Inmunologia

Inmunología

Concepto de Infección
Los pluricelulares tenemos un medio interno estable y rico en nutrientes, muy apetecible para los microorganismos patógenos como virus, bacterias, hongos, protozoos y algunos invertebrados son parásitos.
Los organismos hemos desarrollado unas barreras defensivas, que si son franqueadas por los parásitos alcanzan nuestro medio interno, produciéndose la infección por contacto directo con piel o las mucosas, por inhalación, por ingestión, por picaduras, a través de heridas o infecciones.
La mayoría de los patógenos deben alcanzar la sangre o la linfa, y a través de ella alcanzar a los tejidos u órganos diana, donde los patógenos "reconocen" a las células susceptibles por unos receptores específicos, uniéndose a ellos y penetrando en las células muchas veces por endocitosis.
Alcanzadas las células diana, los parásitos destruyen a las células y/o producen factores de virulencia y/o toxinas, unas liberadas por el parásito(exotoxinas) y otros son componentes del patógeno que se liberan al ser lisados(endotoxinas) que suelen tener un efecto dañino sobre el hospedador.
Se dice que una enfermedad es infecciosa cuando puede provocar una infección que se transmita de un hospedador a otro.

Defensas del organismo 
1.Mecanismos defensivos externos: antes de provocar una infeccion los microorganismos patógenos deben franquear una primera barrera defensiva externa que es la piel, que cuando esta intacta, es impermeable(acumulación de una proteína impermeable, queratina) e infranqueable(el desprendimiento continuo de las células muertas de la piel, descamación, dificulta la penetración de los patógenos) además de presentar secreciones de sus glándulas sebáceas y sudoríparas que generan un PH ácido que impide la multiplicación de muchos patógenos.

Las mucosas, piel modificada que recubre las oberturas y cavidades naturales(boca, nariz, tracto respiratorio y digestivo..) es delgada y húmeda , por lo que resulta más accesible, pero cuenta con la secreción de un mucus que impide el avance de los microorganismos y este es continuamente expulsado hacia afuera por los cilios de los que disponen algunas de sus células que baten hacia el exterior. El mucus contiene una enzima, la lisozima que hidroliza la pared bacteriana(lo microorganismos se pegan) también esta presente en saliva y lágrimas.

En el tubo digestivo, el PH muy ácido producido en el estómago junto a la acción enzimática de la saliva y los jugos gástricos, intestinal y pancreático destruyen a muchos microorganismos que si alcanzan el intestino grueso deben enfrentarse a nuestra "flora inestinal" que son bacterias simbióticas que producen antibióticos que contribuyen  a la defensa contra los patógenos.
Superadas estas barreras pasivas entran en funcionamiento defensas internas inespecificas y especificas, ambos tipos de defensas se coordinan y complementan.


2. Mecanismos defensivos inespecificos internos 
2.1) Fagocitos.Una vez superadas las barreras externas existe una barrera local de células fagocitarias( pertenecen al grupo de glóbulos blancos), capaces de emitir pseudópodos, que son prolongaciones de su citoplasma que les permiten desplazarse y  de realizar la digestión intracelular de los microorganismos por fagocitosis, por esto se les conosecomo fagocitos.Se originan  en la médula roja de los huesos y se desplazan hacia todos los tejidos esperando a la infección.

Dos tipos de fagocitos:
-Granulocíticos( con gránulos en el citoplasma) y polimorfonucleares(núcleo lobulado) y cuyos gránulos están constituidos por enzimas y sustancias antimicrobianas.Según se tiñan con uno u otro tipo de colorante se les clasifica como eosinófilos(ácidos), basofilos(bases) o neutrofilos(neutros)
-Monocitos, no son ni granulados ni polimorfonucleares que cuando salen de los capilares aumentan de tamaño e incrementan su capacidad fagocitica, transformandose en macrófagos que pueden desplazarse opermanecer fijos en cada tejido(histiocitos).Abundan en los alvéolos pulmonares, el bazo, el higado y la piel, paso obligado para las infecciones.

Los fagocitos deben ser activados por mediadores(celulas lesionadas) de la inflamación y por sustancias producidas por los linfocitos(globulos blancos, productores de anticuerpos) Cuando se activan, aparecen en su membrana, unas glicoproteinas (pegan los parásitos para que puedan fagocitarse facilmente) que favorecen su adherencia a cualquier sustancia extraña.
Los primeros en actuar son los histiocitos(estan fijos en todos los tejidos), luego actuan los neutrófilos, con capacidad fagocítica y llegan a los lugares de infección, procedentes de los capilares como los macrófagos, que van a continuación(su capacidad de fagocitar es cuatro veces mayor a la de los neutrófilos.

Como resultado de la digestión intracelular de los microorganismos, los propios fagocitos mueren por milllones constituyendo la pus que supuran las heridas infectadas.
Los eosinóficos(ácidos) liberan sustancias que favorecen la desgranulación de los parásitos que , por sus tamaño resultan dificiles de fagocitar.Los basófilos(bases) liberan histaminas que favorecen la inflamación, y losmacrófagos, trás la digestión intracelular de los patógenos, "muestran las sustancias extrañas fagocitadas a los linfocitos, favoreciendo su reconocimiento y la respuesta inmune subsiguiente(sintesis de anticuerpos especificos)

2.2.La respuesta inflamatoria.
Se produce antes la presencia de microorganismos, sustancias extrañas o traumatismo.Las células lesionadas, liberan mediadores de la inflamación que favorecen la llegada de los leucocitos de la médula ósea porquimiotaxis, aumentan la permeabilidad capilar, producen vasodilatación(aumenta la permeabilidad capilar permitiendo salir a proteinas del plasma sanguíneo y la salida de agua e iones al plasma intercelular), es lainflamación(hinchazón y enrojecimiento) lo que favorece la reparación celular y la formación de anticuerpos y provoca la sensación dolorosa.También actuan como mediadores de la inflamación las toxinas producidas por los parásitos y ciertas proteínas del plasma sanguíneo, complemento.
Los macrófagos  liberan sustancias piretógenas que estimulan al hipotálamo(regulador de la temperatura corporal que eleva la temperatura (fiebre), lo que facilita el funcionamiento del sistema inmunitario y dificulta el desarrollo de los patógenos,Entre 38 y 40º se favorece de la fagocitosis(se hace la sangre más liquida favoreciendo el desplazamiento de los fagocitos) y la producción de anticuerpos y disminuye la concentración de hierro en la sangre, lo que dificulta el desarrollo de los microorganismos.

2.3 El complemento: lo constituyen 30 proteínas del plasma sanguíneo que complementan y potencian la respuesta inmune.Actuan como mediadores de la inflamación, favorecen la aglomeración de las sustancias extrañas y provocan  la rotura de la pared celular, favoreciendo la fagocitosis.
El complemento se activa con la respuesta inmunitaria y en fasse tempranas de la infección, ante la presencia de polisacáridos en la pared bacteriana.

