10 Mundo microbiano 21 Biología 2º BACHILLERATO Microorganismo y enfermedades infecciosas MECANISMOS QUE CONTRIBUYEN DEPENDE DE NO SIEMPRE PRODUC E UNA.

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1 10 Mundo microbiano 21 Biología 2º BACHILLERATO Microorganismo y enfermedades infecciosas MECANISMOS QUE CONTRIBUYEN DEPENDE DE NO SIEMPRE PRODUC E UNA Infección que produce daños en el huésped Invasión de un ser vivo por microorganismos patógenos. INFECCIÓN ENFERMEDAD Susceptibilidad del huesped. Grado de patogenicidad o virulencia del microorganismo. Factores ambientales. Equilibrios o desequilibrios en la flora bacteriana normal. Invasión y destrucción de tejidos. Toxinas que inducen una pérdida de funcionalidad. Escape a la respuesta inmunitaria.

2 10 Mundo microbiano 26 Biología 2º BACHILLERATO Términos en epidemiología PREVALENCIA EPIDEMIA PANDEMIA ENDÉMICA CASOS ESPORÁDICOS BROTE INFECCIÓN SUBCLÍNICA PORTADORES Proporción de enfermos de una población que padecen una enfermedad concreta en un momento dado. Una enfermedad que ocurre al mismo tiempo en un número alto de individuos de una región. Epidemia ampliamente distribuida. Enfermedad de presencia continua en una población pero con poca incidencia. Casos individuales de una enfermedad sin relación entre ellos y en zonas geográficamente separadas. Cuando en un corto periodo de tiempo aparecen cierto número de casos cuando anteriormente eran esporádicos. Enfermedad de determinados individuos asintomática o con síntomas leves. Individuos que tienen infección subclínica y pueden transportar y diseminar activamente el agente infeccioso.

3 10 Mundo microbiano 27 Biología 2º BACHILLERATO Eslabones de una cadena infecciosa FUENTE DE LA INFECCIÓN FORMA DE TRANSMISIÓN HUESPED 1 2 3 Reservorio Vehículo

4 11 Sistema inmunitario 1 Biología 2º BACHILLERATO Funciones y características del sistema inmunitario DEFENSIVA HOMEOSTÁTICA realiza dos funciones SISTEMA INMUNITARIO INNATO SISTEMA INMUNITARIO ADAPTATIVO agrupa dos estrategias frente a los antígenos es INESPECÍFICO ESPECÍFICOMEMORIATOLERANCIA es adquiere SISTEMA INMUNITARIO

5 11 Sistema inmunitario 6 Biología 2º BACHILLERATO Líneas de defensa frente a microorganismos patógenos TRES GRANDES LÍNEAS DE DEFENSA Epitelios de revestimiento Epitelios ciliados Secreciones Enzimas Sustancias ácidas Defensinas Péptidos antibacterianos Flora bacteriana normal Contra patógenos extracelulares Contra bacterias intracelulares Contra células infectadas por virus Mecanismo específico y adaptativo que deja memoria inmunológica MECANISMOS FÍSICOS MECANISMOS QUÍMICOS MECANISMOS MICROBIOLÓGICOS PRIMERA FAGOCITOS Y SISTEMA DEL COMPLEMENTO MACRÓFAGOSCÉLULAS NK E INTERFERONES SEGUNDA LINFOCITOS TERCERA

6 11 Sistema inmunitario 7 Biología 2º BACHILLERATO Primera línea de defensa Secreciones de glándulas sebáceas Espermina en el semen Flora bacteriana normal Defensinas intestinales Ácidos y enzimas digestivas Lisozima en lágrimas, saliva y mucosidad nasal Cerumen del oído Epitelios de revestimiento Epitelios ciliados QUÍMICOS FÍSICOS MICROBIOLÓGICOS

7 11 Sistema inmunitario 10 Biología 2º BACHILLERATO Inflamación y fagocitosis Neutrófilo Foco inflamatorio Quimiotaxis Capilar sanguíneoMedio extracelular Células endoteliales Selectina P C5a Diapédesis Glucoproteínas de unión 1234 Vasodilatación capilar Incremento de la permeabilidad Infiltración de células sanguíneas Diapédesis Quimiotaxis Producción y liberación de moléculas activas. Retracción de las células endoteliales. Adhesión y rodamiento sobre el endotelio.

