BASE CELULAR DE LAS RESPUESTAS INMUNITARIASLINFOCITOS B,

LINFOCITOS T, FORMACIÓN DE ANTICUERPOS, SÍNTESIS DE

ANTICUERPOS, CLASIFICACIÓN DE ANTICUEROS, ESTRUCTURA DE LOS

ANTICUERPOS

1. BASE CELULAR DE LAS RESPUESTAS INMUNITARIASLINFOCITOS B,

LINFOCITOS T.

 INMUNIDAD CELULAR 

Es una forma de respuesta inmunitaria de selección natural mediada por linfocitos

T. Actúa como mecanismo de ataque en contra de los

microorganismos intracelulares, como virus y algunas bacterias, capaces de

sobrevivir y proliferar en el interior de los fagocitos y otras células del huésped,

lugar al que no tienen acceso los anticuerpos circulantes. La defensa frente a este

tipo de infecciones depende de la inmunidad celular, que induce la destrucción del

microorganismo residentes en los fagocitos o de las células infectadas.

EL SISTEMA INMUNOLÓGICO

Es la defensa del cuerpo ante organismos infecciosos y otros invasores. Mediante

una serie de pasos llamados "respuesta inmune", el sistema inmunológico ataca a

los organismos y las sustancias que invaden los sistemas del cuerpo y causan las

enfermedades.

El sistema inmunológico se compone de una red de células, tejidos y órganos que

trabajan en conjunto para proteger al cuerpo. Las células mencionadas son

glóbulos blancos (leucocitos) de dos tipos básicos, que se combinan para

encontrar y destruir las sustancias u organismos que causan las enfermedades.

Los leucocitos se producen o almacenan en varios lugares del cuerpo, que

incluyen el timo, el bazo y la médula ósea. Por este motivo, estos órganos se

denominan "órganos linfáticos". Los leucocitos también se almacenan en masas

de tejido linfático, principalmente en forma de ganglios linfáticos, que se

encuentran en todo el cuerpo.

En el cuerpo, los leucocitos circulan desde y hacia los órganos y los ganglios por

medio de vasos linfáticos y vasos sanguíneos. De esta manera, el sistema

inmunológico funciona de forma coordinada para controlar el cuerpo en busca de

gérmenes o sustancias que puedan ocasionar problemas.

Los dos tipos básicos de leucocitos son:

1. los fagocitos, que son células que destruyen a los organismos invasores

2. los linfocitos, que son células que permiten al cuerpo recordar y reconocer a

los invasores anteriores y lo ayudan a destruirlos

Los fagocitos incluyen varias células diferentes. El tipo más común son

los neutrófilos, que principalmente atacan a las bacterias. Si los médicos

sospechan una infección bacteriana, pueden pedir un análisis de sangre para

saber si el número de neutrófilos del paciente ha aumentado debido a la infección.

Los otros tipos de fagocitos tienen funciones específicas para garantizar que el

cuerpo reaccione adecuadamente a un determinado tipo de invasor.

Los dos tipos de linfocitos son los linfocitos B y los linfocitos T. Los linfocitos se

originan en la médula ósea y, o bien se quedan allí y se convierten en células B, o

se dirigen a la glándula del timo, donde se convierten en células T. Los linfocitos B

y los linfocitos T tienen funciones diferentes: Los linfocitos B funcionan como el

sistema de inteligencia militar del cuerpo, ya que localizan el objetivo y envían

defensas para atraparlo. Las células T se asemejan a los soldados: destruyen a

los invasores que el sistema de inteligencia identifica.

Funciona de esta manera:

Cuando se detectan antígenos (sustancias extrañas que invaden el cuerpo), varios

tipos de células trabajan de forma conjunta para reconocerlos y responder a la

amenaza. Estas células inducen a los linfocitos B a producir anticuerpos, proteínas

especializadas que atrapan antígenos determinados.