2.4.El interferon: las celulas infectadas por virus fabrican  y liberan proteínas, el interferón(interviene en la infección virica) que impiden su propagación impidiendo su replicación y sintesis de las proteinas viricas en las celulas infectadas.Además estimulan a los "linfocitos asesinos", capaces de reconocer y eliminar a las células infectadas por los virus y a las cancerosas.El interferón es específico de especie, se utiliza como medicamento contra el herpes, la hepatitis crónica y algún tipo de leucemia.

3.Mecanismos defensivos específicos internos
Ya superadas las barreras anteriores, los patógenos han llegado a los vasos sanguíneos y linfáticos y desde aqui pueden alcanzar los tejidos y órganos.Ahora los que actuan son los linfocitos, que son capaces de reconocer cualquier sustancia extraña al organismo(antígenos) y elaborar una respuesta específica contra ellos.Constituyendo el sistema inmunitario(órganos y células sin relación anatómica) desarrollado en los vertebrados(aves y mamíferos).Esta constituido por órganos, células y sustancias formadas por algunas de ellas que poseen uan evidente unidad funcional, siendo sus funciones las de reconocer y destruir cualquier sustancia extraña del organismo(incluidos transplantes y celulas cancerosas).Siendo también capaz de reconocer las señales de identificación celular(glicocáliz)

3.1.Antígenos: Son moléculas extrañas al organismo que son capaces de desencadenar una respuesta inmunitaria. Los antígenos son polisacáridos, glicolípidos y glicoproteínas de la superficie celular o toxinas de los patógenos.Son moléculas muy grandes(algunas son pequeñas como los haptenos que no son antígenos por si mismos, pero pueden volverse antigénicos al conbinarse con ciertas proteinas del plasma sanguíneo)Es el caso de las alergias a los antibióticos y a otros medicamentos.

De estas grandes moléculas, sólo ciertas partes presentan caraácter antigénico, son los determinantes antigénicos que se une especificamnte a unos receptores antigénicos de la membrana de ciertos linfocitos, lo que desencadena la respuesta inmunitaria.

3.2.Linfocitos: son unos glóbulos blancos(no fagocitan y son inmóviles) capaces de reconocer y responder específicamente a los antígenos(que maduran en los ganglios linfáticos).
Tres tipos de linfocitos: 
- Linfocitos B: fabrican unas proteínas específicas, anticuerpos ante la presencia de sus antigenos específicos, es la inmunidad humoral(actua por los liquidos internos del cuerpo)
-Linfocitos T: responsables de la inmunidad celular, no producen anticuerpos, matan a las células alteradas especificamnete y algunos regulan la actuación de otros elementos del sistema inmunitario.
-Linfocitos no B no T: destruyen a las células ateradas pero inespecíficamente(contra cualquiera)

3.3.Órganos linfoides: las células precursoras de los linfocitos se originan, igual que las restantes células sanguíneas, en la médula roja de los huesos y se convierten en linfocitos maduros en los órganos linfoides donde los linfocitos maduran ( bazo, apéndice, amigdalas) donde se acumulan e interaccionan ante la presencia de los antígenos.

MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INMUNIDAD ESPECÍFICA

En este mecanismo se dan un conjunto de procesos que necesitan de la intervención de varios tipos de células y sustancias.Tiene diferentes fases: 
1.Identificación del antígeno: se produce cuando un antígeno es identificativo por los linfocitos gracias a unas proteínas en la supeficie de sus membranas(sus anticuerpos, en el caso de los linfocitos B, y los receptores de antígenos en los linfocitos T) por estereoespacifidad con el antígeno.El reconocimiento puede ser realizado por los propios linfocitos, pero se realiza normalmente a través de células presentadoras de antígenos, los macrofagos que ya han comenzado a digerir a los patógenos, el fagocito "adorna" su membrana con fragmentos de lso antígenos, emigrando a los órganoslinfoides para presentarlos a los linfocitos que asi los reconocen de forma rápida y eficaz.


2.Ativación de los linfocitos:  aquellos linfocitos con los marcadores especificos, complementario con un determinado antigeno se combinan con ellos, dando lugar a las respuestas inmunitarias que hace que estos se multipliquen y comiencen a formar el anticuerpo especifico(linfocitosB) o a destruir especificamente a las células portadoras de l antigeno(linfocitos T)

3.Inmunidad(respuesta) humoral : la respuesta ante los antigenos mediante proteínas especificas, anticuerpos que se difunden por todos los liquidos internos del cuerpo, el plasma interceluar, sangre linfa y secreciones.
Los anticuerpos los fabrican los linfocitos B, esta capacidad la adquieren en la médula roja, cada linfocito B lleva sobre su membrana el anticuerpo que fabrica y que le sirve para reconocer al antigeno que le corresponde , momento en el que se activan, proliferando(multiplicandose) formando un clon que fabrica el mismo tipo de anticuerpo, que sirve para eliminar la toxicidad del antigeno.A partir de aqui se conservaran unacelulas de memoria, linfocitosB de memoria, que permiten ante una reinfección la respuesta inmune sea mucho más rápida y eficiente que ante la primera infección, es la inmunidad adquirida que nos va haciendo inmune a las infecciones que ya hemos sufrido.

3.1.Anticuerpos: proteinas fabricadas por los linfocitosB ante la presencia de un antigeno.Son pequeñas heteroproteinas con una parte glucidica, las inmunoglobulinas.Estan diseñadas para reaccionar con un antígeno especifico anulando su toxicidad.
Cada anticuerpo tiene 4 cadenas polipeptidicas, dos largas(H) y dos cortas(L), habiendo entre ellas cadenas de disulfuro que las mantienen en forma de "Y".Cada tipo de anticuerpo se caracteriza por tener la mayor parte de las cadenas H y Lcomunes, lo que varia de un anticuerpo a otroson los extremos de las cadenas que diferencua los distintos anticuerpos del mismo tipo, por estos extremos se unen los anticuerpos debilmente a los antigenos , reaccionando con ellos, anulando su toxicidad.

Los anticuerpos se encuentran en los liquidos internos del cuerpo(plasma sanguíneo, intersticial y linfa y en muchas secreciones(mucus, saliva, lágrimas, leche materna).
El funcionamiento de los distintos anticuerpos  es como el de las proteinas, forma un complejo con el antigeno(complejo antigeno-anticuerpo) y por efecto de esa unión, se produce una reacción inmunitaria con consecuencias distintas según se trate de uno u otro anticuerpo , de antigeno.

• Reacciones de precipitación, cuando se trata de antigenos soluble(los vuelve solubles para poder fagocitarlos) forman agregados insolubles antigeno-anticuerpo facilitando la fagocitosis.

• Reacciones de aglutinación: cuando se tratan de antígenos de la superficie bacteriana o viral(forman agregados de antígenos lo que facilita su fagocitosisi, su destrucción)

• Reacciones de neutralización, para antígenos del tipo toxinas o bloqueando el anclaje de los virus por los que se fijan a la superficie de las células a las que invade.

