentos celulares que tiene una vida de 8 a 10 días.

Formación de un coágulo Cuando un pequeño vaso sanguíneo es dañado, las células del vaso liberan químicos que estimulan a las plaquetas a adherirse a la zona afectada. Tanto el tejido dañado como las plaquetas liberan químicos llamados factores de coagulación, que convierten la protrombina en trombina. La trombina una enzima que cataliza la conversión de la proteína soluble fibrinógeno en fibrina, que es insoluble y forma fibras a manera de red, donde se acumulan las plaquetas estabilizando el coágulo.

Formación de un coágulo

Formación de un coágulo

Características del sistema inmunitario inmunitario adaptativo desencadene ataques más rápidos y más fuertes si en el futuro el sistema inmunitario detecta este tipo de patógeno.16 Tanto la inmunidad innata como la adaptativa dependen Características del sistema inmunitario Sistema inmunitario innato Sistema inmunitario adaptativo La respuesta no es específica. Respuesta específica contra patógenos y antígenos. La exposición conduce a la respuesta máxima inmediata. Demora entre la exposición y la respuesta máxima. Inmunidad mediada por células y componentes humorales. Sin memoria inmunológica. La exposición conduce a la memoria inmunológica. Presente en casi todas las formas de vida. Presente sólo en vertebrados mandibulados.

Sistema inmunitario Cuando los microbios u otros patógenos penetran las barreras físicas y se multiplican en un tejido del cuerpo, actúa el sistema inmunitario. Células principales: - Macrófagos: son fagocíticos (respuesta no específica) - Linfocitos T y B (respuesta específica)

Cuando los microbios u otros patógenos penetran las barreras físicas y se multiplican en un tejido del cuerpo, actúa el sistema inmunitario.

Video sobre sistema no-específico de defensa: leucocitos fagocíticos http://www.khanacademy.org/video/role-of-phagocytes-in-innate-or-nonspecific-immunity?topic=biology Video sobre tipos de respuesta inmune: http://www.khanacademy.org/video/types-of-immune-responses--innate-and-adaptive---humoral-vs--cell-mediated?topic=biology

http://www. javeriana. edu http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/perinatal/digestivo3ed.html

Glóbulos blancos fagocíticos Los glóbulos blancos, también conocidos como leucocitos, son células que circulan en los líquidos del cuerpo como la sangre o la linfa. Hay muchos tipos de leucocitos, y tienen roles diferentes. Algunos leucocitos pueden englobar bacterias, virus y otros microbios, y digerirlos. Esto es llamado fagocitosis.

Glóbulos blancos fagocíticos , también llamados fagocitos: Macrófagos Neutrófilos Células dendríticas http://blog.codeconutrilife.com/medicina-natural/conoce-tu-sistema-inmunologico-parte-i/

Células de la sangre http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/deptos/dbiogeo/recursos/Apuntes/BioGeoBach1/8-Animales/Tejidos.htm

Macrófagos

Macrófagos Son glóbulos blancos grandes, que pueden rodear a una bacteria y fagocitarla. Los macrófagos pueden salir de los capilares y eliminar patógenos en los tejidos. El macrófago reconoce a los patógenos como “extraños” a través de las proteínas de la superficie de la bacteria o virus. Proteínas extrañas son llamadas antígenos.

Los macrófagos son células presentadoras de antígenos Cuando los macrófagos fagocitan un microbio, procesan y sitúan sus antígenos en la superficie externa donde los “presentan”, y así serán reconocidos por los linfocitos T colaboradores. Tras el reconocimiento, los T producen sustancias (linfoquinas) que activan a los linfocitos B. Aquí empieza la respuesta específica del sistema inmunitario. Los linfocitos B activados producen y liberan anticuerpos específicos a los antígenos presentados, y también células de memoria que darán protección toda la vida. Los linfocitos T colaboradores también estimulan la producción masiva de células T asesinas y células de memoria.

