Es una proteína plasmática de peso molecular 340.000 que corresponde a unos 3.000 aminoácidos. Está formado por 6 cadenas polipeptídicas: 2D, 2E y 2J. El peso molecular de la cadena D es 67.000, el de la E 56.000 y el de la J 47.000. La molécula es un dímero, las cadenas están unidas por 29 puentes
S S , 13 de ellos en cada mitad del dímero y 3 estableciendo la conexión de las dos mitades. Si se considera la mitad del dímero de fibrinógeno, se ob- serva que, en su mayor parte, las tres cadenas forman una hélice D superen- rrollada, que une dos anillos disulfuro formados por tres uniones S S . En las regiones N-terminales de las cadenas D y E (zona central del dímero) hay unos pequeños péptidos, fribrinopéptido A y B, respectivamente. La trombina rompe los enlaces peptídicos arginina-glicina para liberar el fribrinopéptido A de 18 residuos de la cadena D, y el fibrinopéptido B de 20 residuos de la ca- dena E, de esta forma transforma la molécula de fribinógeno en un monómero de fibrina, que se asocian para formar una red de fibrina.
Los fibrinopéptidos poseen una elevada carga neta negativa ya que en ellos abundan residuos de aspartato y glutamato, y en el fibrinopéptido B hay resi- duos de tirosín-O-sulfato que está cargado negativamente. La existencia de esta carga negativa en los fibrinopéptidos es lo que hace que las moléculas de fibrinógeno se mantengan separadas. Cuando los fibrinopéptidos se liberan por acción de la trombina, la carga neta de la zona central cambia desde 8 a 5, y como cada uno de los dominios terminales posee una carga neta negati- va de 4, se establecen interacciones electrostáticas entre el dominio central y uno terminal, con lo que durante la polimerización se solapan los monómeros de fibrina. La red de fibrina así formada se estabiliza mediante la formación de enlaces cruzados covalentes entre las cadenas laterales de diferentes molé- culas en la fibra de fibrina. Realmente se forman enlaces peptídicos entre ca- denas laterales específicas de glutamina y lisina, reacción que está catalizada por el Factor XIIIa (figura 3.2).
Inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas o anticuerpos son glicoproteínas que se detectan en la electroforesis del suero en la facción de las J-globulinas. Los animales las sin- tetizan en respuesta a una sustancia extraña o antígeno. Son sintetizadas por las células plasmáticas, que derivan de los linfocitos B. Se unen específica- mente al antígeno que produjo su síntesis. Un anticuerpo no es específico de la molécula completa de antígeno sino de una zona concreta de la misma que se denomina determinante antigénico o epitopo.
Una molécula de inmunoglobulina, en general, está formada por dos cade- nas L (ligeras) idénticas y dos cadenas H (pesadas), también idénticas, que
se mantienen unidas por puentes disulfuro y uniones no covalentes, asimis- mo existen puentes disulfuro intracatenarios. Las cadenas L pueden ser de dos tipos: O ó N, para una inmunoglobulina las dos cadenas pueden ser O ó N pero no una de cada tipo. Las cadenas H pueden ser de cinco tipos: J, D, P, G y H, cada una define una clase de inmunoglobulinas, así tendremos: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE, respectivamente. Una clase de inmunoglobulinas es aquella que tiene propiedades antigénicas únicas, cada clase tiene dife- rencias estructurales que producen distintos determinantes antigénicos. Den- tro de cada clase de inmunoglobulinas hay subclases, según los tipos de ca- dena pesada; cada subclase tiene distintos determinantes antigénicos, así por ejemplo hay cuatro subclases de IgG, según que su cadena pesada sea J1, J2, J3 ó J4. En una inmunoglobulina hay varios tipos de determinantes
antigénicos:
,VRWtSLFRV HVWiQHQWRGRVORVLQGLYLGXRVGHXQDHVSHFLH $ORWtSLFRV HVWiQHQDOJXQDV]RQDVGHODSREODFLyQ ,GLRWtSLFRV VRQSURSLRVGHFDGDLQGLYLGXR
La cadena L se divide en dos regiones, una región variable, VL, desde el resi-
duo amino terminal hasta la mitad de la cadena (residuos 1 a 108), y una re- gión constante, CL desde la mitad de la cadena al residuo C-terminal (residuos
109 a 214). En la cadena H también hay dos regiones, una variable, VH, en el
FIGURA 3.2. Esquema de la interacción de los monómenos de fi-
extremo amino terminal, de igual longitud que VL, y una región constante, CH,
que es tres veces más larga que CL (figura 3.3).