• Opsonización, tipos de neutralización que favorece la fagocitosis de los antigenos más resistentes, (atraviesan la placenta materna, pr lo que protegen al feto de las infecciones para los que la madre es inmune)

 

 3.2.Memoria inmunológica: Trás un primer contacto con un antígeno, los linfocitos B se activan originando un clon de células plasmáticas que fabrican cantidad de anticuerpos que destruyen al antigeno, partes de estas celulas plasmaticas permaneceran en el organismo permitiendo que cuando ocurra una reinfección se de una respuesta rápida y contundente, capaz de anular la toxidad del antigeno, incluso antes de haber manifestado sus sintomas.
Esta inmunidad adquirida puede durar un periodo variable de tiempo: varicela, rubeóla , dura toda la vida, pero en el caso de la gripe solo un año, por lo que se necesita vacunación.

 La vacunación es un tipo de inmunización artificial activa, que consisite en la inoculación del patógeno en forma no virulenta para inducir la formación de anticuerpos y de células de memoria del individuo sin presentar los sintomas de la infección.

4.Inmunidad(respuesta) celular: otro proceso defensivo, la inmunidad celular o mediada por celulas, pero sin fabricación de anticuerpos, esta respuesta es muy eficaz para la destrucción de celulas extrañas al organismo, celulas cancerosas y células infectadas por virus o microorganismos de crecimiento intracelula.Lo llevan a cabo los linfocitos T y los no-B no-T

 4.1.Linfocitos T: se diferencian en el Timoy se dividen en dos grupos T4 y T8, según posean en su membrana celular las proteinas receptoras CD4 o cd8, no indentifican antigenos libres y además deben reconocer simultaneamente el antígeno y un autoantígeno(señales de identificación celular) de la célula presentadora.
Cuando un fagocito digiere por endocitosis un antígeno patógeno, trás su digestión intracelular sitúa alguno de sus antigenos en la superficie de su membrana que se combinan con un autoantigeno formando un complejo antigénico que convierte al fagocito en una célula presentadora de antígenos.
Los linfocitos T reconocen estos complejos antigénicos con sus proteinas receptoras, que se activan, comenzando los TH(cooperadores)

-T4:
TH(cooperadores) estimulan otros T a los B
TD, provocan la proliferación y activación de los macrófagos
-T8: 
Tc(citotóxicos) destruyen las células infectadas, provocan la perforación de su membrana.
Ts (supresores) evitan una respuesta inmunitaria excesiva.

Las funciones de los linfocitosT, trás su activación producen  uan acción citotóxica, segregan enzimas que perforan la membrana plasmatica o activan las endonucleasas(rompe el ADN) de las células afectadas, produciendo en los dos casos la muerte celular.
También regulan la respuesta inmunitaria: lo realizan la Th y Ts impidiendo que la respuesta inmune sea suficiente o excesiva. Producentolerancia inmunológica a los autoantígenos, evitando el ataque del sistema inmune a las celulas propias, su funcionamiento anómalo produce alergia y enfermedades autoinmunes.

5. Linfocitos no B noT: su acción es inespecifica(no reconocen antigenos), no proliferan ni producen memoria inmunológica.Dos tipos K y NK(asesinas).Las K se unen inespecificamente a cualquier célula con anticuerpos y segregan perforinas.Las NK atuan igual a los K para destruir las células con parásitos intracelulares(virus), a las células cancerosas o las de órganos tranasplantados, también producen linfocinas que estimulan los linfocitos B y T.

6.Tolerancia inmune.¿Como distinguen  las células del sistema inmunitario a los autoantigenos propios de los antigenos extraños y no los ataca?, es decir diferencian lo propio de lo extraño.
Al madurar los linfocitos T son seleccionados por su capacidad de unirse a los autoantigenos y los capaces de unirse a los autoantigenos combinados con antígenos extraños(se eliminan los que se unen a los autoantigenos y a otros antigenos propios).
En la médula roja, se seleccionaran aquellos linfocitosB que no fabriquen anticuerpos antiautoantigenos.Esto produciría la tolerancia de nuestro sistema inmune ante nuestros antígenos pues de otra forma, atacarían al propio organismo.

TIPOS DE INMUNIDAD 
Se habla de inmunidada a un antigeno, cuando el organismo lo anula sin que se presenten los sintomas patológicos, se debe a que parte de linfocitos B y T permanecen en cierto número como células de memoria que ante la reinfección actúan rápida e intensamente, si esta inmunidad se produce de forma natural se habla de inmunidad natural y si se adquiere medicamente es inmunidad artificial.

La inmunidad natural, puede ser congénita, de especie, de raza y es heredable.
Se habla de Inmunidad natural adquirida a lo que adquieren los organismos tras superar un proceso infeccioso y duración es variable(gripe, sarampión).
Inmunidad natural pasiva es la que tienen los fetos y lactantes, que reciben los anticuerpos maternos a través de la placenta y leche materna.

La inmunidad artificial pasiva, es la que se inducemédicamente por la introducción de los anticuerpos del suero sanguíneo de un animal que previamente ha sido infectado y se ha inmunizado en una persona afectada por una infección muy rápida y grave como la rabia, el tétanos o la difteria.Su efecto tarda unos dias, los que tarda en ddegradarse los anticuerpos sin manifestar los sintomas de la patología quedando inmunizado artificialmente de forma pasiva.
La inmunidad artificial activa se adquiere por el sistema inmunitario de la persona a la que se le inocula una vacuna(preparado artificial de patógenos muertos, atenuados y de sus toxinas, conservando su caracter antigénico, lo que da tiempo al sistema inmunitario a fabricar los anticuerpos  sin manifestar los sintomas de la patología, quedando el individuo inmunizado artificialmente pero de forma activa). En caso de infección por ese patógeno, sus células de memoria permiten una defensa fulminante.
 Las vacunas son preventivas y los sueros se utilizan  cuando la infección es mucho más grave.Gracias a la vacunación se ha progresado mucho en la lucha contra las enfermedades infecciosas, llegando a erradirse algunas como la viruela.

ALTERACIONES DEL SISTEMA INMUNITARIO
En el sistema inmunitario se pueden dar errores o alteraciones que provocan enfermedades en los organismos, estas alteraciones son de dos tipos "inmunodeficiencia" e "hipersensibilidad", por un funcionamiento insuficiente o excesivo del sistema inmunitario.

