Microorganismes, Virus i Sistema Immunitari: Guia Completa
ELS MICROORGANISMES: Tipus i Biologia
Els microorganismes inclouen: Virus (acel·lulars), Monera (bacteris), Protoctists (algues i protozous) i Fongs.
BACTERIS: Estructura i Fisiologia
Estructura Bacteriana
L'estructura dels bacteris es compon de:
- Càpsula: Coberta de glúcids.
- Paret bacteriana: Pot ser Gram positiva (monoestratificada) o Gram negativa (biestratificada).
- Membrana plasmàtica: Presenta replecs interns anomenats mesosomes.
- Ribosomes: Responsables de la síntesi de proteïnes.
- Inclusions: Serveixen per a la reserva d'aliments o residus.
- ADN: Circular i bicatenari.
- Pèls sexuals: Permeten l'intercanvi d'informació hereditària entre bacteris.
- Flagels: Utilitzats per desplaçar-se i explorar.
Fisiologia Bacteriana
- Nutrició: Mitjançant el metabolisme.
- Relació: Disposen de mobilitat.
- Reproducció: Asexual, per bipartició. Es duplica l'ADN, resultant en dos bacteris genèticament idèntics (clons).
Importància dels Bacteris en els Cicles Biogeoquímics
- El cicle del carboni: Transformació de CO₂ en molècules orgàniques.
- El cicle del sofre: Transformació de compostos de sofre.
- El cicle del ferro: Transformació de compostos de ferro, essencials per als éssers vius.
- El cicle del nitrogen: Ajuden a formar el nitrogen necessari per als aminoàcids (aa) i els nucleòtids.
- Degradació d'hidrocarburs: Utilitzen els hidrocarburs com a font de matèria orgànica (m.o.) per al metabolisme.
VIRUS: Estructura i Cicle Víric
Els virus són partícules constituïdes per un àcid nucleic anomenat genoma víric.
Estructura Vírica
Fora de les cèl·lules són totalment inerts, ja que no tenen enzims per dur a terme un metabolisme propi. Són, per tant, paràsits obligats.
Estan formats per:
- Àcid nucleic (genoma)
- Càpsida (icosaèdrica, helicoïdal o complexa)
- Cap
- Coll
- Beina
- Cua
- Fibres caudals
- Espines caudals
El Cicle dels Virus
Els virus introdueixen el genoma víric i es reprodueixen dins la cèl·lula hoste. El genoma víric és capaç de destruir l'ADN cel·lular i fer la síntesi de la coberta de nous virus, utilitzant la matèria, l'energia i el sistema enzimàtic de la cèl·lula hoste.
Fases del cicle:
- Fixació i absorció
- Penetració
- Replicació del genoma víric
- Síntesi de capsòmers
- Acoblament dels nous virus
- Lisi o alliberació
BIOTECNOLOGIA MICROBIANA
Producció Industrial d'Antibiòtics
El procés de producció d'antibiòtics segueix els següents passos:
- Inoculació en medi de cultiu.
- Selecció de colònies.
- Inoculació en un medi de cultiu amb el bacteri cultivat en horitzontal i diversos bacteris diferents en vertical.
- Verificació de l'activitat antimicrobiana (creixement inhibit al voltant de la línia).
- Ús del tanc de fermentació per produir l'antibiòtic.
- Concentració de l'antibiòtic.
- Test de toxicitat.
- Producció industrial en el fermentador.
- Obtenció de vials d'antibiòtics.
MALALTIES I EL PROCÉS IMMUNITARI
Microorganismes Patògens i Infecció
Tipus de Microorganismes Patògens
- Flora normal: Microorganismes inofensius.
- Patògens: Microorganismes infecciosos.
- Oportunistes: Només patògens quan disminueixen els mecanismes defensius de l'hoste.
El Procés d'Infecció Microbiana
La infecció implica:
- Adherir-se a l'hoste (especificitat).
- Establiment del focus d'infecció.
- Període d'incubació: Temps entre la invasió i l'aparició dels símptomes.
Factors de Virulència
La virulència és la capacitat de produir una malaltia. Un factor clau són les Toxines: substàncies que tenen un efecte tòxic en els teixits de l'hoste.
Control dels Microorganismes i Quimioteràpia
Agents Microbians
Substàncies que actuen contra els microorganismes:
- Microbicides: Maten els microorganismes.
- Microbiostàtics: Inhibeixen el creixement.
Aquests agents poden ser físics (altes/baixes temperatures) o químics.
La Quimioteràpia
Consisteix a combatre malalties amb substàncies químiques.
- Sintètics: Productes elaborats al laboratori.
- Antibiòtics: Productes generats per altres microorganismes. Són molt útils per al tractament de malalties produïdes per bacteris i fongs. A causa de les mutacions dels bacteris, apareixen soques capaces de resistir-los.
La Immunitat: Tipus i Característiques
La immunitat és la condició de ser invulnerable a una malaltia infecciosa.
Característiques de la Immunitat
- Especificitat
- Diversitat
- Memòria
- Especialització
- Autolimitació
- Manca d'autoreactivitat
Tipus d'Immunitat
- Natural (Innata): Un organisme respon davant un agent infecciós.
