Virología: Estructura y Ciclos Virales

Estructura de los Virus

Los virus son partículas microscópicas, muy sencillas, constituidas por un ácido nucleico envuelto por una cápsula proteica. Cuando están fuera de la célula, son inertes; en esta fase extracelular, también se los denomina viriones. Son capaces de reproducirse, pero utilizando la maquinaria enzimática de la célula a la que parasitan. Tienen tres partes principales:

• Genoma Vírico: Puede ser ADN o ARN, pero nunca ambos.
• Cápside: Cubierta proteica que envuelve el genoma vírico, formada por proteínas globulares. Existen distintos tipos de cápside: icosaédrica, helicoidal y compleja.
• Envoltura Membranosa: Rodea al virus, es una doble bicapa lipídica que procede de la membrana de las células huésped que parasitan.

Ciclos Víricos

Los virus pueden seguir diferentes ciclos de replicación:

Ciclo Lítico

Conduce a la destrucción inmediata de la célula parasitada, típico de los bacteriófagos. El ciclo consta de las siguientes fases:

1. Fase de Fijación o Adsorción: El virus se fija a la pared bacteriana a través de la placa basal y las fibras caudales.
2. Fase de Penetración: Enzimas del fago disuelven la pared celular; la cola se contrae y el material genético del fago se inyecta en la bacteria.
3. Fase de Eclipse: No se observan virus en el interior de la célula. El material genético del fago utiliza la maquinaria enzimática de la célula para producir copias de sí mismo.
4. Fase de Ensamblaje: Los capsómeros se ensamblan constituyendo la cápside, y en su interior se encierra el material genético para formar nuevos viriones.
5. Fase de Lisis: La bacteria es lisada y los viriones salen al exterior, capaces de parasitar a nuevas bacterias.

Ciclo Lisogénico

Algunos virus, después de infectar a las células, no las destruyen. Su material genético se incorpora al ADN de la célula huésped, permaneciendo en estado latente.

Inmunología: El Sistema de Defensa del Organismo

Componentes del Sistema Inmunitario

La defensa del organismo se realiza fundamentalmente gracias a las células sanguíneas.

Leucocitos (Glóbulos Blancos)

Los leucocitos se clasifican en dos clases principales:

• Granulocitos: Poseen gránulos en su citoplasma y se subdividen en tres tipos según su tinción:
  • Neutrófilos: Buscan, ingieren y matan a las bacterias mediante fagocitosis.
  • Eosinófilos: Fagocitan complejos antígeno-anticuerpo y participan en respuestas alérgicas y contra parásitos.
  • Basófilos: Liberan histamina, que produce la dilatación inmediata de los vasos sanguíneos, generando una reacción inflamatoria. Esto provoca un aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos, permitiendo la salida de anticuerpos, neutrófilos y macrófagos a los tejidos para combatir la infección.
• Agranulocitos: No contienen gránulos citoplasmáticos y se dividen en:
  • Linfocitos: Clave en la inmunidad específica. Se distinguen dos tipos principales:
    • Linfocitos B: Maduran en el bazo y, al reconocer un antígeno específico, se dividen y transforman en células plasmáticas que viajan a la sangre y liberan una gran cantidad de anticuerpos. En este proceso, son ayudados por los linfocitos T colaboradores (helper). Algunas de estas células se convertirán en células de memoria, que tienen una vida más larga, asegurando una respuesta más rápida si la infección reaparece.
    • Linfocitos T: Maduran en el timo. Para reconocer un antígeno, este debe ser procesado y presentado por una célula fagocítica. Se clasifican en tres tipos:
      • Linfocitos T citotóxicos: Liberan sustancias (como las linfocinas) que matan directamente a los microorganismos patógenos y a las células infectadas por virus. También destruyen células tumorales y son responsables de los rechazos en los trasplantes.
      • Linfocitos T colaboradores (helper): Ayudan a activar a los linfocitos B y a otras células inmunitarias.
      • Linfocitos T supresores: Una vez superada la infección, se encargan de detener la respuesta inmunitaria.
  • Monocitos: También fagocitan activamente; circulan por la sangre y, a las 24 horas, penetran en los tejidos y se convierten en macrófagos.