1. Inmunodeficiencias, es la respuesta insuficiente del sistema inmunitario, acarrea lesiones por los antígenos no eliminados.Pueden ser congénitas, que son heredables, muy graves y aparecen en los primeros años de vida.Afectan a distintas partes del S.I, afectan a los neutrófilos, al complemente y las más graves las que afectan  al funcionamiento de los linfocitos B oT o ambos.
O puede ser también adquiridas, son más frecuentes y aparecen por la exposición a ciertos factores, como la leucemia, radiaciones o enfermedades graves que debilitan al S.I.
Una de las inmunidades aquiridas más graves es el SIDA-VIH, que destruye los linfocitos T4H , lo que impide una defensa eficaz contra los microorganismos y las células cancerosas, por lo que éstos enfermos desarrollan graves infecciones y determinados tipos de cáncer.Existen fármacos que interfieren a la trasncriptasa inversa del virus(impidiendo que se produzca la duplicación del ADN viral), a sus anclajes a los linfocitos T4 o con la enzima necesaria para formar su cápsida, haciendo al SIDA una enfermedad crónica y no incurable.

2.Hipersensibilidad, es uan respuesta excesiva del sistema inmune, provocando lesiones al organismo como consecuencia de los anticuerpos o por los linfocitos T.Según el proceso inmunitario causante y el tiempo que tarda en aparecer trás el contacto con el antígeno se distinguen 4 tipos:

-Hipersensibilidad tipo I(inmediata)conocida como alergia, al antigeno se le llama alérgeno(sus efectos aparecen veinte minutos trás el contacto con el alérgeno) como el veneno de la abeja, polen, esporas de moho, heces de ácaros, pelo de animales, ciertos medicamentos o alimentos.
Primero se produce la sensibilización al alérgeno mediante la producción de anticuerpos que se fijan a ciertos leucocitos(basófilos que estimulan a los mediadores de la inflamación).Se dice que existe una predisposición genética auqnue también podria se un funcionamiento deficiente de los linfocitos TS.
Ante una nueva exposicón al alérgeno éste se une a los anticuerpos ancladosa los leucocitos provocan que se segreguen mediadores de la inflamación, dando los síntomas del proceso alérgico que pueden ser locales:inflamacion cutanea, hinchazón , picazón, errojecimiento, aumento de secreción nasal y lacrimal...
Reacciones generalizadas : contracción de bronquios que dificultan la respiración, asma o vasodilataciñon que puede provocar el encharcamiento de los pulmones o un , descenso brusco de la presión sanguínea, es laanafilaxis o choque anafiláctico.
El tratamiento de las alérgias es con antihistamínicos, broncodilatadores y elevación de la presión sanguínea, pero lo ideal sería producir la desensibilización progresiva mediante la inoculación de dosis crecientes del alérgeno, lo que provoca la aparición de anticuerpos bloqueantes que se combinan con el alérgeno impidiendo su fijación  a los leucocitos o la producción de linfocitos supresores TS que disminuyen la sintesis de los anticuerpos sensibilizantes.

-Hipersensibilidad de tipo II. (citotóxica) EL S.I forma anticuerpos contra los autoantígenos, activando el complemento, causando lisis de las células
-Hipersensibilidad de tipo III: (mediada por complejos inmunitarios)como la de tipo II, pero los anticuerpos se fijan a antígenos libres en la sangre, formando complejos antígeno-anticuerpo, que no pueden ser eliminados por los macrófagos, lo que causa una respuesta inflamatoriay liberandose enzimas que digieren  los tejidos pudiendo producir graves daños  en los órganos afectados
-Hipersensibilidad de tipo VI:(retardada) aparece hasta semanas después de  la exposición al antígeno y a diferencia con las anteriores no se produce por efecto de  los anticuerpos sino por activar  exclusivamente a un clon de  linfocitos TD, que provoca la proliferaciñon y activación de los macrófagos y desencadenan un proceso inflamatorio, esta es la que causa la dermatitis por contacto.

3.Enfermedades autoinmunes.El sistema inmunitario es capaz de diferenciar las moléculas propias de las extrañas, atacando a las extrañas.Los linfocitos tienen tolerancia inmunológica ante los autoantígenos, cuando maduran los linfocitos se destruyen aquellos que presentan autoinmunidad.Estos clones autoinmunes no son destruidos durante su maduración y atacan  a sus propias células, dando lugar a las enfermedades autoinmunes de desarrollo lento y progresivo.Estas enfermedades tienen factores hereditarios endocrinos(exceso de hormonas que puede afectar a la médula ósea o al timo) y factores ambientales como la exposición a sustancias químicas, radiones  ciertos microorganismos.


IMPORTANCIA DEL SISTEMA INMUNITARIO EN EL TRASPLANTE DE ÓRGANOS

Los trasplantes son cada vez más comunes y su mayor dificultad reside en el posible rechazo de los tejidos trasplantados cuyos antígenos son reconocidos como extraños por el S.I y atacado por él.Por eso primero se buscan donantes con auto-antígenos.Solo resultan viables(histocompatibilidad) aquellos trasplantes en los que los auto antígenos del donante y del receptor son iguales, familiares o muy semejantes.
El rechazo es una hipersensibilidad de tipo II o IV, se usan fármacos inmunosupresores.

EL SISTEMA INMUNE EN EL CÁNCER
Un cáncer se inicia cuando unas células se transforman y comienzan a dividirse sin control, dando lugar a un tumor que puede tener un crecimiento limitado benigno o ilimitado maligno, cuyas células terminan por invadir otro órganos y tejidos generando nuevos tumores, metástasis.
Las células cancerosas poseen un metabolismo muy intenso (en división) y sus transformaciones las llevasn a poseer autoantigenos diferentes a los de las células normales y por esto son atacadas por el sistema inmunitario atacando a los canceres antes de que se desarrollen.
El cáncer es una de las principales causas de muerte, que se puede combatir quirugicamente, con radioterapia, quimioterapia.
Nuevas estrategias para combatirlo como:
-El uso de el interferón
-Activación extracorporea de los linfocitos y reintroducción.
-Vacuna contra antígenos tumorales
- Ligar los fármacos letales con anticuerpos antígenos tumorales que así sólo afectarian a las células malignas.

Actividades de selectividad del metabolismo

Metabolismo: conjunto de reacciones quimicas( transformaciones e intercambios) que ocurren en el interior de la célula, cuyo objetivo es: obtener energía utilizable(ATP) para fabricar sus componentes celulares y realizar sus funciones vitales.

 

Comprende dos tipos de procesos o reacciones:

Catabolismo, para obtener energía
-Fase degradativa: moléculas orgánicas complejas y reducidas( glúcidos, lípidos, proteínas) son degradados a compuestos más sencillos y oxidados.
-Procesos exotérmicos: liberan energía libre utilizada para sintetizar ATP(ADP+Pi)
-Oxidación: de moléculas orgánicas que liberan electrones y átomos de H ricos en energía almacenándose como coenzimas reducidas( NADPH, NADH, FADH2)
-Rutas convergentes: a partir de muchos compuestos iniciales se forman unos pocos productos finales.

