11.3H: Inmunidad Nutricional
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- Describir al menos cuatro formas en que el cuerpo priva a los microorganismos de hierro.
Ahora vamos a echar un vistazo más de cerca a la inmunidad nutricional. El hierro es necesario como cofactor para ciertas enzimas tanto en bacterias como en humanos. Tanto las bacterias como las células humanas producen quelantes de hierro que atrapan el hierro libre de su entorno y lo transportan a la célula. Durante la infección, el cuerpo realiza un ajuste metabólico considerable para hacer que el hierro no esté disponible para los microorganismos. Gran parte de esto se debe a la producción de un químico de defensa llamado mediador leucocito-endógeno (LEM). Como resultado de la infección, hay:
- disminución de la absorción intestinal de hierro de la dieta;
- una disminución de hierro en el plasma y un aumento del hierro en almacenamiento como ferritina;
- aumento de la síntesis de las proteínas humanas de unión al hierro (quelantes de hierro) tales como lactoferrina, transferrina, ferritina y hemina que atrapan el hierro para su uso por las células humanas al tiempo que lo hacen inaccesible para la mayoría de los microbios;
- junto con la respuesta febril, disminución de la capacidad de las bacterias para sintetizar sus propios quelantes de hierro llamados sideróforos;
- colocación previa de lactoferrina en sitios comunes de invasión microbiana como en la mucosa de las membranas mucosas, y la entrada de transferrina en el tejido durante la inflamación.
Esta falta de hierro, que se necesita como cofactor para ciertas reacciones enzimáticas, puede inhibir el crecimiento de muchas bacterias.
Como se ve en la Unidad 3, algunas bacterias producen además de su propio sideróforo, los receptores para sideróforos de otras bacterias de esta manera toman hierro de otras bacterias. Además, una serie de bacterias patógenas son capaces de unirse a transferrina humana, lactoferrina, ferritina y hemina y utilizarla como fuente de hierro. Por ejemplo, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis y Haemophilus influenzae son capaces de usar hierro unido a transferrina humana y lactoferrina para sus necesidades de hierro, mientras que las especies patógenas de Yersinia pueden usar transferrina y hemina como fuentes de hierro. Borrelia burgdorferi ni siquiera usa hierro como cofactor, sino que usa manganeso. Además, varias bacterias son capaces de producir exotoxinas que matan las células hospedadoras solo cuando las concentraciones de hierro son bajas. Quizás de esta manera la bacteria pueda acceder al hierro que estaba en esas células.
Resumen
- El hierro es necesario como cofactor para ciertas enzimas tanto en bacterias como en humanos.
- Tanto las bacterias como las células humanas producen quelantes de hierro que atrapan el hierro libre de su entorno y lo transportan a la célula.
- Durante la infección, el cuerpo realiza un ajuste metabólico considerable para hacer que el hierro no esté disponible para los microorganismos.
- La falta de hierro puede inhibir el crecimiento de muchas bacterias.
- Algunas bacterias además de sus propios sideróforos, producen receptores para quelantes de hierro de otras bacterias y/o células humanas y de esta manera toman el hierro siendo atrapado para su uso por otros organismos.
- Varias bacterias son capaces de producir toxinas que matan las células hospedadoras solo cuando las concentraciones de hierro son bajas y de esta manera obtienen acceso al hierro que estaba en esas células.