Evolució Biològica i Sistema Immunitari: Conceptes Clau

I 72 flashcards i 48 preguntes més al document.

Text del document

Proves taxonòmiques: les semblances entre les espècies permeten agrupar-les en diferents tàxons que reflecteixen parentiu evolutiu. Proves biogeogràfiques: Com més allunyades o aïllades són dues zones més diferències presenten les seves espècies. El possible avantpassat comú és més remot. Proves paleontològiques: - Es basen en l'estudi dels fòssils. - Els fòssils són restes d'éssers que van viure en el passat o de la seva activitat conservats gràcies a un procés fisicoquímic. - Alguns fòssils tenen característiques intermèdies entre dos grups, això indica les relacions de parentesc evolutiu que hi ha entre ells.

Proves anatòmiques: - Es basen en l'estudi comparat d'estructures corporals dels organismes per establir relacions de parentesc. Tenim: - Òrgans homòlegs: Mateix origen embriològic, mateixa estructura interna però diferent forma i funció. Indiquen parentiu evolutiu. Evolució divergent. - Òrgans anàlegs: Mateixa funció però amb origen embriològic i estructura diferents, no tenen parentiu evolutiu. La similitud funcional és deguda a que fan la mateixa funció. Evolució convergent. Maria García Vilà - Òrgans vestigials: Òrgans sense funció específica en l'actualitat, eren útils en avantpassats. Actualment estan reduïts o en total desús.

Proves embriològiques: es basen en l'estudi comparat del desenvolupament embrionari de diferents animals. Proves bioquímiques: - Es basen en la comparació d'organismes diferents a nivell molecular. - Es comparen seqüències d'ADN i de proteïna. A partir d'aquí es construeixen arbres filogenètics. Quant més diferències hi ha més temps fa que es van separar dues espècies: rellotge biològic. - Proves de l'origen comú de tots els éssers vius: a) Estructura de l'ADN i ARN. b) Codi genètic universal. c) Les proteïnes en tots els éssers vius estan formades per 20 aa diferents. d) Molècules com ATP o NADH. Proves genètiques: Es basen en la similitud genètica entre diferents espècies.

Ximpanzés 24 parells de cromosomes, humans 23. Proves serològiques: es basen en la reacció d'aglutinació de mostres de sang de diferents espècies. A més reacció menys parentiu. TEORIES DE L'EVOLUCIÓ ACTUALS A inicis del segle XX: H. de Vries descobreix la principal causa de la variabilitat genètica: les mutacions. Hardey i Weinberg: demostren que el que evoluciona són les poblacions. A partir d'aquí s'estudien freqüències gèniques i es defineix població genètica. Fisher, Haldane i Wright demostren que els factors que modifiquen les freqüències gèniques són en una població són: selecció natural, mutacions, migracions i deriva gènica.

Perquè dues poblacions evolucionin fins a formar espècies diferents cal un aïllament reproductor durant molt de temps. A partir d'aquests descobriments, entre altres, es formula la teoria sintètica de l'evolució o NEODARWINISME NEODARWINISME O TEORIA SINTÈTICA L'evolució es basa en la variabilitat de la descendència i la selecció natural. La variabilitat es deu a les mutacions preadaptatives (creen nous gens) i a la recombinació genètica (creen noves combinacions de gens). El que evoluciona són les poblacions i no els individus (el seu genotip no canvia). Els factors que fan variar les freqüències gèniques d'una població són: selecció natural, mutacions, migracions i deriva gènica.

Maria García Vilà Per què una població arribi a generar una espècie diferent cal aïllament d'altres poblacions. Aïllament reproductor Impossibilitat de reproducció: podem parlar d'espècies diferents LA GENÈTICA DE LES POBLACIONS Població: conjunt d'individus de la mateixa espècie que viuen al mateix lloc i poden reproduir- se entre ells. Tenen un fons genètic comú. Freqüències genotípiques f(AA), f(Aa), f(aa): la freqüència en tant per u de cada genotip. Freqüències gèniques f(A) i f(a): la freqüència en tant per u de cada al·lel per a un caràcter.

