domingo, 12 de noviembre de 2017

Inmunoglobulinas, Presentado por: María F. Román y Graciela Gómez





Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra
Facultad de Ciencias de la Salud
Escuela de Estomatología


Presentado por:
María Fernanda Román 2013-1131
Graciela Gómez 2013-1351

Presentado a:
Dra. Katia Díaz

Materia:
Inmunología y Ecosistema

Asignación:
Inmunoglobulinas


 13 de noviembre de 2017
Santiago de los Caballeros, República Dominicana













Introducción
Las inmunoglobulinas son un tipo proteínas globulares producidas por el sistema inmune que participan en la defensa contra la presencia de sustancias extrañas potencialmente dañinas que puedan representar algún tipo de amenaza para el organismo; como químicos, partículas de virus, esporas o toxinas de las bacterias. Estas sustancias extrañas se llaman antígenos y existe un anticuerpo específico para cada antígeno.
 Circulan por la sangre y penetran en los fluidos corporales donde se unen específicamente al antígeno que provocó su formación.
Son producidas por células plasmáticas y tienen la característica de reaccionar específicamente con un antígeno. Estas moléculas participan en la defensa contra virus, bacterias y parásitos mayores. Representan entre un 10 y 20% de las proteínas totales del plasma.


¿Que son las inmunoglobulinas?
Las inmunoglobulinas son glicoproteínas que actúan como anticuerpos. Pueden encontrarse circulando en sangre, en las secreciones o unidas a la superficie de las membranas de los linfocitos B. Son producidas por células plasmáticas y que tienen la característica de reaccionar específicamente con un antígeno.
Estas moléculas participan en la defensa contra virus, bacterias y parásitos mayores. Circulan por la sangre y penetran en los fluidos corporales donde se unen con el antígeno que provocó su formación.
Se pueden encontrar de dos formas:
-          De forma soluble en líquidos biológicos, donde actúan neutralizando y colaborando en la destrucción de antígenos.
-          Unidas a la membrana de los linfocitos B que las producen, donde actúan como receptores de antígenos.

·         Tipos y características
Existen cinco isotipos de inmunoglobulinas: IgM, IgA, IgG, IgD e IgE, cada una de ellas con ciertas características diferenciales, pero todas ellas con capacidad de unirse a antígenos de manera específica.
§  IgM:
Es una macroglobulina. Representa el 7% del total de las inmunoglobulinas. Es la principal Ig producida en la respuesta inmune primaria. Se encuentra en forma monomérica en la superficie de los linfocitos B. En el suero es un pentámero formado por 5 unidades de IgM más una cadena J.
Está compuesta por 5 subunidades que contienen 10 cadenas pesadas y 10 cadenas ligeras. Al tener 10 sitios de reconocimiento antigénico, es la Ig más efectiva en la aglutinación y la activación del complemento. Es la primera inmunoglobulina sintetizada por el feto. Defiende el compartimento vascular.
Son los primeros que se producen frente a una infección. No tienen regiones bisagra, por lo que no se adaptan bien al antígeno. Al estas ser tan grandes y tener tantos puntos de unión, si n ose unen, por una parte, se unirá por otra y por eso son eficaces. Aparecen también en la superficie de los linfocitos T como antenas para recibir los anticuerpos.
§  IgG:
Es la clase más abundante en el suero. Constituyen cerca del 70% de las inmunoglobulinas. Es el anticuerpo que predomina en la respuesta inmune secundaria, también es el único que atraviesa la placenta, por lo que es esencial en la defensa contra infecciones en las primeras semanas de vida. Existen 4 subclases que se reconocen por diferencias en la secuencia de la cadena ɣ: IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4. Las IgG1, IgG3 e IgG4 cruzan la placenta y tienen un papel importante en la protección del feto.
Estas activan el complemento, la IgG3 es la más eficaz y la IgG4 no es capaz de activarlo.
Se unen a los receptores Fc de las células fagocíticas mediando la opsonización, las IgG1 e IgG3 funcionan muy bien como opsoninas. Poseen elevada afinidad de unión al antígeno. Son las principales de neutralizar toxinas bacterianas, son las únicas que funcionan como antitoxinas.

§  IgA:
Constituyen el 21% del total de las inmunoglobulinas. Cada molécula secretada de IgA es un dímero más una molécula de cadena J y un componente secretor. Es la principal inmunoglobulina en secreciones, por lo que existe una IgA que se llama secretora con propiedades antibacterianas y antivirales que predomina en la mayor parte de las secreciones corporales, como: el calostro, La saliva, lágrimas, y las secreciones del sistema respiratorio, intestinal y genitourinario.
La unión de IgA a antígenos de superficie bacteriana y víricos impide la fijación de los patógenos a las células mucosas, inhibiendo las infecciones víricas y bacterianas. Esta defiende las puertas de entrada.

