CITOCINAS

1.- INTRODUCCIN A LA INMUNOLOGA

Concepto de Inmunidad y de Respuesta InmuneLa Inmunologa es la disciplina que estudia los mecanismos fisiolgicos involucrados en la defensa de la integridad biolgica de un organismo, y ello mediante la identificacin de las sustancias propias y deteccin y destruccin posterior de las sustancias extraas.Reservamos el trmino de Respuesta Inmune para referirnos al conjunto de mecanismos que llevan a cabo la defensa, que suelen ser diversos y heterogneos, y que actan de manera integrada y coordinada para mantener la anteriormente mencionada integridad biolgica.Las sustancias que se comportan como extraas a un organismo, frente al cual este organiza la respuesta inmune, se denominan en general antgenos, si bien en los prximos captulos analizaremos con detalle este concepto. El trmino Inmunidad se ha usado para expresar el hecho de que un organismo est exento de las manifestaciones patolgicas que puede provocar un agente infeccioso, sin embargo hoy en da este concepto no se limita slo a la respuesta ante microorganismo, como en los prximos captulos comprobaremos.

Campos y Aplicaciones de la InmunologaLos significativos avances en el conocimiento de esa disciplina ha permitido no solo un mejor diagnstico y tratamiento de las enfermedades del Sistema Inmune, sino que adems han sido de suma importancia para muchas otras reas de la patologa, as, en el campo de las enfermedades infecciosas el mejor y mayor conocimiento de la respuesta inmune ha favorecido la profilaxis y la vacunacin, los conocimientos sobre molculas de superficie de las clulas sanguneas han sido fundamentales para la realizacin de transfusiones sanguneas, el trasplante de rganos.. el campo de la oncologa tambin tiene un gran futuro.Existe an otro campo que ha avanzado paralelamente a los avances de la inmunologa, que es la bioanaltica, pues tcnicas muy usadas en la actualidad, como el RIA o el ELISA, que usan los conocimientos adquiridos con el estudio de la respuesta inmune, han logrado mejorar la precisin y la sensibilidad de los medios analticos. Por ltimo, el campo de la biotecnologa en la industria y la farmacia, se ha favorecido enormemente de los avances de la inmunologa

Respuesta InmuneComo ya sabemos, la finalidad de la respuesta inmune es la defensa de la integridad biolgica de un individuo. Desde los organismos menos evolucionados, como los invertebrados, hasta los vertebrados superiores y el mximo evolutivo que son los mamferos, se aprecia cmo va en aumento la complejidad de los fenmenos relacionados con la respuesta inmune, de tal manera que se puede hablar de dos tipos de respuesta inmune, la inespecfica, tambin llamada innata o espontnea, y la especfica, llamada tambin adquirida o adaptativa. La primera de ellas es el sistema bsico de proteccin de los invertebrados, mientras que los vertebrados adems de esta ponen en marcha la respuesta inmune especfica, con diferentes grados de complejidad que es mayor en los mamferos.

2.- RESPUESTA INMUNE NATURAL O INESPECFICA O ESPONTNEA

Inmunidad natural en piel y mucosasLa piel acta como barrera eficaz por su continuidad, impidiendo as la entrada de sustancias extraas, pero adems, la piel posee una serie de secreciones cidas de diversas glndulas con poder bactericida.Las mucosas, adems de actuar como barrera, se oponen a la penetracin de sustancias extraas mediante el uso de sistemas mecnicos combinados con sustancias qumicas, como por ejemplo la presencia de cilios y secreciones, que son fundamentales para evitar la penetracin de microorganismos, que quedan as inmovilizados en las secreciones y son expulsados al exterior por el movimiento de los cilios. Muchas mucosas poseen tambin factores qumicos, como ocurre en la secrecin gstrica que posee un bajo pH, que ejerce un poderoso efecto germicida. El bajo pH de la orina juega un papel similar. En la mucosa digestiva es especialmente relevante el efecto protector que realiza la flora intestinal de grmenes comensales, que al ocupar un espacio impide que pueda ser ocupado por otros grmenes no comensales, es decir, patgenos.Por ltimo, la presencia en muchos fluidos biolgicos de la enzima lisozima, provee a estos de un importante factor antimicrobiano, debido a su accin enzimtica sobre algunos azcares presentes en la pared bacteriana favoreciendo as la lisis de esas bacterias.

Factores celulares de la respuesta inmune inespecfica. La inflamacinEl factor celular bsico de la respuesta inmune inespecfica es el fagocito, clula que puede ser de dos distintas estirpes o clases: PMN Neutrfilos o Monocito-Macrfago. La funcin de estas clulas consiste en englobar partculas y destruirlas mediante el proceso denominado fagocitosis, para lo cual se encuentran en los lugares de los tejidos a donde pueden llegar estas partculas, contribuir as al objetivo final de la inflamacin.La inflamacin comienza con un aumento del riego sanguneo en el rea afectada por el agente extrao, y que se debe a la dilatacin de los capilares y arteriolas de la zona, lo que se sigue de un aumento de la permeabilidad plasmtica capilar (por retraccin de las clulas endoteliales capilares), apareciendo as el edema y por ltimo el paso de leucocitos, sobre todo neutrfilos, hacia el tejido lesionado. Esto se realiza mediante dos procesos denominados marginacin (mediante la cual los neutrfilos circulantes se adhieren a la pared interna de los capilares) y diapdesis (consistente en la salida de los neutrfilos del vaso sanguneo mediante el estiramiento y contraccin de su citoplasma). Ya en los tejidos, el fagocito se dirige hacia el lugar donde se halla el agente extrao mediante movimientos ameboides y por efecto de la quimiotaxis, que es un fenmeno mediante el cual ciertas sustancias qumicas que aparecen en los tejidos hacen que los fagocitos se acerquen o se alejen al origen de tales sustancias segn un gradiente de concentracin. Ejemplos de sustancias quimiotcticas positivas son el glucgeno, algunos lipopolisacridos bacterianos y la fraccin C5a del complemento.Finalmente acontece la fagocitosis, que comienza cuando el fagocito reconoce al agente extrao, gracias a que en su superficie poseen unos receptores capaces de unirse de manera inespecfica a muchos grmenes y agentes extraos; unin que es an mayor si previamente el agente ha sido opsonizado, es decir, recubierto por partculas de la fraccin C3b del complemento, ya que tanto neutrfilos como macrfagos poseen en su membrana receptores para C3b. Despus de la unin, los fagocitos engloban al agente extrao mediante la emisin de prolongaciones de su citoplasma formndose as un fagosoma, al cual posteriormente se le unen lisosomas y forman un fagolisosoma cuya finalidad es destruir al agente extrao por efecto de las enzimas contenidas en el interior de los lisosomas, si bien no siempre se consigue pudiendo quedar el agente extrao vivo en fase latente dentro del fagocito.

Factores humorales de la respuesta inmune inespecficaSon factores presentes en los lquidos extracelulares, como las protenas del complemento, que pueden ser activadas por la superficie de diversos microorganismos (va alterna) y que producen opsonizacin o quimiotactismo, o bien se activadas por la va clsica, producindose as la lisis directa de las membranas bacterianas.Existen otras protenas que aumentan con rapidez durante la infeccin, son las llamadas protenas de fase aguda, como la protena C reactiva, que recubre e inactiva inespecficamente muchos microorganismos. Tambin debe ser considerado un factor humoral la anteriormente citada lisozima.

3.- RESPUESTA INMUNE ESPECFICA

Caractersticas generalesLa divisin entre respuesta inmune inespecfica y especfica es en realidad un tanto arbitraria, pues no son respuestas aisladas, sino que ms bien colaboran entre s para combatir la infeccin, existiendo cooperacin entre los componentes de la respuesta inmune inespecfica y especfica. La respuesta especfica, es por convenio, el campo de la inmunologa, y est mediada por linfocitos, siendo estos los elementos celulares fundamentales, si bien suelen intervenir tambin otras clulas de tipo macrfago para su desarrollo. Existen dos tipos principales de linfocitos, los B y los T, de manera que segn sea el tipo de linfocito sobre el que recae la respuesta hablamos de Respuesta Inmune Humoral, si son los linfocitos B, o de Celular si el elemento principal es el linfocito T.

Inmunidad HumoralEst mediada por molculas de la sangre responsables del reconocimiento especfico de los agentes extraos o antgenos, y de su posterior eliminacin. Dichas molculas son sintetizadas por los linfocitos B y se denominan inmunoglobulinas, que al ser secretadas constituyen los anticuerpos circulantes, capaces de unirse a los antgenos y proceder a su neutralizacin y destruccin.Esta respuesta es especialmente importante para la defensa ante antgenos solubles y bacterianos. No obstante, formacin de anticuerpos no implica necesariamente proteccin, pues existen respuestas con anticuerpos que pueden llegar a ser nocivas, esto es lo que se denomina hipersensibilidad. Una importante caracterstica de la inmunidad humoral es que puede ser transferida de forma pasiva (inmunizacin pasiva) a travs del suero, o ms frecuentemente a travs de la leche materna o de la placenta.

Inmunidad CelularEl elemento celular de este tipo de respuesta es el linfocito T, y en ella no hay produccin de anticuerpos y por tanto, no puede ser transferida con el suero o el plasma. Los antgenos son eliminados mediante la produccin de una estirpe concreta de linfocitos T, los citotxicos o citolticos, y tambin mediante la secrecin de molculas, muchas de ellas, dependientes de los linfocitos, las citocinas.Esta respuesta es especialmente efectiva ante virus y levaduras, es decir, frente a microorganismos intracelulares. Tambin es importante ante el rechazo de los injertos y los trasplantes, y tambin para el control de clulas tumorales.

Propiedades de la Respuesta Inmune EspecficaTanto la respuesta humoral como la celular muestran varias caractersticas comunes y fundamentales frente a los antgenos, a saber:1.- Especificidad: La respuesta inmune es capaz de discriminar entre antgenos distintos, pero en realidad la respuesta es especfica para diferentes componentes estructurales de los antgenos, de manera que son pequeas porciones de esos antgenos las que son reconocidas de forma especfica por linfocitos individuales. Cada una de esas porciones se denomina eptopo o determinante antignico, y cada uno de ellos es reconocido por un linfocito T o B diferente que posee en su membrana un receptor diferente y especfico capaz de distinguir entre eptopos distintos.2.- Diversidad: los linfocitos especficos para cada eptopo existen sin estimulacin antignica previa, de forma que en los individuos no sensibilizados (que no han tenido contacto previo con ese antgeno) existen clones de clulas con diferentes especificidades para responder a diferentes eptopos. Bien, pues el nmero total de especificidades de los linfocitos de un individuo constituye su repertorio linfoctico, y es el responsable de la diversidad. A su vez, la diversidad se produce como consecuencia de la enorme variabilidad estructural de los lugares de unin al eptopo de los receptores linfocitarios para el antgeno.3.- Memoria: La exposicin del sistema inmune a un agente extrao aumenta su capacidad para responder de nuevo a ese mismo antgeno. Esto se debe fundamentalmente a que cuando un linfocito es estimulado por un antgeno se produce su proliferacin, y toda la progenie de ese linfocito seguir siendo sensible a ese antgeno particular, pues sigue expresando el mismo receptor antignico y por tanto sigue teniendo la misma especificidad. Dentro de esa proliferacin de linfocitos, algunos de ellos, denominados de memoria, son capaces de sobrevivir durante mucho tiempo y podrn responder de forma rpida ante nuevos contactos con ese antgeno. Por otra parte, en sucesivos contactos con el antgeno, los anticuerpos generados irn aumentando su afinidad por el eptopo.4.- Autolimitacin: La respuesta inmune no es ilimitada, pues existe toda una serie de mecanismos autorreguladores, entre los cuales la desaparicin del antgeno por la accin de los linfocitos parece de los ms importantes, as como, que los linfocitos tienen una vida corta como elementos efectores de la respuesta inmune, muriendo al poco tiempo o quedando como linfocitos de memoria.5.- Reconocimiento de lo propio: Normalmente los linfocitos son capaces de respetar las molculas propias que pueda tener carcter antignico. Esta autotolerancia es un mecanismo que debe ser adquirido por los linfocitos de cada individuo, de tal manera que aquellos linfocitos que adquieren reactividad frente a molculas propias son eliminados antes de llegar a la madurez. Cuando esto no ocurre aparecen las denominadas enfermedades autoinmunes.

