Las inmunoglobulinas, también llamadas anticuerpos, son moléculas de glicoproteína que constituyen una parte importante de la sistema inmunológico, que es responsable de luchar contra las enfermedades infecciosas y las "invasiones" extranjeras más generalmente. A menudo abreviado como "Ig", los anticuerpos se encuentran en la sangre y otros fluidos corporales de humanos y otros animales vertebrados. Ayudan a identificar y destruir sustancias extrañas como microbios (por ejemplo, bacterias, protozoos parásitos y virus).
Las inmunoglobulinas se clasifican en cinco categorías: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Solo IgA, IgG e IgM se encuentran en cantidades significativas en el cuerpo humano, pero todas son contribuyentes importantes o potencialmente importantes a la respuesta inmunitaria humana.
Propiedades generales de las inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas son producidas por los linfocitos B, que son una clase de leucocitos (glóbulos blancos). Son moléculas simétricas en forma de Y que constan de dos cadenas pesadas (H) más largas y dos cadenas ligeras (L) más cortas. De manera esquemática, el "tallo" de la Y incluye las dos cadenas L, que se separan aproximadamente a la mitad desde la parte inferior hasta la parte superior de la molécula de inmunoglobulina y divergen en un ángulo de aproximadamente 90 grados. Las dos cadenas L corren a lo largo de los lados exteriores de los "brazos" de la Y, o las porciones de las cadenas H por encima del punto de división. Por tanto, tanto el vástago (dos cadenas H) como ambos "brazos" (una cadena H, una cadena L) constan de dos cadenas paralelas. Las cadenas L vienen en dos tipos, kappa y lambda. Todas estas cadenas interactúan entre sí a través de enlaces disulfuro (S-S) o enlaces de hidrógeno.
Las inmunoglobulinas también se pueden separar en porciones constantes (C) y variables (V). Las porciones C dirigen actividades en las que participan todas o la mayoría de las inmunoglobulinas, mientras que las áreas V se unen a antígenos (es decir, proteínas que señalan la presencia de una bacteria, virus u otra molécula extraña o entidad). Los "brazos" de los anticuerpos se denominan formalmente regiones Fab, donde "Fab" significa "fragmento de unión al antígeno"; la porción V de esto incluye solo los primeros 110 aminoácidos de la región Fab, no todo, ya que las porciones del Fab Los brazos más cercanos al punto de ramificación de la Y son bastante constantes entre diferentes anticuerpos y se consideran parte de la C región.
A modo de analogía, considere una llave de automóvil típica, que tiene una parte que es común a la mayoría de las llaves, independientemente del vehículo específico. está diseñado para operar (por ejemplo, la parte que sostiene en su mano cuando lo usa) y una parte que es específica solo para el vehículo en pregunta. La parte del mango se puede comparar con el componente C de un anticuerpo y la parte especializada con el componente V.
Funciones de las regiones de inmunoglobulina constante y variable
La parte del componente C debajo de la rama de la Y, llamada región Fc, puede considerarse como el cerebro de la operación del anticuerpo. Independientemente de lo que la región V esté diseñada para hacer en un tipo determinado de anticuerpo, la región C controla la ejecución de sus funciones. La región C de IgG e IgM es lo que activa la vía del complemento, que son un conjunto de inmunodeficiencias inespecíficas de "primera línea de defensa". respuestas involucradas en inflamación, fagocitosis (en la que células especializadas engullen físicamente cuerpos extraños) y degradación celular. La región C de IgG se une a estos fagocitos así como a las células "asesinas naturales" (NK); la región C de IgE se une a mastocitos, basófilos y eosinófilos.
En cuanto a las particularidades de la región V, esta tira altamente variable de la molécula de inmunoglobulina se divide a su vez en regiones hipervariables y marco. La diversidad en la razón hipervariable, como probablemente sugiere su intuición, es responsable de la asombrosa variedad de antígenos que las inmunoglobulinas son capaces de reconocer, al estilo llave en llave.