§  IgD:
Tiene una concentración sérica de 30 µg/ml. Compone cerca del 0.2 de las Ig. Tiene una vida media muy corta en el plasma.
Junto con la IgM es la principal inmunoglobulina unida a membrana que expresan células B maduras.
Funciona casi exclusivamente como una inmunoglobulina unida a las membranas y muy poca es secretada en el plasma.

§  IgE:
Representa menos de 1% de las inmunoglobulinas. Tiene una concentración sérica de 0.3 µg/ml. Media las reacciones de hipersensibilidad inmediata. Participa en la defensa contra determinados parásitos. Posee una vida media de 2-3 días.
Esta se une a los receptores Fc en las membranas de los basófilos y mastocitos, induciendo la liberación de sus aminas vasoactivas (desgranulación).
Se liberan una diversidad de mediadores farmacológicamente activos y aparecen las manifestaciones alérgicas. La desgranulación es necesaria para la lucha antiparasitaria.

·         Funciones generales
§  Inmovilización: los anticuerpos pueden unir los flagelos y en esta forma inmovilizar gérmenes y disminuir su capacidad.
§  Neutralización: los anticuerpos reaccionan con toxinas o partículas virales, impidiendo así su fijación a las membranas celulares.
§  Activación de la fagocitosis: la unión del anticuerpo de la clase IgG a los receptores especiales que para ellos tienen los fagocitos refuerza la actividad de estos al actuar como opsoninas.
§  Activación del complemento: con lo cual se incrementa la inflamación y la fagocitosis.
§  Protección del feto: por el traspaso de la IgG de la madre al feto a través de la placenta. En el niño lactante por el paso de IgG e IgA en el calostro y en la leche.
§  Incremento de la quimiotaxis: por activación del complemento que conduce a la liberación de moléculas C5a.
§  Incrementar la actividad citotóxica de macrófagos y NK: por el mecanismo conocido como citotoxicidad mediada por anticuerpo, estableciendo puentes entre el microorganismo.

·         Funciones efectoras específicas de isotipo
§  IgM: en activación del complemento y en los linfocitos B vírgenes, actúa como receptor del antígeno.
§  IgG: opsonización de antígenos para ser fagocitados por macrófagos y neutrófilos, participan en la activación del complemento por la vía clásica, citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo mediada por NK y macrófagos, inmunidad neonatal, inhibición de linfocitos B por retroalimentación.
§  IgA: inmunidad de mucosas, la IgA secretada a luz del aparato digestivo, respiratorio y otras secreciones.
§  IgD: en linfocitos B vírgenes participa como receptor del antígeno.
§  IgE: ADCC, con ayuda de eosinófilos y degranulación de mastocitos.