Una vez fabricados, estos anticuerpos permanecen en el cuerpo de la persona, de

modo que, si el mismo antígeno regresa, el sistema inmunológico ya cuenta con

los anticuerpos para atacarlo. Por lo tanto, si una persona se enferma, por

ejemplo, de varicela, generalmente no volverá a contraer la enfermedad.

Las inmunizaciones también previenen algunas enfermedades de esta forma. Las

inmunizaciones introducen un antígeno en el cuerpo de modo que no le produzca

ninguna enfermedad pero le permita fabricar anticuerpos para proteger a la

persona de ataques futuros del germen o sustancia responsable de esa

enfermedad determinada.

A pesar de que los anticuerpos pueden reconocer un antígeno y atraparlo,

necesitan ayuda para destruirlo. Esa es la función de las células T, que forman

parte del sistema que destruye los antígenos que los anticuerpos han identificado

o las células infectadas o modificadas. (En efecto, algunas células T se denominan

"células asesinas".) Las células T también ayudan a indicar a otras células (como

los fagocitos) que cumplan con su función.

Los anticuerpos también pueden neutralizar las toxinas (sustancias tóxicas o

perjudiciales) producidas por distintos organismos. Por último, los anticuerpos

pueden activar un sistema de proteínas llamado complemento que también forma

parte del sistema inmunológico. El sistema de complemento ayuda a matar a las

bacterias, los virus o las células infectadas.

Todas estas células y componentes especializados del sistema inmunológico

protegen al cuerpo de las enfermedades. Esta protección se denomina inmunidad.

2. FORMACIÓN DE ANTICUERPOS

Anticuerpos

Los anticuerpos, también llamados inmunoglobulinas, o Igs, constituyen la parte

gamma globulina de las proteínas de la sangre, y son proteínas solubles

segregadas por los linfocitos B activados o las células plasmáticas en respuesta a

un antígeno. Estas proteínas, de tipo glicoproteínas (o también conocidas como

glicoproteínas), son capaces de ligarse de modo específico con tal antígeno y se

erigen como elementos vitales del sistema inmunológico en la lucha del organismo

contra los "intrusos" que penetran al interior del cuerpo.

La formación de anticuerpos se produce en respuesta a una enorme diversidad de

antígenos, y con independencia de sus variaciones, todos los anticuerpos se

pueden agrupar en cinco clases de Igs (inmunoglobulinas) cada una de las cuales

con ligeras variaciones en estructura y función.

Antes de entrar en la descripción de las diferencias entre las clases de

anticuerpos, veamos primero las cuestiones comunes a todos en relación con su

estructura básica.

Origen de la diversidad de anticuerpos

Se estima que nuestras células plasmáticas pueden elaborar alrededor de mil

millones de anticuerpos diferentes. Debido a que la manufactura de los

anticuerpos, al igual que las otras proteínas del organismo, está codificada en los

genes se puede pensar, a primera instancia, que cada uno de nosotros tiene

varios miles de millones de genes. Pero esto no es así, cada células del

organismo quizás tenga 100 000 genes que codifican todas las proteínas que el

cuerpo puede fabricar. Entonces aparentemente algo anda mal, ¿cómo es que un

número limitado de genes puede codificar la producción de una cantidad casi

ilimitada de anticuerpos diferentes? La respuesta viene de los estudios de

recombinación de ADN, los que demuestran que los genes que determinan la

estructura de cada anticuerpo no están presentes como tales en las células

embriónicas.

En lugar de un "juego completo de genes de anticuerpos" las células embriónicas

lo que tienen son unos pocos cientos de pedacitos genéticos y piezas que pueden

considerarse como el juego de partes que sirve para ensamblar los genes de

anticuerpos. Esos segmentos de genes se barajan y combinan de diferentes

formas por cada célula B cuando esta se hace inmunocompetente, proceso

conocido como recombinación somática. La información que aparece en los recién

nacidos genes ensamblados a continuación se expresa en los receptores de la

superficie de las células B y luego en los anticuerpos liberados por la prole de

células plasmáticas. La mezcla al azar de los segmentos de genes para fabricar

un anticuerpo único con zonas L y P determinadas, solo cuentan por una fracción

de la enorme variabilidad vista en los anticuerpos, sin embargo la situación se

explica por el hecho de que ciertas zonas de los segmentos de genes, conocidas

como regiones hipervariables, son zonas susceptibles a mutaciones que

incrementan enormemente la variabilidad de los anticuerpos.