Fases de la Respuesta Inmune: Reconocimiento, Activacin, EfectoraLa respuesta inmune comienza con el reconocimiento del antgeno por los linfocitos para l, lo cual lleva la activacin de esos linfocitos, y a partir de lo cual se desarrollan mecanismos efectores de respuesta que buscan la eliminacin del antgeno, as pues se puede hablar de tres fases en la respuesta inmunitaria:1.- Fase de Reconocimiento: El reconocimiento del antgeno se produce por su unin a receptores especficos para l que existen en la superficie de linfocitos maduros. En el caso de los linfocitos B, estos presentan, en su superficie, inmunoglobulinas capaces de unirse a antgenos solubles de naturaleza proteica, glucdica o lipdica. Los linfocitos T poseen en su membrana un receptor capaz de unirse a molculas proteica cortas situadas en la superficie de otras clulas.2.- Fase de Activacin: Esta fase engloba toda una serie de acontecimientos inducidos en los linfocitos como consecuencia de su unin al antgeno. Bsicamente hay dos grandes cambios, primero la proliferacin de los linfocitos, lo que conlleva a la expansin del clon especfico para ese antgeno y la amplificacin de la respuesta; y segundo, la diferenciacin, con lo que los linfocitos evolucionan de clulas de reconocimiento a clulas que actan eliminando al antgeno. As, los linfocitos B que reconocen al antgeno se diferencian en clulas secretoras de anticuerpos (plasmocitos o clulas plasmticas) y los anticuerpos secretados se unen a los antgenos solubles poniendo en marcha mecanismos para su eliminacin. Por su parte los linfocito T se diferencia a clulas capaces de activar a los fagocitos que eliminan antgenos intracelulares.3.- Fase Efectora: Durante esta fase, los linfocitos que han sido activados por el antgeno promueven mecanismos que llevan a la eliminacin de ste. Estos linfocitos por tanto actan en esta fase como clulas efectoras. Sin embargo, muchas funciones efectoras precisan del concurso de otras clulas efectoras no linfoides y de mecanismos de defensa que tambin operan en la inmunidad natural o inespecfica, como por ejemplo la fagocitosis por neutrfilos y monocitos que se ve aumentada si los anticuerpos se unen a los microorganismos (opsonizacin); o cuando se activa el sistema del complemento, tambin favorecido por los anticuerpos, logrndose la lisis y fagocitosis de microorganismos. Por su parte los linfocitos T activados por el antgeno secretan unos mediadores qumicos denominados citocinas (tambin se puede escribir citokinas o citoquinas) que favorecen la fagocitosis y aumentan la respuesta inflamatoria.En resumen, si bien durante la fase efectora son imprescindibles los linfocitos, hay otros tipos de clulas y mecanismos que aunque no acten de manera especfica, s que son muy importantes para el xito final de la respuesta inmune especfica.

4.- CLULAS DEL SISTEMA INMUNE

Las clulas que participan en la respuesta inmune se hallan en sangre y linfa y en rganos anatmicamente bien definidos, y tambin en muchos tejidos y rganos. Es muy importante la organizacin anatmica y la capacidad de las clulas para circular, puesto que frente a un antgeno dado slo responde una pequea cantidad de linfocitos, que adems de reconocerlo deben poner en marcha la respuesta.En la respuesta inmune interviene varios tipos celulares:Linfocitos, que reconocen y responden de forma especfica a los antgenos.Clulas accesorias, que en muchas ocasiones se precisan para el reconocimiento y la activacin: fagocitos, clulas dendrticas,Clulas efectoras, como fagocitos y otros leucocitos, casi siempre necesarias para culminar la respuesta inmune.

Linfocitos: Linfocitos B y T. Subclases y marcadores.Son los responsables de la especificidad, y morfolgicamente se habla de:Linfocitos pequeos, de 8 a 10 m de dimetro, con un ncleo grande, casi sin orgnulos citoplasmticos y que posee en su membrana receptores para el antgeno (BCR y TCR). Funcionalmente pueden ser divididos en linfocitos o clulas B y T. Las clulas T a su vez pueden ser divididas en dos grandes poblaciones funcionalmente distintas: Los linfocitos T cooperadores (TH, que presentan en su en superficie el marcador CD4) y los lonfocitos T citotxicos o citolticos (Tc, que presentan en su superficie el marcador CD8), ambos tipos celulares con receptor para el antgeno, pero que solo puede reconocerlo si le es presentado unido a las denominadas molculas MHC (Complejo Principal de Histocompatibilidad) en la superficie de otra clula. Las clulas TH, cuando son as estimuladas por el Ag, se activan y comienzan a secretar una serie de molculas mediadoras de mensajes genricamente denominadas citocinas y cuyos efectos son promover la proliferacin de otras clulas T y B, y atraer leucocitos inflamatorios (macrfagos y neutrfilos). Por su parte, las clulas TC, cuando son estimuladas por el antgeno, adquieren la capacidad de lisar a las clulas que producen esos antgenos. Antes de su estimulacin por un antgeno los linfocitos vrgenes (trmino usado para describir a los linfocitos que an no han sido estimulados por un antgeno) se encuentran en el fase G0 del ciclo celular y tras la estimulacin entran en la fase G1 de ciclo y comienzan a dividirse; los linfocitos as activados son ms grandes, de 10 a 12 m con mayor cantidad de orgnulos y citoplasma y se les suele denominar linfocitos grandes o linfoblastos, pero no son distintos a los pequeos, solo estn activndose y proliferandoLinfocito Granular Grande, esta es una denominacin antigua que identifica a una subpoblacin linfocitos que no tienen marcadores ni de clulas B ni de clulas T, y que actualmente se denominan clulas NK (asesinas naturales) o clula citoltica natural. Su funcin est relacionada con la destruccin de clulas tumorales o infectadas por virus sin una estimulacin antignica previa.

Clulas Accesorias: Fagocitos Mononucleares y Clulas DendrticasEstas clulas son prcticamente imprescindibles para el reconocimiento de un antgeno determinado, y por tanto para la activacin de la respuesta inmune.Macrfagos:Los macrfagos se originan en la mdula sea a partir de la clula madre hematopoytica, siendo la primera clula morfolgicamente identificable el promonoblasto, que originar el monoblasto y este cuando comienza a circular por la sangre se denomina monocito. El monocito sanguneo, al cabo de unas horas abandona la sangre por marginacin y diapdesis y coloniza los diferentes tejidos donde se diferencia adquiriendo distintas morfologas y aspectos, hasta el punto que se habla de diversos tipos celulares, pero todos ellos macrfagos, constituyendo el denominado Sistema Mononuclear Fagoctico (antiguamente conocido como sistema reticuloendotelial), en el que hay que incluir clulas tales como los histiocitos del tejido celular subcutneo, las clulas reticulares y dendrticas del tejido linfoide, las clulas de Kupffer del hgado, los macrfagos alveolares del pulmn, el osteoclasto del hueso, la microgla del sistema nervioso, los macrfagos mesangiales del rin, Los macrfagos pueden intervenir, como ya se ha explicado en temas anteriores, en la respuesta inmune inespecfica, destruyendo de forma indiscriminada agentes extraos sin guardar memoria. Tambin intervienen en la respuesta inmune especfica, y en este caso pueden actuar como clulas accesorias o como clulas efectoras. Su contribucin como clulas accesorias se entiende por su capacidad para presentar antgenos peptdicos, asociados a las molculas MHC, a los linfocitos T, es decir actuar como APC profesional (clula presentadora de antgenos profesional). Como clulas efectoras de la respuesta inmune celular realizan un importante papel que se pone en marcha cuando estos macrfagos son estimulados por citocinas procedentes de los linfocitos T activados y cuyo efecto principal es el de incrementar en los macrfagos sus funciones en la fagocitosis y la inflamacin.En la respuesta inmune humoral intervienen fundamentalmente a travs del mecanismo de la opsonizacin. Es este un fenmeno mediante el cual una partcula, por ejemplo una bacteria, se halla recubierta por anticuerpos o por protenas del complemento, y dado que las clulas fagocticas (macrfagos y neutrfilos) poseen en su membrana receptores para determinadas partes de esas molculas, al unirse a ellos, los receptores desencadenan una serie de eventos cuya consecuencia final es un aumento de la actividad fagoctica de esas clulas, que se hace ms rpida y ms contundente y con un mayor xito final. Clulas dendrticas:Participan en la induccin de la respuesta inmune y se diferencian dos tipos principales:Clulas dendrticas interdigitantes, o simplemente clulas dendrticas, que desempean una funcin importante en la inmunidad innata frente a microbios y tambin en la inmunidad especfica al inducir respuesta frente a los antgenos de naturaleza proteica por parte de los linfocitos T. Nacen en la mdula sea a partir de los precursores de la estirpe de los monocitos. Se sitan en el intersticio de muchos rganos pero sobretodo en los tejidos epiteliales, donde captan antgenos extraos para transportarlos hacia los rganos linfoides secundarios. Poseen unas amplias prolongaciones citoplsmicas que amplan su superficie y por tanto su posibilidad de captar antgenos. El tipo ms representativo es la denominada clula de Langerhans de la piel, que tras captar antgenos en la epidermis se dirige a los ganglios para ejercer su funcin, que es la de presentar antgenos proteicos a los linfocitos TH.Clulas dendrticas foliculares, estas son clulas dotadas de grandes prolongaciones de la membrana que se encuentran presentes entremezcladas en el interior de unos grupos especializados de linfocitos B activados, llamados centros germinales, en los folculos linfoides de los ganglios linfticos, bazo y tejido linfoide asociado a las mucosas. Se desconoce su origen y no parecen proceder de la mdula sea. La funcin que realizan es la de atrapar antgenos que estn formando complejo con los anticuerpos o con las protenas del complemento y exponerlos en su superficie para que sean reconocidos por los linfocitos B.