LA LLEI DE HARDY WEINBERG En una població amb organismes amb reproducció sexual, on tots els individus s'entrecreuen a l'atzar (població panmítica) i no hi ha mutacions, migracions, deriva genètica ni selecció natural les freqüències gèniques i genotípiques es mantenen constants de generació en generació. FACTORS QUE ALTEREN LES FREQÜÈNCIES GÈNIQUES I GENOTÍPIQUES 1- MUTACIONS: canvis a l'atzar en la informació genètica. Són preadaptatives. A partir d'un gen (A) apareixen nous al·lels A1, A2. Hi ha mutacions que poden ser recurrents. 2- MIGRACIONS: d'aquesta manera pot variar el fons genètic d'una població. La variació s'anomena flux genètic.

3- DERIVA GENÈTICA: canvis deguts a que baixa el nombre d'individus reproductors per algun motiu. Són canvis a l'atzar. Quan més petita és una població més deriva genètica hi ha. Exemples: efecte fundador i efecte coll d'ampolla (sequeres, incendis,...) SELECCIÓ NATURAL: Capacitat de sobreviure i deixar descendència. La selecció natural actua sobre el fenotip. Permet l'adaptació. Maria García Vilà Sobreviuen els individus amb més eficàcia biològica. Relació mutació/selecció. Tenim: - Selecció direccional: s'afavoreix un fenotip extrem. - Selecció estabilitzadora: s'afavoreix un fenotip intermedi. Es manté el polimorfisme, superioritat dels heterozigots.

Ex: talla mitjana - Selecció disruptiva: s'afavoreixen els dos fenotips extrems ALTRES FORMES DE SELECCIÓ Selecció sexual: es dona a nivell reproductor. El mascle té característiques que fan que tingui més èxit reproductiu. Selecció de parentiu: comportament altruista d'alguns individus de la població. Hi ha parentiu entre l'altruista i el que rep el benefici: s'afavoreixen els propis gens. MECANISMES PER CONSERVAR I PROMOURE LA VARIABILITAT Reproducció sexual. Exogàmia. Diploidia. Avantatge de l'heterozigot. L'ESPECIACIÓ A partir d'una espècie preexistent n'apareix una de nova. - Si se'n forma una sola de nova es parla de ANAGÈNESI. - Si se'n formen dues o més CLADOGÈNESI.

La filogènia és l'estudi de les relacions evolutives entre les espècies, es fan arbres filogenètics. Hi ha dos tipus d'especiació: - ESPECIACIÓ PER AÏLLAMENT. - ESPECIACIÓ QUÀNTICA o RÀPIDA. ESPECIACIÓ PER AÏLLAMENT: No hi ha flux genètic entre dues poblacions. 1- Especiació al·lopàtrica: per aïllament geogràfic la població queda dividida en dues subpoblacions. 2- Especiació simpàtrica: no hi ha barrera geogràfica sinó mecanismes d'aïllament reproductor (MAR) que poden ser prezigòtics o postzigòtics (inviabilitat o esterilitat del zigot). Maria García Vilà MAR prezigòtics: 1- Aïllament ecològic: diferent nínxol ecològic. 2- Aïllament estacional. 3- Aïllament etològic: rituals d'aparellament.

4- Aïllament mecànic. 5- Aïllament gamètic: els gàmetes no s'atrauen. ESPECIACIÓ QUÀNTICA: Especiació quàntica: l'especiació és sobtada deguda a mutacions. Es dona en plantes. Generalment és per poliploïdia, que pot ser: 1. Autopoliploïdia: intervé una sola espècia. Per exemples si una planta és diploide (2n), i per mutació en la meiosi apareixen gàmetes 2n, després de la fecundació l'individu serà 4n. 2. Al·lopoliploïdia: intervenen dues espècies. Per exemple s'encreua una espècie 2n= 16 i una altra 2n= 12, i s'obté un híbrid estèril (2n =14).

Maria García Vilà 1 IMMUNOLOGIA LA IMMUNITAT La immunologia és la ciència que estudia el sistema immunitari, que és el conjunt d'òrgans, teixits, cèl·lules i molècules que treballen coordinadament per defensar-nos de les infeccions. És molt important per defensar-nos d'infeccions microbianes però també davant de tumors. La immunitat d'un organisme és la capacitat de mantenir-se lliure de malalties infeccioses. És específica i té memòria. La resposta immunitària és el conjunt d'accions que du a terme el sistema immunitari per tal d'eliminar una infecció o prevenir-la en un futur. Totes les molècules que provoquen una resposta immunitària s'anomenen antígens.