Una misma célula plasmática puede "cambiar" su "linea de ensamblaje" a fin de

construir diferentes tipos de cadenas pesadas (recuerde que esta parte del

anticuerpo es el que determina el tipo) y con ello producir dos o más clases

diferentes de anticuerpos dedicados específicamente para el mismo antígeno. Por

ejemplo, el primer tipo de anticuerpo liberado por las células plasmáticas en la

respuesta inmunológica primaria e el IgM; después la célula plasmática comienza

a segregar anticuerpos IgG. En la respuesta secundaria? se liberan casi

solamente inmunoglobulinas tipo IgG.

3. SÍNTESIS DE ANTICUERPOS.

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.2 

Aunque la estructura general de todos los anticuerpos es muy semejante,

una pequeña región del ápice de la proteína es extremadamente variable, lo

cual permite la existencia de millones de anticuerpos, cada uno con un

extremo ligeramente distinto. A esta parte de la proteína se la conoce como

región hipervariable. Cada una de estas variantes se puede unir a una

"diana" distinta, que es lo que se conoce como antígeno.3 Esta enorme

diversidad de anticuerpos permite al sistema inmune reconocer una

diversidad igualmente elevada de antígenos. La única parte del antígeno

reconocida por el anticuerpo se denomina epítopo. Estos epítopos se unen

con su anticuerpo en una interacción altamente específica que se denomina

adaptación inducida, que permite a los anticuerpos identificar y unirse

solamente a su antígeno único en medio de los millones de moléculas

diferentes que componen un organismo.

La síntesis, o elaboración, de los anticuerpos se inicia cuando una

sustancia extraña, denominada antígeno, penetra en el organismo. Los

linfocitos responden a ella produciendo un anticuerpo con una disposición

molecular que encaja con la forma de las moléculas superficiales de la

sustancia, lo que permite que el anticuerpo se combine con ella. Los

antígenos habituales son los componentes proteicos de bacterias y virus.

Estos antígenos pueden penetrar en el organismo en el curso de una

infección o introduciéndose de forma deliberada mediante vacunas para

estimular la producción de anticuerpos.

Las cinco clases conocidas de anticuerpos se distinguen por las letras M, G, E,

A, y D, precedidas todas por la abreviatura Ig de inmunoglobulina, otra forma

de denominar los anticuerpos. La IgM es el primer anticuerpo elaborado por los

recién nacidos y el primero que aparece durante una infección. La IgG es el

anticuerpo que predomina en el suero, y se produce principalmente cuando

hay una segunda exposición a un antígeno. La IgE se asocia con alergias. La

IgA se encuentra en la saliva y la leche materna. El papel que desempeña la

IgD es desconocido. 

4. CLASES DE ANTICUERPOS

Las clases de anticuerpos o inmunoglobulinas que aparecen en la especie

humana son: G, M, A, D y E. La clasificación en un tipo u otro depende de la

cadena pesada que posean.

Inmunoglobulina G:

Es la que se encuentra en mayor proporción (80% del total de

inmunoglobulinas).

Se encuentra en gran proporción en la respuesta inmune secundaria.

Se une rápidamente con macrófagos y neutrófilos, provocando la

destrucción de cualquier tipo de patógeno (virus, bacterias, hongos)

bloqueando sus toxinas.

Es la inmunoglobulina responsable de la inmunidad del feto y del recién

nacido, ya que puede atravesar la placenta y se secreta en la leche

materna. La presencia de la misma indica que el proceso de infección

es antiguo.