Clulas Efectoras: GranulocitosNeutrfilos:Tambin denominados leucocitos polimorfonucleares son los leucocitos ms abundantes en sangre perifrica e intervienen en las primeras fases de la respuesta inflamatoria gracias al contenido de sus grnulos citoplsmicos especficos, ricos en enzimas tales como la lisozima, colagenasa y elastasa. Tambin participan en la respuesta inmune especfica y su efectividad en ello est basada en la existencia en su membrana de receptores para la porcin Fc de las Igs, que son los denominados FcRIII, capaces de fijar los Ac, pero solo si estn fijados al Ag, es decir formando los complejos Ag-Ac. Los neutrfilos tambin son capaces de fijar molculas de una protena del complemento llamada C3b porque posee en su membrana receptores para ellas. Por tanto, las partculas opsonizadas, ya sea por Ac ya sea por fracciones del complemento, pueden ser fijadas por los neutrfilos y as fagocitadas con mayor eficacia.Eosinfilos:La actividad de estas clulas en la respuesta especfica radica en el contenido de sus grnulos citoplasmticos, ricos en enzimas hidrolticas tales como la protena bsica mayor, arilsulfatasa, peroxidasa, diversas hidrolasas cidas, colagenasa.. Son importantes para la defensa ante parsitos, porque estos pueden haber sido recubiertos por un tipo de inmunoglobulina denominada IgE, y los eosinfilos poseen un receptor (FcRIII) especfico para este tipo de Ac que se fija a ellos si estos estn unidos al Ag, producindose entonces la liberacin del contenido de sus grnulos. La IgE libre no es capaz de fijarse al FcRIII, pues este posee baja afinidad por la IgE libre y solo se une a ella si est formando complejo con el Ag.Basfilos:Estas clulas, al igual que le ocurre a un tipo celular relacionado con ellos llamados mastocitos, son especialmente tiles en la respuesta especfica gracias al contenido de sus grnulos, ricos en hidrolasas cidas, heparina e histamina, y a la existencia de un receptor para la fraccin Fc de las IgE que es de alta afinidad (FcRI), por lo que fija a la IgE libre, no unida al Ag y cuando posteriormente el Ag se una a esta IgE se produce la degranulacin inmediata de todos los grnulos con la consecuente liberacin de enzimas responsables de la destruccin del Ag, y a veces tambin responsable de las manifestaciones alrgicas.

5.- TEJIDOS DEL SISTEMA INMUNE

Introduccin.Aunque en casi todos los tejidos y rganos podamos encontrar clulas relacionadas con la respuesta inmune, la mayor parte de los linfocitos y clulas accesorias que intervienen en la respuesta inmune especfica se localizan y concentran en tejidos y rganos anatmicamente bien definidos, todo ello para optimizar el reconocimiento y la activacin de la respuesta. Estos lugares denominados rganos linfoides, es a donde los antgenos son transportados y concentrados, y esto es as puesto que de la gran cantidad de linfocitos presentes en un organismo, tan solo una pequea parte de ellos es activa para un antgeno concreto, al que no solo debe reconocer, sino que tambin debe poner en marcha los mecanismo efectores encaminados a su eliminacin, por todo ello, tiene sentido esta agrupacin de las clulas involucradas en la respuesta en esos rganos linfoides. Aun as, los linfocitos no son clulas estticas, sino que estn recirculando e intercambindose con los tejidos.Los rganos linfoides son de dos tipos:a) rganos linfoides primarios o centrales, donde los linfocitos nacen y donde adems adquieren la madurez o inmunocompetencia, es decir, la capacidad para reconocer a un eptopo concreto y especfico. Estos rganos son la mdula sea y el timo.b) rganos linfoide secundarios o perifricos, que es el lugar donde se pone en marcha la respuesta, es decir, donde ocurre el reconocimiento, la activacin y la puesta en marcha de mecanismos efectores de la respuesta inmune especfica. Estos rganos son los ganglios linfticos, el bazo y los tejidos linfoides asociados a mucosas (MALT: mucosse associated linfoide tissues) y la piel.

Mdula sea:En la mdula sea, a partir de la clula madre se originan todas las clulas sanguneas, incluidos los linfocitos T y B. Es aqu donde nacen los linfocitos B y adems adquieren la madurez, de tal manera que al final de este periodo expresan ya un receptor para el antgeno en su superficie, compuesto por inmunoglobulinas de membrana y denominados BCR (receptor para al antgeno de las clulas B), y por lo tanto son inmunocompetentes para un eptopo concreto y especfico. Luego de adquirir la madurez, los linfocitos B abandonan la mdula sea y a travs de la sangre llegan a los rganos linfoides secundarios y ah permanecen hasta ser activados por un antgeno. Tras la activacin en los rganos linfoides secundarios los linfocitos se expanden clonalmente y generan muchos linfocitos B de memoria y muchos de estos abandonan los rganos linfoide secundarios y se almacenan nuevamente en la mdula sea durante mucho tiempo (pueden ser aos) y ah podrn actuar como si fuera un rgano linfoide secundario pues estos linfocitos B de memoria pueden activarse nuevamente aos despus. Por ello tambin podemos pensar en la mdula sea como un rgano linfoide primario y secundario.

Timo:Es un rgano linfoepitelial situado en el mediastino anterosuperior. Tiene un rico aporte vascular y vasos linfticos que drenan a los ganglios del mediastino. Es el lugar donde las clulas T procedentes de la clula madre, y que han llegado desde la mdula sea, adquieren la madurez y se convierten en linfocitos T maduros, es decir que expresan ya en su membrana un receptor para el antgeno concreto y especfico (TCR). Esto ocurre gracias a la especial morfologa celular del timo, que consta de dos partes: corteza y mdula, y el proceso general de maduracin tmica de los linfocitos T incluye la circulacin de estos desde la corteza hacia la mdula, de modo que solo los linfocitos T maduros abandonan el timo y a travs de la sangre llegan hasta los rganos linfoides secundarios.Las estructuras celulares importantes en el timo son las clulas epiteliales, las clulas dendrticas y los macrfagos. Salpicadas por todo el timo se encuentran las clulas epiteliales, mientras que las clulas dendrticas se ubican en el lmite corticomedular y en la mdula tmica, y los macrfagos se sitan mayoritariamente en la zona medular. Tambin en la zona medular existen unas estructuras llamadas corpsculos de Hassall que probablemente representan restos de clulas en degeneracin.La maduracin tmica comienza en la corteza, donde se acumulan multitud de linfocitos procedentes de la mdula sea, aunque son linfocitos algo ms pequeos de los circulantes, por lo que se denominan timocitos. Los timocitos se dividen intensamente en la corteza y ah comienza su maduracin, lo que conlleva que expresen las molculas CD4/CD8 correspondientes y un TCR, estos receptores entran en contacto con pptidos propios (los nicos pptidos presentes en el timo) que les son presentados por molculas MHC propias, principalmente por las clulas epiteliales de la corteza, aunque tambin pueden ser presentadas por las pocas clulas dendrticas de esta zona. Esta presentacin pone en marcha un proceso denominado de seleccin positiva, en el cual los timocitos que se unen dbilmente al complejo pptido propio-MHC son estimulados para sobrevivir, y aquellos timocitos cuyos receptores no reconocen al MHC propio continan con su proceso natural y mueren por apoptosis. Esto garantiza que los linfocitos que maduran estn restringidos por el MHC propio. La seleccin positiva tambin fija la restriccin por el MHC de la clase I o de la clase II de los subtipos de linfocitos, asegurando que los linfocitos T CD8 sean especficos de los pptidos presentados por las molculas de clase I y que los linfocitos T CD4 los sean por las molculas de la clase II.Existe otro proceso mediante el cual los linfocitos T en maduracin aprenden a respetar lo propio, este proceso se denomina seleccin negativa, y en l se eliminan los linfocitos T en desarrollo que se unen fuertemente a los antgenos propios. Estos antgenos propios son presentados por molculas MHC en la superficie de las clulas epiteliales y sobre todo por las clulas dendrticas medulares, de manera que cuando se unen con alta afinidad a esos antgenos propios, no son rescatados del proceso natural de apoptosis y mueren. Esto evita la presencia en los rganos linfoides secundarios de linfocitos T autorreactivos, es decir, capaces de reaccionar y activarse frente a antgenos propios. Tambin es conocida la existencia de enfermedades autoinmunes, que suponemos ocasionadas por la presencia de linfocitos T que escaparon de este control de aprendizaje y desarrollaron un TCR que reconoce con alta afinidad a los antgenos propios y salieron del timo hacia los rganos linfoides secundarios.

Ganglio linftico:Los ganglios son estructuras linfoconectivas dispuestas por todo el organismo, poseen forma arrionada y suelen estar agrupados en determinadas zonas del organismo e interconectadas entre s a travs de los vasos linfticos. Posee una envoltura conectiva denominada cpsula que est perforada por muchos vasos linfticos aferentes, por donde entra la linfa en los ganglios, que atravesando todo el espesor de los mismos, y despus de ser filtrada, sale por un nico vaso linftico eferente, por el hilio ganglionar. Al estar conectados mutuamente en serie a lo largo de los linfticos, un vaso eferente que salga de un ganglio puede funcionar como aferente para otro, y el vaso linftico eferente que se encuentra en el extremo de una cadena de ganglios linfticos se rene con otros vasos linfticos, y finalmente culmina en un gran vaso linftico denominado conducto torcico por donde toda la linfa vuelve finalmente a la sangre al desembocar en la vena cava superior. Histolgica y funcionalmente, en el ganglio podemos distinguir tres zonas, la subcortical o subcapsular, paracortical y medular. En la zona subcortical, la inmediatamente inferior a la cpsula, nos encontramos sobre todo clulas B maduras que se organizan formando folculos linfoides, que a su vez se denominan primarios si estn compuestos por linfocitos B maduros vrgenes, no sensibilizados, (que an no ha contactado con un antgeno) o secundarios a los constituidos por linfocitos B que han sido recientemente sensibilizados y estn en fase de activacin y proliferacin, porque en su centro, que se denomina centro germinal, hay muchas clulas dendrticas foliculares que estn mostrando antgenos a los linfocitos B y estn dividindose y generando clulas productoras de anticuerpos de alta afinidad y clulas B de memoria. Tambin encontramos linfocitos T colaboradores que participan en la produccin de clulas B de memoria.La zona paracortical es un rea de clulas T, sobre todo colaboradoras y algunas citotxicas. En este lugar las clulas T se encuentran con los antgenos que le son presentados por clulas dendrticas interdigitantes u otras clulas accesorias, comenzando as su activacin. Las clulas dendrticas provienen de muchos rganos, como la piel o las mucosas y ah se ha cargado de antgenos que transportan a travs de la linfa hasta los ganglios linfticos dirigindose directamente a las reas de clulas T para mostrrselo a estas e inducir su activacin. La zona medular consta de unos cordones separados por senos con forma laberntica que desembocan en un nico seno medular. En estos cordones medulares se acumulan macrfagos y clulas plasmticas.Esta separacin anatmica entre las diversas clases de linfocitos en las distintas zonas del ganglio depende de citocinas, puesto que cuando los linfocitos T y B vrgenes llegan al ganglio a por va sangunea, abandonan la circulacin, en el interior del ganglio, a travs de unos vasos especializados llamados vnulas de endotelio alto. Los linfocitos T vrgenes expresan un receptor denominado CCR7 que se une a las quimiocinas CCL19 y CCL21, producidas por las clulas estromales residentes en al rea de clulas T. Las clulas dendrticas tambin expresan CCR7. Los linfocitos B vrgenes expresan otro receptor de quimiocina distinto, CXCR5, que reconoce a la quimiocina CXCL13, producida nicamente en los folculos. Las quimiocinas ejercen sus efectos biolgicos despus de unirse a sus receptores correspondientes, y atraen a sus respectivas clulas hacia lugares concretos y por tanto son las responsables del secuestro de los distintos tipos de linfocitos en las distintas reas, garantizando una separacin anatmica entre linfocitos T y B, lo cual a su vez asegura que cada poblacin de linfocitos contactar con la clulas presentadoras de antgenos (APC) oportunas, es decir los linfocitos T con las dendrticas (interdigitantes) y lo B con las clulas dendrticas foliculares. Finalmente cuando se produce la estimulacin del linfocito virgen, estos pierden su restriccin anatmica y comienzan a emigrar. As los linfocitos T activados pueden dirigirse hacia los folculos para colaborar con los linfocitos B o salir del ganglio y penetrar en la circulacin, mientras que los linfocitos B activados avanzan hacia los centros germinales y, despus de su diferenciacin en clulas plasmticas abandonan el ganglio y se alojan en la mdula sea.

