Ejercicio resuelto de Anticuerpos y antígenos · Biología · 2022

El látex es una proteína natural que se obtiene del árbol Hevea brasiliensis y que se utiliza en la fabricación de numerosos productos. Algunas personas presentan alergia a esta proteína. En el primer contacto con la proteína no hay reacción externa, pero los contactos siguientes pueden provocar diversas reacciones.

1. A continuación se muestra un esquema del funcionamiento del sistema inmunitario en los dos tipos de contacto. Rellene la tabla de abajo, relativa a las células y moléculas del sistema inmunitario que están implicadas en los diferentes contactos. [1 punto]

Fuente: Imagen elaborada con BioRender.com.

Núm.	Nombre de la célula o molécula	Función 1		Desencadena la alergia. 2	Macrófago	3		4	Linfocito B	5		6		7		Molécula que provoca la inflamación.

2. Entre el 20 % y el 50 % de las personas que son alérgicas al látex también lo son a alimentos de origen vegetal como las castañas, los plátanos, los aguacates o los kiwis. Este fenómeno de reactividad cruzada se ha llamado síndrome látex-fruta. Excepcionalmente, las inmunoglobulinas (IgE) sintetizadas para aglutinar el látex también aglutinan algunas proteínas de estas frutas.
En la tabla siguiente se indican los porcentajes de aglutinación de las IgE presentes en la sangre de una persona alérgica al látex respecto a diferentes frutas: [1 punto]

Melón	Castaña	Kiwi	Naranja	Plátano	Aguacate 1 %	22 %	20 %	0 %	24 %	28 %

Responda a las cuestiones siguientes:

¿Qué tipo de biomolécula es una IgE? Con los datos de la tabla, diga qué fruta provocará más reacción cruzada a esta persona. La naranja tiene un porcentaje de aglutinación de 0. Proponga una explicación para este dato. ¿Por qué es excepcional que una IgE provoque reacciones cruzadas?

3. En la tabla siguiente se indica la composición del plátano y del aguacate, dos de las frutas que provocan la reacción cruzada. [1 punto]

Plátano (cantidad por cada 100 g)	Aguacate (cantidad por cada 100 g) Calorías: 88 kcal	Calorías: 160 kcal Grasas (total): 0,3 g	Grasas (total): 15 g Grasas saturadas: 0,1 g	Grasas saturadas: 2,1 g Colesterol: 0 mg	Colesterol: 0 mg Sodio: 1 mg	Sodio: 7 mg Potasio: 358 mg	Potasio: 485 mg Glúcidos (total): 23 g	Glúcidos (total): 9 g Fibra alimentaria: 2,6 g	Fibra alimentaria: 7 g Azúcares: 12 g	Azúcares: 0,7 g Proteínas: 1,1 g	Proteínas: 2 g

a) Observe la tabla y diga qué fruta aporta más energía. Justifique la respuesta basándose en el valor energético de los nutrientes.
b) Rellene la tabla siguiente con las vías metabólicas que permiten oxidar totalmente las moléculas indicadas.

Molécula	Vía metabólica I	Vía metabólica II	Vía metabólica III Ácidos grasos			Glucosa

$\textbf{1. A continuación se muestra un esquema del funcionamiento del sistema inmunitario en los dos tipos de contacto. Rellene la tabla de abajo, relativa a las células y moléculas del sistema inmunitario que están implicadas en los diferentes contactos. (1 punto)}$

El esquema recoge las dos fases de toda reacción alérgica. En el primer contacto no hay síntomas: el organismo se limita a fabricar anticuerpos y a sensibilizarse. Los síntomas aparecen en el segundo contacto, cuando el alérgeno encuentra ya esos anticuerpos anclados en las células que liberan los mediadores de la inflamación.

Núm.	Nombre de la célula o molécula	Función 1	El alérgeno, es decir, el antígeno: en este caso la proteína del látex	Desencadena la alergia. 2	Macrófago	Actúa como célula presentadora de antígeno. Fagocita el alérgeno que ha atravesado el epitelio, lo digiere y exhibe fragmentos suyos en su membrana, unidos al complejo principal de histocompatibilidad de clase II, para mostrárselos a los linfocitos T. 3	Linfocito T colaborador	Reconoce el antígeno que le presenta el macrófago y se activa. Segrega entonces interleucinas que estimulan al linfocito B: es la flecha que el esquema rotula como cooperación, y sin ella la respuesta apenas se pondría en marcha. 4	Linfocito B	Reconoce el alérgeno con el receptor de su membrana y, con la ayuda del linfocito T colaborador, prolifera por selección clonal y se diferencia en célula plasmática, que es la que fabrica y segrega los anticuerpos. 5	Anticuerpo, concretamente la inmunoglobulina E (IgE)	Se une específicamente al alérgeno. En la alergia hace además algo característico: fija su extremo constante a la membrana de los mastocitos y los basófilos, que quedan así sensibilizados y a la espera. Esa es la razón de que el primer contacto no dé síntomas. 6	Mastocito o célula cebada, y también el basófilo	Es la célula sensibilizada, con las IgE ancladas en su membrana. En el segundo contacto, el alérgeno se une a esas IgE y provoca su degranulación: la célula vierte de golpe al medio el contenido de sus gránulos. 7	Histamina	Molécula que provoca la inflamación.