Anabolismo, para fabricar materiales de la célula.
-Fase constructora: moléculas sencillas y oxidadas son utilizadas para construir coléculas complejas y reducidas.
-Procesos endotérmicos: requieren energía procedente de la hidrólisis del ATP a ADP+Pi
-Reducción de distintas moléculas a partir de electrones y protones cedidos por coenzimas previamente reducidas.
Rutas divergentes: a partir de unos pocos precursores se forma una gran variedad de productos finales

 

Estos procesos no ocurren ni de forma simultánea, ni el mismo lugar de la célula, pero, están acopladas.El estudio se aborda en forma de rutas metabólicas, son secuencias de reacciones químicas que relacionan 2 metabolitos importantes.

Organismos según la fuente de energía o carbono:
Fotolitotrofos: utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de materia(Plantas)
Fotoorganotrofos(luz y materia orgánica)
Quimiolitotrofos: reacciones redoz y CO2
Quimioorganotrofos: reacciones redox y materias orgánicas(animales) 

Transformaciones energéticas
La mayoria de las reacciones metabólicas llevan aparejadas intercambios de energía.
En seres vivos los intercambios de energía sólo se pueden hacer en forma quimica, intercambiando enlaces químicos entre sustratos, la energía nunca puede quedar libre porque provocaría aumentos de temperatura en las células,desnaturalizando a las proteinas.
La energía se intercambia mediante enlaces de alta energía con el ión fosfato H3PO4 en el seno de un nucleótido, el AMP al que hay que romper la repulsión eléctrica para introducir el Pi y formar el AP y aún más para formar el ATP.
La misma cantidad de energía que se libera al romperse, se transfiere a otros enlaces químicos recien formados.
En seres vivos las reacciones que necesitan o que liberan energía son procesos de oxido-reducción.
Los electrones y el H son como la energía y no pueden quedar libres porque reducirian a la materia orgánica,  por lo que cuando se intercambian nunca quedan sueltos, son aceptados por coenzimas redox que son sustancias que actuan como transportadores tomando 2H del sustrato=2protones y 2 electrones, son moléculas muy reducidas que sólo aceptan electrones de alta energía, capaces de reducir a sustancias muy reducidas, como estas coenzimas, tienen poder reductor.Una oxidación  consiste en la pérdida de electrones, mientras que una reducción consiste en ganar electrones.Para que un compuesto pueda oxidarse tiene que haber otro que se reduzca, estas reacciones siempre están acopladas, son reacciones de oxido-reducción. 

Modalidades de fosforilación 
La fosforilación es la adición  de un grupo fosfato inorgánico (Pi) a otra molécula, este es el mecanismo básico de transporte de energía desde los lugares donde se produce hasta donde se necesita.
Lo más importante es la fosforilación de ADP( directamente del sustrato del ADP) adición de un grupo Pi a un ADP para formar ATP, actuando este como "moneda de cambio energético" del metabolismo.

Diferentes modalidades de  fosforilación de ADP
-Fosforilación a nivel de sustrato: transferencia de un Pi, desde un compuesto fosforilado directamente a un ADP, utilizando la energía liberada trás la hidrólisis del grupo fosfato.
-Fosforilación asociada a un gradiente quimiosmótico(indirecta).Se acopla al transporte  de electrones(de alta energía cedidos por las moléculas que se oxidan) a través de una "cadena transportadora de electrones", en cuyo transcurso va perdiendo energia que se utiliza para impulsar protones a tarves de una membrana generando un gradiente electroquimico de3 protones a ambos lados de la membrana, este permite que los protones pasen a traves de un ATPsintetasa y que utiliza la energia liberada por el transporte a favor de gradiente de protoenes para sintetizar ATP(a partir de ADP y Pi)

 

Dos tipos de fosforilación a un gradiente quimiosmótico:

• Fosforilación oxidativa: ocurre en la mitocondria, a nivel de la membrana mitocondrial interna.

• Fotofosforilación ocurre en los cloroplastos, a nivel de la membrana tilacoidal y durante la fase luminosa de la fotosíntesis.

CATABOLISMO

Las moléculas orgánicas complejas se van degradando en otras más sencillas, lo que da lugar a liberación de energía que permite la formación de ATP( fosforilar el ADP).
El catabolismo lo constituyen procesos de oxido-reducción en los que intervienen enzimas deshidrogenasas(quitan H).La oxidación de moléculas orgánicas va liberando electrones y dependiendo de la naturaleza del aceptor final de electrones, se diferencian dos modalidades de catabolismo:

•  Fermentación, es una oxidación incompleta, en la que el aceptor final de electrones es una compuesto orgánico.Es un proceso de catabolismo anaerobio (no interviene el oxigeno)

• Respiración celular, es una oxidación completa se compuestos orgánicos en la que el aceptor final de electrones es una sustancia inorgánica.Según la naturaleza de este aceptor inorgánico se distinguen:

          - Respiración aerobia: el aceptor final es el oxigeno (que al reducirse forma agua)  
          - Respiración anaerobia: el aceptor final es uan sustancia diferente al oxigeno.

ESQUEMA GENERAL DEL CATABOLISMO 
Los alimentos que se oxidan pueden tener diferentes origenes, glúcidos, lípidos y proteínas, todas las rutas catabólicas covergen en un intermediario metabólico el Acetil Co-A, que actua como combustible del ciclo de Krebs.Los electrones liberados como consecuencia de las sucesivas oxidaciones son cedidos a una "cadena transportadora de lectrones", que impulsa la formación de ATP de fosforilación oxidativa.

    
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS(oxidación de monosacáridos)

Las rutas metabólicas por la que la célula degrada los glúcidos para la obtención de energía, son la respiración celular aerobia, respiracióm anaerobia y la fermentación, la degradación comineza con un proceso común: la Glucolisis.

Glucolisis 
Es una ruta universal  que ocurrre en el citosol, en una secuencia de 10 reacciones metabólicas, en las que a partir de glucosa, se obtienen 2 de piruvato y 2 de ATP( mediante fosforilaciones a nivel de sustrato).

 

Reacción global de la glucolisis:

 

La eficacia de la Glucolisis como ruta energética es muy baja, porque solo tiene  rendimiento de 2ATP/Glu.Genera poder reductor (2NADH) el cual originaria más ATP

Respiración Aerobia.
Es la oxidación total del producto final de la glucolisis(piruvato), lo que va a liberar gran cantidad de electrones que van a ser cedidos al oxigeno .Se divide en 3 partes:
 1.Formación del Acetil-Coa (descarboxilación oxidativa)
El piruvato obtenido en la glucolisis es conducido desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, unido a trasnportadores expecificos que le permiten atravesar la doble membrana mitocondrial, donde se descarboxila oxidativamente obteniendose Acetil-CoA y 1NADH. Es una secuencia de reacciones catalizadas por el complejo multienzimático de la Piruvato deshidrogenasa que deshidrogena y descarboxila al Pirúvico y combina el ácido acético resultante a su transportador, la coenzima A, formandose acetil CoA(combustible necesario para la respiración celular) y un NADH.