8 11 Sistema inmunitario 2 Biología 2º BACHILLERATO Células y moléculas del sistema inmunitario CITOCINAS EOSINÓFILOS NEUTRÓFILOS MACRÓFAGOS MONOCITOS FAGOCITOS CÉLULAS CITOTÓXICAS CÉLULAS CEBADASMONOCITOS MOLÉCULAS INESPECÍFICAS Células NK CÉLULAS ESPECÍFICAS MACRÓFAGOS APC MOLÉCULAS ESPECÍFICAS LINFOCITOS LINFOCITOS B LINFOCITOS T Auxiliares o colaboradores Citotóxicos o citolíticos Supresores MHC- II BCR TCR CD4 CD8 LISOZIMA PROTEÍNAS DEL SISTEMA DEL COMPLEMENTO Basófilos Mastocitos Interferones, linfocinas, monocinas, interleucinas y factores de necrosis tumoral (TNF  y TNF  ) CÉLULAS INESPECÍFICAS

9 11 Sistema inmunitario 3 Biología 2º BACHILLERATO Células del sistema inmunitario Basófilo EosinófiloMacrófago Mastocito MonocitoNeutrófilo Célula NK Fagocitan microorganismos, células alteradas y restos celulares. FAGOCITOS CÉLULAS CITOTÓXICAS Destruyen células del organismo que se han vuelto peligrosas. Intervienen en la inflamación y liberan aminas vasoactivas como la histamina. CÉLULAS CEBADAS LINFOCITOS Responsables del reconocimiento específico de los agentes patógenos

10 11 Sistema inmunitario 8 Biología 2º BACHILLERATO Vías clásica y alternativa del complemento C5b6789 C9 C8 C7 C6 C5 C3 C4 C1 C2 C3b C5b C5b67 C3a C5a C3b LISIS C3bBb Factor B C4b2b VÍA ALTERNATIVA VÍA CLÁSICA Microorganismos Inmunocomplejos Activación de macrófagos Quimiotaxis -Reacción inflamatoria -Contracción del músculo liso -Aumento de la permeabilidad vascular Complejo de ataque a membrana (MAC) La vía clásica no se desencadena sin una respuesta inmunitaria específica previa. La vía alternativa no necesita la existencia de una inmunidad específica previa.

11 11 Sistema inmunitario 9 Biología 2º BACHILLERATO Resumen de acciones del complemento 1 2 3 45 6 7 COMPLEMENTO Aumento de la permeabilidad vascular Contracción del músculo liso Desgranulación de mastocitos Ayuda a la fagocitosis (opsonización) Activación y quimiotaxis de neutrófilos Lisis de bacterias Lisis de células extrañas

12 11 Sistema inmunitario 6 Biología 2º BACHILLERATO Líneas de defensa frente a microorganismos patógenos TRES GRANDES LÍNEAS DE DEFENSA Epitelios de revestimiento Epitelios ciliados Secreciones Enzimas Sustancias ácidas Defensinas Péptidos antibacterianos Flora bacteriana normal Contra patógenos extracelulares Contra bacterias intracelulares Contra células infectadas por virus Mecanismo específico y adaptativo que deja memoria inmunológica MECANISMOS FÍSICOS MECANISMOS QUÍMICOS MECANISMOS MICROBIOLÓGICOS PRIMERA FAGOCITOS Y SISTEMA DEL COMPLEMENTO MACRÓFAGOSCÉLULAS NK E INTERFERONES SEGUNDA LINFOCITOS TERCERA

13 11 Sistema inmunitario 4 Biología 2º BACHILLERATO Linfocitos BCR MHC clase II B7 TCR+CD3 CD4 CD8 CD28 Th CTL Todas las células T LINFOCITOS B LINFOCITOS T Poseen receptores de membrana específicos, que son inmunoglobulinas Tras su activación producen inmunoglobulinas solubles que son anticuerpos específicos. INMUNIDAD HUMORAL Presentan en su membrana receptores TCR que reconocen péptidos antigénicos sobre células presentadoras de antígeno (APC). INMUNIDAD CELULAR

14 11 Sistema inmunitario 5 Biología 2º BACHILLERATO Tejidos y órganos linfoides Amígdalas (MALT) Timo Ganglios linfáticos Bazo Placas de Peyer (MALT) Apéndice (MALT) Placas de Peyer (MALT) Vasos linfáticos Médula ósea Corte histológico del bazo Corte histológico de un ganglio Corte histológico del timo

15 11 Sistema inmunitario 25 Biología 2º BACHILLERATO Activación de los linfocitos B Complejo MCH II-Antígeno-TCR Linfocito B Th2 activado IL-5 IL-6 IL-4 IL-10 Activación y diferenciación de linfocitos B Células plasmáticas Células memoria CD4 B.7 CD-28 BCR Bacterias Inhibición de respuesta Th1