FIGURA 3.3. Esquema de uan inmunoglobulina G.
Las regiones variables de las cadenas L y H no son variables de manera uni- forme. Hay tres segmentos de la cadena L y cuatro de la cadena H que pre- sentan muchísima más variabilidad que el resto de la región variable. Estas zonas hipervariables de las dos cadenas L y H forman el centro de unión del antígeno. Estas zonas hipervariables se denominan también regiones determi- nantes de la complementación (CDRs), porque determinan la especificidad del anticuerpo.
La región constante de cadena pesada, CH, toma parte en funciones efectoras,
como por ejemplo la unión al complemento y la trasferencia de los anticuer- pos a través de la membrana placentaria. Así pues, distintas clases de anti- cuerpos pueden tener la misma especificidad y viceversa.
Cada clase de inmunoglobulinas tiene actividades biológicas distintas. La inmunoglobulina M (IgM) es la primera clase que aparece en el suero des- pués de una infección; es un pentámero donde la unión de los monómeros se debe a la proteína J; su función más importante es la de aglutinación, que se produce cuando el antígeno no es soluble. La inmunoglobulina G (IgG) es el anticuerpo principal del suero; es capaz de atravesar la membra- na placentaria y pasar a la circulación fetal. La inmunoglobulina A (IgA) puede formar dímeros y trímeros, donde los monómeros están unidos por la proteína J; es el principal anticuerpo de las secreciones externas (lágrimas, saliva, moco bronquial y moco intestinal), por lo cual es la primera línea de defensa frente a los antígenos bacterianos y víricos; en dichas secreciones se encuentra unida a una proteína llamada componente secretor (S). La inmu- noglobulina D (IgD) aparece en la superficie de linfocitos actuando como receptor. La inmunoglobulina E (IgE) actúa contra parásitos, es la responsa- ble de las alergias, interviniendo en las reacciones de hipersensibilidad ana- filáctica.
IgG IgM IgA IgD IgE Peso molecular 150.000 900.000 160.000 (monómero) 185.000 200.000 Nº monómeros 1 5 1, 2 ó 3 1 1 Nº subclases 4 2 2 1 1 Estructura molecular JJ22NO22 (P2N2)5 (P2O2)5 (D2N2)1-3 (D2O2)1-3 (D2N2)2 S (D2O2)2 S G2N2 G2O2 e2k2 e2l2 % en suero 80 6 13 1 Trazas % azúcares 3 12 8 12 12 Propiedades
biológicas Atraviesa placenta. Fija complemento. Lisa macrófagos.
Fija
complemento. Fijación a leucocitos
basófilos. Características
principales En fluidos corporales combate microorganismos y toxinas. Aglutina. Primero en la respuesta inmune. En secreciones seromucosas. En superficie de linfocitos. Contra parásitos.
Respuesta inmune
El sistema inmune es un mecanismo de defensa muy específico y complejo, en el que intervienen un elevado número de células sanguíneas. Su función es la de eliminar microorganismos, eliminar las células que éstos infectan, destruir células malignas y eliminar sus restos. La repuesta inmune varía según el tipo de antígeno de que se trate.
Las células del sistema inmune pueden reconocer millones de antígenos y res- ponder a ellos, puesto que hay millones de clones diferentes, compuestos por una o más células especializadas.
Las células que forman parte del sistema inmune son: linfocitos B, linfocitos T, células presentadoras de antígeno y células asesinas naturales (“natural killer”).
Los linfocitos B proceden de la médula ósea. Cuando una célula B reconoce un antígeno se activa y se divide para aumentar el clon de células B que por- tan receptores de membrana (anticuerpos) específicos para ese antígeno. La mayoría de los linfocitos B se transforma en células plasmáticas, que son las que sintetizan los anticuerpos específicos; una parte de las células B permane- cen en el organismo como células de memoria.
