Anticuerpos e Inmunidad: Mecanismos de Defensa del Cuerpo
Anticuerpos o Inmunoglobulinas
Los anticuerpos, también conocidos como inmunoglobulinas, son proteínas del grupo de las globulinas que se unen específicamente a los antígenos. Son producidos por los linfocitos B y se encuentran en la sangre, linfa, líquidos intestinales y secreciones.
Tipos de Anticuerpos
Según su localización, se dividen en dos tipos:
- Anticuerpos de superficie: Adheridos a la membrana plasmática de los linfocitos B.
- Anticuerpos libres: Circulantes en la sangre.
Estructura de los Anticuerpos
Un anticuerpo está formado por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L), que se combinan mediante puentes disulfuro para formar una molécula con forma de Y. En una inmunoglobulina se diferencian varias zonas:
- Brazos: Hay dos brazos, cada uno con una cadena pesada y una cadena ligera. Todos tienen radicales amino terminales.
- Bisagra: En la base de los brazos de las cadenas pesadas, formada por pocos aminoácidos que facilitan la movilidad al tallo.
- Tallo: Formado por parte de las dos cadenas pesadas con radicales ácidos terminales.
Las cadenas L tienen unos 200 aminoácidos, con una porción variable y otra constante. Las cadenas H tienen unos 400 aminoácidos, con una porción variable, otra constante y una molécula de disacáridos.
La porción variable se encuentra en los extremos aminados y cada tipo de anticuerpo presenta una secuencia de aminoácidos distinta. Estos serán los centros de unión de los antígenos, llamados paratopos, y por tanto cada anticuerpo tiene dos. La porción constante no puede unirse a los antígenos.
Tipos de Inmunoglobulinas
Se conocen cinco tipos de inmunoglobulinas, que se diferencian por las distintas cadenas H que presentan:
- Inmunoglobulinas G (IgG): Son los anticuerpos más numerosos en la sangre. Además de unirse a antígenos, activan a los fagocitos y al complemento. Son los únicos que atraviesan la placenta y entran en el feto. Son anticuerpos circulantes.
- IgM: Son las primeras que se producen ante la exposición inicial a un antígeno. Tienen 10 lugares de unión para los antígenos y también activan macrófagos y al complemento. Son anticuerpos circulantes.
- IgA: Presentan una cadena polipeptídica que impide que sean hidrolizadas por las enzimas proteolíticas del líquido en el que se encuentran (sangre, leche materna…). Colaboran en la eficacia de las barreras primarias de defensa de los animales.
- IgE: Se encuentran en los tejidos y son las causantes principales de los fenómenos de la alergia. Su concentración en sangre es muy baja.
- IgD: Son anticuerpos de la superficie de los linfocitos B.
Todas las inmunoglobulinas tienen dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras, cada una de un tipo.
Mecanismos de Acción del Sistema Inmune
Respuesta Inmune o Memoria Inmunológica
La detección de moléculas extrañas pone en marcha el complejo mecanismo de proliferación y maduración de células inmunocompetentes y de producción de anticuerpos. Este proceso se llama respuesta inmune y se conocen dos tipos:
Respuesta Inmune Primaria
Se produce ante el primer contacto con un determinado antígeno. Al cabo de varios días empiezan a aparecer anticuerpos en la sangre del individuo afectado, cuya producción va en aumento exponencial hasta una fase estacionaria, tras la cual empiezan a declinar. Los anticuerpos que se forman son inmunoglobulina M y G. Tras varias semanas, la IgM casi no se detecta en sangre.
Respuesta Inmune Secundaria
Si el sistema inmune detecta por segunda vez el mismo antígeno, origina una respuesta distinta a la anterior. Hay menos retraso entre la entrada del antígeno y la aparición del anticuerpo, la mayoría IgG. Además, su producción es más rápida, los valores de concentración son mayores y su presencia en sangre también. Este tipo de respuesta indica que existe memoria inmunológica.
Teoría de la Selección Clonal
Existe una teoría llamada la selección clonal que dice que la formación de linfocitos B específicos se debe a que los receptores ya están preformados en el aparato inmunológico, incluso antes de la presencia del antígeno, lo que explicaría la memoria inmunológica. Ante la entrada de los antígenos, las células con receptores específicos son seleccionadas ante un inmenso repertorio de células con distintos receptores, estimulándose su proliferación. Esta activación hace que el linfocito se divida rápidamente y se diferencie en un clon de células memoria y otro de células plasmáticas. Las células memoria circulan continuamente en sangre y órganos linfoides secundarios, por lo que detectan rápidamente una nueva entrada del antígeno y se desencadena una rápida producción de IgG.
Reacción Antígeno-Anticuerpo
Los anticuerpos, al reconocer a los antígenos, se unen a ellos por fuerzas de Van der Waals, hidrofóbicas o iónicas, en una reacción llamada reacción antígeno-anticuerpo. La unión se lleva a cabo entre las porciones variables de las cadenas pesadas y ligeras del anticuerpo y los determinantes antigénicos. No se forman enlaces covalentes, por lo que la reacción es reversible.
La reacción entre los antígenos y anticuerpos puede ser de varios tipos:
- Precipitación: Si los antígenos son macromoléculas solubles con varios determinantes antigénicos, los anticuerpos libres se unen con ellos formando complejos tridimensionales insolubles, produciéndose la precipitación del complejo.