Cuando se detecta la presencia de un antígeno, un macrófago lo fagocita y lo transporta a los ganglios linfáticos. Allí presenta fragmentos del antígeno a los linfocitos T auxiliares, que estimulan la formación de linfocitos T citotóxicos (linfocitos T asesinos), que pueden destruir directamente las células infectadas , y de linfocitos B que producen anticuerpos. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/INMUNOLOGIA/mi_inmunologia.htm

Leucocitos en acción Ver videos: Macrófagos: respuesta no específica http://www.youtube.com/watch?v=1tBOmG0QMbA&p=EF8E0CB625C864A4&index=2&playnext=2 Linfocitos T cooperadores (helper) * http://www.youtube.com/watch?v=bq5vWiyFMMQ linfocitos B http://www.youtube.com/watch?v=hQmaPwP0KRI&feature=&p=EF8E0CB625C864A4&index=0&playnext=1 Linfocitos T * http://www.youtube.com/watch?v=jcdCDYtdBB4&feature=related

Otro videos interesantes: http://www.youtube.com/watch?v=bs2070yCDZg http://www.youtube.com/watch?v=T8qgjeY5sCU

Respuesta inmunitaria específica (ver diagrama siguiente) A) Un antígeno se une al linfocito B, por ejemplo un virus de gripe. B) Esta interacción dispara la multiplicación del linfocito B específico, que puede producir anticuerpos (proteínas que se unen al antígeno). Los anticuerpos son moléculas en forma de Y. C) Se origina una producción masiva de linfocitos B idénticos, que se convierten en células plasmáticas, que producen gran cantidad de anticuerpos específicos para el antígeno identificado . D) Los anticuerpos circulan por la sangre y la linfa destruyendo al patógeno E) Algunos linfocitos B originan células con memoria que responderán rápidamente frente a nuevas apariciones del antígeno

Respuesta inmunitaria específica o humoral Linfocitos B

Los anticuerpos se producen en respuesta a un patógeno específico Los anticuerpos son moléculas de proteínas en forma de Y. Los patógenos tienen diferentes antígenos en su superficie, y por lo tanto pueden disparar la producción de muchos tipos diferentes de anticuerpos.

HHMI 1996 Holiday Lectures on Science Células B activadas producen abundantes clones que se convertirán en células plasmáticas productoras de gran cantidad de anticuerpos (proteínas altamente específicas para un antígeno), y de células de memoria que darán protección para toda la vida.

Hay 5 clases de Anticuerpos: IgM, IgG, IgA, IgE and IgD.

Los anticuerpos son proteínas en forma de Y, llamadas inmunoglobulinas, producidas por células plasmáticas provenientes de linfocitos B. Son altamente específicos para un antígeno determinado en el fragmento F ab (que constituye los brazos de la Y); la vertical de la Y es el fragmento F c, que se adhiere a linfocitos como los fagocitos o los mastocitos que desencadenan las alergias. http://www.pc.maricopa.edu/Biology/rcotter/BIO%20205/LessonBuilders/Chapter%2015%20LB/Ch15LessonBuilder_print.html

Los anticuerpos tienen 4 funciones primarias: Neutralizar al antígeno (proteína extraña al organismo). Aglutinar los antígenos hasta que los macrófagos los destruyan. Marcar a los antígenos para facilitar la localización y destrucción. Cubrir (opsonizar) al antígeno para estimular la fagocitosis de los macrófagos.

Sistema inmunitario y reacción alérgica: La IgE es un anticuerpo involucrado en la inflamación y la respuesta alérgica. Las IgE es un receptor en la superficie de los basófilos y los mastocitos, que reconoce y se une a los alérgenos, haciendo que la célula se desintegre liberando histamina y otros mediadores químicos relacionados con la inflamación. La histamina causa vasodilatación y broncoconstricción, produciendo ojos llorosos, goteo nasal y dificultad para respirar. Las personas alérgicas frecuentemente tienen niveles muchos más altos de IgE en su sangre que los no alérgicos. http://www.alergia.ws/al_respuesta.htm

Linfocitos T Los linfocitos T colaboradores regulan la respuesta inmunitaria y no tienen ningún tipo de actividad citotóxica (no matan las células infectadas). Ellos controlan la respuesta inmunitaria dirigiendo otras células para que lleven a cabo estas tareas. Las células T asesinas, también denominadas linfocitos T citóxicos, son un subgrupo de células T que matan células infectadas con virus (y otros patógenos), o que estén dañadas o enfermas por otras causas.