Los linfocitos T, en general, sólo pueden responder a un antígeno situado en la superficie de una célula, siempre que éste esté asociado a una proteína del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC). Pueden ser de dos clases, en función de sus marcadores bioquímicos de superficie:
/LQIRFLWRV &', que pueden actuar como inductores o coadyuvantes
(helper). Las células T inductoras desencadenan el proceso de madura- ción de los linfocitos T hasta células funcionalmente distintas, a partir de células precursoras. Las células T coadyuvantes son imprescindibles para el funcionamiento de otra células T y de los linfocitos B. Las células CD4
responden a los antígenos asociados a proteínas MHC de la clase II, que se encuentran fundamentalmente sobre la superficie de las células pre- sentadoras de antígenos.
/LQIRFLWRV &', tienen funciones supresoras y citotóxicas. Las células T
citotóxicas defienden al organismo de una forma activa destruyendo las células infectadas, foráneas o malignas, mediante lisis. Los linfocitos T supresores reprimen la respuesta inmunitaria de las células B y T, produ- ciendo su cese varias semanas después de que se produzca la infección; su efecto sobre las células citotóxicas es opuesto al que ejercen las coadyuvantes. Los linfocitos CD8 reconocen el antígeno en el contexto
de las proteínas MHC de la clase I, que se encuentran en la superficie de todas las células nucleadas.
Las células presentadoras de antígenos son fundamentalmente macrófagos, aunque también desempeñan esta función las células de los islotes de Lange- hans, de la piel, y las células dendríticas de la sangre, de los nódulos linfáticos y del bazo. Los macrófagos actúan englobando el elemento extraño, degradan enzimáticamente sus proteínas de forma muy específica y exhiben los frag- mentos de proteína del antígeno sobre la membrana celular junto con proteí- nas MHC de la clase II. De esta forma, los macrófagos preparan el reconoci- miento del antígeno por parte de la células CD4.
Las células asesinas naturales (NK) son linfocitos que guardan un estrecho pa- rentesco con las células T citotóxicas. Se cree que sus objetivos principales son las tumorales y células infectadas por agentes no víricos. Su mecanismo de acción no es tan selectivo como el de las T citotóxicas, sus receptores no nece- sitan reconocer proteínas del MHC.
En la respuesta inmune las células CD4 son decisivas, ya que intervienen
tanto en la respuesta celular como en la humoral. Si suponemos una infec- ción vírica, la respuesta inmune comenzaría con la ingestión del virus por una célula presentadora de antígeno (macrófago), que lo destruye y exhibe las proteínas víricas antigénicas sobre su membrana junto con una molécula de MHC II propia del macrófago. Las células CD4 se activan al unirse simultá-
interleuquina-1 (IL-1) segregada por el macrófago. La célula CD4 segrega
entonces interleuquina-2 (IL-2), que induce la proliferación de las células CD8 que también han reconocido al antígeno, presentado por un macrófago
en el contexto de MHC I. Algunas de las células CD8 matan a las células in-
fectadas que exhiben el antígeno vírico. Posteriormente, otras células CD8 se
encargan de suprimir esta respuesta citotóxica, desconectando la defensa in- munitaria una vez cumplida su misión. Tras la supresión persiste una pobla- ción de células T de memoria, que probablemente se mantengan toda la vida (figura 3.4).
FIGURA 3.4. Respuesta inmune celular.
En la respuesta inmune humoral, una célula CD4 se activa, como en el caso
anterior tras reconocer el antígeno presentado por un macrófago en el contex- to de MHC II y por acción de la IL-1 que éste segrega. La célula CD4 se une
entonces a una célula B que haya reconocido también el antígeno sobre una célula que lo exhiba. El contacto de la célula CD4 estimula la maduración,
multiplicación y diferenciación de la célula B en un clon de células plasmáticas que secretan anticuerpos, que se unen al virus rodeándolo e inactivándolo. Las linfoquinas secretadas por la célula CD4 colaboran en la maduración de
lución sangre o linfa, pero también necesitan la ayuda de las células CD4 (fi-
gura 3.5).
FIGURA 3.5. Respuesta inmune humoral.