- Aglutinación: Se produce al reaccionar los anticuerpos con antígenos situados en la superficie de bacterias u otras células. Las células forman agregados que sedimentan fácilmente. A los antígenos se les llama aglutinógenos y a los anticuerpos aglutininas. Existe un tipo llamado aglutinación pasiva que consiste en la aderencia de antígenos solubles a la membrana de ciertas células como glóbulos rojos, luego los antígenos se unen a los anticuerpos produciéndose la aglutinación de las células.
- Neutralización: Se da principalmente en virus. Los anticuerpos se unen a los determinantes antigénicos de la cápside, disminuyendo la capacidad infectante del virus. Es reversible.
- Opsonización: Los antígenos son fagocitados por los fagocitos si llevan unido anticuerpos. Los microorganismos recubiertos de anticuerpos se dice que están opsonizados.
Sistema del Complemento
El sistema del complemento es un sistema que ayuda y estimula los mecanismos de la respuesta inmune. Está formado por 20 proteínas plasmáticas del tipo de las globulinas, siempre presentes en el plasma. Estas proteínas reaccionan frente a complejos antígeno-anticuerpo y provocan la lisis de los microorganismos con complejos antígeno-anticuerpo adheridos. Si una globulina se fija al complejo antígeno-anticuerpo, se produce una secuencia de activación de las restantes proteínas hasta que se forma una enzima activa, una proteasa que destruye la membrana del microorganismo produciéndole poros. Por ellos salen moléculas citoplasmáticas y entra agua hasta la lisis.
La Inmunidad
La inmunidad es el estado de invulnerabilidad a una determinada enfermedad infecciosa. Sus principales características son:
- Especificidad: Los antígenos provocan una respuesta específica. Así, una persona que ha pasado la varicela es inmune a esta enfermedad pero no a otras.
- Memoria: La inmunidad a determinadas enfermedades tiene memoria, que puede ser desde unos días hasta toda la vida.
La resistencia a las enfermedades es distinta de la inmunidad, ya que no discrimina entre los diferentes microbios y además tampoco perdura en el tiempo.
Inmunidad Natural
Los animales adquieren inmunidad natural de dos formas, según sea la procedencia de los anticuerpos:
Activa
Son los propios mecanismos inmunológicos del animal los que logran la inmunidad. Cuando un animal se ve expuesto a una invasión microbiana, su sistema inmune produce anticuerpos específicos. Si vence a la invasión, el animal está inmunizado contra estos microbios durante el tiempo que los anticuerpos están en la sangre.
Pasiva
En esta inmunidad, los anticuerpos no son producidos por el organismo, sino que los adquiere del exterior, por ejemplo, el feto de mamíferos o la cría cuando mama.
Inmunidad Artificial o Adquirida
La inmunidad puede adquirirse artificialmente mediante dos sistemas:
Sueros
Método curativo de inmunidad pasiva que lleva anticuerpos preformados de otros animales (sueros heterólogos) o humanos. Es pasiva porque se inoculan anticuerpos elaborados. Es efectiva a las pocas horas, pero sus efectos son breves. Los sueros heterólogos pueden provocar reacciones de sensibilidad en los pacientes, por lo que no deben ponerse a menos que sea necesario. Hay sueros para la difteria, tétanos, hepatitis A y B, rabia y picadura de animales.
Vacunas
Es un método preventivo activo, ya que es el organismo quien fabrica los anticuerpos. Se trata de preparados artificiales de un germen atenuado o de su toxina. Son, por tanto, no patógenos para conservar su capacidad antigénica. Son inútiles una vez contraída la enfermedad, pues lo que pueden es agravarla. La duración es prolongada. Las actuales vacunas están elaboradas de tres modos distintos:
- Microorganismos atenuados: Pueden convertirse en virulentos, se necesita una sola dosis. Ejemplos: tuberculosis, sarampión y rubéola.
- Microorganismos muertos: No virulentos, se necesitan varias dosis. Ejemplo: cólera.
- Macromoléculas antigénicas de microorganismos: Son difíciles de obtener. Ejemplo: meningitis.
La Autoinmunidad
La autoinmunidad es un fallo del sistema inmune que consiste en la incapacidad de reconocer como propias determinadas moléculas, dando lugar a enfermedades autoinmunes en las que se generan abundantes autoanticuerpos y linfocitos autorreactivos. Las moléculas del organismo que provocan autoinmunidad se llaman autoantígenos. La autoinmunidad puede venir originada por factores genéticos, por el sexo (las mujeres tienden más a padecerlas que los hombres por causas hormonales), factores nutricionales, estrés, etc.
Los autoantígenos suelen ser proteínas que, al liberarse al torrente sanguíneo, producen una respuesta autoinmune. Durante el desarrollo del sistema inmunológico se forman linfocitos B que forman anticuerpos para moléculas propias.
Mimetismo Molecular
Existe el fenómeno de mimetismo molecular, que consiste en que muchos microorganismos desarrollan la estrategia de formar complejos moleculares muy parecidos a los del cuerpo que van a infectar. Por tanto, el sistema inmune puede verse engañado y atacar a sus propias células.