Bazo:rgano situado en el hipocondrio izquierdo, recubierto por una cpsula de tejido conectivo e irrigado por una sola arteria, la esplnica, que rpidamente se divide en mltiples arteriolas esplnicas, alrededor de las cuales se encuentra la denominada pulpa blanca, que es la forma en la que el tejido linfoide se organiza en este rgano. La arquitectura de la pulpa blanca es similar en su organizacin a la de los ganglios linfticos, con una separacin entre las zonas de linfocitos T y B. Este tejido linfoide que rodea una arteriola se denomina manguito o vaina linfoide periarteriolar, y hacia la periferia del mismo se encuentran los folculos linfoides, y finalmente todo ello queda rodeado por un borde de linfocitos y macrfagos denominado zona marginal. El secuestro de los distintos linfocitos en reas de clulas B o de clulas T obedece a patrones similares a los que acontecen en el ganglio y tambin se debe a la accin de las mismas citocinas que son producidas por las clulas estromales de las distintas reas. La funcin de la pulpa blanca consiste pues en favorecer la respuesta inmune especfica frente a los antgenos transportados por la sangre.

Sistema Inmunitario Cutneo y de las Mucosas:Muchos antgenos consiguen penetrar en un organismo a travs de la piel, por lo que esto la convierte en el lugar responsable de numerosas respuestas inmunitarias. Para ello, la piel posee abundantes clulas de Langerhans y linfocitos T intraepiteliales. Las clulas de Langerhans forman un entramado casi continuo en el que capturan antgenos al ingresar a travs de la piel, y cuando se cargan de microbios pierden su adhesividad por la epidermis y empiezan a expresar receptor de quimiocinas CCR7 y as emigran hacia la zona de clulas T de los ganglios linfticos y maduran hacia la forma de APC (clula presentadora de antgenos).Las superficies mucosas del tubo digestivo y vas respiratorias poseen una significacin funcional similar a la de la piel.

Mecanismos para la recirculacin linfocitaria y el alojamiento de los linfocitos:Los linfocitos vrgenes pasan desde la sangre hasta los ganglios linfticos y desde estos a travs de los vasos linfticos y la linfa vuelven a la circulacin sangunea muchas veces hasta tropezar con un antgeno y efectuar su reconocimiento en el interior de un ganglio linftico. Este patrn de trnsito que siguen los linfocitos vrgenes se denomina recirculacin linfocitaria, y permite la bsqueda a lo largo de todo ese organismo de un antgeno extrao por parte de la escasa proporcin de linfocitos vrgenes especfico para l. Los linfocitos que hayan reaccionado se diferenciarn en clulas efectoras y de memoria en los rganos linfoides secundarios y pueden as regresar a la sangre y a los focos infecciosos o inflamatorios que puedan surgir en los tejidos perifricos (no linfoides). El proceso por el cual una poblacin determinada de linfocitos penetra selectivamente en los ganglios linfticos o en unos tejidos pero no en otros se denomina alojamiento linfoctico. Las molculas implicadas en la adhesin son de diversas familias (selectinas, integrinas, superfamilia de las inmunoglobulinas), y aquellas que se expresan en la superficie de los linfocitos reciben el nombre de receptores de alojamiento, y las que se fijan a ellos en la superficie de las clulas endoteliales se les llama adresinas.Son bien conocidas las molculas presentes en los linfocitos T vrgenes y responsables de ese alojamiento, y son la selectina L y CCR7, cuyos ligandos en la clula endotelial son el ligando de selectina L y CCL19 o CCL21, respectivamente. La funcin de estos receptores de alojamiento sobre los linfocitos T es la de adherirlo a las vnulas de endotelio alto en los ganglios linfticos (funcin realizada por la selectina L y su ligando en las clulas endoteliales, ligando de selectina L), y posteriormente secuestrarlos en las reas de clulas T, a donde son atrados por las quimiocinas CCL19 y CCL21, para las que los linfocitos T vrgenes presentan en su membrana un ligando, CCR7.Los linfocitos T activados (efectores y de memoria) dejan de presentar estos receptores y comienzan a expresar otros como la molcula denominada ligando de selectina E y P, cuyo ligando en la clula endotelial es la propia selectina E P y son los responsables de la adhesin inicial de estos linfocitos T activados al foco de infeccin. Otro receptor de alojamiento de estos linfocitos T activados es la integrina 2 LFA-1 (antgeno asociado a la funcin leucocitaria) y la integrina 1 VLA-4 (integrina de activacin tarda), para ambos receptores de alojamiento el ligando es o la molcula de adhesin intercelular 1 (ICAM-1), o la molcula de adhesin vasocelular 1(VCAM-1), responsables de fijar los linfocitos T activados a las clulas endoteliales de los focos inflamatorios, que son las nicas clulas endoteliales que la expresan.

6.- ESTRUCTURA DE LOS ANTGENOS

Caractersticas generales de los antgenosAntes de conocer las caractersticas generales de los Ag conviene distinguir tres conceptos:Inmungeno: Cualquier sustancia capaz de inducir una respuesta inmune, y de reaccionar con los productos de la reaccin inmune. Esto implica que un inmungeno debe ser reconocido por los linfocitos T o B, generndose tras ese contacto la activacin y proliferacin de esos linfocitos, y llegada la fase efectora los productos de la reaccin inmune (anticuerpos o linfocitos T sensibilizados) reaccionarn especficamente con los antgenos.Antgeno: ms que un nombre es un adjetivo, pues es la propiedad que presentan ciertas sustancias de reaccionar con los productos de la reaccin inmune (anticuerpos o linfocitos T sensibilizados), independientemente de que hayan o no inducido la respuesta inmune.Hapteno: sustancia que slo induce la respuesta inmune si previamente se ha unido a una molcula transportadora, determinando por la tanto la formacin de anticuerpos, a los cuales se podr posteriormente fijar aunque no se halle unida a una molcula transportadora. En la prctica podemos considerar a los eptopos o determinantes antignicos como haptenos.

Para que una sustancia pueda ser considerada antgeno debe reunir una serie de condiciones:a.- Propiedades fsico-qumicas: como su peso molecular, pues a mayor peso molecular, mayor capacidad antignica, y aunque pesos moleculares inferiores a los 10.000 Daltons son poco antignicos, en realidad suelen actuar como haptenos. A mayor complejidad bioqumica, mayor capacidad antignica, por eso los mejores antgenos son las protenas, sobre todo los que presentan aminocidos aromticos (ms an si es tirosina) en su estructura y an ms si se sitan en el extremo de la cadena peptdica. Los hidratos de carbono tambin pueden ser antignicos, pero lo son mucho menos que las protenas, al igual que los lpidos, y ms difcilmente los cidos nucleicos. La estabilidad bioqumica es fundamental para tener capacidad antignica.b.- Va de entrada del antgeno, si bien la mejor va es la parenteral (intravenosa, subcutnea, intramuscular,..), tambin tienen efecto los antgenos que penetran a travs de otras vas como la respiratoria, digestiva o cutnea.c.- Carcter extrao, sobre todo las sustancias procedentes de especies muy alejadas de la nuestra. Sin embargo es conocida la existencia de enfermedades denominadas autoinmunes provocadas por situaciones en las que el organismo reconoce como extrao algo propio. Incluso experimentalmente se pueden provocar la produccin de anticuerpos frente a elementos propios.

Tipos de Antgenos:Conviene conocer la terminologa usada frecuentemente en la literatura cientfica, con respecto a los distintos tipos de antgenos segn su origen, as hablamos de:Heteroantgeno o Antgeno Heterlogo o Xenoantgeno, cuando nos referimos a los antgenos procedentes de un individuo de otra especie.Isoantgeno o Aloantgeno, as denominamos a los antgenos procedentes de un individuo de la misma especie, pero genticamente diferente.Autoantgeno, es el trmino usado para hablar de antgenos procedentes de un mismo individuo.

Determinantes antignicosLas molculas antignicas aisladas no son en s mismas un solo antgeno, en realidad, tienen zonas de su superficie contra las cuales tiende a orientarse la respuesta inmune, y en las cuales se fijan los anticuerpos, y que son en realidad las partes de antgeno verdaderamente reconocidas como extraas. Esas partes se denominan determinantes antignicos o eptopos y podemos considerarlos como haptenos.Los determinantes antignicos ms poderosos son los de las protenas, y a su vez pueden ser de dos tipos:Determinante secuencial, constituido por un grupo de unos 6 a 8 aminocidos situados en disposicin lineal, es decir uno tras otro en la estructura primaria de la protena.Determinante conformacional, tambin constituido por un grupo de unos 6 a 8 aminocidos pero que no son contiguos en la estructura primaria de la protena, sin embargo debido al arrollamiento espacial de la protena por la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria, quedan yuxtapuestos y cercanos en el espacio.Los glcidos tambin presentan determinantes que son siempre secuenciales, pues lo que es reconocido como extrao es un grupo de unos 5 6 azcares, entre los cuales hay uno denominado inmunodominante que se sita en un extremo del glcido.

