B1.- Defina barreras externas, microbiota y macrófago en la respuesta inmune innata. Indique cómo participan en la respuesta inmune la microbiota y los macrófagos. [1 punto]
B2.- Explique cómo cooperan una célula presentadora de antígeno, un linfocito T colaborador y un linfocito B en el desarrollo de la respuesta inmunitaria específica, e indique qué papel desempeñan las citocinas en esa coordinación. [1 punto]
B3.- Explique por qué las fermentaciones pueden considerarse una aplicación de la biotecnología tradicional y ponga un ejemplo en el que indique los productos obtenidos y su relación con los microorganismos. [0,5 puntos]
Las barreras externas son el conjunto de defensas, físicas, químicas y biológicas, que impiden la entrada del microorganismo en el organismo. Son la primera línea de defensa y actúan antes de que haya infección: la piel, con su epidermis queratinizada y descamativa; las mucosas, con su moco y sus cilios; y las secreciones que las bañan, con su pH ácido en el estómago, la vagina y el sudor, y con enzimas como la lisozima de la saliva y de las lágrimas, que hidroliza la pared bacteriana.
La microbiota es el conjunto de microorganismos, sobre todo bacterias, que viven de forma habitual y no patógena sobre la piel y en las mucosas de un organismo sano, especialmente en el intestino grueso.
Un macrófago es una célula fagocitaria de gran tamaño, derivada de los monocitos de la sangre, que se establece en los tejidos. Con sus pseudópodos engloba al microorganismo, lo encierra en un fagosoma y lo digiere al fusionarse este con los lisosomas.
La microbiota participa en la respuesta inmune como barrera biológica, por exclusión competitiva: ocupa los receptores de la mucosa y consume los nutrientes disponibles, de modo que un patógeno que llega no encuentra sitio donde establecerse. Produce además sustancias que lo inhiben, como las bacteriocinas y los ácidos que acidifican el medio, y estimula la maduración del tejido linfoide asociado al intestino. Cuando un tratamiento antibiótico prolongado la destruye, aparecen las infecciones oportunistas, y esa es la mejor prueba de su papel defensivo.
Los macrófagos participan de dos maneras. Como defensa inespecífica, fagocitan y destruyen a los microorganismos y a los restos celulares, y liberan citocinas que desencadenan la inflamación y la fiebre y que atraen a más células defensivas al foco. Como enlace con la defensa específica, actúan de células presentadoras de antígeno: tras digerir al patógeno exponen sus fragmentos sobre las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad de clase II y se los muestran a los linfocitos T colaboradores. Sin ese paso la respuesta específica no llegaría a activarse.
La respuesta específica no la desencadena ninguna de las tres células por su cuenta: hace falta que las tres se reconozcan en cadena, y ese requisito es lo que impide que el sistema se dispare contra lo propio.
El primer paso lo da la célula presentadora de antígeno, que suele ser un macrófago o una célula dendrítica. Captura al patógeno por fagocitosis, lo degrada en sus lisosomas y expone los péptidos resultantes en su membrana, encajados en las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad de clase II. Después migra al ganglio linfático más próximo, que es donde están los linfocitos.
El segundo paso lo da el linfocito T colaborador. Su receptor de célula T reconoce simultáneamente el péptido y la molécula del complejo de histocompatibilidad que lo sostiene, es decir, reconoce el antígeno solo si se lo presenta una célula propia. Ese doble reconocimiento, junto con las señales de coestimulación, lo activa: el linfocito prolifera y forma un clon de células idénticas.
El tercer paso lo da el linfocito B. Su receptor, que es una inmunoglobulina de membrana, se une directamente al antígeno intacto, lo internaliza y también lo presenta en su superficie. El linfocito T colaborador ya activado reconoce ese mismo antígeno sobre el linfocito B y le da la señal que necesita; solo entonces el linfocito B se divide y se diferencia en células plasmáticas, que fabrican y secretan anticuerpos a razón de miles por segundo, y en linfocitos B de memoria, responsables de la respuesta secundaria.
Las citocinas o interleucinas son las moléculas mensajeras de todo el proceso: proteínas solubles de vida corta que actúan a corta distancia sobre las células que llevan su receptor. Su papel es coordinar. La célula presentadora libera interleucina 1, que contribuye a activar al linfocito T colaborador; este responde secretando interleucina 2, que actúa sobre sí mismo y multiplica su propio clon, y otras interleucinas que hacen proliferar al linfocito B, dirigen el cambio de clase de anticuerpo que fabricará y activan a los linfocitos T citotóxicos y a los macrófagos. Son, en suma, las que convierten tres reconocimientos aislados en una respuesta única y proporcionada.
La biotecnología tradicional es el uso de organismos vivos, sin modificar su material genético, para obtener un producto útil. Las fermentaciones encajan exactamente en esa definición: el ser humano lleva milenios aprovechando la capacidad de ciertos microorganismos de degradar la materia orgánica en ausencia de oxígeno, limitándose a elegir la materia prima y a controlar la temperatura, la acidez y la ausencia de aire para que crezca el microorganismo que interesa y no otro. Se hacía pan, vino, cerveza, queso y vinagre mucho antes de saber que existían las bacterias y las levaduras, y la única mejora posible era guardar un poco de la masa o del cultivo anterior para sembrar el siguiente, que es una selección artificial hecha a ciegas.
Un ejemplo es la elaboración del yogur. Se parte de leche pasteurizada y se le añade un fermento con dos bacterias lácticas,
y
, que se mantiene a unos
.
Los microorganismos degradan la lactosa de la leche por fermentación láctica y el producto obtenido es ácido láctico, junto a pequeñas cantidades de compuestos aromáticos como el acetaldehído y el diacetilo:
El ácido láctico acumulado hace bajar el pH, la caseína de la leche se desnaturaliza y precipita, y de ahí salen la textura y el sabor del yogur. Esa misma acidez actúa como conservante, porque impide el crecimiento de los microorganismos que alterarían el producto.