IgA
La IgA representa aproximadamente el 15 por ciento de los anticuerpos en el sistema humano, lo que la convierte en el segundo tipo más común de inmunoglobulina. Sin embargo, solo alrededor del 6 por ciento se encuentra en el suero sanguíneo. En el suero, se encuentra en su forma monomérica, es decir, como una sola molécula en forma de Y como se describió anteriormente. En su secreción, sin embargo, existe como un dímero, o dos de los monómeros Y unidos entre sí. De hecho, la forma dimérica es más común, ya que la IgA se observa en una amplia variedad de secreciones biológicas, que incluyen leche, saliva, lágrimas y moco. Tiende a ser inespecífico en términos de los tipos de presencias extranjeras a las que se dirige. Su presencia en las membranas mucosas lo convierte en un guardián importante en lugares físicamente vulnerables, o los lugares en los que los microbios pueden encontrar fácilmente caminos más profundos en el cuerpo.
La IgA tiene una vida media de cinco días. La forma secretora tiene un total de cuatro sitios en los que se unen los antígenos, dos por monómero Y. Estos se denominan correctamente sitios de unión al epítopo, ya que el epítopo es la parte específica de cualquier invasor que desencadena una reacción inmunitaria. Debido a que se encuentra en las membranas mucosas que están expuestas a altos niveles de enzimas digestivas, la IgA tiene un componente secretor que evita que sea degradada por estas enzimas.
IgD
La IgD constituye aproximadamente el 0,2 por ciento de los anticuerpos séricos, o aproximadamente 1 de cada 500. Es un monómero y tiene dos sitios de unión a epítopos.
La IgD se encuentra adherida a la superficie de los linfocitos B como un receptor de células B (también llamado sIg), donde se cree que controlar la activación y supresión de los linfocitos B en respuesta a las señales de las inmunoglobulinas que circulan en la sangre plasma. La IgD puede ser un factor en la eliminación activa de linfocitos B al generar autoanticuerpos autorreactivos. Si bien parece curioso que los anticuerpos alguna vez ataquen a las células que los producen, a veces esta eliminación puede controlar una respuesta inmune excesivamente entusiasta o mal dirigida, o sacar las células B del grupo cuando están dañadas y ya no se sintetizan útiles productos.
Además de su papel como receptor de superficie celular de facto, la IgD se encuentra en menor grado en la sangre y el líquido linfático. También se cree que algunas personas reaccionan con ciertos haptenos (subunidades antigénicas) de la penicilina, razón por la cual probablemente algunas personas son alérgicas a este antibiótico; también puede reaccionar con proteínas sanguíneas ordinarias e inofensivas de la misma manera, lo que produce una respuesta autoinmune.
IgE
La IgE es la más rara de las cinco clases de inmunoglobulinas, y representa sólo alrededor del 0,002 por ciento de los anticuerpos séricos, o alrededor de 1 / 50.000 de todas las inmunoglobulinas circulantes. Sin embargo, juega un papel vital en la respuesta inmunológica.
Como IgD, IgE es un monómero y tiene dos sitios de unión antigénica, uno en cada "brazo". Tiene una vida media corta de dos días. Está unido a mastocitos y basófilos, que circulan en la sangre. Como tal, es un mediador de reacciones alérgicas. Cuando un antígeno se une a la porción Fab de una molécula de IgE unida a un mastocito, esto hace que el mastocito libere histamina al torrente sanguíneo. La IgE también participa en la lisis, o degradación química, de parásitos de la variedad protozoaria (piense en amebas y otros invasores unicelulares o multicelulares). La IgE también se produce en respuesta a la presencia de helmintos (gusanos parásitos) y ciertos artrópodos.
A veces, la IgE también desempeña un papel indirecto en la respuesta inmunitaria al impulsar a otros componentes inmunitarios a la acción. La IgE puede proteger las superficies mucosas al iniciar la inflamación. Puede pensar que la inflamación connota algo indeseable, ya que tiende a causar dolor e hinchazón. Pero la inflamación, entre muchos otros beneficios inmunitarios, permite que las IgG, que son proteínas de las vías del complemento, y los glóbulos blancos entren en los tejidos para enfrentarse a los invasores.