Reacciones CruzadasEn ocasiones los anticuerpos pueden reaccionar frente a un antgeno con el cual nunca han tenido contacto, eso es lo que se denomina reaccin cruzada, y puede ser originada por dos mecanismos: El antgeno original y el nuevo comparten algn eptopo, con lo cual una parte de los anticuerpos son capaces de reaccionar con ambos antgenos, eso s, con el antgeno no original la reaccin ser mucho ms dbil. El antgeno original y el nuevo poseen algn eptopo parecido, de tal manera que algn clon de anticuerpos es capaz confundirse y reaccionar con el nuevo antgeno. Tambin en este caso, la reaccin con el nuevo antgeno ser de menor afinidad.

7.- ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS

Introduccin y visin general de su estructuraLos anticuerpos (Ac) son el mecanismo efector fundamental de la respuesta inmune humoral, y se definen como molculas glucoproteicas sintetizadas por los linfocitos B en su forma madurativa efectora, los plasmocitos o clulas plasmticas, que se generan cuando el linfocito B se sensibiliza ante un antgeno. Los anticuerpos tienen la propiedad de unirse especficamente al antgeno que indujo su produccin, y su funcin es neutralizar al antgeno y poner en marcha mecanismo para lograr su destruccin.Su distribucin es muy amplia por todo el organismo, pudiendo encontrar anticuerpos en casi todos los lquidos biolgicos, como sangre, linfa, secreciones externas,..La fraccin glucdica de los Ac es pequea, en algunas clases de Ac es del 2-4%, y en otras puede llegar a constituir hasta el 12-14%. Hasta el momento no se ha descrito ninguna funcin especial a esta fraccin de la molcula, si bien se especula que puede servir para evitar la protelisis del Ac por estar situada sobre todo alrededor de la regin bisagra de los Ac, que es adems la parte ms susceptible de sufrir dicha protelisis, an as no parece estar relacionada con las funciones realmente importantes, es decir la de reconocimiento y la efectora, por ello no le prestaremos ms atencin.La estructura bsica de la fraccin proteica est constituida por cuatro cadenas peptdicas idnticas entre s dos a dos, y de las cuales dos son ms grandes (aproximadamente el doble) que las otras dos, por lo que hablamos de dos cadenas pesadas o cadenas H, las ms grandes, y dos cadenas ligeras o cadenas L, las pequeas.Las dos cadenas pesadas estn unidas entre s por varios puentes disulfuro intercatenarios, a veces solo dos y en otras ocasiones hasta seis, que se ubican aproximadamente a la mitad de la cadena, en la zona denominada de la bisagra o zona flexible. A su vez, las cadenas ligeras estn unidas a las pesadas, una ligera a una sola pesada, mediante un nico puente disulfuro intercatenario ubicado en la zona carboxiterminal de la cadena L, y en la zona cercana a la bisagra (hacia el extremo aminoterminal) de la cadena H.

Estructura de las cadenas ligeras (L)En el modelo considerado bsico de las inmunoglobulinas, Ig, que se corresponde con el de la Ig denominada G, la cadena ligera est constituida por un pptido de unos 220 aminocidos dispuestos por tramos el lmina beta (unos siete tramos), separados por tramos cortos en alfa hlice. Por su parte, la estructura terciaria es originada por la existencia de dos puentes disulfuro intracatenarios, uno situado en la mitad aminoterminal (los primeros 110 aminocidos) y otro en la mitad carboxiterminal (desde el aminocido 110 hasta el 220), lo cual hace que la molcula adopte una disposicin globular, conocida como dominios tipo Ig, uno aminoterminal y el otro carboxiterminalSi analizramos las posibles secuencias de aminocidos de los dominios carboxiterminales, comprobaramos que solo existen dos secuencias posibles, es decir, que estos dominios son relativamente constantes, de hecho a este dominio se le denomina domino C o constante de las cadenas ligeras o L: dominio CL. Cada una de estas dos posibles secuencias tiene un nombre que las identifica, por lo que hablamos de cadenas L Kappa () o Lambda ().Si analizramos las posibles secuencias de aminocidos de los dominios aminoterminales, comprobaramos que aqu no existe constancia en la secuencia, hablndose por tanto de dominios variables, V, de la cadena L, dominio VL, existiendo muchas posibles secuencias diferentes de aminocidos en este dominio. Aunque no es predecible la secuencia, existen zonas donde la variabilidad es menor, por la existencia de cierta constancia de algunos aminocidos en algunos lugares y por el contrario existen tambin zonas de variabilidad mxima, donde es imposible predecir que aminocido estar, y estas son las denominadas zonas hipervariables, de las cuales se identifican tres en cada dominio V, una entre los aminocidos 26-34, otra en posicin 50-60, y la ltima y ms importante para el reconocimiento del eptopo en posicin 89-97. A estas zonas tambin se las denomina Regiones Determinantes de la Complementariedad, abreviado CDR 1, 2 y 3. Lgicamente el dominio V es el responsable del reconocimiento antignico y por tanto es ah donde radica la especificidad, sobre todo en las tres CDR. ltimamente se ha dado importancia a las regiones adyacentes a las CDR, denominadas FR (Frame Regions), que si bien no son las responsables de la especificidad en s, parecen importantes por cuanto que su flexibilidad permiten un mejor encaje entre el eptopo y las CDR.

Estructura de las cadenas pesadas (H)Las secuencias peptdicas de las cadenas pesadas poseen aproximadamente el doble de aminocidos que las L, es decir, unos 440. Tambin poseen una estructura primaria y secundaria similar a las L, pero poseen cuatro puentes disulfuro intracatenarios y por lo tanto cuatro dominios de unos 110 aminocidos cada uno, los tres carboxiterminales son constantes (dominios CH: CH1, CH2 y CH3), y el aminoterminal, al igual que ocurra en las cadenas L, es variable (dominio VH) y posee tambin tres CDR situadas en posicin 30-35 la primera, 50-62 la segunda y 94-102 la tercera, y que lgicamente estn involucradas en la especificidad y reconocimiento antignico.En la regin constante, determinada por esos tres dominios CH1, CH2 y CH3, existen slo cinco secuencias posibles que determinan la clase de cadena pesada, denominadas con las letras griegas , , , , y . Como quiera que una Ig posee dos cadenas pesadas idnticas entre s, siempre en una Ig estarn presentes dos de esas cadenas iguales, y otras dos ligeras tambin iguales entre s, pudiendo ser kappa o lambda, pero nunca ambas. Sea la cadena ligera que sea la presente, lo que identifica la clase de Ig es la presencia de la cadena pesada concreta, de forma que cuando las cadenas pesadas son de tipo hablamos de IgA, si son de tipo sern IgG, si IgD, si IgE y si IgM.

Efecto de las diversas enzimas sobre los anticuerposHace ya muchos aos que se logr comprobar en que partes de las Ig radicaban sus distintas funciones, y esto se logr conocer tratando soluciones de Ig con dos enzimas: la papana y la pepsina.As, se vio que la papana cortaba a la Ig por aproximadamente la mitad de las cadenas pesadas, cerca de la zona de la bisagra pero hacia el extremo aminoterminal, mantenindose intactos los puentes disulfuro. Aparecan entonces un primer fragmento constituido por las mitades carboxiterminales de las dos cadenas pesadas, que permanecen unidas por los puentes disulfuro intercatenarios y que contienen aproximadamente los dominios CH2 y CH3 de ambas cadenas. Este fragmento se denomina Fc (abreviado de fragmento cristalizable). Tambin aparecan otros dos fragmentos idnticos entre s y constituidos cada uno por una cadena ligera completa y la mitad restante de la cadena pesada correspondiente que permanece unida a la ligera por el puente disulfuro intercatenario; cada uno de estos fragmentos se denomina Fab (fragmento fijador de antgeno). Por tanto el corte con papana nos da un fragmento Fc y dos Fab. Experimentalmente se comprob que el fragmento Fc era incapaz de fijar antgenos, pero si mantena la capacidad de fijarse a ciertas clulas (macrfagos y neutrfilos), e incluso que era capaz de fijar complemento. Es por lo que se dice que la actividad efectora de los Ac, como la activacin del complemento o la induccin de la fagocitosis tras la opsonizacin se encuentra en este fragmento. Por su parte los fragmentos Fab no se fijan a clulas ni activan al complemento, pero si son capaces de reconocer al eptopo y as unirse a los antgenos, hecho este apreciado por la presencia de precipitacin.Cuando se usa como enzima la pepsina, el corte de la Ig se produce junto a los puentes disulfuro, pero hacia el extremo carboxiterminal, por lo que no quedan puentes que mantengan unidas a las dos mitades carboxiterminales de las cadenas pesadas, y lo que queda es un fragmento parecido al Fc pero que se rompe en varios trozos ms pequeos, que no cristalizan ni tienen ninguna funcin, y se denomina fragmento Fc. Quedaba otro fragmento , denominado F(ab)2, que est constituido por dos mitades conteniendo, cada una, una cadena ligera completa y la mitad de la cadena pesada desde el extremo aminoterminal hasta incluir los puentes disulfuro que unen las dos cadenas pesadas, con lo cual estas permanecen unidas entre s y como no se han cortado los dominios variables permanece intacta la capacidad para fijar antgenos, que en este caso es mayor puesto que se pueden fijar hasta dos eptopos, por eso este fragmento es ms aglutinante que el fragmento Fab. Por supuesto que sigue este fragmento sin tener capacidad para fijarse a clulas ni para activar el complemento.

8.- FUNCIONES BIOLGICAS DE LOS ANTICUERPOS

Antigenicidad de los anticuerposComo ya ha sido descrito en temas anteriores, los anticuerpos o Ig son molculas de elevado peso molecular, de naturaleza proteica, y que si se inyectan en un individuo diferente a aquel que las sintetiz, preferiblemente en un animal de experimentacin, con toda probabilidad se comportar en el animal receptor como un antgeno, pues en s posee todas las caractersticas de la antigenicidad. Gracias a esta visin se ha introducido tres conceptos que nos ayudan a conocer mejor las funciones biolgicas de los Ac. Estos tres conceptos son:Isotipo: este trmino hace referencia a las diferentes clases y subclases de cadenas pesadas y ligeras, y las variantes producidas estn presentes en todos los individuos sanos de esa especie, en sus dominios constantes. Esto implica que los genes responsables de estas variantes estn tambin presentes en todos los individuos.Alotipo: estas son variaciones de las regiones constantes, de cadenas H o L, y que no estn presentes en todos los individuos sanos de la especie, lo cual implica necesariamente la presencia de formas allicas diferentes en un locus determinado. Suelen aparecer en poblaciones concretas, por lo que a veces se les denomina alotipos privados, y muchas veces se producen como consecuencia de mutaciones.Idiotipo: son las variaciones de los dominios variables (sobre todo de las zonas hipervariables), y son especficos de cada molcula de anticuerpo. Es aqu donde radica la especificidad del Ac por Ag, pues cada clon de linfocitos B elabora su propio idiotipo.