 

Se deshidrogena y descarboxila al Piruvico, el resultante combinandose con el coezima A dando lugar al Acetil CoA que es el "combustible" para la respiración celular.

2.Ciclo de Krebs
Es un conjunto ciclico de reacciones de descarboxilaciones y deshidrogenaciones en las que se produce la oxidación completa del Acetil-Coa hasta Co2 y8H(ocurre en la matriz mitocondrial).Los electrones que se liberan  en la oxidación son captados por los coenzimas FAD y NAD+, liberandose por cada vuelta de ciclo: energia (1GTP convertible a ATP), poder reductor(1 FADH2 Y 3NADH) y 2CO2.
El ciclo de Krebs es una via anfibólica, es decir, que resulta clave tanto para procesos catabólicos como anabólicos( consiste en descarboxilaciones y deshidrogenaciones del ácido acetico.

3. Fosforilación oxidativa: tiene lugar en la membrana mitocondrial interna, tiene 3 etapas: 

-Transporte electrónico: 
Las coenzimas reducidas (NADH Y FADH2) ceden sus electrónes, donde caen a favor de gradiente de potenciales de oxido-reducción hasta el aceptor final(O2)
La cadena transportadora esta formada por un conjunto de moléculas capaces de reducirse y oxidarse, dispuestos según su potencia Redox, organizadas en 4 complejos: 

• Complejo I(-0,5 de potencial redox) acepta protones y electrones del NADH y los cede al:
• Complejo II: acepta también electrones y protones  del FADH2 y los cede a: 
• Complejo III: con citocromoso que poseen grupo hemo, que solo acepta electrones, pasando su férrico a ferroso, quedando los protones en la matriz, cede los electrones a:
• Complejo IV: cede los electrones al O2, que es el acptor último , quedando como un anión superoxidado (1/2 O2 junto con 2H+, se reduce formando H2O)

-Formación del gradiente electroquímico: a disminución del potencial redox de los electrones, la energía liberada por el transporte electrónico se utiliza para bombear protones, translocar protones, a nivel de los complejos I, III y IV hacia el espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico de protones entre el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.
NADH->2e->translocación de 6H+-> FADH2->2e-> translocación  de 4H+ (por cada electrón se transloca 2H+ por cada vuelta)

-Sintesis del ATP: dada la situación de inestabilidad que genera el gradiente electroquímico de protones, los protones van a regresar a la matriz atravesando el canal interno de una proteina transmembrana(ATP sintetasa), ello disipa el gradiente de protones y permite utilizar la energia liberada para la fosforilación del ADO y producción del ATP.Las H+ entran por la base hidrófoba, atraviesa el pedúnculo Fo y salen por la esfera catalítica F1, provocando un cambio en la estructura de la proteina que le permite fosforilar el ADP con un Pi y a los H+ volver a la matriz.

Rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa

Glucolisis=8ATP
Descarboxilación oxidativa=3ATP*2=6ATP
Ciclo de krebs= 12ATP*2=24ATP
=38 ATP

RESPIRACIÓN ANAERÓBIA(sin oxígeno)
Esta respiración es típica de procariotas (bacterias) no requieren oxigeno.
Es igual a la aerobia pero en vez de oxigeno utiliza NO3-, algún compuesto orgánico o el hierro.Existe una oxidación completa del sustrato y se sintetiza ATP mediante fosforilación oxidativa.

Fermentación
Ruta metabólica que ocurre en el citiplasma, mediante la cual las células obitienen energía en condiciones anaeróbicas( el acptor final de electrones es una ocmpuesto orgánico) por oxidación parcial de compuestos orgánicos( glúcidos), la sintesis de ATP se produce por fosforilación a nivel de sustrato.
Surge por la evolución que permitió a los organismos vivir en una atmósfera sin oxígeno.Actualmente es utilizada por: 
-Microorganismos: (bacterias) anaerobios estrictos (fondo del mar) o anaerobios facultativos(cuando hay oxigeno lo usan y cuando no hay realizan la fermentación)
-Algunas celulas eucariotas en condiciones de anaerobiosis( celulas musculares).
Los sustratos a fermentar son normalmente glúcidos y el proceso tienen 2 etapas:

• Etapa de oxidación(glucolisis): oxidación de la glucosa hasta piruvato.Se consume 2ADP y 2NAD+ y se obtiene 2ATP y 2NAOH
• Etapa de reducción: reducción del piruvato obtenido mediante la oxidación de los 2NADH.Ello provoca la regeneración del NAD+.

Dependiendo de cuál sea el producto final, existen 2 tipos de fermentación:

-Fermentación láctica
El piruvato se reduce hasta ácido lactico, al aceptar los electrones del NADH producido en la glucolisis.
Balance de la reacción:
Glu+2ADP+2Pi->2 lactato +2 ATP
Esta fermentación la realizan las bacterias lacticas  que provocan el agriado de la leche y son responsables de la obtención industrial  de sus derivados como el queso o el yogurt.
También la realizan las celulas musculares, durante un ejercicio intenso o prolongado en los que el aporte de oxigeno es insuficiente como para realizar respiración aeróbia( los pequeños cristales de lactato en las fibras musculares provoca las agujetas)

-Fermentación alcohólica:  el piruvato sufre una doble reacción , en primer lugar se descarboxila dando acetaldehido y en segundo lugar el acetaldehido se reduce hasta etanol( en una reacción catalizada por la "alcohol deshidrogenasa) al aceptar los electrones del NADH producidos en la Glucolis.
Balance: 
Glu+2ADP+2Pi-> 2etanol+2CO2+2ATP

 La realizan principalmente  las levaduras, com la "Saccharomyces cerevisae" utilizada para la producción del vino, pan sidra y cerveza) en el pan, el CO2 y etanol se eliminan en el proceso de cocción)
Otras fermentaciones como la heterolactita mixta(lacttico, etanol y CO2) y otros que finalizan  en metano o acetona lo que permite comprender la importancia de las bacterias en la biotecnologia y bioenergética para obtener productos de interés comercial y medicinal.
Rendimiento energético de la fermentacióm: 
2ATP en comparación con 36-38 ATP de la respiración celular, debido a que  al tratarse de una oxidación incompleta, los productos finales son moléculas orgánicas que conservan aún mucha energía.En las fermentaciones no existe poder reductor en la producción neta ya que el que se produce se utiliza para reducir el producto de la glucólisis en la fase de reducción. 

CATABOLISMO DE LÍPIDOS
Los lipidos son la principal reserva energética en animales, acumulandose en el citosol de las células del tejido adiposo.Las dos razones:
-Almacenan más energía que el glucógeno.
-Al ser hidrofóbicos, no se almacenan hidratados( a diferencia del glucógeno que es hidrofílico) por lo que pesan menos, importante para facilitar la movilidad animal.
Cuando la célula necesita un aporte energético mayor del habitual o no dispone de glúcidos, degrada las grasas. El catabolismo de los triglicéridos comienza por la hidrólisis realizada por enzimas lipasas presentes en el instestino delgado, obteniendose glicerina y ácidos grasos. 