Tiene la estructura tipo explicada en forma de Y.

Posee cuatro inmunoglobulinas.

Inmunoglobulina M:

supone un 6% del total.

En los linfocitos B aparece unida a su membrana plasmática.

Actúa en la respuesta inmune primaria activando al sistema del

complemento.

Está formada por 5 unidades de IgG dispuestas en forma de

pentámero.

Puede detectar el tipo de ABO sanguíneo de una persona.

Importante en el diagnóstico de fase aguda de algunas infecciones.

Inmunoglobulina A:

Representa un 13% del total.

Se encuentra en las secreciones tanto serosas como mucosas, de la

saliva, moco, leche o lágrimas. Actúa como barrera protectora de la

superficie corporal y los conductos secretores contra los patógenos

externos.

Se produce, junto con la inmunoglobulina G.

Genera inmunidad al recién nacido, al encontrarse en la leche.

Está formada por dos IgG unidas mediante la pieza secretora que evita

la degradación en ciertas zonas como el intestino donde hay proteasas.

Posee dos inmunoglobulinas.

Inmunoglobulina D:

Aparece en muy baja concentración (1%).

Su estructura es semejante a la de la inmunoglobulina G, pero se

diferencia en la posición de los restos glucocídicos de las cadenas

proteicas.

Son las primeras inmunoglobulinas sintetizadas por los linfocitos B.

Se encuentran asociados a la membrana de los linfocitos B

Su función es servir como detectores de antígenos para la activación

de las células B.

Inmunoglobulina E:

Se encuentra en concentraciones mínimas (0.002%) en el suero y

secreciones que se liberan al exterior.

Se une a receptores de mastocitos y basófilos haciendo que estos

segreguen histamina. Está íntimamente relacionada con los procesos

alérgicos.

Tiene la misma estructura que la IgG.

inmunoglobulinas Encontrado en: Sintetizados por:

 

D

Plasma sanguíneo Son los primeros en

ser sintetizados por los

linfocitos B.

M -Plasma sanguíneo

-Liquido intersticial

Linfocitos B

G -Plasma sanguíneo

-Liquido intersticial

Células plasmáticas

derivadas de los L.B

 

 

A

-Saliva

-Lagrimas

-Moco

-Leche

-Secreción intestinal

 

Células plasmáticas

derivadas de los L.B

 

 

E

- Plasma sanguíneo

En concentraciones

mínimas:

-suero

-secreciones exteriores

 

Células plasmáticas

derivadas de los L.B

5. ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS

FORMAS DE ANTICUERPO

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 (en su forma

de célula plasmática) para unirse a sustancias extrañas y señalizarlas para su

destrucción por el resto del sistema inmune. También se les podría

llamaranticuerpos libres hasta que se unen a un antígeno y acaban como parte de

un complejo antígeno-anticuerpo o comoanticuerpos secretados. En estas formas

solubles se unen a las inmunoglobulinas moléculas adicionales. En la IgM, por

ejemplo, encontramos una glicoproteína unida a la Fracción constante mediante

puentes disulfuro de unos 15 KD llamada cadena J. Al isotipo IgA, además, se le

une la llamada "pieza de secreción". Se trata de una glicoproteína que se forma en

las células epiteliales y glándulas exocrinas, y que posteriormente se une a la

inmunoglobulina para facilitar su secreción. (Peña, 1998)

Forma anclada a membrana

La forma anclada a membrana de un anticuerpo se podría llamar inmunoglobulina

de superficie (sIg) o inmunoglobulina de membrana (mIg), 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 aislan los BCRs (receptores de la

célula B) 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.