·         Propiedades biológicas
Tras la unión del antígeno y la inmunoglobulina, ésta puede anular la acción del antígeno por neutralización, precipitación o aglutinación. Así si la Ig es específica para una toxina bacteriana, cuando se produce la unión Ag-Ig (toxina-antitoxina) quedan neutralizados los efectos tóxicos de la toxina. De ahí que clásicamente cuando no se conocía la estructura, se le denominase antitoxinas, precipitinas o aglutininas en función de la reacción que se detectaba en cada caso.
Estos fenómenos no son suficientes por sí solos para la destrucción y total eliminación de los antígenos. Para ello, además de las inmunoglobulinas se requiere de la colaboración de otros muchos elementos, tales como el sistema del complemento, los macrófagos, los polimorfonucleares o las células NK. Podemos decir que las inmunoglobulinas, al detectar los antígenos y producirse la subsiguiente unión a ellos, actúan como transductores de la información de la presencia de los mismos que serían destruidos por el complemento, los macrófagos, los polimorfonucleares o las células NK.
·         Estructura de las inmunoglobulinas
Las inmunoglobulinas están formadas por cuatro cadenas polipeptídicas. Dos son de mayor tamaño y se denominan cadenas pesadas, y dos, de menor tamaño y se denominan cadenas ligeras. Las cadenas ligeras y pesadas se agrupan de tal manera que existe una proximidad espacial entre los cuatro extremos amínicos, por una parte, y los extremos carboxílicos por otra. Las inmunoglobulinas pueden ser fraccionadas mediante la utilización de enzimas (papaína, pepsina, etc.), obteniéndose diferentes tipos de fragmentos. Esto permitió no sólo conocer la estructura de estas moléculas sino también deducir la función de cada una de sus partes.
Al tratar con papaína la inmunoglobulina, se produce la ruptura específica de las cadenas pesadas y se obtienen tres fragmentos: uno denominado Fc, que define la actividad biológica, la clase y subclase de cadenas pesadas y otros dos fragmentos denominados cada uno de ellos Fab, que es por donde la molécula se une a los antígenos (λ) que poseen unos 200 aminoácidos cada una y se unen a las pesadas por un puente disulfuro intercatenario (entre cadenas). En cada molécula de inmunoglobulina las dos cadenas ligeras que la forman son del mismo tipo, o bien κ o bien λ.
Cadenas pesadas
Están formadas por unos 400 aminoácidos y están unidas entre sí por puentes disulfuro intercatenarios, que pueden ser distintos en número dependiendo del tipo de inmunoglobulina. Esta zona, donde se encuentran los puentes intercatenarios, es muy flexible y constituye lo que se denomina zona bisagra, que es por donde se deforman estas moléculas cuando se unen al antígeno.
Las inmunoglobulinas que contienen cadenas gamma se denominan IgG.  Las moléculas de IgG están formadas por una unidad (LH)2. Las Inmunoglobulinas G son las inmunoglobulinas más abundantes en el suero (600-1800 mg/dL). Estas inmunoglobulinas promueven la fagocitosis en el plasma y activan al sistema del complemento. Las IgG son el único tipo de anticuerpos que puede cruzar la placenta.
Las inmunoglobulinas que contienen cadenas alfa se denominan IgA. Las IgA se encuentran principalmente en las secreciones mucosas, en las lágrimas, el calostro y la leche materna. Estas inmunoglobulinas son la defensa inicial de las mucosas contra los agentes patógenos. Ellas aparecen usualmente como dímeros de unidades (LH)2.
Las IgM contienen cadenas pesadas mu. Los anticuerpos tipo IgM se expresan en la superficie de los linfocitos B y se encuentran fundamentalmente en el plasma. Estos son los primeros anticuerpos producidos en cantidades significativos contra un antígeno. Las IgM promueven la fagocitosis y activan al sistema del complemento. Aparecen usualmente como pentámeros de unidades (LH)2 con sus cadenas pesadas unidas por un pequeño péptido.
Las IgE contienen cadenas pesadas tipo épsilon. La IgE, un monómero (LH)2, juega un importante papel en las reacciones alérgicas y posiblemente en la defensa contra infestaciones por algunos parásitos intestinales, ya que se encuentra aumentada en esas situaciones.
El papel fisiológico de las IgD (inmunoglobulinas con cadena pesada) se desconoce. Reconoce a los antígenos en los linfocitos B que no han sido expuestos. La estructura de las IgD corresponde también a un monómero (LH)2.
Cadenas ligeras
Existen dos tipos de cadenas ligeras en los seres humanos:
§  Lambda
§  Kappa (K)
Ambas pueden estar presentes en todas las clases de inmunoglobulinas. Pero una molécula de Ig intacta estará compuesta por un solo tipo de cadena ligera, por lo que tendría 2 cadenas Kappa o 2 cadenas Lambda, pero no ambas.
Parte variable y constante de las cadenas ligeras y pesadas
Las cadenas ligeras poseen dos partes: una corresponde al extremo carboxílico que es constante (CL) y otra que, ubicada al extremo amínico, que es muy variable (VL). También las cadenas pesadas poseen una parte variable (VH) y otra constante (CH). Por las partes variables, tanto de las cadenas ligeras como de las pesadas, es por donde se produce la unión al antígeno.
La parte constante de estas cadenas es diferente según la clase de inmunoglobulina que consideremos. Así, estas cadenas pueden ser de tipo: γ, α, μ, δ y ε, que definen a su vez las cinco clases de inmunoglobulinas: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE respectivamente.
Sistema de complemento
El sistema de complemento está formado por al menos 11 proteínas diferentes que son activadas secuencialmente para asociarse a la membrana de la célula invasora y causar su lisis y muerte.
Otra función importante del sistema de complemento es el de generar opsoninas, proteínas que estimulan la fagocitosis de la célula o bacteria invasora por neutrófilos y macrófagos.
Además de activar el sistema de complemento, las regiones constantes de las cadenas pesadas definen la habilidad de la estructura básica (LH)2 de asociarse a otras unidades (LH)2 unidaes y determinan la clase de inmunoglobulina, así como su capacidad de atravesar la placenta, confiriendo inmunización al feto.
Opsonización
La opsonización, que es la promoción de la fagocitosis de antígenos por macrófagos y neutrófilos, es un factor importante en las defensas antibacterianas. En las superficies de macrófagos y neutrófilos, así como de otras células que no intervienen en la fagocitosis, se encuentran moléculas proteínicas llamadas receptores Fc (FcR), que pueden unir la región constante de moléculas de inmunoglobulina (Ig).
Al producirse esta unión, los macrófagos se activan, iniciándose el fenómeno de fagocitosis y subsiguiente destrucción de los complejos antígeno-anticuerpo por los procesos líticos intracelulares, propios de la acción de los enzimas contenidos en los lisosomas de estas células 
Estos receptores pueden ser de distinta naturaleza, conociéndose en la actualidad tres: FcgRI (CD64), FcgRII (CD32) y FcgRIII (CD16). Además de en los macrófagos estos receptores se encuentran en otras células como plaquetas, linfocitos B y NK.
Cuando se produce la unión a células NK, éstas se activan y provocan la destrucción de las células portadoras del antígeno por un mecanismo conocido como citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). Algunos de estos receptores se encuentran en los mastocitos y basófilos, en cuyo caso a ellos se puede unir la IgE activándolos y produciendo su degranulación con liberación de histamina y otras sustancias vaso activas que darán lugar a procesos de hipersensibilidad que pueden ser graves.

