Los anticuerpos como fracción de las gammaglobulinas
Los anticuerpos son gammaglobulinas del suero sanguíneo. Durante la separación electroforética de las proteínas plasmáticas, se distinguen las fracciones alfa, beta y gamma; a esta última pertenecen las inmunoglobulinas (Ig). La síntesis y secreción de anticuerpos es realizada por células plasmáticas, derivados terminalmente diferenciados de los linfocitos B. Los anticuerpos son un componente efector clave de la respuesta inmune humoral: unen específicamente los antígenos, los neutralizan, opsonizan patógenos y activan el sistema del complemento.
Estructura general de la molécula de inmunoglobulina
La molécula clásica de Ig monomérica (utilizando como ejemplo el monómero de IgM o IgG) está construida a partir de cuatro cadenas polipeptídicas unidas por enlaces disulfuro. En su composición se distinguen:
- Dos cadenas pesadas (H, heavy): aproximadamente 450 residuos de aminoácidos cada una, con un peso molecular de 50–60 kDa por cadena (y del orden de 100–120 kDa como dímero de cadenas pesadas).
- Dos cadenas ligeras (L, light): aproximadamente 212 aminoácidos, con un peso de 25 kDa cada una (hasta un total de 50–60 kDa).
Entre los pares de cadenas H y entre las cadenas H y L se encuentran puentes disulfuro (enlaces S–S) que mantienen la estructura cuaternaria de la molécula. De forma esquemática se suele representar un par de enlaces disulfuro en la región de unión de las cadenas, pero en realidad tales enlaces se distribuyen por toda la molécula.
Regiones funcionales: Fab, Fc y región bisagra
En la molécula de inmunoglobulina se distinguen fragmentos funcionalmente diferentes:
- Fragmento Fab (Fragment antigen binding): región de unión al antígeno. Está formado por los dominios variables de las cadenas H y L, contiene grupos NH₂ libres y forma el centro de unión al antígeno (paratopo).
- Fragmento Fc (Fragment crystallizable): el «tallo» de la molécula, formado por los dominios constantes de las cadenas pesadas. Recibe este nombre debido a su capacidad de cristalización. Proporciona las funciones efectoras del anticuerpo: unión a receptores Fc de las células (macrófagos, neutrófilos, mastocitos), activación del sistema del complemento y transferencia transplacentaria.
- Región bisagra (hinge region): una zona flexible situada entre los fragmentos Fab y el fragmento Fc. Proporciona movilidad a los «brazos» de unión al antígeno, permitiendo que la molécula una simultáneamente antígenos ubicados a diferentes distancias.
Estructura de dominios del fragmento Fc
Las cadenas pesadas en el fragmento Fc están organizadas en dominios constantes (CH1, CH2, CH3, y en IgM e IgE también CH4). Cada dominio cumple una función determinada:
- El dominio CH2 es responsable de la unión con componentes del sistema del complemento (principalmente C1q) y porta sitios de glicosilación.
- El dominio CH3 asegura la interacción con los receptores Fc de las membranas celulares (fagocitos y otras células efectoras), lo que facilita la opsonización y la fagocitosis del complejo antígeno-anticuerpo.
- A los dominios constantes se adhieren cadenas de carbohidratos que influyen en la estabilidad y la actividad funcional de la molécula.
Clasificación de las inmunoglobulinas por isotipo
El isotipo es la clasificación principal de los anticuerpos basada en la estructura química de las regiones constantes de las cadenas. Se distinguen isotipos según el tipo de cadena pesada y ligera.
Según el tipo de cadena H
- IgA: tipo α de cadena pesada; subclases IgA1 (α1) y IgA2 (α2). Predomina en las secreciones de las mucosas.
- IgG: tipo γ; cuatro subclases IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 (γ1–γ4). Es la inmunoglobulina principal de la respuesta secundaria y atraviesa la placenta.
- IgM: tipo μ. Es la primera inmunoglobulina de unión a antígenos de la respuesta primaria; en el suero existe en forma de pentámero.
- IgD: tipo δ. Funciona predominantemente como receptor de membrana de los linfocitos B maduros.
- IgE: tipo ε. Está asociada con los mastocitos y basófilos, y media la hipersensibilidad de tipo I y la inmunidad antiparasitaria.
Según el tipo de cadena L
Las cadenas ligeras están representadas por dos tipos: κ (kappa) y λ (lambda). En una misma molécula de inmunoglobulina, ambas cadenas ligeras son siempre del mismo tipo. La proporción κ/λ en el suero de una persona sana es de aproximadamente 2:1 y se utiliza como indicador diagnóstico en las gammapatías monoclonales.
Puntos clave
- Los anticuerpos son gammaglobulinas séricas producidas por células plasmáticas, las cuales derivan de los linfocitos B.
- La molécula de Ig consta de 2 cadenas pesadas (H, ~450 aminoácidos) y 2 cadenas ligeras (L, ~212 aminoácidos) unidas por enlaces disulfuro.
- El fragmento Fab es responsable de la unión al antígeno, mientras que el fragmento Fc media las funciones efectoras y la interacción con las células y el complemento.
- La región bisagra proporciona flexibilidad a los brazos de la molécula encargados de unir el antígeno.
- El dominio CH2 se une al complemento y el CH3 a los receptores Fc de las células; a los dominios se encuentran unidas cadenas de carbohidratos.
- Según el tipo de cadena H, se distinguen cinco isotipos: IgA (α), IgG (γ), IgM (μ), IgD (δ), IgE (ε); la IgA y la IgG presentan subclases.
- Según el tipo de cadena L, las inmunoglobulinas se dividen en variantes κ y λ.
- La clasificación isotípica refleja la estructura química de las regiones constantes y determina las propiedades biológicas de los anticuerpos.