16 11 Sistema inmunitario 13 Biología 2º BACHILLERATO Especificidad antígeno-anticuerpo PARATOPOS tiene que reconocen ANTIGENICIDAD INMUNOGENICIDAD tiene EPÍTOPOS tienen capacidad de ANTÍCUERPOANTÍGENO COMPLEMENTARIEDAD GEOMÉTRICA COMPLEMENTARIEDAD DE GRUPOS POLARES dependen de determinada por la ESPECIFICIDAD y AFINIDAD FUERZAS DÉBILES mediante HAPTENOS sólo poseen UNIÓN INTERACCIONES HIDROFÓBICAS (APOLARES)

17 11 Sistema inmunitario 12 Biología 2º BACHILLERATO Reacciones de los anticuerpos con sus antígenos NEUTRALIZARAGLUTINARMATAR ESTIMULAR LA OPSONIZACIÓN Fagocitosis Opsonización Anticuerpos Unión específica del anticuerpo a la zona del antígeno que provoca el proceso patogénico Mediante la activación de las proteínas del complemento. Formar complejos de aglutinación que son reconocidos y destruidos por el sistema de complemento Recubrir los gérmenes patógenos por anticuerpos para facilitar su fagocitosis Microorganismo patógeno

18 11 Sistema inmunitario 14 Biología 2º BACHILLERATO Estructura de un anticuerpo (tipo IgG) HOOC COOH Modelo tridimensional Paratopo Paratopos Bisagra Cadena ligera (L) Cadenas pesadas (H) VHVH CH1CH1 VLVL CLCL CH2CH2 CH2CH2 CH3CH3 CH3CH3 CH1CH1 VHVH VLVL CLCL H2NH2N H2NH2N NH 2 La papaína hidroliza las Igs rompiéndolas en dos fragmentos

19 11 Sistema inmunitario 15 Biología 2º BACHILLERATO Clases de inmunoglobulinas IgG IgM IgE IgA IgD 80% 5-10% < 1% 10-15% Proporcionar resistencia a largo plazo. Facilitar la fagocitosis Primer anticuerpo en sangre en la respuesta primaria. Actúa en los primeros estados de la respuesta específica Protección frente a parásitos metazoos Inhibe la adhesión de parásitos y microorganismos a los tejidos Poco conocida Sangre y leche materna Suero y membrana de linfocitos B (los monómeros) Piel Secreciones corporales (IgA secretora) y suero (IgA sérica) Membrana de linfocitos B ISOTIPO BÁSICO % EN SUERO NORMAL FUNCIÓN LOCALIZACIÓN

20 11 Sistema inmunitario 16 Biología 2º BACHILLERATO Estructura de una IgM y una IgA Cadena J Componente secretor Estructura pentamérica de una IgM Estructura dimérica de IgA secretora Monómero

21 11 Sistema inmunitario 17 Biología 2º BACHILLERATO Respuesta humoral y memoria inmunológica LB M M M Respuesta primaria IgG IgM IgG IgM Células de memoria LB CP M M M M M M M M MM MM LB CP LB Tiempo Células plasmáticas Linfocitos B Respuesta secundaria IgM LB CP IgG

22 11 Sistema inmunitario 18 Biología 2º BACHILLERATO Reordenación somática del ADN C A D E N A L I G E R A C A D E N A P E S A D A Cadena ligera Regiónes C Familia V Familia D Familia J Recombinación somática ANTICUERPO Cadena ligera Familia V Familia JRegión C ARN m ADN Cadenas pesadas

23 11 Sistema inmunitario 23 Biología 2º BACHILLERATO Visión global de la respuesta inmunitaria El sistema inmunitario presenta tres niveles defensivos SEGUNDO NIVEL TERCER NIVEL Mecanismos defensivos innatos inmediatos Mecanismos dependientes de un corto periodo de inducción Respuesta adaptativa primaria PRIMER NIVEL PIELMUCOSAS SISTEMA DEL COMPLEMENTO NEUTRÓFILOSMACRÓFAGOS CÉLULAS NKINTERFERONESFAGOCITOS MEDIADORES DE LA RESPUESTA INFLAMATORIA LINFOCITOS TLINFOCITOS B

24 11 Sistema inmunitario 11 Biología 2º BACHILLERATO Tipos de inmunidad: inmunidad adquirida ARTIFICIAL: VACUNACION NATURAL ARTIFICIAL: SEROTERAPIA a través de la placenta NATURAL tras superar una infección El organismo adquiere anticuerpos específicos por inoculación de antígenos inmunogénicos procedentes del suero de otros organismos El organismo genera anticuerpos específicos PASIVA Con memoria inmunológica De efecto temporal ACTIVA INMUNIDAD ADQUIRIDA