Dominios de inmunoglobulina

El monómero de Ig es una molécula en forma de "Y" que consta de dos cadenas

de polipéptido; dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas

conectadas por enlaces disulfuro.31 Cada cadena se compone de dominios

estructurales llamados dominios Ig. Estos dominios contienen entre 70 y

110 aminoácidos y se clasifican en diferentes categorías, por ejemplo en variables

(IgV) y constantes (IgC) de acuerdo con su tamaño y función.38 Tienen un "pliegue

inmunoglobulina" característico en el cual dosláminas beta generan una forma de

"sándwich", permaneciendo juntas por interacciones entre cisteínas bien

conservadas a lo largo de la evolución, así como otros aminoácidos cargados.

Cadena pesada

Hay cinco tipos de Ig en mamíferos que se nombran por letras griegas: α, δ, ε, γ y

μ. El tipo de cadena pesada presente define la clase del anticuerpo. Estas

cadenas se encuentran en los anticuerpos IgA, IgD, IgE, IgG, e IgM

respectivamente. Las distintas cadenas pesadas difieren en tamaño y

composición: α y γ contienen aproximadamente 450 aminoácidos, mientras que μ

y ε poseen aproximadamente 550 aminoácidos.

Las cadenas pesadas γ, α y δ tienen una región constante compuesta

de tres dominios estructurales Ig en tándem y una región bisagra para

proporcionarle flexibilidad. Las cadenas pesadas μ y ε tienen una región constante

compuesta por cuatro dominios inmunoglobulina. La región variable de la cadena

pesada difiere en los anticuerpos producidos en los diferentes linfocitos B, pero es

idéntica para todos los anticuerpos producidos por el mismo linfocito B o por su

línea clonal. La región variable de cada cadena pesada es de aproximadamente

110 aminoácidos y está compuesto por un único dominio Ig.

Recientemente se ha podido determinar la topología in vivo del gen de la cadena

pesada, Igh, siendo este uno de los primeros estudios en este campo. El resultado

es que la cromatina se dispone formando giros sucesivos unidos por "linkers",

dando lugar a formas similares a una flor. La posición relativa de los distintos

segmentos varía drásticamente a lo largo del desarrollo del linfocito B, permitiendo

así un mayor rango de interacciones genómicas.

Cadena ligera

En los mamíferos hay dos tipos de cadena ligera, llamados lambda (λ) y kappa (κ)

Una cadena ligera contiene dos dominios sucesivos: un dominio constante y un

dominio variable. La longitud aproximada de la cadena ligera es de 211 a 217

aminoácidos. Cada anticuerpo contiene dos cadenas ligeras que son siempre

idénticas. Solo un tipo de cadena ligera, κ o λ, está presente dentro del mismo

anticuerpo en mamíferos. Otros tipos de cadenas ligeras como la cadena iota (ι),

se encuentran en los vertebrados inferiores como los condrictios yteleósteos.

Regiones Fab y Fc

Algunas partes del anticuerpo tienen funciones únicas. Los extremos de la "Y", por

ejemplo, contienen el lugar que se une al antígeno y por tanto, reconoce

elementos extraños específicos. Esta región del anticuerpo se llama fragmento de

unión al antígeno o región Fab. Está compuesta de un dominio constante y otro

variable de cada una de las cadenas ligera y pesada del anticuerpo. El paratopo

está conformado por los dominios variables de la cadena pesada y ligera en el

extremo amino terminal del monómero de anticuerpo. El papel que desempeña la

base de la "Y" consiste en modular la actividad de la célula inmunitaria. Esta

región se llama fragmento cristalizable o Fc y está compuesta por dos o tres

dominios constantes de ambas cadenas pesadas, dependiendo de la clase del

anticuerpo. Mediante la unión a proteínas específicas la región Fc se asegura que

cada anticuerpo genera una respuesta inmune apropiada para un antígeno

dado. La región Fc también se une a varios receptores celulares como el receptor

del Fc y otras moléculas del sistema inmunitario como las proteínas

del complemento. Al efectuar esto, media en diferentes

efectos fisiológicos incluyendo la opsonización, lisis celular y desgranulación de

las células cebadas,basófilos y eosinófilos.