Inmunoestimulación
Es el desencadenamiento del mecanismo o aumento de la capacidad del sistema inmunitario, es decir las defensas naturales del organismo para combatir infecciones y enfermedades. Se clasifican en:
§  Inmunidad especifica o resistencia natural
Es una línea de defensa, donde se suministra una respuesta específica frente a cada agente infeccioso. Posee memoria inmunológica específica, que tiende a evitar que el agente infeccioso provoque enfermedad en una segunda infección.
§  Inmunidad adquirida activa
Confiere a una inmunidad protectora y una memoria inmunitaria. Su actividad inicia con la exposición subsecuente al agente patógeno desencadena una reacción inmunitaria intensificada que lo elimina con eficacia o previene la enfermedad mediada por sus productos. Se puede lograr la inmunización activa con la infección natural por un microorganismo, o adquirirse de manera artificial mediante administración de una vacuna, estas son preparados antigénicos constituidos por microorganismos no virulentos, muertos o por moléculas de estos desprovistas de toxicidad.
§  Inmunidad adquirida pasiva
Consiste en la transferencia de anticuerpos preformados a un receptor, su finalidad es la protección transitoria o el alivio de un trastorno existente. Se produce de manera natural con la transferencia de anticuerpos maternos a través de la placenta hacia el feto en desarrollo. Éste adquiere pasivamente de los anticuerpos maternos protección contra difteria, tétanos, estreptococos, rubéola, sarampión, paperas y polio virus. Los anticuerpos maternos que se encuentran en el calostro y la leche ofrecen también inmunidad pasiva al lactante.
De igual forma, se confiere inmunización pasiva al inyectar al receptor anticuerpos preformados en preparados biológicos, como en el caso de los sueros. Estos son una intervención rápida menos duradera e intensa que la provocada por la vacunación, donde el paciente no participa en la elaboración de moléculas, por tanto, es una inmunidad adquirida pasiva.
Respuesta inmune
Es la respuesta a sustancias extrañas (antígenos), incluyendo microorganismos, proteínas y polisacáridos, con consecuencia fisiológica o patológica. Es decir, es un mecanismo que permite defenderse de las agresiones externas provocado por antígenos. Esta función defensiva se basa en la producción de anticuerpos destinados a destruir a los antígenos y también los tumores.
·         Tipos de respuesta inmune
Al momento de la activación del mecanismo de defensa se desata una doble respuesta: una inmunidad humoral y otra de celular.
§  Inmunidad celular
Es la respuesta específica en la que intervienen los linfocitos T en la destrucción de los agentes patógenos. Estos atacan y destruyen células propias, tumorales o infectadas. Esta respuesta cubre una importante función como mecanismo inmunológico de defensa, atacando directamente antígenos extraños como virus, hongos, tejidos trasplantados para actuar como reguladores del sistema inmunológico.
El mecanismo de actuación para cada linfocito T es distinto. No obstante, todos se activan mediante la presentación de antígenos, este es capturado por las células presentadoras de antígenos (macrófagos), que los degradan. La respuesta inmunitaria celular tiene como objetivo destruir las células infectadas para evitar que puedan seguir generando nuevos agentes infecciosos.
§  Inmunidad humoral
Es la respuesta específica del sistema inmune ante un microorganismo que invade el organismo, donde actúan los linfocitos B que cumplen con dos funciones esenciales: actuar como células productoras de anticuerpos y también como células presentadoras de antígeno altamente en reconocer antígenos extraños.
El elemento efector de la respuesta humoral son las inmunoglobulinas, son todas las sustancias con la capacidad de anteponerse al antígeno. Tras la unión antígeno-anticuerpo, las sustancias extrañas son destruidas por las inmunoglobulinas a través de mecanismo, que pueden ser distintos según el tipo que participa
-          Fases de la respuesta inmunitaria humoral:
1.      Respuesta primaria: Es el primer contacto de un antígeno exógeno con un individuo, se caracteriza por la producción de células plasmáticas que secretan anticuerpo y células B de memoria.
2.      Respuesta secundaria: Está reacción depende de la existencia de la población de células B de memoria y células T de memoria.