25 12 15 Biología 2º BACHILLERATO Principio de la vacunación Tiempo Respuesta de anticuerpos Vacunación con antígenos del patógeno Infección natural Respuesta de anticuerpos primaria Células memoria -Se introducen deliberadamente en el organismo antígenos de agentes patógenos, con el propósito de inducir inmunidad específica frente a dichos patógenos Inmunidad adquirida -Los antígenos utilizados no pueden ser ni tóxicos ni patogénicos, aunque sí deben conservar su capacidad inmunogénica -Se basa en dos aspectos claves de la inmunidad adaptativa : la especificidad y la memoria inmunológica Respuesta de anticuerpos secundaria Alteraciones inmunitarias y biotecnología

26 12 16 Biología 2º BACHILLERATO Algunos tipos de vacunas Esferas Filamentos VACUNAS DE MICROORGANISMOS ATENUADOS Se obtienen atenuando la virulencia de especies patógenas o expresando antígenos recombinantes en vectores vivos. Son muy inmunógenas. Pueden producir infecciones en personas inmunodeficientes. VACUNAS DE MICROORGANISMOS MUERTOS Son menos inmunógenas, precisan dosis de recuerdo. Son más seguras. Las vacunas subunidad contienen fracciones de microorganismos que contengan antígenos. Virus de la hepatitis B Partículas con antígenos de superficie del virus producidas por levaduras modificadas genéticamente VACUNAS ANTI-IDIOTIPO Se basan en la teoría de la red idiotípica. Carecen de toxicidad y patogenicidad. Alteraciones inmunitarias y biotecnología

27 12 4 Biología 2º BACHILLERATO Tipos de reacciones de hipersensibilidad: tipo I o inmediata APC Th Alérgeno Linfocito B IL-4 IL-6 IL-10 Histamina, serotonina Mastocito IgE La célula presentadora de antígenos interacciona con el linfocito Th y este libera las interleucinas. Los linfocitos B activados liberan los anticuerpos (IgE) que se unen a los receptores de los mastocitos y basófilos. En posteriores contactos, el alérgeno se unirá a la IgE activando la liberación de mediadores de la respuesta inflamatoria (histamina y serotonina). Fc Alteraciones inmunitarias y biotecnología

28 12 5 Biología 2º BACHILLERATO Tipos de reacciones de hipersensibilidad: tipo II, III y IV Linfocinas Célula diana Complemento Célula diana Complemento Granulocito Linfocito T (activado) antígenos Macrófago inactivo Macrófago activado Tipo II ó citotóxica dependiente de anticuerpos Tipo III ó inducida por inmunocomplejos Tipo IV ó retardada mediada por células Antígenos El anticuerpo se une a un antígeno no presente en algunas células del organismo. Anticuerpo Fc Cuando se forman inmunocomplejos en exceso y no son eliminados. Inmunocomplejo Cuando los antígenos atrapados en un macrófago no pueden ser eliminados. NK Alteraciones inmunitarias y biotecnología

29 12 6 Biología 2º BACHILLERATO Inmunodeficiencias SECUNDARIAS O ADQUIRIDAS PRIMARIAS O CONGÉNITAS Inmunodeficiencias de linfocitos T Alteración del proceso de diferenciación de los prelinfocitos en linfocitos T maduros.25-35% Inmunodeficiencias de linfocitos B Falta total o parcial de los distintos isotipos de inmunoglobulinas. 50-60% Inmunodeficiencias de fagocitos 10-15% Puede afectar a macrófagos o a granulocitos y aumenta la sensibilidad frente a infecciones bacterianas y fúngicas. Se deben a factores extrínsecos o medioambientales: fármacos como los utilizados en quimioterapia, radiaciones, malnutrición o infecciones. Infección por el virus VIH El virus infecta a linfocitos T CD4 +, monocitos y linfocitos B provocando inmunodeficiencia. Alteraciones inmunitarias y biotecnología

30 12 7 Biología 2º BACHILLERATO Terapia génica en enfermos de ADA Linfocitos T de paciente Retrovirus con gen ADA incorporado Infección de las células con el retrovirus Cultivo y proliferación Implante de las células modificadas Paciente con SCID Alteraciones inmunitarias y biotecnología

31 12 2 Biología 2º BACHILLERATO Clasificación de enfermedades autoinmunes Suprarrenal Órgano - específicasNo órgano - específicas Tiroides Estómago Piel Tiroiditis de Hashimoto Mixedema primario Tirotoxicosis Anemia perniciosa Enfermedad de Addison Diabetes mellitus insulinodependiente Dermatomiositis Esclerodermia, LES LES Artritis reumatoide, LES Páncreas Músculo Riñón Articulaciones Alteraciones inmunitarias y biotecnología