Clases y subclases de anticuerpos (Isotipos)En la especie humana se han descrito cinco clases diferentes de Ac, tambin denominados isotipos, que vienen dados por la clase de cadena pesada que poseen. Las principales caractersticas de cada clase son las que ahora se exponen:Inmunoglobulina G, IgG: Es la Ig ms abundante en el plasma sanguneo, y en el hombre representa alrededor del 70-80% del total de Ac sanguneos. Su PM es de unos 150.000 D y contiene un 2-3% de glcidos. Debido a su bajo peso molecular sale con facilidad del plasma y llega a los tejidos, incluso pasa la placenta. Esta facilidad para llegar a los tejidos la convierta en la Ig ms importante en la defensa tisular. Es capaz de activar el complemento por la va clsica a travs de su dominio CH2, y aunque es bastante precipitante, es muy poco aglutinante. Dentro de las IgG se han aislado hasta cuatro subclases o subisotipos diferentes llamados 1, 2, 3 y 4, todos en forma de monmeros y con actividades similares, excepto la IgG4, que no es capaz de activar el complemento.

Inmunoglobulina M, IgM:Es la segunda en proporcin en el plasma sanguneo, ocupando entre un 5 y un 10% del total de Ig de un adulto. Contiene alrededor de un 11% de carbohidratos. No posee tres dominios constantes como en el caso de la IgG, sino que posee un cuarto dominio constante (CH4), aunque no es completo pues solo posee unos 70 aminocidos. Su peso molecular es alto, unos 950.000 D, y esto se debe a que en realidad es un pentmero constituido por cinco monmeros similares a los descritos para la IgG. Esta estructura pentamrica confiere a la IgM un forma de estrella motivada por la presencia de unos puentes disulfuro entre los ltimos aminocidos del dominio CH4 que estabilizan la molcula en esta forma. Adems de esto tambin posee una cadena peptdica corta, de unos 15.000 D llamada cadena J (del ingls joining, unin), al parecer tambin involucrada en el mantenimiento de esta estructura en estrella.Posee capacidad para activar el complemento y lo hace por la va clsica, a travs del dominio CH3, como le ocurre a la IgG, y tambin es capaz de fijarse a receptores celulares para la fraccin Fc mediante su dominio CH3. Por su elevado peso molecular es incapaz de salir del plasma, por lo que no se encuentra en los tejidos, pero en cambio es la primera Ig que aparece tras el primer contacto con el antgeno, es decir cuando el linfocito B se sensibiliza y activa.Todo lo descrito anteriormente es vlido para la forma de IgM que denominamos circulante, como anticuerpo, pero en la superficie de los linfocitos B encontramos molculas similares ancladas a travs de una prolongacin de su extremo carboxiterminal, por un dominio transmembranal, a la superficie de los linfocitos B vrgenes, formando junto con una IgD, anclada tambin a la membrana del linfocito, el receptor para el antgenos de la clula B, el BCR.

Inmunoglobulina A, IgA:Es la tercera en concentracin plasmtica, pero esto es engaoso, porque la mayor parte de la sintetizada se localiza en la superficie de los epitelios en la forma denominada IgA secretora, IgAs. Su peso molecular es de unos 160.000 D, algo ms que el de la IgG, pues posee una mayor proporcin de carbohidratos (hasta el 12%). Existen dos subclases o subisotipos: IgA1 e IgA2, la primera es la que solemos encontrar en sangre pues representa ms del 90% de la forma plasmtica, mientras que el subisotipo de IgA2 es la que compone la IgAs de los epitelios. Esta forma de IgA secretora es un dmero cuyos monmeros se mantienen unidos por la presencia de una cadena de unin, cadena J similar a la presente en la IgM, y adems posee una glicoprotena denominada componente secretor o pieza secretora.La IgA destinada a ser secretada por las mucosas se forma en las clulas plasmticas de la submucosa, y desde ah debe llegar hasta la superficie apical de la mucosa. Esto ocurre de la manera siguiente: la clula plasmtica sintetiza y secreta el dmero IgA unido por la cadena J y como tal dmero es fijado por un receptor para l presente en la superficie basal de la clula de la mucosa, este complejo receptor-dmero de IgA es entonces internalizado por la clula de la mucosa y dirigido hacia la membrana apical, por donde sale al exterior de la mucosa permaneciendo unido al dmero una parte del receptor, que es lo que denominamos pieza secretora, que al parecer es importante para proteger al dmero de la protelisis que ocurre en mucosas como la digestiva, y como resultado de ello se prolonga la vida de una glucoprotena, la IgAs, cuando sea atacada por las enzimas digestivas.Inmunoglobulina E, IgE:Esta inmunoglobulina se encuentra en muy baja proporcin en el plasma, y posee un peso molecular de unos 190.000 D, y no solo porque es rica en hidratos de carbono, ya que posee entre un 11y un 12%, sino adems porque posee un cuarto dominio constante muy corto y situado a continuacin del tercero. No se ha descrito subisotipos y su funcin principal es la de intervenir en las situaciones de alergia e hipersensibilidad.Inmunoglobulina D, IgD:Se halla en muy baja proporcin en el plasma, de hecho no se considera una Ig secretada, y en muchas especies no se ha detectado, y probablemente sea porque la que se halla en el plasma debe haberse originado como consecuencia de su liberacin cuando se destruyen linfocitos B maduros no sensibilizados, pues este es el nico lugar donde podemos encontrarla pues forma parte del BCR, que est constituido ms que por una Ig, por dos Ig especfica para el mismo antgeno y aunque los dos monmeros del BCR poseen cadenas pesadas distintas, un monmero est constituido por cadenas (y por ello hablamos de IgM) y el otro por cadenas pesadas (y por ello hablamos de IgD) ambos monmeros presentan el mismo idiotipo en los dominios variables de sus cadenas pesadas (ya sean ), y tambin el mismo isotipo de cadenas ligeras con el mismo idiotipo en ellas. Para activar a la clula B el eptopo debe unirse a ambos monmeros a la vez, por ello se atribuye a la IgD el papel de correceptor para el antgeno en las clulas B maduras no sensibilizadas, pues los linfocitos B de memoria no poseen en su membrana IgD, sino que tras la activacin por el antgeno, en la proliferacin de ese clon de clulas B, se va produciendo en las sucesivas divisiones nuevos linfocitos B de memoria y efectores que en su ADN sufren un nuevo reordenamiento cuya consecuencia es la imposibilidad de volver a producir IgD ni IgM, y por el efecto de determinadas citocinas derivarn su reordenamiento gnico hacia la produccin de una de las otras tres Ig (G, A o E).

Funciones Efectoras de los anticuerpos:La funcin principal de un anticuerpo es la de unirse a su antgeno. En algunos casos esta unin produce un efecto directo de neutralizacin del antgeno, como ocurre por ejemplo cuando un Ac se une a un Ag vrico impidiendo as la entrada del virus en la clula, tambin cuando el Ag es una toxina bacteriana, cuyo efecto nocivo se origina cuando se una a receptores de membrana, y que cuando est presente el Ac no puede hacerlo pues la unin Ac-Ag neutraliza a ste ltimo. Sin embargo estos fenmenos de neutralizacin, precipitacin o aglutinacin del Ag no suelen ser suficientes por s solos para la destruccin y eliminacin de los antgenos. Para este fin se requiere la colaboracin de otros mecanismos que genera unas funciones efectora secundarias, como son: La activacin del complemento, explicada ms adelante La opsonizacin, ya descrita Citotoxicidad mediada por clulas dependiente de anticuerpos (ADCC):Este ltimo es un mecanismo mediante el cual varios tipos celulares, como las clulas T citotxicas, algunos leucocitos y sobre todo las clulas NK adquieren la capacidad de lisar clulas que han sido recubiertas por Ac de clase IgG, y esto es as porque estas clulas poseen en su membrana un receptor de baja afinidad, el FcRIII, para la porcin Fc de estas IgG, capaz de fijarse solo a la IgG unida a su antgeno. Cuando ocurre la unin entre este receptor y la porcin Fc del anticuerpo unido a una clula diana, se activa la clula NK y comienza por una parte a sintetizar y secretar citocinas (como el factor de necrosis tumoral, TNF, y el interfern ) y por otra parte se estimula su degranulacin liberando protenas con gran actividad citoltica. En clulas como los neutrfilos, monocitos y eosinfilos tambin existe un receptor de baja afinidad para la fraccin Fc de las IgA (FcRIII), tambin responsable de mecanismos ADCC.

9.- VARIABILIDAD GENTICA DE LAS INMUNOGLOBULINAS

Organizacin germinal de los genes de las inmunoglobulinasExisten tres loci, separados entre s, que codifican para las cadenas ligeras , las cadenas ligeras y para todas las clases de cadenas pesadas, respectivamente. Cada locus se halla en un cromosoma diferente que vara segn la especie, si bien sus genes se organizan esencialmente de la misma forma en todos los mamferos, aunque sus localizaciones cromosmicas y el nmero y secuencia de los diferentes segmentos gnicos en cada uno de los loci son variables.Cada locus de lnea germinal consta de mltiples copias de por lo menos tres tipos de segmentos gnicos (V, J y C), adems el locus de las cadenas pesadas posee un cuarto tipo de segmento (D). Dentro de cada locus, cada grupo de segmentos gnicos est separado de los otros por fragmentos de ADN no codificante (intrones).Genes de las cadenas ligeras:Los loci que codifican para las cadenas ligeras ( o ) poseen en su extremo 5 un amplio grupo de segmentos gnicos V (unos 35-40) separados entre s y precedido cada uno de ellos por una secuencia de nucletidos (secuencia lder) que codificara para el pptido seal (20-30 aminocidos). En el extremo 3 del locus, se encuentran los segmentos gnicos C, cuyo nmero vara en las distintas especies, pero que suele ser de uno o muy pocos (en la especie humana es de un solo segmento para y cuatro segmentos funcionales de ). Entre los segmentos gnicos V y C, y separados por intrones de longitud variable, se hallan unas secuencias codificantes adicionales, de 30 a 50 pares de bases, que constituyen los segmentos gnicos J, en nmero escaso (5-6). Este segmento J codifica para el extremo carboxiterminal del dominio variable de la cadena ligera (los ltimos 10-15 aminocidos del dominio). Por tanto, el dominio variable de las cadenas ligeras est codificado por la combinacin de un gen V con un gen J.Genes de las cadenas pesadas:Poseen tambin un grupo amplio de segmentos V ( unos 100) y un grupo de unos pocos segmentos J, sin embargo, en el ADN codificante de las cadenas pesadas se introduce entre ambos grupos de segmentos gnicos, un tercer grupo de unos 20 segmentos gnicos denominados D (diversidad). Entre estos tres tipos de segmentos codifican para la totalidad del dominio variable de la cadena pesada. A continuacin de los segmentos J, hacia el extremo 3, y tras un largo intrn, aparecen los segmentos gnicos que codifican para los distintos isotipos de las cadenas pesadas, y aparecen en un orden que aunque distintos en las distintas especies, siempre conserva presente en primer lugar la secuencia gnica que codificara para la cadena pesada , luego la de la cadena pesada y a continuacin las secuencias de las distintas cadenas (, y ). Es de destacar que en el locus de las cadenas pesadas estn presentes, en el ADN de lnea germinal, todos los segmentos gnicos de los distintos isotipos de la especie.

