Moléculas del sistema inmunitario específico

Los linfocitos B son los responsables de la respuesta inmune humoral, en la cual intervienen antígenos y anticuerpos.  Los linfocitos T son los responsables de la respuesta inmune celular, en la cual intervienen las moléculas del MHC. 

Antígenos

Un antígeno es una sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria e inducir la formación de anticuerpos. Las proteínas, la mayoría de los polisacáridos y los lípidos complejos ajenos al organismo, pueden actuar como antígenos.

El epítopo o determinante antigénico es la porción de la molécula del antígeno que es reconocida por anticuerpos o receptores antigénicos de los linfocitos. Según sus epítopos, un antígeno puede ser:  

  • Univalente: tiene un solo epítopo en su molécula y, por tanto, sólo puede unirse a él un anticuerpo.
  • Polivalente, presenta varios determinantes antigénicos.

Los haptenos son moléculas de bajo peso molecular que por sí mismas no son capaces de estimular la producción de anticuerpos; sin embargo, cuando se unen a proteínas transportadoras (como por ejemplo la albúmina), son capaces de provocar una respuesta inmune comportándose como antígenos.

Según su origen, se pueden clasificar los antígenos en:

  • Heteroantígenos o xenoantígenos: son moléculas que pertenecen a organismos de una especie diferente a la del receptor. Pueden estar situadas en las cápsidas o en las envueltas víricas, en las paredes bacterianas… o ser moléculas segregadas por los organismos extraños, como las toxinas.
  • Isoantígenos: son moléculas que pertenecen a otro individuo de la misma especie, como los antígenos de superficie de los glóbulos rojos que constituyen el sistema AB0.
  • Autoantígenos: son macromoléculas del propio individuo y que el sistema inmunitario reconoce como extrañas. El sistema inmunológico actúa de forma anómala contra su propio organismo.

Los alimentos deben digerirse en el tubo digestivo para que entren en el sistema circulatorio como monosacáridos, aminoácidos o lípidos sencillos sin producir ninguna reacción.

Anticuerpos

Los anticuerpos son glucoproteínas producidos por los linfocitos B que están destinadas a unirse específicamente a los antígenos cuando adquieren su estructura tridimensional. El lugar de unión entre un antígeno y un anticuerpo se denomina parátopo.

Pueden permanecer adheridos a las membranas de los linfocitos B actuando como receptores de superficie (receptores BCR), o bien ser liberados hacia la sangre donde forman parte de las proteínas plasmáticas, la linfa o las secreciones corporales (leche materna, lágrimas, etc.

Los anticuerpos son proteínas de conformación globular que, debido a sus propiedades, reciben el nombre de inmunoglobulinas. Cada molécula de anticuerpo está formada por cuatro cadenas polipeptídicas unidas entre sí por puentes disulfuro (-S-S-) unidas a un oligosacárido:

  • Dos cadenas H (pesadas) idénticas entre sí, y de gran tamaño (contienen alrededor de 400 aminoácidos).
  • Dos cadenas L (ligeras) idénticas entre sí y más cortas que las H (unos 200 aminoácidos).

Ligadas a las cadenas H hay moléculas de oligosacáridos cuya función aún no se conoce aunque parece ser que intervienen en la secreción de la inmunoglobulina o en su protección ante el ataque enzimática.

Las cadenas H y L están unidas entre sí por puentes disulfuro y la estructura cuaternaria del anticuerpo tiene forma de Y. El tallo de la Y está constituido por los extremos ácido terminales (-COOH) de las dos cadenas pesadas y los dos brazos formados por el resto de las cadenas pesadas y por las dos cadenas ligeras, todas ellas con los externos amino terminales (-NH2).

En la base de los brazos de las cadenas H hay una zona llamada bisagra constituida por unos pocos aminoácidos por donde los brazos pueden moverse libremente respecto al resto de la molécula, lo que facilita la unión a antígenos con diferentes determinantes antigénicos.

Cada molécula de anticuerpo presenta dos regiones:

  • Región constante: se corresponde con la base de la Y y la parte inferior de los brazos. Pertenece al extremo C-terminal de las cadenas polipeptídicas, que sirve para que sean reconocidos por los linfocitos. Es la misma para cada clase de anticuerpo.
  • Región variable: es la parte superior de la Y, donde se encuentran los extremos amino terminales de las cadenas polipeptídicas. En esta zona se encuentra el parátopo, formado por unos pocos aminoácidos.

Cada inmunoglobulina (o anticuerpo) se puede unir a dos moléculas de antígeno, por lo que se dice que es bivalente. Como las inmunoglobulinas forman dímeros o pentámeros, el número de antígenos que pueden fijar puede aumentar hasta 4 ó 10.

Tipos de anticuerpo

Se conocen cinco tipos diferentes de inmunoglobulinas: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE, las cuales se diferencian entre sí por la región constante del anticuerpo.

