INTRODUCCION
La clave del sistema inmune adaptativo es su capacidad de reconocimiento
específico de cualquier tipo de molécula o partícula extraña.
Por eso, el
sistema inmune cuenta con las inmunoglobulinas (Ig) y con los receptores de los
linfocitos T (TCR),
los cuales exhiben
importantes propiedades como son diversidad, heterogeneidad y
procedencia a partir de reordenaciones de genes.
Las inmunoglobulinas funcionan como la parte específica del complejo de
las células B, a nivel de membrana, que reconoce al antígeno y como moléculas
circulantes, es decir anticuerpos secretados por las células plasmáticas
procedentes de activación, proliferación y diferenciación de células B.
Estos
anticuerpos se localizan en el suero, en los líquidos tisulares
(intersticiales) y recubriendo ciertos epitelios internos. Estas Ig circulantes
son los efectores de la rama humoral del sistema inmune específico (de hecho
inician la fase efectora, pero como veremos, la eliminación definitiva del Ag
no suelen hacerla directamente los anticuerpos).
Las Inmunoglobulinas
Los anticuerpos,
también conocidos como inmunoglobulinas son glicoproteínas del tipo gamma
globulina. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos
corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como
receptor de los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para
identificar y neutralizar elementos extraños tales como bacterias, virus o
parásitos.
Las inmunoglobulinas se
producen como respuesta a la detección de moléculas extrañas en nuestro cuerpo.
Estas moléculas extrañas que desencadenan la producción de anticuerpos se
denominan antígenos.
El anticuerpo típico
está constituido por unidades estructurales básicas, cada una de ellas con dos
grandes cadenas pesadas y dos cadenas ligeras de menor tamaño, que forman, por
ejemplo, monómeros con una unidad, dímeros con dos unidades o pentámeros con
cinco unidades. Los anticuerpos son sintetizados por un tipo de leucocito
denominado linfocito B. Existen distintas modalidades de anticuerpo, isotipos,
basadas en la forma de cadena pesada que posean. Se conocen cinco clases
diferentes de isotipos en mamíferos que desempeñan funciones diferentes,
contribuyendo a dirigir la respuesta inmune adecuada para cada distinto tipo de
cuerpo extraño que encuentran.
El reconocimiento de un
antígeno por un anticuerpo lo marca para ser atacado por otras partes del
sistema inmunitario. Los anticuerpos también pueden neutralizar sus objetivos
directamente, mediante, por ejemplo, la unión a una porción de un patógeno
necesaria para que éste provoque una infección.
Se distinguen diversos
tipos de inmunoglobulinas: IgG, IgM, IgA, IgD e IgE. Desde el punto de vista
estructural, todas ellas tienen en común que su unidad básica está formada por
dos pares de cadenas peptídicas: un par de cadenas ligeras (cadenas L) con unos
220 aminoácidos cada una, y un par de
cadenas pesadas (cadenas H) formadas por unos 440 aminoácidos cada una.
Formas
de Anticuerpos
Los linfocitos B
activados se diferencian en células plasmáticas, cuyo papel es la producción de
anticuerpos solubles o bien en linfocitos B de memoria, que sobreviven en el
organismo durante los años siguientes para posibilitar que el sistema inmune
recuerde el antígeno y responda más rápido a futuras exposiciones al agente
inmunógeno. Los anticuerpos son, por tanto, un producto esencial del sistema
inmunitario adaptativo que aprenden y recuerdan las respuestas a patógenos
invasores. Los anticuerpos se encuentran en dos formas: en forma soluble
secretada en la sangre y otros fluidos del cuerpo y en forma unida a la
membrana celular que está anclada a la superficie de un linfocito B.
Forma
Soluble
Los anticuerpos
solubles son secretados por un linfocito B activado para unirse a sustancias extrañas y
señalizarlas para su destrucción por el resto del sistema inmune. También se
les podría llamar anticuerpos libres hasta que se unen a un antígeno y acaban
como parte de un complejo antígeno-anticuerpo o como anticuerpos secretados. En
estas formas solubles se unen a las inmunoglobulinas moléculas adicionales.
Forma
Anclada a Membrana
La forma anclada a
membrana de un anticuerpo se podría llamar inmunoglobulina de superficie o
inmunoglobulina de membrana , que no es secretado: siempre está asociado a la
membrana celular. Forma parte del receptor del linfocito B (BCR), que permite a
éste detectar cuando un antígeno específico está presente en el organismo,
desencadenando la activación del linfocito B. El BCR se compone de anticuerpos
IgD o IgM unidos a la superficie de membrana y sus heterodímeros asociados Ig-α
e Ig-β que tienen capaz de producir la transducción de señal del reconocimiento
del anticuerpo a la célula. Un linfocito B humano típico tiene entre 50.000 y
100.000 anticuerpos unidos a su superficie. Tras el acoplamiento del antígeno,
éstos se agrupan en grandes parches cuyo diámetro puede exceder de 1μm en
balsas lipídicas que aíslan los BCRs de
la mayor parte de los restantes receptores de señalización celular. Estos
parches podrían mejorar la eficiencia de la respuesta inmune celular. En los
seres humanos, la superficie celular está libre de otras proteínas alrededor de
los receptores de los linfocitos B en distancias de algunos miles de angstroms,
lo cual reduce de tal manera las influencias que compiten con su función, que
incluso aísla a los BCRs.