La resposta immunitària pot ser: - INNATA. - ADQUIRIDA O ADAPTATIVA. Les dues poden ser produïdes per cèl·lules (immunitat cel·lular) o per molècules anomenades anticossos (immunitat humoral). Maria García Vilà 2 LA IMMUNITAT ADQUIRIDA O ADAPTATIVA LA IMMUNITAT NATURAL L'organisme l'adquireix quan, en ser exposat a una infecció, el seu propi sistema immunològic comença a actuar produint anticossos específics: IMMUNITAT NATURAL ACTIVA. El fetus dels mamífers també pot adquirir immunitat quan, a través de la placenta, la mare li passa els seus anticossos. El fetus no fabrica aquests anticossos: IMMUNITAT NATURAL PASSIVA.

LA IMMUNITAT ARTIFICIAL La immunitat artificial es pot adquirir de dues maneres (sèrums i vacunes): La vacunació consisteix en l'administració de microorganismes morts o atenuats de forma que s'aconsegueix estimular el sistema immunitari per tal que produeixi anticossos específics. Les vacunes són preventives i generen immunitat artificial activa. La seroteràpia consisteix en tractar el pacient afectat per una malaltia infecciosa amb sèrums (anticossos específics contra els antígens que han produït la malaltia). Els sèrums són curatius i generen immunitat artificial passiva.

Maria García Vilà 3 MECANISMES DEFENSIUS NO ESPECÍFICS (IMMUNITAT INNATA) Són els primers mecanismes que actuen enfront de qualsevol microorganisme. Barreres primàries: - Barreres físiques. - Substàncies químiques que es troben en els fluids. - Barreres biològiques. Barreres secundàries (resposta immunitària inespecífica) - Cèl·lules presents en la sang. - Molècules que produeixen inflamació. BARRERES PRIMÀRIES PELL: barrera física pràcticament infranquejable gràcies al gruix i al procés de queratinització i descamació. SECRECIÓ DE LES GLÀNDULES SEBÀCIES i LA SUOR: determinen l'existència d'un pH una mica àcid que resulta en un ambient hostil per al creixement de microorganismes.

FLORA BACTERIANA pell i conductes: impedeix l'establiment i el desenvolupament d'altres microbis (antagonisme bacterià). PÈLS (mamífers), ESCATES (peixos) i PLOMES (ocells). Problema: presència de ferides. SECRECIONS PRODUÏDES PER LES OBERTURES NATURALS DEL COS (boca, anus, fosses nasals, vies respiratòries, urogenitals i digestives): - En la saliva, llàgrimes i secrecions nasals: enzim lisozim (destrueix la capa de mureïna de la paret bacteriana). - En l'esperma: espermina (acció bactericida). - Vagina i conductes digestius: secrecions àcides. - Vies respiratòries: mucositats que atrapen els microbis i les partícules estranyes.

Són eliminats amb el moviment ciliar de les cèl·lules epitelials (tos i esternut). LA MICROBIOTA NORMAL INTESTINAL: Evita la proliferació de microorganismes patògens (competició per nutrients i alliberació de substàncies inhibitòries). BARRERES SECUNDÀRIES Quan els microorganismes aconsegueixen vèncer les barreres primàries i penetren a l'interior de l'animal es desencadena la resposta immunitària innata o inespecífica. (s'activen les barreres secundàries). Aquesta resposta no depèn del tipus d'antigen contra el que s'actua, no té memòria i és immediata.

Maria García Vilà 4 Les barreres secundàries estan formades per: - Cèl·lules fagocítiques: monòcits (macròfags), neutròfils i cèl·lules dendrítiques. - Resposta inflamatòria: produïda pels mastòcits i els basòfils. - Substàncies antimicrobianes com el sistema de complement i l'interferó. - Cèl·lules assassines naturals (Natural Killers) CÈL·LULES MARE HEMATOPOÈTIQUES PLURIPOTENTS (MEDUL.LA ÒSSIA VERMELLA) ESTIRP MIELOIDE: Eritròcits Plaquetes - Granulòcits: tenen grànuls al citoplasma (lisosomes o vesícules secretores) i nucli multilobulat: - Basòfils: es tenyeixen amb colorants bàsics. Es troben a la sang i en presència d'antígens segreguen histamina i heparina (substs. piretogèniques).