Recombinacin de los genes de las IgAunque los genes de las Ig estn presentes en el ADN de lnea germinal, y por tanto en todas las clulas del individuo, es solo en los linfocitos donde se produce el reordenamiento del ADN capaz de dejar contiguos los genes V, D y J. Est recombinacin somtica supone la unin de segmentos gnicos apropiados, mediante la introduccin de roturas en la doble cadena en el extremo de estos segmentos y el empalme de los mismos para producir genes que puedan transcribirse.La recombinacin somtica implica la seleccin de un gen V, un gen J y un gen D (en el caso de los loci de las cadenas pesadas) en cada linfocito en desarrollo, as como su aproximacin y unin para generar un nico gen VJ VDJ que codificar la regin variable de una cadena ligera o pesada. El gen C permanece separado del gen VJ VDJ en el ADN y en el transcrito primario de ARN. Este ARN primario se procesa posteriormente de forma que el segmento VDJ queda contiguo al gen C y forma un ARN que si puede ser traducido para formar la cadena completa (ligera o pesada). Los diferentes clones de linfocitos usan distintas combinaciones de los genes VD o VDJ. Adems, durante la recombinacin VDJ se aaden y elimina nucletidos de estas uniones, aumentando an ms la variabilidad gentica de las Ig partiendo de un nmero limitado de segmentos gnicos: 35-40 V, 5-6 J, y 20-25 D; para justificar la existencia de 109 especificidades distintas.

Mecanismos de recombinacin somticaLa recombinacin o reorganizacin de los segmentos gnicos est mediada por diversas enzimas, algunas de las cuales slo estn presentes en los linfocitos, las recombinasas VDJ, y otras son enzimas de reparacin del ADN. Las recombinasas VDJ actan porque reconocen ciertas secuencias del ADN denominadas Secuencias de Reconocimiento de la Recombinacin o tambin Secuencia Seal de la Recombinacin (SSR), que se hayan situadas en los lados 3 de los segmentos V, en el 5 de los segmentos J y a ambos lados de los segmentos D. Las SSR estn constituidas por un heptmero (siete nucletidos) muy conservado, que se continua por un espaciador de 12 23 nucletidos (esto se corresponde con una o dos vueltas de hlice del ADN), no conservado, y esta a su vez se continua por un nonmero (nueve nucletidos) muy conservado, de modo que la recombinacin entre dos segmentos slo ocurre si uno de ellos posee un espaciador de 12 y el otro de 23 (a esto se le denomina regla 12/23).El componente especfico de las recombinasa slo aparece en los linfocitos inmaduros, durante su maduracin en la mdula sea (pro-linfocito), que es donde se expresan dos genes denominados RAG-1 y RAG-2 (gen activador de la recombinacin), siendo el producto de RAG-1 el que produce la recombinacin y RAG-2 necesario para su accin. Los componentes no especficos de las recombinasas poseen un complejo donde se incluyen unas enzimas de reparacin y un complejo proten kinasa dependiente de ADN (ADN-PK)

Generacin de la diversidad de los linfocitosLa enorme diversidad del repertorio de los linfocitos B y T maduros se genera principalmente por la reorganizacin de sus genes, y varios mecanismos contribuyen a esta diversidad, y son:Diversidad combinatoria: esta diversidad viene dada por el nmero de combinaciones posibles entre segmentos V, J y D (en las cadenas pesadas) de cada uno de los locus en la lnea germinal. Despus de la recombinacin somtica y la expresin de las cadenas L y H, la diversidad aumenta an ms por la yuxtaposicin de dos regiones V diferentes generadas de forma aleatoria, VH y VL. Por tanto la diversidad combinatoria total es tericamente el producto de la diversidad combinatoria de cada una de las dos cadenas que se asocian.Diversidad de la Unin: Adems de la accin de las recombinasas y el empalme aleatorio de distintos segmentos V, D y J, existen otros mecanismos denominados de diversidad en la unin que pueden dar lugar a que dos mismas combinaciones VDJ puedan llegar a tener distintas secuencias de nucletidos en el ADN recombinado y generar as dos pptidos distintos. Estos es porque pueden existir eliminaciones o adiciones de nucletidos entre segmentos durante la recombinacin. El primer mecanismo se debe a la accin de las endonucleasas que eliminan nucletidos en el tramo final de los segmentos J, generndose as nuevas secuencias. El segundo mecanismo logra aadir a las uniones nuevos nucletidos que no estaban presentes en la secuencia germinal, y se debe a que tras la accin de las recombinasas se forma una horquilla entre los dos extremos de la cadena de ADN cortada, que luego la enzima Artemisa (que para actuar debe ser fosforilada por la ADN-PK) debe cortar para que se empalme con los extremos del otro extremo de ADN cortado, y con frecuencia el corte de la Artemisa es asimtrico, de forma que una cadena de ADN es ms larga que la otra, y para unirse, la cadena ms corta debe alargarse con nucletidos complementarios a la cadena ms larga para poder as lograr un empalme completo. Estos nuevos nucletidos se denominan nucletidos P (porque suelen ser palndromos), y su inclusin modifica la secuencia de nucletidos y por tanto tambin la secuencia del pptido final. Hay otro mecanismo similar al anterior pero en el que se incluyen hasta veinte nuevos nucletidos y se denomina inclusin de nucletidos N (No codificados), que es mucho ms frecuente en las cadenas pesadas que en las ligeras, y est mediada por la enzima TdT (desoxinucleotidil transferasa terminal). La adicin de nucletidos P y de nucletidos N en los sitios de recombinacin puede introducir desplazamientos del marco de lectura, lo que tericamente genera codones de terminacin en dos de cada tres ocasiones, pero es el precio a pagar por generar ms diversidad. Todos estos mecanismos de eliminacin y adicin tienen lugar sobre todo en la parte codificante de la ltima CDR.

10.- UNIN ANTGENO ANTICUERPO

Base estructural de la unin antgeno-anticuerpoEl reconocimiento del eptopo es una funcin fundamentalmente de las regiones hipervariables, la CDR, que son las zonas que participan directamente en la formacin de los sitios de unin con el Ag, y esta unin tiene lugar a travs de la formacin de mltiples puentes no covalentes entre el Ag y los aminocidos de las CDR de los Ac. Las fuerzas de atraccin son del tipo de enlaces salinos, puentes de hidrgeno, fuerzas electrostticas y fuerzas de Van der Waals, que todas ellas individualmente son dbiles, pero que en conjunto tienen una considerable energa de unin y su fuerza es inversamente proporcional a la distancia que separa el eptopo de la CDR, por ello, es lgico que el determinante y al Ac deban tener estructuras complementarias para que puedan combinarse. Esto significa que deben existir grupos de tomos adecuado en partes opuestas del Ag y el Ac, es decir que la forma de uno debe encajar en la del otro, de manera que se puedan producir varias uniones no covalentes al mismo tiempo entre las CDR y el eptopo. Cuando esto ocurre, hay suficiente energa para resistir la tendencia natural a la separacin de ambos elementos (Ag y Ac). En cambio, cuando hay un mal encaje entre ambos elementos, o cuando el Ag y el Ac se solapan en el espacio, entran en juego fuerzas de repulsin que superan a las que los mantienen unidos, separndose entre s.

Afinidad y Avidez de un AnticuerpoSe define cono afinidad a la fuerza de unin entre un eptopo y un anticuerpo individual, pero en realidad sera entre un eptopo y una regin Fab, y que lgicamente est condicionada por las fuerzas de atraccin y repulsin que existan entre ambos. Dado que la unin entre un eptopo y su Ac no es covalente, se le puede aplicar a esta unin la Ley de Accin de Masas, donde la constante de asociacin o de afinidad, Ka, es directamente proporcional a la concentracin de complejos Ag-Ac ([Ag-Ac]), e inversamente proporcional al producto de la concentracin de ambos reactivos ([Ag] x [Ac]). A su vez Ka es la inversa de un trmino mucho ms usado que se denomina constante de disociacin, Kd, que puede tambin ser definido como la concentracin de antgeno a la cual se satura el 50% del Ac presente, de manera que a menor Kd, mayor afinidad de un Ac por su Ag. La Kd de la mayora de las uniones Ag-Ac oscila entre 10-7 y 10-10 Molar, lo cual es superior incluso a la de muchas uniones enzima-sustrato. Lgicamente los Ac de mayor afinidad (menor constante de disociacin) sern los que presenten mayor y mejor efectividad en la respuesta inmune especfica.Cuando hablamos de afinidad debemos entender solo la unin de un eptopo con uno de los dos lugares de unin de un monmero de Ig, pero la realidad es que la mayora de los Ag presentes en la naturaleza presentan al mismo tiempo muchas copias del mismo eptopo y tambin muchos eptopos diferentes, con la consecuente formacin de muchos Ac cada uno de ellos especfico para cada eptopo diferente. Por ello, debemos definir y manejar otro trmino, el de Avidez, que se trata del conjunto de fuerzas de atraccin que existe entre un Ag multivalente (con muchos eptopos iguales o diferentes) y un anticuerpo multivalente (en realidad un conjunto de Ac con diferentes afinidades y especificidades para los diferentes eptopos de un mismo Ag). La avidez, adems no es la simple sumatoria de las afinidades, pues cuando un Ag est unido a varios Ac, para que el Ag quede libre debe romper al mismo tiempo todas sus uniones a los Ac, lo cual requiere mucha fuerza de disrupcin.

Respuesta Primaria y Secundaria con AnticuerposCuando por primera vez un Ag se pone en contacto con un organismo, se produce una respuesta inmune que se denomina primaria, y por el contrario, cuando al cabo de un tiempo el mismo Ag vuelve a activar el sistema inmune, se produce una respuesta que denominamos secundaria. Ambas son cualitativa y cuantitativamente diferentes. La Respuesta Primaria comienza tras el primer contacto con el Ag, tras lo cual existe un perodo de tiempo de unos 5 a 7 das, en los que no se detectan Ac circulantes, este se denomina perodo de latencia. A partir de unos 7 das, comienza a detectarse Ac que son de clase IgM, y que continan secretndose durante una semana ms y cada vez en mayor proporcin, de manera que a esta fase se la denomina de aumento de la tasa de anticuerpos, llegando a un mximo a las dos semanas del contacto con el Ag, y comenzando entonces la tercera fase, en meseta o de aumento mximo de la tasa de Ac, y en ella ya van desapareciendo las IgM y apareciendo las IgG o las IgA o IgE, esta fase dura unas dos semanas y luego comienza una fase de descenso lento de la tasa de Ac que dura muchas semanas. Al final de esta respuesta primaria, quedan muchos linfocitos B de memoria que ya han realizado el cambio de isotipo y en su membrana presentan monmeros de la Ig elegida (G, A E) como receptor para el Ag, que podr ser estimulado en la Respuesta Secundaria, que se pone en marcha cuando el Ag vuelve a entrar en ese organismo algn tiempo despus, y se caracteriza por ser mucho ms rpida que la primaria y con una fase de latencia ms corta, apareciendo los Ac ms rpidamente que en la primaria y en cantidades mayores. Ahora no aparece IgM, sino que son ya directamente los Ac definitivos (IgG, IgA o IgE), y esto se debe a que son estimulados los linfocitos B de memoria que ya haban realizado el cambio de isotipo de las cadenas pesadas de sus Ig. La fase de aumento de la tasa de Ac es tambin mucho ms rpida y llega mucho ms alto, es decir se produce ms cantidad de Ac, y esto se debe a que se estimulan los linfocitos B de memoria de los clones que se haban expandido durante la respuesta primaria. La fase de meseta es tambin ms alta y ms duradera, siendo la fase de descenso ms lenta, con lo cual los Ac persisten durante mucho ms tiempo que en la respuesta primaria.