HHMI 1996 Holiday Lectures on Science Células T activadas producen abundantes clones que se convertirán en células T asesinas y células de memoria

http://linfocitosb.blogspot.com/2011_09_01_archive.html

Principios de la inmunidad 1. Activación y respuesta: todas las células involucradas: macrófagos, linfocitos T y B. 2. Selección clonal: gran producción masiva de células con el receptor específico para un antígeno. 3. Memoria: células con receptores que proveen protección de larga duración, pues pueden activarse y disparar una respuesta rápida.

Inmunidad activa y pasiva La inmunidad activa es la que hemos estado viendo hasta ahora, y que lleva a la producción de células de memoria proveyendo protección por largo tiempo. La inmunidad pasiva se da cuando un organismo adquiere anticuerpos que fueron producidos por otro. al no adquirir células de memoria, la protección es por corto tiempo.

Ejemplos de inmunidad pasiva Transferencia de anticuerpos de la madre al feto a través de la placenta. Adquisición de anticuerpos a través del calostro (leche materna producida en los primeros días después del nacimiento, pobre en grasa y rica en anticuerpos). Inyección de anticuerpos en un suero. El típico ejemplo son los sueros antiofídicos. Las serpientes son “ordeñadas” por sus colmillos, y el veneno se inyecta en pequeñas dósis a un animal que actúa como fábrica de anticuerpos, y al que luego se le extrae el suero.

VACUNAS Uno de los principios fundamentales de la inmunidad es que la persona no puede ser inmune a un patógeno si no ha tenido contacto al menos una vez con él. Las vacunas se desarrollan debilitando un patógeno y luego inyectándolo en el cuerpo. Los leucocitos desarrollan la respuesta inmune primaria, formando anticuerpos y células B de memoria, que son capaces de desencadenar una reacción rápida en caso de otra infección (respuesta inmune secundaria).

La producción de células de memoria (respuesta primaria) hace que un nuevo encuentro con el antígeno desarrolle una respuesta rápida y muy efectiva (respuesta secundaria). Generalmente esta respuesta destruye al patógeno antes de que se presenten los síntomas de la enfermedad. http://tle.westone.wa.gov.au/content/file/969144ed-0d3b-fa04-2e88-8b23de2a630c/1/human_bio_science_3b.zip/content/004_internal_defence/page_09.htm

Caricatura de 1802, ridiculizando el reciente descubrimiento de las vacunas (del latín "vaccinus-a-um", "(vacuno)"; de "vacca-ae", "vaca"). La primera vacuna descubierta fue la usada para combatir la viruela por Edward Jenner, médico rural inglés, en 1796, y debe su nombre al hecho de que las ordeñadoras de la época que estaban en contacto con la viruela de vaca (viruela "vacuna"), la cual era menos patógena, hacía que estas personas se inmunizasen y no contrajesen la viruela humana. Jenner experimentó e inoculó en la piel a un niño con pus de una persona con viruela vacuna. 48 días más tarde lo inoculó con viruela y no enfermó. http://es.wikipedia.org/wiki/Vacuna

Vacuna contra la viruela La vacuna contra la viruela se fabrica de un virus vivo que se llama "vaccinia." El virus llamado "vaccinia" es parecido al virus de la viruela pero menos peligroso. La vacuna contra la viruela NO puede causar la enfermedad. La vacuna no es una inyección como las otras vacunas. La aguja pincha la piel varias veces en unos pocos segundos (generalmente en la parte superior del brazo). Los pinchazos no son profundos, pero causarán una o dos gotas de sangre. El lugar de la piel donde se pone la vacuna se denomina "área de vacunación". http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/vaccination/espanol/debesaber.asp