$\textbf{2. Responda a las cuestiones siguientes: (1 punto)}$

Cuestión	Respuesta ¿Qué tipo de biomolécula es una IgE?	Una proteína, y más exactamente una glucoproteína globular del grupo de las inmunoglobulinas: cuatro cadenas polipeptídicas, dos pesadas y dos ligeras, unidas por puentes disulfuro en forma de Y, con una región variable en los extremos que es la que reconoce el antígeno. Con los datos de la tabla, diga qué fruta provocará más reacción cruzada a esta persona.	El aguacate, con un $28\,\%$ de aglutinación, el porcentaje más alto de la tabla. Le siguen el plátano con un $24\,\%$, la castaña con un $22\,\%$ y el kiwi con un $20\,\%$; el melón, con un $1\,\%$, apenas reacciona. La naranja tiene un porcentaje de aglutinación de 0. Proponga una explicación para este dato.	Que ninguna de las proteínas de la naranja tiene un determinante antigénico con una forma lo bastante parecida a la del látex. La región variable de la IgE antilátex no encaja con ellas, no las reconoce y no las aglutina. Detrás hay una razón evolutiva: las frutas que sí dan reacción cruzada contienen proteínas de defensa, como las quitinasas, emparentadas con las del látex y por tanto de estructura semejante, mientras que la naranja no las tiene o las tiene demasiado distintas. ¿Por qué es excepcional que una IgE provoque reacciones cruzadas?	Porque el rasgo definitorio de un anticuerpo es su especificidad. Cada uno se fabrica contra un determinante antigénico concreto y su región variable encaja con él y solo con él, como una llave en su cerradura. Para que reconozca además un antígeno distinto haría falta que este tuviera una zona de forma prácticamente idéntica a la del primero, algo que solo ocurre si las dos proteínas están estructuralmente emparentadas. Es, por tanto, la excepción y no la regla, y de ahí que el fenómeno haya merecido un nombre propio, el síndrome látex-fruta.

$\textbf{3. En la tabla siguiente se indica la composición del plátano y del aguacate, dos de las frutas que provocan la reacción cruzada. (1 punto)}$

$\textbf{a) Observe la tabla y diga qué fruta aporta más energía. Justifique la respuesta basándose en el valor energético de los nutrientes.}$

El aguacate aporta casi el doble de energía que el plátano: $160\ \text{kcal}$ frente a $88\ \text{kcal}$ por cada $100\ \text{g}$.

La razón está en el valor energético de cada tipo de nutriente. Los glúcidos y las proteínas liberan al oxidarse unas $4\ \text{kcal/g}$, mientras que las grasas liberan unas $9\ \text{kcal/g}$, más del doble, porque sus carbonos están mucho más reducidos y por tanto queda más por oxidar. La fibra alimentaria, en cambio, no aporta nada: es celulosa y otros polisacáridos que no podemos digerir.

Aplicando esos valores, y descontando la fibra de los glúcidos totales:

$\text{Plátano: } (23-2{,}6)\cdot 4 + 1{,}1\cdot 4 + 0{,}3\cdot 9 = 81{,}6 + 4{,}4 + 2{,}7 \approx 89\ \text{kcal}$

$\text{Aguacate: } (9-7)\cdot 4 + 2\cdot 4 + 15\cdot 9 = 8 + 8 + 135 \approx 151\ \text{kcal}$

Los dos resultados coinciden razonablemente con las calorías que declara la tabla. Lo decisivo es la grasa: el aguacate tiene $15\ \text{g}$ por cada $100$ frente a los $0{,}3\ \text{g}$ del plátano, y solo ese nutriente ya aporta $135$ de sus $160$ kilocalorías. Que el plátano tenga más glúcidos no compensa la diferencia, porque cada gramo rinde menos de la mitad.

$\textbf{b) Rellene la tabla siguiente con las vías metabólicas que permiten oxidar totalmente las moléculas indicadas.}$

Molécula	Vía metabólica I	Vía metabólica II	Vía metabólica III Ácidos grasos	Beta-oxidación o hélice de Lynen, en la matriz mitocondrial, que va cortando el ácido graso de dos en dos carbonos y lo convierte en acetil-CoA	Ciclo de Krebs, en la matriz mitocondrial	Cadena de transporte electrónico y fosforilación oxidativa, en la membrana mitocondrial interna Glucosa	Glucólisis, en el hialoplasma, seguida de la descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil-CoA ya en la mitocondria	Ciclo de Krebs, en la matriz mitocondrial	Cadena de transporte electrónico y fosforilación oxidativa, en la membrana mitocondrial interna

Conviene señalar lo que la tabla deja ver: las dos moléculas siguen caminos distintos solo al principio, hasta convertirse en acetil-CoA, y a partir de ahí comparten exactamente las mismas vías. El acetil-CoA es la encrucijada del catabolismo, el punto en el que confluyen glúcidos, lípidos y también el esqueleto carbonado de los aminoácidos.