Isotipos
y Alotipos
ALOTIPOS
Las inmunoglobulinas,
como proteínas que son, pueden actuar como antígenos. Esta propiedad se ha
aprovechado para generar anticuerpos contra ellas, que posteriormente han sido
utilizados como instrumentos para analizar su estructura y función. Mediante el
uso de los anticuerpos generados contra las inmunoglobulinas se ha podido
detectar la existencia de variaciones en las mismas.
IDIOTIPOS
Los antisueros
homólogos que referíamos anteriormente que se producen al inmunizar animales
con inmunoglobulinas de otro animal de la misma especie, también pueden ir
dirigidos contra las regiones hipervariables de las cadenas H y/o L de las
inmunoglobulinas. Todas las inmunoglobulinas que poseen los mismos
determinantes antigénicos en sus regiones hipervariables se dice que pertenecen
al mismo idiotipo, o que poseen los mismos determinantes idiotipicos. Los
determinantes idiotípicos son exclusivos para las moléculas producidas por un
clon determinado de células productoras de anticuerpos.
Moléculas
adicionales a la unidad estructural básica.
En las inmunoglobulinas
aparecen, además de las cuatro cadenas polipeptídicas básicas, un componente
glucídico (que representa el 2-14 % del peso total de la molécula) y en algunas
clases de inmunoglobulinas, glicoproteínas adicionales conocidas como cadena J
y pieza de secreción.
La cadena J es una
glicoproteína con un 12 % de azúcares y un peso molecular de 15 kD que une,
mediante puentes disulfuro, extremos Fc en la IgA e IgM. La pieza de secreción
es una glicoproteína de 58 kD de peso molecular que sintetizan las células
epiteliales de las mucosas y glándulas exocrinas.
Estructura
Los anticuerpos son
proteínas plasmáticas globulares pesadas (~150 kDa), también conocidas como
inmunoglobulinas. Tienen cadenas de azúcares unidas a alguno de sus residuos
aminoácido. En otras palabras, los anticuerpos son glicoproteínas. La unidad
básica funcional de cada anticuerpo es el monómero de inmunoglobulina, que
contiene una sola unidad de Ig. Los anticuerpos secretados también pueden ser
diméricos con dos unidades Ig, como en el caso de las IgA, tetraméricos con
cuatro unidades Ig como en el caso de las IgM de teleósteo, o pentaméricos con
cinco unidades de IgM, como en el caso de las IgM de mamíferos.
Las inmunoglobulinas
constan de distintos dominios, que a su vez se agrupan en las dos cadenas
pesadas (rojo y azul) y las dos cadenas ligeras (verde y amarillo) del
anticuerpo. Los dominios de la inmunoglobulina están compuestos de entre 7 (en
el caso de la IgC) y 9 (IgV) plegamientos β.
Función
La función esencial de
las inmunoglobulinas es la de unirse al antígeno. De esta manera las
inmunoglobulinas actúan como receptoras de señales antigénicas o bien pueden
colaborar en la destrucción antigénica. La primera función se presenta cuando
las inmunoglobulinas se encuentran insertas en la membrana de los linfocitos B
(inmunoglobulinas de membrana), y para la segunda requieren la colaboración del
complemento, macrófagos, neutrófilos y células NK, que tienen la propiedad de
unir las inmunoglobulinas por su extremo Fc.
Unión
antígeno anticuerpo.