Maduracin de la AfinidadLa afinidad media de los Ac especficos producidos en la respuesta secundaria es superior a la de los producidos en la respuesta primaria, a esto se le denomina maduracin de la afinidad, y es el resultado de varios mecanismos:En primer lugar debemos conocer que en realidad cada eptopo es capaz de estimular a varios clones de linfocitos B diferentes, y todos ellos sern en principio especficos para ese eptopo, al cual se unirn de forma especfica, pero eso s, con diferentes afinidades. As en las respuestas secundarias y sucesivas, nuevas molculas del mismo eptopo sern captadas por Ac provenientes de diferentes linfocitos B, pero solo los Ac de mayor afinidad lograrn fijar a los eptopos, y as esos clones sern nuevamente estimulados, mientras que no sern estimulados los linfocitos productores de Ac de menor afinidad, que con el tiempo irn desapareciendo. Lgicamente, mientras mayor sea el nmero de veces que se producen nuevos contactos con el mismo eptopo, mayor afinidad tendr la respuesta inmune.En segundo lugar, en las divisiones celulares de los linfocitos B estimulados, en la respuesta secundaria y siguientes, se producen mutaciones en su ADN codificante para los Ac, tal y como ocurrira en cualquier clula que se divide, sin embargo en los linfocitos B la tasa de mutaciones espontneas es mucho mayor de lo esperado por el simple azar. Estas hipermutaciones somticas de los genes de las Ig, suponemos que estn dirigidas, pues existen genes cuyos productos aumentan la tasa de mutaciones y son activos en los linfocitos B. Muchas de las mutaciones no sirven para mejorar la afinidad, y esos clones de linfocitos terminarn desapareciendo, pero en aquellos clones que la mutacin consigue aumentar la afinidad, no solo se conservan, sino que adems se estimula su divisin por el efecto estimulante que en s mismo tiene la unin del eptopo con las Ig de membrana.

11. COMPLEJO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDAD

Las primeras molculas que se relacionaron con la histocompatibilidad, es decir, con el rechazo de los trasplantes, fueron los denominados Antgenos Leucocitarios Humanos, HLA, que eran molculas proteicas de la superficie de los leucocitos. Ms tarde se comprob que esas molculas se encontraban en la superficie de todas las clulas nucleadas, y hoy en da se ha encontrado ms de un sistema de molculas relacionadas con los fenmenos de histocompatibilidad, de los cuales el ms importante es el llamado complejo principal de histocompatibilidad, MHC. El MHC es el determinante a la hora rechazar un trasplante o un injerto, pero en realidad la funcin principal este sistema es restringir y dirigir la respuesta inmune, colaborando en la presentacin de antgenos proteicos.Cuando hoy hablamos de MHC, normalmente nos referimos a una regin del genoma donde estn ubicados una serie de genes involucrados en la expresin de las molculas MHC. En el MHC se han identificado dos tipos de molculas, las de clase I y las de clase II, ambas de naturaleza glucoproteica y situadas sobre la superficie celular, las de clase I en cualquier tipo de clula nucleada, y las de clase II solo en algunos tipo: macrfagos, clulas dendrticas, clulas de Langerhans, clulas reticulares, clulas endoteliales, algunos linfocitos B y algunos linfocitos T.

Estructura de las molculas MHCMolculas MHC de clase I:Estn compuestas por dos cadenas peptdicas situadas en la superficie celular, una de las cadenas, denominada alfa, es la ms grande de las dos y presenta su extremo aminoterminal hacia el exterior de la membrana, y el extremo carboxiterminal en el interior de la clula, de hecho podemos hablar de cuatro zonas o regiones: la primera regin est constituida por los dos dominios ms externos, denominados 1 y 2, compuesto cada uno de ellos por unos 90 aminocidos y con un puente disulfuro intracatenario en el dominio 2, entre ambos dominios conforman la regin de unin al pptido, pues en la zona de unin de ambos dominios queda un hueco en el que se introduce el eptopo que va a ser presentado. Los segmentos 1 y 2 forman una plataforma constituida por ocho filamentos plegados en beta en los que se apoyan dos bandas paralelas en alfa, cuatro de las bandas en beta y una en alfa son aportadas por el dominio 1 y lo mismo es aportado por el dominio 2. La hendidura as formada tiene un tamao que slo permite la unin a pptidos de 9 a 11 aminocidos.El dominio 2 se continua con el dominio 3, tambin de unos 90 aminocidos y con un puente disulfuro intracatenario, que revela un cierto parecido con los dominios constantes de las Ig, de hecho este dominio conforma la mitad de la denominada regin similar a las Ig, y contiene lugares de unin a CD8, siendo por tanto el responsable de la restriccin de la respuesta por los linfocitos Tcitotxicos. La otra mitad de esta regin est constituida por una cadena denominada beta-2 microglobulina, mucho ms pequea que la cadena alfa, de unos 100 aminocidos y que no est anclada a la membrana celular, sino que se fija a la cadena alfa de forma no covalente y solo por el dominio 3, constituyendo con ella la regin similar a las Ig. Esta beta-2 microglobulina es igual en todos los individuos de la misma especie, no existe polimorfismo.A continuacin del dominio 3 viene una zona de unos 25 aminocidos hidrofbicos que atraviesa la membrana y se denomina regin transmembranal, que finalmente se contina con un pptido de unos 30 aminocidos, tambin muy conservada, y relacionada con el trfico intracelular de la protena.

Molculas MHC de clase II:Las molculas de clase II estn constituidas por dos cadenas peptdicas ancladas ambas a la membrana celular, una un poco mayor que la otra, denominadas alfa (la mayor) y beta (la menor). Al igual que en las molculas de clase I, casi toda la molcula est fuera de la membrana y posee cuatro regiones:Las regin de unin al pptido est constituida por dos dominios de unos 90 aminocidos cada uno, el 1 y el 1 (este adems posee un puente disulfuro intracatenario). Entre ambos dominios, que no estn unidos entre s, queda un hueco donde se coloca el pptido a presentar y que es de mayor tamao que en las molculas de clase I (de 10 30 aminocidos, aunque suelen estar entre 12 y 16), pues al estar separados las dos cadenas cabe un pptido mayor. El hueco, al igual que ocurra con las cadenas de clase I est constituido por la presencia de cuatro lminas beta sobre las que se apoya una lmina en alfa-hlice por cada uno de los dos dominios.La regin similar a las Ig, est constituida por los dominios 2 y 2, no polimrficos, tambin cada uno con unos 90 aminocidos y con un puente disulfuro intracatenario, las interacciones no covalentes entre ambas cadenas a este nivel parecen importantes para mantener la estructura de la protena, y adems el dominio 2 presenta lugares de unin a CD4, siendo por tanto el responsable de la restriccin de la respuesta por los linfocitos T colaboradores. La regin transmembranal es similar a la de las molculas de clase I, mientras que la regin citoplasmtica est constituida por un nmero menor de aminocidos, unos 10 y su funcin quizs sea la de colaborar en la transmisin de seales hacia el interior celular.

Organizacin genmica del MHCLa regin del genoma donde se hallan los genes que codifican para las molcula de histocompatibilidad han sido ampliamente estudiadas en la especie humana y en al ratn, y mucho menos en otras especies animales, pero an as los estudios realizados en otros mamferos no revelan grandes diferencias. En las distintas especies se han encontrado varios sistemas relacionados con la histocompatibilidad, pero siempre uno de ellos es el ms importante y por eso se denomina Complejo Principal de Compatibilidad, abreviado en ingls MHC. En el caso de la especie humana este complejo principal ya fue identificado hace mucho tiempo porque el producto de estos genes codificaba para molculas presentes en la superficie de los leucocitos, que podan ser identificadas porque se desarrollaron anticuerpos contra ellas, de ah su nombre de antgenos leucocitarios humanos, abreviado del ingls, HLA. En el ratn se identific un sistema similar denominado sistema H-2.Los genes del MHC son los ms polimrficos que se conocen, de hecho se han identificado decenas de posibles alelos diferentes en cada gen. Al conjunto de alelos presentes en cada cromosoma se le denomina haplotipo y en el hombre recibe una designacin numrica (por ejemplo HLA-A23, HLA-B12, HLA-DR9,..) y en el ratn se designan con letras minsculas. Todos los individuos heterocigotos por tanto tienen dos haplotipos. En los seres humanos el MHC ocupa una gran extensin del genoma y se localiza en el brazo corto del cromosoma 6.Las molculas de clase I son producto de los loci HLA-A, HLA-B y HLA-C de la zona del genoma que denominamos MHC. Los pptidos originados a partir de estos loci son los clsicos antgenos de histocompatibilidad de los trasplantes y han podido ser identificados muchos de ellos mediante tcnicas serolgicas, es decir mediante la produccin de anticuerpos dirigidos contra esas molculas presentes en la superficie celular. Esto es as porque los genes HLA son muy polimrficos, es decir, que existen muchas formas allicas diferentes hasta el punto que lo normal es que un individuo sea heterocigoto para un gen concreto. Este polimorfismo se manifiesta con respecto a los segmentos gnicos que codifican para los dominios 1 y 2, es decir, las zonas responsables de la unin del pptido, y las otras regiones estn codificadas por segmentos poco polimrficos, muy conservados en todos los individuos, poco variables. Lgicamente existe en cada individuo dos haplotipos, cada uno heredado de uno de los progenitores, y como son genes codominantes se expresar en un individuo dado ambos genes, apareciendo por tanto en la superficie celular ambos antgenos o molcdulas HLA, y as un individuo homocigoto posee en su membrana dos antgenos HLA-A, otros dos HLA-B y otros dos HLA-C.Las molculas de clase II estn controladas por al menos tres loci: HLA-DP, HLA-DQ y HLA-DR. Sus productos son tambin muy polimrficos, y al igual que en las molculas de clase I lo son en los segmentos que codifican para los dominios involucrados en la regin de unin al pptido, es decir, en los dominios 1 y 1, mientras que los dominios 2 y 2 son poco polimrficos, muy conservados. Puesto que son tres loci codominantes, podramos en principio pensar en la existencia de slo seis molculas de clase II diferentes en la superficie celular, pero en realidad hay ms, se estima que entre 10 y 20 por dos razones, la primera es que cada locus contiene genes que codifican para una nica cadena funcional y hasta 3 genes para la cadena , expresndose todos en la misma