Antígenos: definición y conceptos básicos
El antígeno es un compuesto de alto peso molecular que porta información genética extraña, el cual, al ingresar al organismo, es reconocido por el sistema inmunitario y es capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria dirigida a su eliminación. En términos más simples, un antígeno es una molécula extraña frente a la cual se activa el sistema inmunitario y se producen anticuerpos.
El reconocimiento del antígeno por el anticuerpo no se produce en toda la molécula entera, sino en una pequeña región de la misma. Esta región se denomina epítopo (determinante antigénico). La región correspondiente del anticuerpo es el paratopo. El epítopo y el paratopo encajan geométricamente entre sí como una llave y una cerradura. Durante la maduración de los linfocitos B se produce una reordenación génica y la selección de paratopos con distinta geometría, lo que garantiza una enorme diversidad de anticuerpos.
La presentación del antígeno al sistema inmunitario es llevada a cabo por solo tres tipos de células, las células prezentadoras de antígenos (APC): macrófagos, células dendríticas y algunas células B. Las APC conectan la inmunidad innata y la adquirida.
Propiedades de los antígenos
Se distinguen cuatro propiedades principales de los antígenos: antigenicidad, extrañeza, inmunogenicidad y especificidad.
- La antigenicidad es la capacidad potencial de una molécula para inducir la síntesis de anticuerpos específicos e interactuar con los factores inmunitarios. Se manifiesta a través de los epítopos. Ejemplos: antígenos capsulares (K), flagelares (H) y somáticos (O) de las bacterias.
- La extrañeza es una condición indispensable para que se manifieste la antigenicidad. Los anticuerpos deben producirse únicamente contra moléculas extrañas. Si la respuesta inmunitaria se dirige contra antígenos propios, se desarrolla una enfermedad autoinmunitaria. La extrañeza es relativa: los anticuerpos reconocen la geometría y no la genética, por lo que es posible la reactividad cruzada.
- La inmunogenicidad es la capacidad de un antígeno para inducir una reacción defensiva de una intensidad determinada. Depende de las características moleculares del antígeno (naturaleza, composición química, peso molecular, estructura), del aclaramiento (dinámica de entrada y eliminación) y de la reactividad del organismo huésped (características hereditarias).
- La especificidad es la capacidad de inducir una respuesta inmunitaria estrictamente dirigida contra un epítopo determinado, lo que garantiza la precisión del reconocimiento.
Clasificación de los antígenos
Según el grado de extrañeza, se distinguen:
- Autógenos: antígenos propios del organismo, normalmente tolerados;
- Isógenos: antígenos de individuos genéticamente idénticos (gemelos monocigóticos);
- Singénicos: antígenos de individuos de la misma especie, genéticamente heterogéneos;
- Alogénicos: de representantes de la misma especie en caso de trasplante;
- Xenogénicos: el donante y el receptor pertenecen a especies diferentes;
- De reacción cruzada: antígenos de diferentes organismos que interactúan con los mismos factores inmunitarios (ejemplo: Streptococcus pyogenes y los tejidos cardíacos).
Según su especificidad, se distinguen antígenos grupo-específicos (comunes a un género o familia), especie-específicos y variante-específicos (tipo-específicos) de cepas individuales.
Según el grado de inmunogenicidad, se distinguen: inmunógenos (antígenos completos), que provocan una respuesta plena; haptenos (antígenos incompletos), que inducen una respuesta únicamente en complejo con una proteína portadora; tolerógenos, que inducen tolerancia inmunológica; y autoantígenos. Según su conformación, los epítopos se dividen en lineales (continuos) y conformacionales; según su ubicación, en terminales y centrales.
Anticuerpos: origen y funciones
Los anticuerpos son factores humorales clave de la inmunidad adquirida, circulan en la sangre y reconocen un amplio espectro de antígenos con gran especificidad. Los anticuerpos son producidos por células plasmáticas, que son linfocitos B activados y diferenciados terminalmente.
En la superficie del linfocito B, los anticuerpos actúan como un receptor, el BCR (B-cell receptor). Tras la unión del antígeno al BCR, la célula se activa, se transforma en una célula plasmática y comienza a secretar anticuerpos con la misma especificidad que su receptor de membrana. Bajo la influencia de señales procedentes de los linfocitos T colaboradores (T-helper), se produce el cambio de clase y la maduración de la afinidad.
Funciones principales de los anticuerpos:
- Opsonización: facilitación de la fagocitosis mediante el reconocimiento y la retención del microbio por parte del fagocito;
- Neutralización de toxinas, bacterias y virus, previniendo su entrada en las células;
- Activación del sistema del complemento por la vía clásica;
- Participación en la citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos (ADCC) con la participación de células NK.
Propiedades de los anticuerpos: afinidad y avidez
La afinidad es el grado de atracción específica del centro activo del anticuerpo por el determinante antigénico, es decir, la precisión de la correspondencia geométrica entre el paratopo y el epítopo. En las IgG la afinidad es alta, mientras que en las IgM es baja.
La avidez es la fuerza total de unión de la molécula de anticuerpo con el antígeno, la cual depende del número de centros activos. Las IgG tienen dos sitios de unión, por lo que su avidez es menor; las IgM, al ser pentámeros, tienen diez sitios, por lo que su avidez es alta. De este modo, la IgG posee una alta afinidad con una baja avidez, y la IgM presenta lo contrario.
Estructura y clases de inmunoglobulinas
La molécula de anticuerpo consta de dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L) unidas por enlaces disulfuro. Se distinguen:
- Fragmento Fab: la parte variable, formada por las regiones amino terminales de las cadenas pesada y ligera; contiene el centro de unión al antígeno;
- Fragmento Fc: la parte constante, responsable de las funciones efectoras: la unión a los receptores celulares y la activación del complemento;
- Región bisagra en la unión entre el Fab y el Fc, que aporta flexibilidad y adaptabilidad al antígeno.
La diversidad de los sitios de unión al antígeno se logra mediante la reordenación de genes y las hipermutaciones somáticas. Los anticuerpos que reconocen antígenos propios son eliminados.
Según la estructura del fragmento Fc, se distinguen cinco isotipos (clases) de inmunoglobulinas:
- IgG, IgD, IgE son monómeros;
- IgA existe en forma de monómero sérico y dímero secretor;
- IgM es un pentámero con 10 sitios de unión al antígeno, responsable de la respuesta primaria.
Puntos clave
- El antígeno es una estructura macromolecular extraña; se reconoce a través del epítopo, y el anticuerpo a través del paratopo.
- Las únicas células presentadoras de antígenos son los macrófagos, las células dendríticas y algunas células B.
- Cuatro propiedades del antígeno: antigenicidad, extrañeza, inmunogenicidad y especificidad.
- La inmunogenicidad depende de las propiedades del antígeno, su aclaramiento y la reactividad del organismo; se distinguen antígenos completos, haptenos, tolerógenos y autoantígenos.
- Los anticuerpos son producidos por células plasmáticas (linfocitos B activados); el BCR determina la especificidad de las inmunoglobulinas secretadas.
- La afinidad es la precisión de la correspondencia entre paratopo y epítopo; la avidez es la fuerza total de unión debida al número de sitios.
- La molécula de Ig consta de los fragmentos Fab (de unión al antígeno) y Fc (efector), unidos por una región bisagra.
- Existen cinco isotipos: IgG, IgM (pentámero), IgA (monómero y dímero), IgD, IgE.