32 12 3 Biología 2º BACHILLERATO La anemia perniciosa: una enfermedad órgano-específica NORMAL ANEMIA PERNICIOSA Célula plasmática Vitamina B 12 Portador de la vitamina B 12 Vitamina B 12 Inhibición del portador por autoanticuerpos La anemia perniciosa se produce por una falta de absorción de vitamina B 12 en el intestino. Absorción intestinal El portador se une a la vitamina B 12 y de ese modo se produce la absorción en el intestino. Los anticuerpos inhiben al portador y la vitamina B 12 continúa en el intestino sin ser absorbida Alteraciones inmunitarias y biotecnología

33 12 13 Biología 2º BACHILLERATO Rechazo de trasplantes IL-2 IL-2 Linfocito T APC del receptor HLA del receptor con un péptido HLA del donante HLA del donante Péptidos HLA del donante APC donante Linfocito T HLA del donante IL-2 IL-2 RECONOCIMIENTO INDIRECTO RECONOCIMIENTO DIRECTO Las proteínas de histocompatibilidad de los tejidos del donante son procesadas por las células presentadoras de antígeno del receptor. Los antígenos de histocompatibilidad del donante son reconocidos por los linfocitos T del receptor como moléculas HLA propias modificadas por un péptido ajeno. Alteraciones inmunitarias y biotecnología

34 12 14 Biología 2º BACHILLERATO Tipos de trasplantes Autoinjerto Isoinjerto Aloinjerto Xenoinjerto De una parte del cuerpo a otra Entre dos individuos genéticamente idénticos Entre miembros diferentes de la misma especie Entre individuos de diferentes especies No provocan rechazoProvocan rechazo Alteraciones inmunitarias y biotecnología

35 12 8 Biología 2º BACHILLERATO Estructura y componentes del VIH gp120 p41 p17 p24 Transcriptasa inversa Bicapa lipídica ARN monocatenario p9 p7 Proteínas de la cápsida Proteínas de la cubierta Núcleoproteínas Alteraciones inmunitarias y biotecnología

36 12 9 Biología 2º BACHILLERATO Ciclo de infección del VIH ARNm vírico Proteínas víricas Transcripción del ADN vírico Integración en el genoma de la célula ADN vírico Receptor CD4 Proteína gp120 Interacción de la glucoproteína gp120 y el receptor CD4 del linfocito T. La glucoproteína gp41, media en la fusión de las membranas y la entrada del virus. 1 Transcripción inversa del ARN vírico. Se produce un ADN bicatenario vírico que se inserta en el genoma celular con la colaboración de la integrasa vírica. Se origina el provirus VIH-1 2 3 Se forman los ARN víricos y se traducen para formar las proteínas enzimáticas y estructurales del virus. Se ensamblan los viriones y pueden liberarse, infectando nuevas células. Alteraciones inmunitarias y biotecnología

37 12 11 Biología 2º BACHILLERATO Prevención y tratamiento de las infecciones por VIH CÓMO PUEDE TRANSMITIRSE EL SIDA SANGRE Transfusiones con sangre contaminada. Uso de material cortante o punzante contaminado. RELACIONES SEXUALES A través del esperma. A través de las secreciones vaginales. PLACENTA El virus es capaz de atravesar la placenta y la madre puede infectar al hijo. LECHE MATERNA Durante la lactancia puede producirse el contagio. FÁRMACOS MÁS EMPLEADOS Inhibidores de la transcriptasa inversa: AZT, DDI, DDC, ACICLOVIR, ARA-A y BVDU. Inhibidores de la proteasa: SAQUINAVIR, INDINAVIR y RITONAVIR. Alteraciones inmunitarias y biotecnología

38 1 Investigación y estudio de la materia viva 9 Biología 2º BACHILLERATO Ciencia y solidaridad DISTRIBUCIÓN DEL SIDA =100.000 personas

39 12 10 Biología 2º BACHILLERATO SIDA: evolución de la enfermedad Fase aguda inicial Semanas Fase asintomática Años Síntomas tempranos 2-3 años Síntomas Linfocitos T CD4 Carga vírica (ARN) Antígenos SIDA ¿? Anticuerpos El SIDA es la manifestación final de la infección por VIH Tras la infección el virus puede tardar entre 2 y 10 años en replicarse activamente. Las infecciones oportunistas debidas a las inmunodeficiencias son la causa del 90% de las muertes por sida. Alteraciones inmunitarias y biotecnología