Pregunta 7. EL MUNDO DE LOS MICROORGANISMOS Y SUS APLICACIONES. BIOTECNOLOGÍA. EL SISTEMA INMUNITARIO. INMUNOLOGÍA Y SUS APLICACIONES
7.1 Describa brevemente cuatro funciones que llevan a cabo los microorganismos en el ciclo del nitrógeno.
7.2 Se administra un antígeno a dos animales de experimentación y se observa que el animal A produce en 5 días una cantidad de anticuerpos que el animal B tarda unos 20 días en producir. Proponga una explicación razonada de estos resultados.
El nitrógeno es el gas más abundante de la atmósfera, pero su molécula tiene un triple enlace tan estable que ni las plantas ni los animales pueden utilizarla. Todo el nitrógeno que entra en la materia viva pasa por los microorganismos, que intervienen en cuatro etapas.
• Fijación del nitrógeno atmosférico. Determinadas bacterias, gracias a la enzima nitrogenasa, rompen el triple enlace del nitrógeno molecular y lo transforman en amoniaco, que ya es asimilable. Unas viven libres en el suelo, como *Azotobacter*, otras son cianobacterias acuáticas, y las más importantes viven en simbiosis en los nódulos de las raíces de las leguminosas, como *Rhizobium*.
• Amonificación. Las bacterias y los hongos descomponedores degradan la materia orgánica nitrogenada de los cadáveres, los restos vegetales y las excreciones, y liberan al suelo su nitrógeno en forma de ion amonio.
• Nitrificación. Bacterias quimioautótrofas oxidan ese amonio en dos pasos y obtienen de ello la energía que necesitan: las del género *Nitrosomonas* lo transforman en nitrito y las del género *Nitrobacter* pasan el nitrito a nitrato. El nitrato es la forma en que las raíces de las plantas absorben el nitrógeno.
• Desnitrificación. Bacterias anaerobias, como las del género *Pseudomonas*, reducen los nitratos del suelo hasta nitrógeno molecular, que vuelve a la atmósfera. Con ello se cierra el ciclo, aunque desde el punto de vista agrícola supone una pérdida de fertilidad.
La explicación es que el animal A ya había estado en contacto con ese antígeno y el animal B no. Lo que se compara, por tanto, no son dos animales distintos en su capacidad de defensa, sino una respuesta secundaria frente a una respuesta primaria.
En el animal B, que se enfrenta al antígeno por primera vez, solo existen unos pocos linfocitos B capaces de reconocerlo entre los millones que circulan. Tienen que ser seleccionados por el antígeno, activados por los linfocitos T colaboradores, proliferar hasta formar un clon numeroso y diferenciarse en células plasmáticas. Todo ello lleva tiempo, y de ahí el periodo de latencia largo, del orden de una a tres semanas, y la concentración final relativamente baja de anticuerpos.
En el animal A, en cambio, aquel primer contacto dejó una población de linfocitos B de memoria específicos de ese antígeno, que persisten durante años. Cuando el antígeno vuelve a aparecer, esos linfocitos son ya numerosos y están preseleccionados, de modo que se activan y proliferan de inmediato. La respuesta arranca en dos o tres días, alcanza concentraciones mucho mayores, produce anticuerpos de mayor afinidad, sobre todo de tipo inmunoglobulina G, y se mantiene más tiempo. Eso es la memoria inmunológica.
Ese contacto previo puede haber sido una infección natural superada o una inmunización deliberada. Precisamente en este fenómeno se basa la vacunación: se provoca artificialmente la respuesta primaria con un antígeno inofensivo para que, cuando llegue el patógeno de verdad, la respuesta sea ya secundaria.