 

La gliceraldehido-3-P y continua la ruta de la  glucólisis.Los ácidos grasos siguen una ruta especial , la B-oxidación.Esta ocurre en la matriz mitocondrial de las células( excepto en cerebro y riñon).El paso de los ácidos grasos desde el citoplasma a la matriz mitocondrial requieren una activación del acido graso, mediante la unión de un CoA( requiere energía apartada por la hidrólisis de ATP->AMP+Pi) originando Acil-CoA que es el ácido graso activado que atraviesa la doble membrana mitocondrial mediante transporte a través de una moléculas transportadora(carnitica).

Ya en la matriz mitocondrial comienza la B-oxidación del Acil -CoA mediante cuatro reacciones sucesivas. En cada ciclo de B-oxidación se desprende una molécula de Acetil-CoA, 1FADH2 Y 1NADH, quedando el ácido graso inicial con 2 carbonos menos.Se activa de nuevo e inicia una B-oxidación, repitiendose el procesos hasta oxidarse totalmente el ácido graso, por esto los ácidos grasos tienen un número par de atomos de carbono.

Las moléculas de Acetil-CoA se incorporan al ciclo de Krebs donde son oxidados y todas las moléculas de NADH y FADH2 ingresan en la cadena transportadora respiratoria, produciendo mucho ATP por fosforilación oxidativa.

Rendimiendo energético de los lípidos:
La oxidación completa de los triglicéridos libera una gran cantidad de energía debido a que su cadena hidrocarbonada esta muy reducida.

ANABOLISMO

Conjunto de procesos constructivos que suceden en la célula en las que se produce lasínteisi de las moléculas complejas a partir de otras sencillas,estos procesos necesitan la incorporación de energía.
Para sintetizar moléculas biológicas, la célula necesita llevar a cabo una serie de reacciones de reducción que irán acopladas a la oxidación del NADH o del NADPH. Dos grupos de procesos anabólicos: 

-Los que permiten fabricar moléculas orgánicas a partir de inorgánicas, exclusvos de organismos autótrofo y en función de cual es su fuente de energía se diferencian: 

• Fotosíntesis: utiliza la energia de la luz

• Quimiosintesis: utiliza la energía liberada de las reacciones químicas exergónicas( bacterias de nitógeno, azufre o hierro)

-Los que permiten fabricar moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas:

• Anabolismo de Glúcidos: gluconeogenesis y glucogenogénesis

• Anabolismo de Lipidos

• Anabolismo de Proteinas.

FOSTOSÍNTESIS  
Es un proceso de nutrición autótrofa por el que se forma materia orgánica por reducción de materia inorgánica( dioxido de carbono, hidrogeno, sales minerales)
La vida en el planeta depende de los organismo fotosintéticos porque son los únicos capaces de fabricar la materia orgánica, de la que dependen el resto de organismos de las cadenas tróficas.Por lo que la importancia biológica de la fotosíntesis es fundamental para el manteniemiento de la vida sobre la tierra y la evolución de las especies.

En función de que moléculas actuen como dadores y aceptores de electrones, se diferencian 2 tipos:

• Oxigénica (o vegetal): el dador es el agua y el aceptor el dioxido de carbono, la fotolisis del agua es la responsable del desprendimiento de oxigeno molecular a la atmósfera que resulta vital para la vida de lso organismos que presentan metabolismo aerobia.Es realizada por plantas, algas y cianobacterias.Fotolitotrofos.

• Anoxigénica( o bacteriana): el dador es el sulfuro de hidrógeno o el ácido láctico y el aceptor es el nitrato o el sulfato.No utiliza el agua como dador de electrones nose desprende oxigeno a la atmósfera.Es realizada por bacterias.Quimiolitotrofos y Fotoorganotrofos.

Fotosíntesis oxigénica

Tiene lugar en los cloroplastos. 
-Fase luminosa: ocurre en presencia de luz, en la membrana tilacoidal y en ella unas moléculas fotorreceptoras(pigmentos sintéticos) captaran la energía de la luz y la transformarán en energía química(ATP y NADH) necesaria para la fase oscura.
Los pigmentos fotosintéticos es el 12% de la membrana tilacoidal.Son lípidos isoprenoides carotenos( forma parte de la clorofila, heteroproteinas con grupo hemo como la hemoglobna pero con magnesio en lugar de hierro).Cada pigmento absorve la luz gracias a sus dobles enlaces, electrones deslocalizados capaces de absorber energía y alcanzar un orbital electrónico más energético y después desprenderla volviendo a du orbital.Tiene lugar en 3 procesos:

 1. Captación de la energía luminosa: lo lleva a cabo el complejo antena, que es un conjunto formado por proteínas y pigmentos (clorofilas y carotenoides)presentes en la membrana tilacoidal.Una vez captada la energia luminosa por el complejo antena, esta es transferida a una molécula de clorofila especial, el centro de reacción, que va a ser la única molécula capaz de ceder un electron, de convertir la energía luminosa en energía química.Cuando la energía de la luz llega al centro de reacción, los electrones de la clorofila del centro de reacción son "impulsados" a un nivel energético superior("excitación del centro activo").Llegando al Fotosistema(PS), que es el conjunto formado por la molécula de clorofila del centro de reacción y unas moléculas aceptoras.Dos tipos de fotosistemas:
-PSI: su clorofila es P700
-PSII: su clorofila es P680.

 

2.Transporte electrónico: dependiendo del recorrido de electrones, en la fase luminosa se diferencian 2 tipos de transporte electrónico.
- Transporte no ciclico: los electrones van a realizar un recorrido abierto, desde el agua hasta el NADP+, pasando por elPSII, por una cadena transportadora donde los electrones "descienden" desde un nivel excitado hasta su nivel normal y finalmente por el PSI.Se obtiene poder reductor en forma de NADPH.
El mecanismo es:  trás incidir la luz sobre el PSI la clorofila del P700 cede un electrón al NADP+ que se reduce hasta NADPH.La clorofila queda oxidada y debe recuperar el electron para volver a ser funcional.El electron lo recibe como resultado de la iluminación del PSII que provoca la excitación y emisión de electrones que viajan por la cadena transportadora hasta la clorofila del PSI.Ahora queda la clorofila del PSII oxidada y debe volver a reducirse, se produce por la rotura(fotólisis) de una molécula de agua que origina: la cesión de electrones al PSII, la liberación de H+ al espacio intratilacoidal y la liberación de oxigeno a la atmósfera.
El flujo  que se produce en la cadena de transporte que conecta los fotosistemas que provoca la aparición de un gradiente quimiosmótico de H+ entre ambas caras de la membrana tilacoidal, que se empleará para  la aparición de ATP.