- Artificial: S'utilitzen tècniques alienes a l'organisme (vacunació o seroteràpia).
Mecanismes Defensius No Específics
Barreres Primàries
Mecanismes que impedeixen l'entrada de microorganismes dins l'organisme:
- Pell (amb la flora bacteriana pròpia)
- Saliva
- Mocs
- Estómac (àcid clorhídric)
- Vies respiratòries (mucus)
Barreres Secundàries: Defensa Fagocítica
Implica l'acció dels leucòcits:
- Monòcits: Circulen per la sang, emigren als teixits i es converteixen en macròfags.
- Neutròfils: També anomenats micròfags. Es desplacen només als teixits danyats.
Tots duen a terme la fagocitosi, que consisteix a englobar el microorganisme amb un vacuol fagocític. Aquests vacúols es fusionen amb els lisosomes i destrueixen el microorganisme.
El Sistema Immunitari Específic
La resposta del sistema immunitari cap a un microorganisme és específica i concreta.
Limfòcits i Cèl·lules Presentadores d'Antígens
- Limfòcits T: No produeixen anticossos. Reconeixen fragments de l'antigen.
- Limfòcits B: Produeixen anticossos. Maduren a la medul·la òssia dels mamífers. Reconeixen antígens intactes.
Cèl·lules Presentadores d'Antígens (MHC)
Les MHC (Glucoproteïnes) són presents a les membranes de cèl·lules nucleades i presenten antígens:
- MHCI: Quan les cèl·lules sintetitzen proteïnes estranyes.
- MHCII: Interioritzen l'antigen per fagocitosi.
Òrgans Limfoides i Antígens
Són aquells relacionats amb la formació, maduració o acumulació de limfòcits.
- Primaris: S'hi produeix la maduració definitiva.
- Secundaris: Els limfòcits reaccionen contra l'antigen.
Antígens: Substància capaç de desencadenar una resposta immunitària.
Determinants antigènics: Zones que s'uneixen amb els limfòcits i els anticossos.
Anticossos (Immunoglobulines - Ig)
Molècules produïdes pels limfòcits B destinades a unir-se als antígens. Poden estar adherits al limfòcit B o circulant a la sang.
- IgG: Capaces d'activar el complement i els fagòcits sanguinis (macròfags i micròfags).
- IgM: Són els primers que es produeixen. Tenen deu llocs per unir-se amb els antígens.
- IgA: Col·laboren en l'eficàcia de les barreres primàries.
- IgE: Causants dels fenòmens d'al·lèrgia.
- IgD: Receptors d'antígens específics.
Mecanismes d'Acció del Sistema Immunitari
La resposta immunitària es posa en marxa amb la producció d'anticossos.
- Resposta Primària: Primer contacte amb l'antigen.
- Resposta Secundària: Segona vegada que es detecta la presència de l'antigen. Tarden menys a formar-se els anticossos i persisteixen més temps a la sang (Memòria).
Reacció antigen-anticòs: Reacció irreversible i específica. Les reaccions poden ser de precipitació, d'aglutinació, de neutralització i d'opsonització.
EL VIH I LA SIDA (I)
La SIDA és causada per un retrovirus, és a dir, transcriu el seu genoma d'ARN a ADN com a primer pas de la infecció cel·lular. Aquesta transcripció inversa la duu a terme l'enzim transcriptasa inversa.
El VIH provoca una reducció de les cèl·lules del sistema immunitari i fins i tot la seva destrucció. Quan la persona no nota els símptomes es diu seropositiva. Hi ha diferents soques, cosa que dificulta trobar una vacuna.
El material genètic del virus s'introdueix dins la cèl·lula i s'integra dins l'ADN d'aquesta (en estat inactiu, anomenat provirus). Després es comença a replicar dins la cèl·lula.
Fase Simptomàtica de la SIDA
En aquesta fase, el sistema immunològic està molt debilitat i la persona pateix moltes infeccions microbianes. Els fàrmacs actuals permeten frenar el progrés de la malaltia inhibint els complexos enzimàtics dels virus, com la transcriptasa inversa i la proteasa.
EL VIH I LA SIDA (II)
La SIDA és causada per un retrovirus, és a dir, transcriu el seu genoma d'ARN a ADN com a primer pas de la infecció cel·lular. Aquesta transcripció inversa la duu a terme l'enzim transcriptasa inversa.
El VIH provoca una reducció de les cèl·lules del sistema immunitari i fins i tot la seva destrucció. Quan la persona no nota els símptomes es diu seropositiva. Hi ha diferents soques, cosa que dificulta trobar una vacuna.
El material genètic del virus s'introdueix dins la cèl·lula i s'integra dins l'ADN d'aquesta (en estat inactiu, anomenat provirus). Després es comença a replicar dins la cèl·lula.
Fase Simptomàtica de la SIDA
En aquesta fase, el sistema immunològic està molt debilitat i la persona pateix moltes infeccions microbianes. Els fàrmacs actuals permeten frenar el progrés de la malaltia inhibint els complexos enzimàtics dels virus, com la transcriptasa inversa i la proteasa.