Los epítopos de un antígeno pueden estar
formados por aminoácidos consecutivos en la secuencia de la proteína, como las
proteínas se encuentran normalmente dobladas sobre si mismas según lo que
llamamos estructura terciaria, en la mayoría de los casos los anticuerpos
generados contra este tipo de epítopos solo reconocerán a la proteína
desnaturalizada o “linearizada” y por ello se les llama epitopos lineales. En
la mayoría de los casos los epítopos suelen estar formados por aminoácidos del
antígeno que solo se encuentran suficientemente cerca unos de otros en la
proteína nativa, es decir en la proteína que tiene estructura terciaria
conservada, es decir una conformación adecuada, por lo que a estos epítopos se
les llama epitopos conformacionales. Cuando inmunizamos un animal conuna proteína,
generaremos una serie de anticuerpos dirigidos contra los distintos epítopos de
la misma, todos esos anticuerpos se encontraran circulando en el suero del
animal al que, una vez extraido, llamaremos antisuero. El tipo de anticuerpos
que compondrán ese antisuero dependerá en gran medida de la forma en que
hayamos preparado la proteína para la inmunización, si la hemos preparado
desnaturalizada, solo existirán epítopos lineales, mientras que si hemos
inyectado la proteína en su estado nativo, coexistirán en el antisuero
anticuerpos que reconozcan epítopos conformacionales con otros que reconozcan
epítopos lineales. En el caso de anticuerpos monoclonales, todos los
anticuerpos procederán de un clon de células plasmáticas y por tanto estarán
dirigidos contra un solo epítopo que será de un tipo u otro. La importancia
radica, en que dependiendo del tipo de epitopos que reconozcan los anticuerpos,
las aplicaciones diagnosticas o de investigación serán distintas. En general,
los anticuerpos que reconocen epitopos lineales serán útiles para técnicas de
Western Blot (donde se analiza la proteína generalmente desnaturalizada)
mientras los que reconocen epítopos conformacionales lo serán para técnicas de
inmunofluoresencia, inmunoprecipitación, etc.
Paratopo
Las inmunoglobulinas se
unen a los epitopos de los antígenos por sus sitios activos, constituidos como
se ha indicado anteriormente, por los segmentos variables de las cadenas
pesadas y ligeras y donde intervienen principalmente las regiones
hipervariables. Esta zona de unión al epítopo se conoce con el nombre de paratopo.
Propiedades
biológicas de las inmunoglobulinas.
Los fenómenos de neutralización, precipitación
y aglutinación de los antígenos no son suficientes por sí solos para la
destrucción y total eliminación de éstos. Para ello, además de las
inmunoglobulinas se requiere de la colaboración de otros muchos elementos,
tales como el sistema del complemento, macrófagos, polimorfonucleares o células
NK.
Podemos decir que las inmunoglobulinas,
al detectar los antígenos y producirse la subsiguiente unión a ellos, actúan
como trans-ductores de la información de la presencia de los mismos que serían
destruidos por el complemento, macrófagos, los polimorfonucleares o células NK
a los que dan especificidad.
Tipos de Antiglobulinas
IgA:
Se encuentra en las mucosas, como el tubo digestivo, el tracto respiratorio y
el tracto urogenital. Impide su colonización por patógenos. También se
encuentran en la saliva, las lágrimas y la leche. Estas inmunoglobulinas son la
defensa inicial de las mucosas contra los agentes patógenos.
IgD:
Su función consiste principalmente en servir de receptor de antígenos en los
linfocitos B que no han sido expuestos a los antígenos.
IgE:
Se une a alérgeno y desencadena la liberación de histamina de las células
cebadas y basófilos y está implicada en la alergia. También protegen contra
gusanos parásitos.
IgG:
Las inmunoglobulinas que contienen cadenas gamma se denominan IgG. Las Inmunoglobulinas G son las
inmunoglobulinas más abundantes en el suero. Estas inmunoglobulinas promueven
la fagocitosis en el plasma y activan al sistema del complemento. Las IgG son
el único tipo de anticuerpos que puede cruzar la placenta para proporcionar al
feto inmunidad pasiva . Proporcionan, en sus cuatro formas, la mayor parte de
la protección inmunitaria basada en anticuerpos contra los patógenos invasores.
IgM:
Se expresa en la superficie de los linfocitos B y en forma de secreción con
gran avidez por su diana. Elimina los patógenos en los estadios tempranos de la
respuesta inmune mediada por linfocitos B (humoral) hasta que existen
suficientes IgGs. Estos son los primeros
anticuerpos producidos en cantidades signficativas contra un antigeno. Las IgM
promueven la fagocitosis y activan al sistema del complemento.
CONCLUSION
A lo largo de este trabajo estamos viendo distintas moléculas (no sólo inmunoglobulinas)
que poseen al menos un dominio típico de Ig. Estas proteínas están codificadas
por genes que presentan homologías entre sí. Estos diferentes genes
probablemente se originaron a partir de un gen ancestral que codificaba algo
parecido al dominio de Ig. En el pasado, dicho gen debió de sufrir sucesivas
duplicaciones, y partir de entonces, cada copia del gen original evolucionó de
modo independiente; incluso algunas de las copias debieron fusionarse con genes
o partes de genes diferentes.
El resultado
evolutivo es que hoy, sobre todo en los mamíferos, cada especie posee múltiples
genes derivados del ancestral, que no están ligados genéticamente (localizados
en sitios distintos del genoma), y que en cada caso cumplen misiones
diferenciadas. Por todo ello, se habla de una superfamilia de genes que tienen
en común el codificar al menos un dominio de tipo Ig.
BIBLIOGRAFIA
http://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_05.htm