Estructura i Funció de les Immunoglobulines i Molècules Immunitàries

Molècules Clau del Sistema Immunitari

La funció principal d'aquestes molècules és el reconeixement de l'antigen i de les cèl·lules pròpies. Totes aquestes molècules són proteïnes, sovint amb residus glucídics units a la seva estructura, i presenten coincidències estructurals significatives.

Dominis d'Immunoglobulina

Estructuralment, trobem dominis d'immunoglobulina, caracteritzats per bucles que agrupen les molècules comunes. Aquests dominis estan units per ponts disulfur.

Tipus de Molècules Immunitàries

• MHC-I: Identificació de cèl·lules pròpies.
• MHC-II: Presentació d'antígens per iniciar la resposta immunitària.
• TCR (Receptor de Limfòcit T): Unió amb l'antigen i reconeixement antigènic.
• IgM (Immunoglobulina M): Reconeixement antigènic.

Immunoglobulines (Anticossos)

Les immunoglobulines (Ig) són proteïnes globulars unides a residus glucídics, fabricades pels limfòcits B.

• Si la Ig queda enganxada a la paret de les cèl·lules B, parlem del BCR (Receptor de Limfòcit B).
• Si queden lliures al plasma, parlem d'anticossos.

Estructuralment, la diferència principal entre el BCR i l'anticòs és el fragment d'inserció a la membrana. Els anticossos, en no necessitar aquest fragment, són més petits.

Estructura de la Immunoglobulina

Una immunoglobulina està formada per quatre cadenes polipeptídiques (cadenes d'aminoàcids):

• Dues cadenes curtes: Cadenes L (lleugeres).
• Dues cadenes més llargues i internes: Cadenes H (pesades).

Fragments Constants i Variables

Cada cadena es divideix en fragments constants i variables:

• La part variable (extrem amino) s'encarrega d'unir-se a l'antigen i reconèixer-lo.
• La part constant (extrem carboxil) classifica la Ig dins d'una classe concreta.

L'estructura es manté unida gràcies als ponts disulfur que es troben entre les cadenes lleugeres i pesades.

Regió Bisagra

A més, trobem la regió bisagra (l'espai entre els braços curts). Aquesta regió és variable i permet a l'estructura formar diferents angles segons convingui.

Cadenes Lleugeres (L)

Cada cadena L està formada per aproximadament 220 aminoàcids i té dos dominis: un a la part variable i un a la part constant.

Tipus de Cadenes L

Trobem dos tipus de parts constants per a les cadenes lleugeres: tipus Lambda (λ) o Kappa (κ).

Regions Hipervariables (CDR)

A la part variable de la cadena L, trobem dues zones hipervariables, anomenades CDR (Regió Determinant de la Complementarietat). Aquestes són les zones més variables i les que contacten directament amb l'antigen.

Cadenes Pesades (H)

Les cadenes H tenen aproximadament 400 aminoàcids cadascuna i entre 4 i 5 dominis. Un domini es troba sempre a la part variable i els altres 3 o 4 a la part constant.

• IgM i IgE tenen 4 dominis a la part constant.
• IgA, IgG i IgD tenen 3 dominis a la part constant.

Un dels dominis constants es troba al braç curt i els altres 2-3 al braç llarg.

Classes d'Immunoglobulines i València

Existeixen cinc tipus de fraccions constants de cadenes pesades (les variables no es repeteixen):

• IgA (alfa, α)
• IgG (gamma, γ)
• IgE (èpsilon, ε)
• IgM (mu, μ)
• IgD (delta, δ)

La fracció constant de les cadenes pesades indica el tipus d'Ig. Combinant-les amb els tipus de cadenes L, podem trobar, per exemple, IgA tipus Lambda.

Unió amb l'Antigen i València

La regió variable de les cadenes H també conté una regió CDR o hipervariable. Aquesta, juntament amb les tres regions CDR de la cadena L, conforma el lloc d'unió amb l'antigen.

Cada immunoglobulina té 2 punts d'unió amb l'antigen (que no necessàriament ha de ser el mateix per a cada punt). El nombre de punts d'unió que té una Ig rep el nom de valència. En l'estructura bàsica, diem que tenim una estructura bivalent.

Molècules Addicionals

De vegades, l'estructura bàsica de la Ig va acompanyada per molècules addicionals:

• Cadena J: Serveix per mantenir diverses immunoglobulines unides entre si (polimerització).
• Peça Secretora: Molècula necessària quan la Ig apareix en les secrecions corporals (com en el cas de la IgA secretora).

Classes i Subclasses d'Immunoglobulines

Immunoglobulina G (IgG)

La IgG és la immunoglobulina més important i abundant, realitzant més funcions i presentant la concentració més alta en sèrum (entre el 70% i el 75% del total).

• És monomèrica (formada per 2 cadenes L i 2 H).
• És bivalent (2 punts de contacte amb l'antigen).
• Té 4 subclasses: IgG1, IgG2, IgG3 i IgG4, sent la IgG1 la més important.

Funcions de la IgG

La IgG té diverses funcions crucials:

• Té capacitat per unir les proteïnes del sistema del complement.
• Facilita la fagocitosi: els neutròfils i macròfags tenen receptors per a la fracció constant de la IgG per estimular aquest procés.
• Està distribuïda uniformement per tot el cos.
• És l'única capaç de travessar la placenta (la IgG materna pot passar al fetus). Quan el nadó neix, només té IgG materna, ja que encara no és capaç de fabricar-les.
• És l'única capaç de neutralitzar toxines.

Immunoglobulina M (IgM)

La IgM representa aproximadament el 10% de les immunoglobulines presents en sèrum.

• És pentamèrica (formada per 5 unitats bàsiques).
• És decavalent, ja que té 10 punts d'unió amb l'antigen.
• Té una gran capacitat per activar el sistema del complement.
• La seva capacitat per travessar l'endoteli és baixa, quedant retinguda principalment als vasos sanguinis.
• És la primera Ig que apareix en superfície durant la maduració dels limfòcits B a la medul·la òssia.
• Pot actuar com a BCR (Receptor de Limfòcit B).