Activación de la Inmunidad

Cuando se detecta la presencia de un antígeno, las células fagocíticas del sistema inmune lo fagocitan y presentan sus fragmentos procesados a los linfocitos T, activándolos.

• Los linfocitos T citotóxicos liberan sustancias (como las linfocinas) que matan directamente a los microorganismos patógenos y a las células infectadas por virus. También destruyen células tumorales y son responsables de los rechazos en los trasplantes.
• Los linfocitos B se activan ante la presencia del antígeno (sin necesidad de que este sea procesado), pero no comienzan a fabricar anticuerpos hasta que los linfocitos T colaboradores liberan sustancias activadoras. Cuando esto sucede, se libera una gran cantidad de anticuerpos que neutralizan al agente infeccioso.
• Una vez superada la infección, los linfocitos T supresores se encargan de detener la respuesta inmunitaria.

Tipos de Inmunidad

La respuesta inmunitaria se clasifica en:

1. Inmunidad Humoral: Producida por los anticuerpos solubles del plasma sanguíneo.
2. Inmunidad Celular: Producida por las células del sistema inmune (fagocitos, macrófagos y linfocitos T citotóxicos).

Anticuerpos o Inmunoglobulinas

Químicamente, son proteínas globulares denominadas inmunoglobulinas. Están formadas por cadenas polipeptídicas unidas por puentes disulfuro. Estas cadenas son de dos tipos: ligeras (L) y pesadas (H).

Los extremos de las cadenas H y L de las inmunoglobulinas constituyen la región variable, que es la zona del anticuerpo donde se une a los antígenos de forma específica. Cada molécula de anticuerpo presenta dos sitios de unión para antígenos. El resto de las cadenas H y L forma la región constante, que carece de la propiedad de unirse a antígenos, pero puede interaccionar con otras células del sistema inmune.

Tipos de Inmunoglobulinas (Ig)

Existen 5 tipos principales de inmunoglobulinas:

• IgG: Constituye el 80% del total. Son las principales inmunoglobulinas antibacterianas y antivirales. Pueden atravesar la placenta y pasar al embrión. Son monómeros (unidad única).
• IgA: Presentes en secreciones como moco, saliva, lágrimas y leche. Pueden asociarse formando dímeros o trímeros.
• IgM: Son las primeras en aparecer ante la presencia de antígenos. Están formadas por cinco subunidades (pentámero), unidas por puentes disulfuro.
• IgE: Participan en los fenómenos alérgicos, estimulando a los basófilos y mastocitos para la liberación de histamina.
• IgD: Son anticuerpos de la superficie de los linfocitos B que sirven como receptores de antígenos específicos.

Reacciones Antígeno-Anticuerpo

La unión antígeno-anticuerpo es específica, formando el complejo antígeno-anticuerpo. Las principales reacciones son:

• Reacción de Precipitación: Se produce cuando el antígeno se encuentra disuelto en los líquidos corporales. El complejo antígeno-anticuerpo resultante es insoluble y precipita.
• Reacción de Aglutinación: Se produce cuando el antígeno forma parte de partículas o células (ej., bacterias, glóbulos rojos). Un anticuerpo puede unirse a dos antígenos, y una célula puede tener varios antígenos, lo que permite la formación de grandes complejos antígeno-anticuerpo que aglutinan las partículas.
• Reacción de Neutralización: Se activa cuando el antígeno es una toxina o un virus, impidiendo su acción o infección.
• Reacción de Opsonización: Los anticuerpos (opsoninas) se fijan sobre la superficie del antígeno, marcándolo para su reconocimiento y eliminación por macrófagos y otras células fagocíticas, que lo fagocitan y destruyen.

Antígenos

Se denomina antígeno a cualquier sustancia extraña que, introducida en el organismo, provoca una respuesta inmunitaria, estimulando la producción de anticuerpos. Cada antígeno tiene una porción particular llamada determinante antigénico o epítopo, que es la región a la que se une el anticuerpo. Un antígeno puede tener varios epítopos iguales o diferentes.