IgG
La IgG es el anticuerpo dominante en el cuerpo humano y representa un enorme 85 por ciento de todas las inmunoglobulinas. Parte de esto se debe a su vida media larga, aunque variable, de siete a 23 días, dependiendo de la subclase de IgG en cuestión.
Como tres de los cinco tipos de inmunoglobulina, la IgG existe como monómero. Se encuentra principalmente en la sangre y la linfa. Tiene la capacidad única de atravesar la placenta en mujeres embarazadas, lo que le permite proteger al feto por nacer y al bebé recién nacido. Sus principales actividades incluyen mejorar la fagocitosis en macrófagos (células "devoradoras" especializadas) y neutrófilos (otro tipo de glóbulo blanco); neutralizar toxinas; e inactivación de virus y muerte de bacterias. Esto le da a la IgG una amplia gama de funciones, que se ajustan a un anticuerpo que es tan frecuente en el sistema. Por lo general, es el segundo anticuerpo en la escena cuando hay un invasor, seguido de cerca por IgM. Su presencia aumenta enormemente en la respuesta anamnésica del cuerpo. "Anamnéstico" se traduce como "no olvidar", e IgM responde a un invasor que ha encontrado antes con un aumento inmediato en su número. Finalmente, la porción Fc de IgG puede unirse a las células NK para poner en marcha un proceso llamado citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos, o ADCC, que puede matar o limitar los efectos de los microbios invasores.
IgM
IgM es el coloso de las inmunoglobulinas. Existe como un pentámetro o un grupo de cinco monómeros de IgM unidos. La IgM tiene una vida media corta (aproximadamente cinco días) y constituye aproximadamente del 13 al 15 por ciento de los anticuerpos séricos. Es importante destacar que también es la primera línea de defensa entre sus cuatro hermanos de anticuerpos, siendo la primera inmunoglobulina producida durante una respuesta inmunológica típica.
Debido a que la IgM es un pentámero, tiene 10 sitios de unión a epítopos, lo que la convierte en un adversario feroz. Sus cinco porciones de Fc, como las de la mayoría de las otras inmunoglobulinas, pueden activar la vía de la proteína del complemento y, como "primer respondedor", es el tipo de anticuerpo más eficaz a este respecto. La IgM aglutina el material invasor, obligando a que las piezas individuales se peguen entre sí para una limpieza más fácil del cuerpo. También promueve la lisis y fagocitosis de microorganismos, con una especial afinidad por expulsar bacterias.
Existen formas monoméricas de IgM y se encuentran principalmente en la superficie de los linfocitos B como receptores o sIg (como con IgD). Curiosamente, el cuerpo ya ha producido niveles adultos de IgM a la edad de nueve meses.
Una nota sobre la diversidad de anticuerpos
Gracias a la altísima variabilidad de la porción hipervariable del componente Fab de cada uno de los cinco inmunoglobulinas, se puede crear una cantidad astronómica de anticuerpos únicos en los cinco clases. Esto se ve aumentado por el hecho de que las cadenas L y H también vienen en varios isotipos, o cadenas que son superficialmente iguales en disposición pero contienen diferentes aminoácidos. De hecho, hay 45 genes de cadena L "kappa" diferentes, 34 genes de cadena L "lambda" y 90 genes de cadena H para un total de 177, lo que a su vez produce más de tres millones de combinaciones únicas de genes.
Esto tiene sentido desde el punto de vista de la evolución y la supervivencia. El sistema inmunológico no solo debe estar preparado para enfrentar a los invasores que ya "conoce", sino que también debe estar preparado para crear una respuesta óptima. a invasores que nunca ha visto o, para el caso, que son de naturaleza completamente nueva, como los virus de la influenza que se han desarrollado a través de mutaciones. La interacción huésped-invasor a lo largo del tiempo y entre especies de microbios y vertebrados no es más que una "carrera armamentista" continua e interminable.