  - Transporte ciclico: es uan via alternativa de la fase luminosa que se produce cuando en los cloroplastos escasea el ATP y también es típica de bacterias fotosintéticas anoxigénicas.Un electron del PSI es activado por la luz pero en lugar de viajar hasta el NADP+, vuelve hasta el PSI.

En su recorrido es cedido al complejo citocromo bf, que transportan H+ desde el estroma hasta el espacio intratilacoidal, características:

• Sólo participa PSI

• Nose produce reducción del NADP+

• No hay fotolisis del agua ni desprendimiento de oxigeno a la atmósfera.

• Se produce sintesis de ATP gracias a la translocación de H+ por el complejo cit bf.

3.Fotofosforilación: proceso de sintesis de ATP que se produce, gracias a la energia contenida en los fotones de luz.El flujo de electrones a favor de gradiente a lo largo de la cadena transportadora libera energia que es utilizada para bombear H+ desde el estoma hasta el espacio intratilacoidal, lo que origina un gradiente electroquímico.Este gradiente electroquímico hace que los H+ tiendan a regresar hacia el estroma y dado que la membrana tilacoidal es impermeable a los H+, estas solo pueden hacerlo  a través de la ATPasa que acopla la energía de ADP, con la consiguiente sintesis de ATP.

- Fase oscura
No depende de la luz, ocurre en el estroma del cloroplasto y consiste  en la biosintesis de compuestos orgánicos(glucosa) a partir de CO2 utlizando la energía (ATP y NADPH) producida en la fase luminosa.

6Vueltas
3ADP=18
2 NADP=12
Para conseguir una molécula de Glucosa


Los bioelementos esenciales para la sintesis de los monómeros de la materia orgánica(C, N, S y P) se encuentran en la naturaleza como materia inorgánica, muy oxidados( CO2, NO3-, SO4=PO4, 3-) y requieren un proceso de reducción, con NADPH junto a H+ y enlazarlos con ATP( los productos de la fase luminosa) hasta convertirse en monómeros.


Se produce mediante una ruta metabólica cíclica "Ciclo de Calvin", consta de 3 fases: 
1. Fase Carboxilativa: Fijación de CO2.
Consiste en la incorporación del átomo de carbono del CO2 a la ribulosa-1,5 difosfato, en una reacción catalizada por la enzima RUBISCO( ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa), la enzima más abundante de la biosfera, obteniendose 2 moléculas de 3- fosfoglicerato.

2. Fase reductiva
Reducción  del átomo de C  que antes se ha incorporado  y se raliza en 2 fases: una fosforilación, del 3-fosfoglicerato hasta 1,3-difosfoglicerato a apartir de la hidrólisis de 1ATP y una reducción del 1,3-difosfoglicerato hasta gliceraldehido-3-fosfato a partir de la oxidación de 1NADPH.Este gliceraldehido-3-fosfato constituye una encrucijada metabólica, ya que puede seguir distintas rutas: 
 
-Gluconeogénesis(ruta inversa a la gluoclisis que permite la obtención de glucosa)
-Glucolisis, con obtención de energía
-Transformación a piruvato, es un precursor de la sintesis de aminoácidos o se transforma en Acetil-CoA, que se utiliza para la sintesis de ácidos grasos.
-Regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato

3. Fase Regenerativa
El gliceraldehido-3-fosfato se transforma en ribosa-5-fosfato mediante uan serie de reorganizaciones de los átomos de carbono que originan intermediarios de 3-7 atomos de carbono, obteniendose ribulosa-5-fosfato que por fosforilación con ATP, se convierte en ribulosa-1,5-difosfato.

Balance global del Ciclo de Calvin.
En cada vuelta de ciclo se reduce una sóla molécula de dioxido de carbono, por lo que para obtener una molécula de gliceraldehido-3-fosfato hacen falta 3 vueltas, la reducción de 3CO2 con el consumo de 6NADPH y la energía de 9 ATP:
  

3CO₂  + 3H₂O  + 9ATP  + 6NADPH  + 6H⁺  "  Gliceroaldehido3P  + 6P_i  +  9ADP  +  6NADP⁺

  
 Para sintetizar una glucosa(6C) se requiere la formación de 2G3P, por lo que la ecuación global sería(x2):

6CO₂  + 6H₂O  + 18ATP  + 12NADPH  + 12H⁺  "  C₆H₁₂O₆  + 18P_i  +  18ADP  +  12NADP⁺

Factores que influyen en la fotosintesis.

• Intensidad luminosa: al aumentar la intensidad, aumenta la actividad fotosintetica, pero cada eespecie esta adaptada a unas condiciones de iluminación(adaptadas a zonas de penumbra y otras a luz intensa) y superadas ciertos limites se pueden deteriorar los pigmentos sintéticos.
• La concentración de dioxido de carbono:  la actividad sintetica aumenta con la concentración de CO2, hasta llegar a un máximo en el que se estabiliza debido a la saturación de la enzima RUBISCO.
• Concentración de oxigeno: al aumentar la concentración de O2 baja el rendimiento de la fotosintesis, debido al proceso de fotorrespiración.

• La temperatura: la fotosintesis se acelera al aumentar la temperatura, hacia un valor determinado, ya que a partir de ese valor se desnaturaliza las enzimas.Cada especie tiene una temperatura en la que la eficacia de la fotosintesis en máxima.
• La humedad: si el aire tiene para humedad, las plantas cierra los estomas para evitar perdidas de agua y ello dificulta la captación de CO2.

El problema de la fotorrespiración.
La enzima Rubisco , además de funcionar como carboxilasa, puede actuar como oxigenasa(incorporando oxigeno a la ribulosa-1,5-difosfato en lugar de CO2) siendo esto oxigenación de la ribulosa difosfato lo que recibe el nombre de fotorrespiración.El que la enxima actue como carboxilasa u oxigenasa depende de las concentraciones relativas de CO2 Y O2.
Se le llama fotorespiración porque depende de la luz pero se aparece a una respiración ya que consume O2 y libera CO2.Tiene lugar cuando la concentración de CO2 es baja o bien la de O2 es alta y supone la limitación a la eficacia fotosintetica, al realizarlo la planta consume materia orgánica sin producción de ATP.Algunos tipos de plantas han desarollados mecanismos para minimizar el problema de la fotorrespiración.

-Plantas C4 y CAM(plantas suculentas= acumulan agua en tallos y hojas): se trata de plantas de climas cálidos, que durante el dia cierran sus estomas para evitar la deshidratación, conlleva una disminución de la concentración de CO2 y un aumento de O2 ya que la fotosintesis continua.Lo que hacen es que durante la noche abren los estomas(evitando la perdida de agua) y absorben CO2 que almacenan en forma de ácido málico(4C) que se incorpora al Ciclo de Calvin durante el dia.
Diferencia entre las plantas, en las C4 la fijación del dioxido de carbono en ácido málico y el ciclo de calvon están separados espacio-temporalmente, en las células de la vaina, mientras las plantas CAM sólo hay separación temporal.