Sistema del Complemento (Sistema Humoral de Defensa)

Además de los anticuerpos, existe otro sistema de defensa humoral constituido por una serie de proteínas plasmáticas que, de forma inespecífica, actúan sobre diferentes agentes patógenos.

Memoria Inmunitaria: Respuesta Primaria y Secundaria

La respuesta inmune es el proceso de fabricación de anticuerpos y/o activación celular ante la presencia de antígenos. Existen dos tipos de respuestas:

• Respuesta Inmune Primaria: Se produce al primer contacto con el antígeno. Se observa un período de latencia (tiempo que precisa el sistema inmunitario para activar y seleccionar los linfocitos y producir los anticuerpos), seguido de una fase de producción de anticuerpos con un pico y un posterior decrecimiento.
• Respuesta Inmune Secundaria: Se produce ante la segunda exposición al mismo antígeno. El tiempo de latencia es mínimo, el aumento de anticuerpos es mayor y el decrecimiento es más sostenido. No es necesario repetir todo el proceso de activación inicial debido a la presencia de células de memoria.

Alteraciones del Sistema Inmune

El sistema inmune puede sufrir diversas alteraciones:

1. Hipersensibilidad (Alergias): Es una condición caracterizada por una respuesta inmune exagerada a sustancias normalmente inocuas (denominadas alergenos). Las reacciones de hipersensibilidad pueden producirse de inmediato o tras varios días después del contacto con el alérgeno. Se distinguen dos tipos principales:
   • Reacciones de Hipersensibilidad Inmediata: El ejemplo más representativo es el choque anafiláctico. En el proceso de sensibilización, el primer contacto con el alérgeno induce la formación de IgE, que se fija en la superficie de los basófilos y mastocitos. Una segunda exposición al alérgeno provoca la liberación de mediadores (como la histamina) que causan dilatación y aumento de la permeabilidad vascular (produciendo edemas y urticaria), así como la contracción de la musculatura lisa de los bronquios (ocasionando dificultades respiratorias de tipo asmático). Los tratamientos pueden incluir el empleo de cantidades crecientes del antígeno (inmunoterapia).
   • Reacciones de Hipersensibilidad Retardada: Este tipo de reacción se observa, por ejemplo, en el rechazo de trasplantes, produciéndose transcurridas 24 horas o más. Se caracteriza por una infiltración de fagocitos polinucleares y linfocitos, y finalmente, por la acción de los linfocitos T citotóxicos, se provoca la destrucción del tejido injertado.
2. Enfermedades Autoinmunes: El sistema inmunitario reconoce como extraño algún tipo celular o proteína propia del organismo, ejerciendo contra ello las acciones propias del rechazo.
3. Inmunodeficiencias: Incapacidad del sistema inmunitario para atacar eficazmente las infecciones.
   • Inmunodeficiencias Congénitas: Se nace con ellas y son hereditarias, debido a fallos en los genes responsables de la síntesis de anticuerpos o en el funcionamiento de los linfocitos.
   • Inmunodeficiencias Adquiridas: Se adquieren con posterioridad al nacimiento. Pueden ser causadas por diversos factores, como tipos de cáncer en estado avanzado (leucemias y linfomas), radiaciones, tratamientos con fármacos citotóxicos o la infección por el VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana).

El Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) y el SIDA

El Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) es el agente causante del SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida). El SIDA se caracteriza por una inmunosupresión profunda, afectando principalmente la inmunidad celular, lo que conduce a la aparición de infecciones oportunistas (como tuberculosis, neumonías) y tumores. La causa principal de este defecto es un déficit cuantitativo de los linfocitos T colaboradores (CD4 o helper), que son los principales receptores para el virus.

Fases de la Infección por VIH

• Fase Asintomática: Al principio de la infección, se produce una intensa respuesta inmunológica con la producción de anticuerpos (estado seropositivo) y la acción de los linfocitos T citotóxicos. Sin embargo, una gran cantidad de virus no son destruidos.
• Fase Sintomática: El sistema inmunológico se debilita progresivamente debido a la disminución de los linfocitos T colaboradores, lo que lleva a la aparición de infecciones por microorganismos oportunistas y al desarrollo de tumores.

