Estructura y funciones de las inmunoglobulinas IgG e IgM: resumen de los anticuerpos

Definición de Inmunoglobulinas (Ig)

Las Inmunoglobulinas (Ig) son glicoproteínas formadas por cadenas polipeptídicas agrupadas en una o varias unidades, junto con otras moléculas adicionales.

Unidad Estructural Básica

La unidad estructural básica está compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas ligeras (L) y dos cadenas pesadas (H), unidas por enlaces covalentes (puentes disulfuro) y no covalentes.

Orientación de los Extremos

• Extremos Amínicos (N-terminal): Los cuatro extremos se encuentran cercanos entre sí.
• Extremos Carboxilo (C-terminal): Los dos extremos de las cadenas pesadas (H) están cercanos entre sí.

Puentes Disulfuro Intercatenarios

Las cadenas están unidas entre sí por puentes disulfuro intercatenarios, dispuestos de la siguiente manera:

• Unión L-H: La cadena ligera (L) se une a la cadena pesada (H) mediante un puente disulfuro ubicado en el último o penúltimo aminoácido del extremo carboxiterminal de la cadena L.
• Unión H-H: Las dos cadenas pesadas (H) se unen entre sí por uno o varios puentes disulfuro localizados en la región media de las cadenas.

Fragmentos Funcionales (Obtenidos por Digestión Enzimática)

Se distinguen tres fragmentos principales:

• 2 Fragmentos Fab (Fragmento de Unión al Antígeno): Compuesto por una cadena L y la mitad aminoterminal de una cadena H, unidas por puentes disulfuro. Esta región contiene el idiotipo (la zona que se une específicamente al antígeno, Ag). Dado que la estructura básica posee dos fragmentos Fab, es bivalente (tiene dos zonas de unión al Ag).
• 1 Fragmento Fc (Fragmento Cristalizable): Compuesto por las dos mitades carboxiterminales de las cadenas H unidas entre sí. Este fragmento es responsable de funciones efectoras como la fijación del complemento, la unión a células o la capacidad de atravesar la placenta (funciones que varían según el isotipo de Ig).

Estructura y Tipos de Cadenas Ligeras (L)

Cada cadena L posee dos dominios, formados por bucles estabilizados por puentes disulfuro intracatenarios. En cada molécula de Ig, ambas cadenas L son del mismo tipo.

Tipos de Cadenas Ligeras

Existen dos tipos principales de cadenas ligeras:

• Kappa (κ)
• Lambda (λ)

La unión de la cadena L a la cadena H por el puente disulfuro intercatenario se localiza en el último aminoácido de la parte carboxílica si la cadena es tipo kappa (κ), y en el penúltimo si es tipo lambda (λ).

Regiones de las Cadenas Ligeras

Las cadenas L se dividen en dos regiones de igual tamaño, que corresponden a dominios (Vl y Cl):

• Región Constante (Cl): Ubicada en el extremo carboxílico. Es distinta entre los diferentes tipos de Ig, pero constante dentro de cada tipo.
• Región Variable (Vl): Ubicada en el extremo amínico. Es la zona de unión con el antígeno (Ag). Dentro de esta región se encuentra la zona hipervariable (o CDR), que permite el reconocimiento y la unión específica al Ag. La parte restante de la región variable es relativamente constante y sirve de soporte estructural para que la región hipervariable adopte la configuración espacial específica para el acoplamiento al Ag.

La Papaína es la enzima utilizada para romper la zona bisagra de la Inmunoglobulina, generando los fragmentos Fab y Fc.

Estructura y Tipos de Cadenas Pesadas (H)

Las cadenas pesadas poseen 4 o 5 dominios, estabilizados por puentes disulfuro intracatenarios. Incluyen la zona bisagra, que confiere gran flexibilidad y permite variar la distancia entre los dos lugares de unión al antígeno.

En el ser humano, existen 5 tipos de cadenas pesadas, cada una asociada a una clase específica de Inmunoglobulina (Ig).

Regiones de las Cadenas Pesadas

Las cadenas H se dividen en:

• Región Variable (Vh): Corresponde a aproximadamente 1/3 de la cadena, ubicada en el extremo aminoterminal. Posee la mayor variabilidad. Las regiones hipervariables de las cadenas H y L forman conjuntamente el sitio de unión al antígeno.
• Región Constante (Ch): Corresponde a aproximadamente 2/3 de la cadena. Es igual para cada clase de Ig. Está compuesta por 3 o 4 dominios constantes (además del dominio variable).

Clases de Inmunoglobulinas (Isotipos)

Inmunoglobulina G (IgG)

• Estructura: Monómero (una unidad básica) con componente glucídico. Posee dos zonas de unión al Ag (bivalente).
• Abundancia: Constituye aproximadamente el 75% de las Ig en suero.
• Subclases: Posee 4 subclases, con diferencias en la región Fc (número y posición de puentes disulfuro).
• Funciones Efectoras Clave:
  • Activación del Complemento.
  • Facilitación de la Fagocitosis (Opsonización): La región Fc se une a receptores Fc presentes en macrófagos y neutrófilos, promoviendo la destrucción de microorganismos infectantes recubiertos por IgG.
  • Capacidad de Atravesar la Placenta: Protege al feto. Es la que mejor difunde a los espacios extravasculares.
  • Respuesta Inmune: Su producción es tardía en el primer contacto con el Ag, pero rápida y pronta en un segundo contacto (memoria inmunológica).

Inmunoglobulina M (IgM)

• Estructura: Pentámero (5 unidades estructurales). Posee 10 zonas de unión al Ag (decavalente). Las unidades están unidas entre sí por puentes disulfuro en los fragmentos Fc.
• Componente Adicional: Requiere de la cadena peptídica J (proteína J) para la polimerización y unión de las unidades básicas.
• Abundancia: Constituye aproximadamente el 10% de las Ig séricas.
• Funciones Efectoras Clave:
  • Activación del Complemento: Es el activador más potente de la vía clásica del complemento.
  • Localización: Ejerce su acción principalmente en los espacios intravasculares. No atraviesa membranas biológicas (como la placenta).
  • Respuesta Inmune: Predomina en la respuesta humoral primaria. Es la primera Inmunoglobulina en aparecer en la superficie de los Linfocitos B durante su maduración.