Función
Estructura y función básica de las inmunoglobulinas
Los anticuerpos o inmunoglobulinas tienen dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas en una disposición de estructura ligera-pesada-pesada-luz. Las cadenas pesadas difieren entre clases. Tienen una región Fc que media las funciones biológicas (por ejemplo, la capacidad de unión a los receptores celulares) y una región Fab, donde residen los sitios de unión al antígeno. Las cadenas se pliegan en regiones denominadas dominios. Hay 4 o 5 dominios en la cadena pesada, según su clase, y dos dominios en la cadena ligera. En las regiones hipervariables (HRR) residen los sitios de unión al antígeno. Hay tres HRR en los dominios V de cada cadena ligera y pesada. Estas se pliegan en regiones que producen 2 sitios de unión al antígeno en la punta de cada monómero. Todos los anticuerpos presentan una o más funciones (bifuncionales) que incluyen la activación del sistema del complemento, la opsonización de microbios para que sean fácilmente fagocitados, la prevención de la adhesión de los microbios a las superficies de las mucosas y la neutralización de toxinas y virus.
La inmunoglobulina M
La IgM tiene un peso molecular de 970 Kd y una concentración sérica media de 1,5 mg/ml. Se produce principalmente en la respuesta inmunitaria primaria a agentes infecciosos o antígenos. Es un pentámero y activa la vía clásica del sistema del complemento. La IgM se considera una potente aglutinina (por ejemplo, la isoaglutinina anti-A y anti-B presente en la sangre de tipo B y de tipo A respectivamente) y un monómero de la IgM se utiliza como receptor de células B (BCR).
La inmunoglobulina G
La IgG es un monómero con un peso molecular aproximado de 146 Kd y una concentración sérica de 9,0 mg/mL. Se dice que la IgG es divalente, es decir, que tiene dos sitios de unión al antígeno idénticos que comprenden 2 cadenas L y 2 cadenas H unidas por enlaces disulfuro. La IgG se sintetiza principalmente en la respuesta inmunitaria secundaria a los patógenos. La IgG puede activar la vía clásica del sistema del complemento, y también es altamente protectora. Las cuatro subclases de IgG son IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4. La IgG1 representa alrededor del 65% del total de las IgG. La IgG2 constituye una importante defensa del huésped contra las bacterias encapsuladas. La IgG es la única inmunoglobulina que atraviesa la placenta, ya que su porción Fc se une a los receptores presentes en la superficie de la placenta, protegiendo al neonato de las enfermedades infecciosas. La IgG es, por tanto, el anticuerpo más abundante presente en los recién nacidos.
La inmunoglobulina A
La IgA se presenta en 2 estructuras moleculares diferentes: monomérica (sérica) y dimérica (secretora). La IgA sérica tiene un peso molecular de 160 Kd y una concentración sérica de 3 mg/mL. La IgA secretora (sIgA) tiene un peso molecular de 385 Kd y una concentración sérica media de 0,05 mg/mL. Al ser el principal anticuerpo en las secreciones, la IgA se encuentra en la saliva, las lágrimas, el calostro y las secreciones intestinales, del tracto genital y respiratorias.
Aparece en las membranas de las mucosas como un dímero (con cadena J cuando se secreta) y protege las superficies epiteliales del sistema respiratorio, digestivo y genitourinario. La IgA posee un componente secretor que impide su digestión enzimática. Activa la vía alternativa de activación del sistema del complemento.
La inmunoglobulina E
La IgE es un monómero. Tiene un peso molecular de 188 Kd y una concentración sérica de 0,00005 mg/mL. Protege contra los parásitos y también se une a los receptores de alta afinidad de los mastocitos y basófilos provocando reacciones alérgicas. La IgE se considera la defensa más importante del huésped contra diferentes infecciones parasitarias que incluyen Strongyloides stercoralis, Trichinella spiralis, Ascaris lumbricoides y los anquilostomas Necator americanus y Ancylostoma duodenale.
La inmunoglobulina D
La IgD es un monómero con un peso molecular de 184 Kd. La IgD está presente en una escasa cantidad en el suero (0,03 mg/mL) y tiene una función desconocida contra los patógenos. Se considera un BCR. La IgD puede desempeñar un papel esencial en la diferenciación de linfocitos desencadenada por antígenos.
Receptores para inmunoglobulinas
Para que las inmunoglobulinas cumplan diversas funciones biológicas, deben interactuar con receptores que se expresan principalmente en células mononucleares, mastocitos, neutrófilos, células asesinas naturales y eosinófilos. De nuevo, la unión a estos receptores es esencial para las funciones de las inmunoglobulinas. Promueve varias actividades, como la fagocitosis de bacterias (opsonización); la degranulación de mastocitos (como se observa en la hipersensibilidad de tipo I o en la respuesta alérgica); la eliminación de tumores; y la activación de las células presentadoras de antígenos, incluidos los macrófagos y las células dendríticas, que presentan antígenos a los linfocitos T para la generación de respuestas inmunitarias celulares y humorales.
Los siguientes son receptores de inmunoglobulinas:
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Fc gamma RI (CD64) se une a la IgG monomérica, se expresa en los fagocitos y participa en la fagocitosis de los complejos inmunitarios.
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Fc gamma RII (CD32) se une a las células B, a los monocitos/macrófagos (fagocitos) y a los granulocitos. En las células B regula la activación celular en presencia de un título elevado de anticuerpos.
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El Fc gamma RIII (CD16) tiene 2 tipos. El Fc gamma RIIIa se expresa en macrófagos, células NK y algunas células T. El Fc gamma RIIIb se expresa en los granulocitos y tiene una baja afinidad por la IgG.
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El Fc épsilon RI es un receptor de alta afinidad para la IgE que se muestra en los mastocitos y los basófilos. Implica una respuesta alérgica.
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Fc épsilon RII se expresa en leucocitos y linfocitos y tiene homología con la lectina de unión a manosa.
Genética de las inmunoglobulinas
El sistema inmunitario puede responder a muchos antígenos generando una gran diversidad de inmunoglobulinas producidas por las células plasmáticas. Los segmentos genéticos V y J codifican las cadenas ligeras de las inmunoglobulinas. Los genes anteriores, además de los segmentos del gen D, codifican las cadenas pesadas. Los mecanismos que contribuyen a esta gran diversidad de especificidades de las inmunoglobulinas incluyen la mutación somática (los genes de las cadenas pesadas y ligeras de las inmunoglobulinas sufren modificaciones estructurales tras la estimulación del antígeno) y la presencia de múltiples genes de la región V en la línea germinal (la diversidad de anticuerpos también surge cuando numerosos genes V se recombinan con segmentos J y D). La conversión de genes, las imprecisiones recombinativas, la adición de nucleótidos y la variedad de cadenas pesadas y ligeras también contribuyen a la diversidad de las moléculas de inmunoglobulina.