  1. Las IgA forman dímeros. Se encuentran en secreciones como la saliva, las lágrimas, la leche y el mucus que recubre el interior del aparato respiratorio y el intestino.
  2. Las IgD son monoméricas. Son anticuerpos de la superficie de linfocitos B que sirven como receptores de antígenos específicos.
  3. Las IgE son monoméricas. Son las responsables de las reacciones alérgicas porque inducen la liberación de histamina.
  4. Las IgG o gammaglobulinas son los anticuerpos más abundantes de la sangre. Se crean en gran cantidad al entrar en contacto, por segunda vez, con el antígeno. Se unen a los antígenos de superficie de microorganismos favoreciendo su fagocitosis, activan a los fagocitos y también son capaces de activar el sistema del complemento. Si los antígenos son toxinas, se unen a ellas neutralizándolas. Son los únicos anticuerpos que atraviesan la barrera placentaria y también están presentes en la leche materna, lo que le proporciona al recién nacido inmunidad pasiva.
  5. Las IgM forman pentámeros. Son los primeros anticuerpos que se crean ante la primera exposición a un antígeno. Se localiza en el suero sanguíneo. Debido a su elevado peso molecular, no pueden salir de los vasos sanguíneos.

Complejo mayor (o principal) de histocompatibilidad

Las células están recubiertas por un conjunto de moléculas que actúan como marcadores de lo propio, que son reconocidas por el sistema inmunitario de cada individuo y no desencadenan respuesta inmunitaria (excepto en los casos de enfermedades autoinmunes). Se trata de las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC, de major histocompatibility complex), que son glucoproteínas y glucolípidos de la membrana plasmática reconocidas por el sistema inmunitario como propias evitando que se desencadena la respuesta inmune. En los seres humanos existen dos clases de moléculas MHC:

  • MHC-I: presentes en todas las células del organismo. Sirven para presentar antígenos peptídicos de células propias alteradas (cancerosas o infectadas por virus) a los linfocitos T citotóxicos (Tc).
  • MHC-II: que solo se encuentran en ciertas células especializadas, las células presentadoras de antígeno (CPA) que son los macrófagos, las células dendríticas y los linfocitos B. Sirven para presentar antígenos peptídicos exógenos (del agente infeccioso) a linfocitos T colaboradores (TH).

El MHC se descubrió por su implicación en la aceptación o rechazo de trasplantes de órganos y tejidos, por lo que se le puso ese nombre.

Las moléculas sintetizadas a partir del MHC intervienen en el desarrollo de las respuesta inmune específica, tanto humoral como celular, ya que intervienen en el reconocimiento del antígeno por parte de los linfocitos T colaboradores (TH) o citotóxicos (TC).

Reacción antígeno-anticuerpo

Los anticuerpos se unen a los antígenos mediante enlaces de Van der Waals, fuerzas hidrofóbicas o iónicas, en una reacción que se denomina antígeno-anticuerpo. Es una reacción reversible ya que no hay enlaces covalentes entre el antígeno y la región variable del anticuerpo.

La reacción antígeno-anticuerpo es muy específica: un anticuerpo puede reconocer entre una multitud de antígenos únicamente a sus complementarios.

Existen varios tipos de reacciones antígeno-anticuerpo: precipitación, aglutinación, neutralización y opsonización.

Reacción de precipitación

Los antígenos son macromoléculas solubles con varios determinantes (antígenos polivalentes). Cuando los anticuerpos libres en el plasma sanguíneo se unen a los antígenos forman complejos tridimensionales insolubles que precipitan, lo que favorece su fagocitación.

La precipitación es máxima cuando las concentraciones del antígeno y del anticuerpo son iguales.

Reacción de aglutinación

Cuando los anticuerpos reaccionan con moléculas de antígenos situados en la superficie de células, se forman agregados que sedimentan con facilidad lo que facilita su destrucción. Los antígenos de superficie que provocan la aglutinación se denominan aglutinógenos y los anticuerpos aglutininas. Esta reacción de aglutinación ocurre cuando se realizan transfusiones de sangre entre grupos sanguíneos incompatibles.

Reacción de opsonización

Las opsoninas son anticuerpos que se fijan en la superficie de algunos microorganismos, marcándolos para que las células fagocíticas los localicen mejor y los fagociten.

Los microorganismos recubiertos de anticuerpos se dice que están opsonizados.

Reacción de neutralización

Los anticuerpos se unen al antígeno impidiendo su unión a los receptores de membrana de sus células diana y su posterior penetración en el citoplasma celular. De esta manera, la reacción antígeno-anticuerpo elimina los efectos negativos que tendría el virus o las toxinas sobre el organismo invadido. En este caso los anticuerpos se comportan como antitoxinas.

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