- Mastòcits: es troben en teixits com el conjuntiu. Segreguen histamina i heparina en presència d'antígens. - Eosinòfils: es tenyeixen amb colorants àcids. N'hi ha poca quantitat en sang. Intervenen en infeccions agudes. Paràsits que no poden ser fagocitats. Segreguen histaminases, per inhibir procés inflamatori. - Neutròfils: es tenyeixen amb colorants neutres. Abundants en sang. Nucli en forma de ronyó. Gran capacitat fagocitària. Agranulòcits: - Monòcits: tenen vida curta. Es troben en sang i quan migren als teixits es transformen en macròfags, principals cèl·lules fagocitàries que poden presentar antígens. - Cèl·lules dendrítiques: poden fagocitar i actuar com a presentadores d'antígens.

ESTIRP LIMFOIDE: Limfòcit B Cèl·lula dendrítica limfoide Limfòcit T helper o col·laborador Limfòcit T citotòxics. Cèl·lula Natural Killer (limfòcit NK): destrueix cèl·lules cancerígenes i cèl·lules infectades per virus de manera inespecífica. Maria García Vilà 5 PROCÉS DE RESPOSTA IMMUNITÀRIA INNATA LA RESPOSTA INFLAMATÒRIA Per facilitar el procés fagocític es produeix en el cos dels animals la resposta inflamatòria. Quan un teixit resulta danyat (lesió o entrada de microorganismes) s'alliberen nombroses senyals químiques que desencadenen una inflamació localitzada.

Quan es produeix una ferida els mastòcits de la zona i els basòfils de la sang alliberen histamina que provoca: La dilatació dels vasos sanguinis. Això fa que arribi més sang a la zona i per tant, augmenta la temperatura i apareix vermellor. L'augment de la permeabilitat dels vasos pròxims al teixit afectat que farà sortir cèl·lules sanguínies (neutròfils, monòcits) i plasma dels capil·lars. La pressió del plasma genera dolor. Els macròfags Són fagòcits que deriven dels monòcits (2-8% del total de leucòcits de la sang).

De la medul·la òssia els monòcits passen a la sang i després de subsistir uns dies al flux sanguini, migren a diferents teixits o òrgans (per quimiotaxis) on es converteixen en cèl·lules més grans i amb gran capacitat fagocítica: els macròfags. El conjunt de macròfags s'anomena sistema reticuloendotelial. Els macròfags fan les funcions: - Fagociten i digereixen (repetides vegades). - Avisen a través de senyals químiques a altres cèl·lules perquè ajudin a lluitar contra la infecció o a reparar danys (inflamació). - Presenten l'antigen fagocitat. Els neutròfils (tipus de granulòcits) Els neutròfils representen el 50-70% del total de leucòcits. Tenen una vida molt més curta que els macròfags.

Es troben a la sang i les substàncies químiques que alliberen els teixits infectats els atrauen (quimiotaxis): hi van per un mecanisme de DIAPEDESI (s'enganxen a la cara interna dels vasos sanguinis i surten cap al teixit infectat). Després de fagocitar moren i poden generar pus en destruir-se. Maria García Vilà 6 Cèl·lules dendrítiques Es troben en gran quantitat a regions superficials del cos: pell, faringe, esòfag, vagina, coll de l'úter o anus. També a la paret interna de les mucoses de l'aparell digestiu i respiratori. Poden fagocitar microorganismes (resposta immunitària innata). Estimulen el desenvolupament de la immunitat adquirida mitjançant la presentació d'antígens als limfòcits T.

(funció principal). LA FAGOCITOSI És un procés d'endocitosi. Els microorganismes queden englobats per la membrana plasmàtica formant un vacúol fagocític (FAGOSOMA). Els lisosomes incorporen enzims hidrolítics al vacúol formant el FAGOLISOSOMA. Els microorganismes fagocitats són destruïts i les restes eliminades per exocitosi. Cèl·lules assasines naturals (Natural Killers) Són un tipus particular de limfòcits amb activitat citotòxica innata. Es troben viatjant per la sang i s'encarreguen de destruir cèl·lules canceroses o cèl·lules infectades per un virus de manera poc específica.