Reacción antígeno-anticuerpo
Es una relación bimolecular parecida a la interacción enzima- sustrato, con una diferencia importante: no conduce a una alteración química irreversible en el anticuerpo ni en el antígeno. La relación entre un anticuerpo y un antígeno incluye varias interacciones no covalentes entre el determinante antigénico, o epítopo, del antígeno y el dominio de región variable de la molécula del anticuerpo, en particular las regiones hipervariables, o regiones determinantes de complementariedad. Los antígenos pueden presentar varios determinantes antigénicos diferentes que estimulen la producción de anticuerpos y la respuesta de los linfocitos T.
Al entrar en contacto antígeno y anticuerpo, se unen mediante enlaces no covalentes y se desencadenan una serie de procesos capaces de neutralizarlo y eliminarlo. Entre sus reacciones más importantes, se pueden distinguir:
§  Reacción de precipitación
El anticuerpo y el antígeno soluble que interactúan en una solución acuosa forman un retículo que por último se convierte en un precipitado visible. Los anticuerpos que aglomeran antígenos solubles se denominan precipitinas.
§  Reacción de aglutinación
Los anticuerpos que producen estas reacciones se denominan aglutininas, estos se unen a antígenos situados en la superficie de una célula, donde el anticuerpo contiene 2 puntas de unión y forman agregados con los microorganismos, lo cual no permite que infecten otras células.
§  Reacción de neutralización
Este tipo de reacción neutraliza los antígenos, de manera que no pueda ejercer su efecto tóxico, donde los anticuerpos situados en la membrana plasmática bloquean la acción de los antígenos contra la célula.
§  Reacción de opsonización
Se presenta cuando la unión antígeno-anticuerpo no es suficiente para la eliminación del agente extraño, lo cual se necesita la colaboración de complementos, células fagocitarias y células NK. Así el conglomerado antígeno-anticuerpo puede ser fagocitado.

Especificidad antigénica
El sistema inmunitario puede distinguir antígenos muy similares entre sí, por lo tanto, puede responder a millones de antígenos extraños diferentes de una manera altamente específica mediante la producción de anticuerpos que reaccionan sólo con el antígeno que ha inducido su formación.
La especificidad antigénica de cada linfocito T y B se establece antes de su contacto con el antígeno por reordenamientos aleatorios en el gen durante la maduración en el timo o en la médula ósea. Una vez producido el contacto, se activan los linfocitos y ocurre el proceso de selección clonal, donde esta provoca la expansión de la población de células con una especificidad antigénica determinada.
Esta selección clonal demuestra la especificidad y el reconocimiento propio y extraño, pues sólo los linfocitos cuyos receptores son específicos para un epítopo determinado en un antígeno, se expanden y por tanto por tanto se mueven para oponer una reacción inmunitaria.

Conclusión
Las inmunoglobulinas, son proteínas que actúan como anticuerpos. Ambos términos se usan indistintamente. Son proteínas de la familia de las globulinas, que participan en la defensa contra virus, bacterias y parásitos. Está puede presentar de forma soluble en el plasma o pegadas a las membranas de los linfocitos B, como receptores de antígenos.
Estas inmunoglobulinas pueden clasificarse en: IgG, la cual contiene la función de proteger el comportamiento tisular; IgM, esta protege el torrente circulatorio; IgA, protege las mucosas; IgE, defiende contra parásitos intestinales; IgD, evita la tolerancia.
En conclusión, las inmunoglobulinas (anticuerpos) son proteínas de importancia vital que circulan en el torrente sanguíneo, realizan una amplia variedad de funciones e influyen notablemente sobre el equilibrio de nuestro sistema inmunitario.

Bibliografía
Kindt, T., Goldsby, R. and Osborne, B. (2007). Kuby immunology. 6th ed. New York: W.H
Introducción a la inmunología médica | Salud y Medicina. (2012, May 15). Retrieved from https://www.saludymedicina.info/introduccion-a-la-inmunologia-medica/

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