Beneficios y peligros de la vacunación Posible eliminación total de una enfermedad. Ej: viruela; pronto polio y sarampión. Minimizan la expansión de epidemias. La medicina preventiva es más barata. Beneficios personales de no tener que sufrir los síntomas de la enfermedad para desarrollar la inmunidad. PELIGROS: Antes de 1999, las vacunas contenían timerosal, un preservante con mercurio. el mercurio es una neurotoxina a la que los niños son muy susceptibles. Existe la percepción de que múltiples vacunas en un corto tiempo pueden sobrecargar el sistema inmunitario. Existen sospechas que la MMR (mesles-mumps-rubella) puedan estar relacionada con el autismo. Reacciones alérgicas.

Beneficios y peligros de la vacunación Los padres deben tomar decisiones éticas al respecto para minimizar los riesgos de sus propios hijos, pero también para ayudar a prevenir epidemias que podrían afectar a otros niños. Dimensión internacional: dado que algunas enfermedades tienen la capacidad de llegar a convertirse en pandemias y que el ejemplo de la viruela demuestra la efectividad que puede alcanzar la cooperación internacional para combatir enfermedades infecciosas.

http://www.mimundobebe.com/2011/10/calendario-de-vacunacion-infantil/

El virus VIH produce los síntomas del SIDA

¿Cómo el VIH daña el sistema inmunitario? El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es el causante de un conjunto de síntomas llamado SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida). Cada virus debe localizar células del cuerpo que tienen proteínas que puede reconocer. Por eso, solo ciertas células son afectadas por virus específicos. Por ejemplo, el virus de la gripe localiza proteínas de las membranas mucosas de la región nasal y solo daña esas células.

¿Cómo el VIH daña el sistema inmunitario? El VIH reconoce proteínas de los linfocitos T ayudantes, que son células que sirven de comunicación en el sistema inmunitario. Al morir estas células se dificulta la producción de anticuerpos por linfocitos B y de células asesinas por otros linfocitos T. El VIH es un virus que tiene un período de latencia dentro de las células, y es por eso que los síntomas del SIDA pueden darse varios años después de haber adquirido el virus.

Videos sobre HIV y SIDA: http://www.youtube.com/watch?v=odRyv7V8LAE http://www.youtube.com/watch?v=1KQUQEkw54A&feature=related

El SIDA La latencia del virus y su capacidad de mutar rápidamente, hacen difícil que el sistema inmunitario lo combata, y esto también dificulta la creación de una vacuna efectiva. Otra dificultad para combatir el SIDA es que la transmisión del virus está ligada a conductas sexuales de riesgo y consumo de drogas (jeringas compartidas).

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Hiv-timecourse-es.png

Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=68I7JlVhuhY No todos los pacientes infectados con el virus VIH tienen sida. El criterio para diagnosticar el sida puede variar de región en región, pero el diagnóstico típicamente requiere: - Un recuento absoluto de las células T CD4 menor a 200 por milímetro cúbico. La presencia de alguna de las infecciones oportunistas típicas, causadas por agentes incapaces de producir enfermedad en personas sanas. Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=68I7JlVhuhY La persona infectada por el VIH es denominada «seropositiva» o «VIH positivo» (VIH+) y a los no infectados se les llama «seronegativos» o «VIH negativo» (VIH–). La mayoría de las personas seropositivas no saben que lo son. http://es.wikipedia.org/wiki/Sida

Enfermedades oportunistas en personas con SIDA http://www.pc.maricopa.edu/Biology/rcotter/BIO%20205/LessonBuilders/Chapter%2015%20LB/Ch15LessonBuilder_print.html