Tenen receptors a la seva superfície que reconeixen característiques de les cèl·lules infectades per virus o cancerígenes, com l'absència de molècules MHC I (receptor de membrana anomenat complex major d'histocompatibilitat). Un cop unides a la cèl·lula diana, alliberen substàncies químiques que produeixen la mort de la cèl·lula infectada per apoptosi. Substàncies amb propietats antimicrobianes: El sistema del complement i l'interferó. El sistema de complement és un conjunt d'unes 20 proteïnes del plasma sanguini que actuen en cascada. Atrauen fagòcits (quimiotaxis). Afavoreixen l'alliberació d'histamina dels mastòcits.

Alliberen interleucines que incrementen la resposta inflamatòria i produeixen febre. Eliminen patògens (generen proteases que lisen la membrana dels patògens) i cèl·lules mortes. L'interferó: - Glicoproteïnes de secreció alliberades per cèl·lules infectades per virus. Maria García Vilà 7 - Impedeixen la reproducció dels virus. - Activen les cèl·lules NK. - Activen macròfags i limfòcits B. EL SISTEMA IMMUNITARI: IMMUNITAT ADAPTATIVA O ADQUIRIDA ELS ÒRGANS LIMFOIDES Estan relacionats amb la formació, maduració o acumulació dels limfòcits. Tenim: Òrgans limfoides primaris: Maria García Vilà 8 - Hi ha la maduració definitiva dels limfòcits.

- Són: medul·la òssia vermella, tim i bossa de Fabrici (ocells). Òrgans limfoides secundaris: - On els limfòcits s'activen per fer la seva funció (resposta immune). - Són: melsa, ganglis limfàtics i fol·licles limfàtics. La medul·la òssia - Es troba a l'interior dels ossos curts i plans (crani i costelles) i a la part esponjosa dels ossos llargs (epífisis). - Allà es formen totes les cèl·lules del sistema immune. - En el cas dels limfòcits si a més a més maduren allà es transformen en limfòcits B. El tim - Òrgan situat a la part superior del tòrax. Es redueix molt de grandària després dels 7 anys.

En adults està una mica atrofiat - Alguns limfòcits migren de la medul·la òssia vermella al tim on maduren i passen a ser limfòcits T. - Aquests limfòcits T aniran a la sang a través dels vasos limfàtics. Melsa - Es troba a la zona abdominal darrera l'estomac. - S'encarrega de filtrar la sang d'eritròcits vells i leucòcits (els captura i els destrueix). - Conté zones riques en limfòcits T i B separades, que s'activen en presència d'antígens. Ganglis limfàtics - Estan repartits per tot el sistema limfàtic. Situats majoritàriament a l'aixella, engonal i zona cervical. - Formats per escorça (amb limfòcits B), paraescorça (amb limfòcits T) i medul·la en posició central.

- A dins hi ha la limfa que conté antígens que activaran als limfòcits B i T. - Els ganglis limfàtics estan connectats a través de vasos limfàtics entre ells i també cap a vasos sanguinis. Fol·licles limfàtics Són altres parts del cos on també hi ha limfòcits, cèl·lules plasmàtiques i fagòcits aïllats o agregats. Les més importants són les amígdales, l'apèndix i les plaques de Peyer. ELS ANTÍGENS És qualsevol substància capaç de desencadenar una resposta immunitària. Poden ser de naturalesa proteica, lipídica i polisacàrids. Poden ser fragments de virus o restes de membrana cel·lular, toxines alliberades o una molècula estranya. Maria García Vilà 9 Els antígens s'uneixen a anticossos.

La part de l'antigen que participa en la unió s'anomena determinant antigènic o epítop. La part de l'anticòs que participa en la unió es diu paràtop. Tenim: a) Antígens univalents: només tenen un determinant antigènic (regió d'unió) b) Antígens polivalents: tenen més d'un determinant antigènic o lloc d'unió. Haptens: són molècules que s'uneixen a anticossos però no desencadenen resposta immune. ELS ANTICOSSOS Són globulines, immunoglobulines (Ig) que participen en la resposta adaptativa humoral. Són fabricats pels limfòcits B madurs (cèl·lules plasmàtiques). N'hi ha dos tipus: c) Lliures: es troben al plasma, líquid intersticial i recobrint alguns epitelis.

d) De superfície: es troben a la superfície dels limfòcits B.