Vías de Contagio del VIH

El contagio del VIH ocurre por:

• Vía sanguínea: Transfusiones con sangre contaminada, compartir jeringuillas, agujas de acupuntura, tatuaje, cuchillas de afeitar, cepillos de dientes, etc.
• Vía sexual: El virus está presente en el esperma y en las secreciones vaginales.
• Vía materno-fetal: El virus atraviesa la placenta de la madre infectada y llega a la sangre del feto, o puede transmitirse durante el parto o la lactancia.

Concepto y Tipos de Inmunidad

En medicina clínica, inmunidad significa estar libre de enfermedad. Actualmente, el concepto se amplía para incluir fenómenos como la hipersensibilidad y la hemoaglutinación.

Clasificación de la Inmunidad

La inmunidad se clasifica en:

• Inmunidad Natural Activa: Los mecanismos inmunológicos propios del animal se activan tras la exposición natural a un microorganismo o cuerpo extraño, produciendo anticuerpos y/o células de memoria que perduran un tiempo, confiriendo inmunidad duradera (ej., tras superar sarampión, varicela).
• Inmunidad Natural Pasiva: Se obtiene de forma natural sin que el organismo genere su propia respuesta. Ejemplos incluyen la transferencia de anticuerpos de la madre al feto a través de la placenta o al recién nacido a través de la leche materna.
• Inmunidad Artificial Activa (Vacunación): Se adquiere mediante la administración de vacunas, que contienen antígenos atenuados o inactivados, estimulando al sistema inmune a producir anticuerpos y células de memoria sin causar la enfermedad (ej., vacunas contra la poliomielitis, tétanos, sarampión).
• Inmunidad Artificial Pasiva (Sueroterapia): Consiste en la inyección de suero sanguíneo que contiene anticuerpos preformados (ej., de un animal o humano inmunizado). Es un método curativo de duración limitada, utilizado en casos de exposición a toxinas o patógenos específicos (ej., botulismo, tétanos).

Trasplantes y Rechazo Inmunológico

Los trasplantes o injertos pueden desencadenar fenómenos de rechazo inmunológico en el receptor. El sistema inmunitario del receptor reconoce las proteínas del Complejo Principal de Histocompatibilidad (MHC o HLA) del tejido u órgano trasplantado como extrañas y las ataca.

Tipos de Trasplantes según su Procedencia

Según la procedencia del tejido u órgano trasplantado, se distinguen:

• Autoinjerto o Autotrasplante: Tejido trasplantado del propio individuo.
• Isoinjerto o Isotrasplante: Tejido trasplantado entre individuos genéticamente idénticos (ej., gemelos monocigóticos).
• Aloinjerto o Alotrasplante: Tejido trasplantado entre individuos de la misma especie, pero genéticamente diferentes.
• Xenoinjerto o Xenotrasplante: Tejido trasplantado entre individuos de diferentes especies.

Componentes Inmunológicos del Rechazo

Las células presentadoras de antígenos (APC), tanto del donante como del receptor, son capaces de presentar los HLA del injerto a los linfocitos T del receptor, que los reconocen como extraños y se activan, produciendo la respuesta inmune.

Tipos de Rechazo de Trasplantes

Según los efectos y el momento del rechazo, podemos hablar de:

• Rechazo Hiperagudo: Ocurre a los pocos minutos del trasplante. Se debe a la presencia de anticuerpos preformados en el receptor contra los antígenos del donante (por transfusiones previas, embarazos múltiples o trasplantes anteriores).
• Rechazo Agudo: Se produce desde varios días hasta un mes después del trasplante. Se debe principalmente a la acción de los linfocitos B y T.
• Rechazo Crónico (o Tardío): Puede aparecer meses o incluso años después del trasplante, cuando el órgano parecía adaptado. Implica reacciones de hipersensibilidad y otros mecanismos que conducen al deterioro progresivo del injerto.