La infección primaria por VIH es llamada «seroconversión» y puede ser acompañada por una serie de síntomas inespecíficos, parecidos a los de una gripe, por ejemplo, fiebre, dolores musculares y articulares, dolor de garganta y ganglios linfáticos inflamados. En esta etapa el infectado es más transmisor que en cualquier otra etapa de la enfermedad, ya que la cantidad de virus en su organismo es la más alta que alcanzará. Esto se debe a que todavía no se desarrolla por completo la respuesta inmunológica del huésped. No todos los recién infectados con VIH padecen de estos síntomas y finalmente todos los individuos se vuelven asintomáticos. http://es.wikipedia.org/wiki/Sida

http://es.slideshare.net/cristiamm/vihsida-danilo-noguera?related=1

Durante la etapa asintomática, cada día se producen varios miles de millones de virus VIH, lo cual se acompaña de una disminución de las células T CD4+. El virus no sólo se encuentra en la sangre, sino en todo el cuerpo, particularmente en los ganglios linfáticos, el cerebro y las secreciones genitales. El tiempo que demora el diagnóstico de sida desde la infección inicial del virus VIH es variable. Algunos pacientes desarrollan algún síntoma de inmunosupresión muy pocos meses después de haber sido infectados, mientras que otros se mantienen asintomáticos hasta 20 años. http://es.wikipedia.org/wiki/Sida

Actualmente existen medicamentos, llamados antirretrovirales, que inhiben enzimas esenciales, la retrotranscriptasa o la proteasa, con lo que reducen la replicación del VIH. De esta manera se frena el progreso de la enfermedad y la aparición de infecciones oportunistas, así que aunque el SIDA no puede propiamente curarse, sí puede convertirse con el uso continuado de esos fármacos en una enfermedad crónica compatible con una vida larga y casi normal. La enzima del VIH, la retrotranscriptasa, es una enzima que convierte el ARN a ADN, por lo que se ha convertido en una de los principales objetivos a atacar en los tratamientos antirretrovirales. http://es.wikipedia.org/wiki/Sida

Las personas viviendo con el VIH eran alrededor de 8 millones en 1990 y cerca de 40 millones a finales de la década pasada. El 63% de esa gente vivía en África Sub-Sahariana. Aunque hay en el mundo una disminución de contagios, siguen superando los 2 millones. http://dinqui.wordpress.com/2010/06/09/evolucion-vih-sida-en-el-mundo/

Mapa actual de la incidencia de SIDA

Nuevas infecciones de HIV en Estados Unidos según grupo étnico http://www.cdc.gov/nchhstp/newsroom/2013/NBHAAD2013Graphics.html

Cifras del informe de ONUSIDA, 2013 http://www.unaids.org/en/media/unaids/contentassets/documents/epidemiology/2013/gr2013/20130923_FactSheet_Global_es.pdf Personas que viven con el VIH  En 2012, 35,3 millones [32,2 millones–38,8 millones] de personas vivían con el VIH. - Desde el comienzo de la epidemia, cerca de 75 millones [63 millones–89 millones] han contraído la infección por el VIH.

Cifras del informe de ONUSIDA, 2015

Cifras del informe de ONUSIDA, 2015 Aunque 1.2 millones de personas murieron de SIDA en 2014, esa cifra ha venido descendiendo desde el año 2005, cuando murieron 2 millones. Actualmente el número de nuevas infecciones está a la baja: 2 millones en 2014 comparado con los 2.1 millones de 2013. En el año 2000 fueron 3.1 millones de nuevas infecciones. Mucho del crédito de estas reducciones ha sido el despliegue masivo de antirretrovirales. En junio de 2015 15.8 millones de pacientes VIH+ eran tratados. En 2015 se invertirán cerca de $ 24 millones en medicinas en paises pobres o de renta media. http://www.economist.com/news/science-and-technology/21679004-good-news-front-there-still-much-do-latest-report

http://www.unaids.org/sites/default/files/media_asset/AIDS_by_the_numbers_2015_es.pdf

El SIDA Los enfermos de SIDA están sometidos a discriminación en muchos ambientes: laboral, seguros, aceptación social, etc. El SIDA es, desde su descubrimiento en 1984 como enfermedad viral, un problema de dimensiones globales. ¿Cuál es el estado actual del SIDA en el mundo?

El SIDA Discuta la causa, la transmisión y las implicaciones sociales del sida.

FIN