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NOÇÕES DE IMUNOLOGIA A função do sistema imunológico é a defesa contra micro-organismos infecciosos, e até mesmo contra substâncias estranhas não infecciosas que podem desencadear uma resposta imunológica. Contudo os mecanismos que protegem os indivíduos das infecções e eliminam substâncias estranhas são capazes de causar lesão tecidual e doenças em algumas situações. Assim, a imunidade é uma reação a substâncias estranhas e/ou substâncias químicas, independente das consequências fisiológicas ou patológicas de tal reação. As células e moléculas responsáveis pela imunidade formam o sistema imunológico, e a sua resposta coletiva e coordenada à invasão de substâncias estranhas chama -se resposta imunológica. D esta forma, a Imunologia é uma ciência que estuda as doenças infecciosas e as respostas do organismo às mesmas. A evolução da Imunologia surgiu da nossa habilidade em manipular as funções do sistema imunológico em condições controladas. Um exemplo dessa manipulação são as vacinas, um método de induzir imunidade a doenças infecciosas. A defesa contra micro-organismos é mediada pelas reações iniciais da im unidade natural e as respostas tardias da imunidade adquirida. As respostas imunológicas natural e adquirida fazem parte de um sistema integrado e funcionam em cooperação, contudo, muitos microorganismos patogênicos desenvolveram resistência contra a imunidade natural, e sua eliminação requer a atuação da imunidade adquirida, que é estimulada pela resposta imunológica natural. Imunidade natural (inata/nativa ou inespecífica) – é a defesa inicial contra microorganismos e produtos das células lesadas. São mecanismos de defesa celulares e bioquímicos que estão presentes antes que haja uma infecção e que são programados para responder rapidamente quando esta ocorrer. Esse mecanismo responde essencialmente da mesma maneira a sucessivas e diferentes tipos de infecções, pois não consegue distinguir diferenças discretas entre substâncias estranhas. Seus principais componentes são: a barreira epitelial e as substâncias antibacterianas na superfície epitelial; células fagocitárias dos tecidos (neutrófilos, macrófagos e células NK – natural killer); células do sangue (eosinófilos, basófilos e monócitos); proteínas sanguíneas (frações do sistema complemento e mediadores da inflamação) e proteínas chamadas citocinas que coordenam e regulam várias atividades das células na imunidade natural. - Imunidade adquirida (adaptativa ou específica) – desenvolve-se em resposta a infecções e se adaptam a ela. Possui grande especificidade para distinguir diferentes moléculas e habilidade de memória que a permite responder com mais itesidadeà aà exposiçesà suseüetesà aoà esoà ioogaiso,à poà issoà à haadaà deà aduiidaà paaà efatizaà ueà asà respostas protetoras são adquiridas por experiência e, devido sua capacidade de distinguir microorganismos e moléculas, é também chamada de imunidade específica. Seus principais componentes são os linfócitos e anticorpos e as substâncias estranhas que induzem a respostas imunológicas específicas são chamadas de antígenos. Existem dois tipos de resposta imunológica adquirida: a imunidade humoral e a celular: Imunidade Humoral: é mediada pelos anticorpos (ACPs), moléculas presentes no sangue e nas secreções das mucosas. Anticorpos são produzidos pelos linfócitos B e sua função é reconhecer antígenos microbianos, neutralizar infecções, e preparar os mi croorganismos para serem eliminados por mecanismos efetores. Esse tipo de imunidade é o pr incipal meio de defesa contra microorganismos extracelulares e suas toxinas. Os anticorpos são específicos e diferentes tipos de anticorpos podem ativar mecanismos efetores diferentes. Imunidade celular: é mediada pelos linfócitos T que promovem a destruição dos microorganismos localizados em fagócitos ou a destruição de células infectadas. A imunidade onde os indivíduos respondem a um antígeno microbiano e estão protegidos contra exposições posteriores àquele microorganismo é chamada de imunidade ativa (ex. através da vacinação), onde se desenvolve memória imunológica e tais indivíduos são ditos imunes. Uma pessoa também pode se tornar imune pela transferência de plasma ou linfócitos de um indivíduo imunizado, num processo conhecido como transferência adotiva e, desta forma, o indivíduo receptor torna-se imune ao antígeno em particular sem nunca ter sido exposto ou ter apresentado uma resposta à ele (ex. transferência de anticorpos maternos para o f eto). Esse tipo de imunidade é chamada imunidade passiva, um método eficaz para conferir rápida resistência sem que haja necessidade de se esperar uma resposta imunológica ativa, contudo não se desenvolve memória imunológica. Assim, a imunidade humoral pode ser transferida através de porções de sangue que sejam livres de células, mas contenham anticorpos (ex. plasma ou soro) e a imunidade celular pode ser transferida por meio de linfócitos T de indivíduos imunizados. As respostas imunológicas adquiridas apresentam propriedades fundamentais que refletem as propriedades dos linfócitos, principais intermediários dessas respostas. As propriedades são: - Especificidade e diversidade - as respostas imunológicas são específicas para cada antígeno. As partes dos antígenos que são especificamente reconhecidas pelos linfócitos são chamadas de determinantes ou epitopos. Essa especificidade deve-se aos linfócitos possuírem em sua superfície, receptores de membrana capazes de distinguir diferenças discretas na estrutura de diferentes antígenos. Os indivíduos não -imunizados possuem clones de linfócitos com especificidade diversa. O número total de especificidades antigênicas dos linfócitos de cada indivíduo é denominado repertório linfocitário (estima-se que o sistema imunológico possa distinguir entre 107 e 109 determinantes diferentes). Essa propriedade do repertório linfocitário é chamada diversidade e resulta da variabilidade dos receptores dos linfócitos aos antígenos. Memória – permite que, numa segunda exposição ao antígeno, o organismo responda de forma mais rápida, intensa e qualitativamente melhor que a primeira resposta. Assim , a memória imunológica permite que as células se tornem mais eficientes na eliminação do antígeno quando sofrer sucessivas infecções. Ou seja, linfócitos B de memória produzem anticorpos que se ligam a antígenos com maior afinidade do que células B que não foram estimuladas previamente (as 2 chamadas células naïves), enquanto que células T chegam mais rapidamente e com mais f orça ao local da infecção do que as células T naïves. - Expansão clonal – tal expressão refere-se a um aumento no número de células que expressam receptores idênticos a um antígeno, como clones. Esse aumento no número de linfócitos capacita a resposta imune adquirida a se manter atualizada com os patógenos infecciosos que se reproduzem rapidamente. - Especialização – maximiza a eficiência do mecanismo de defesa antimicrobiano através da variação da natureza dos anticorpos e linfócitos T para que estes possam responder contra diferentes classes de microorganismos e os seus estágios. - Autolimitação e homeostasia – é a diminuição da resposta imunológica que ocorre c om o passardo tempo, fazendo com que o sistema imunológico retorne à sua estabilidade, um processo chamado de homeostase. A manutenção da homeostase deve-se à falta do estímulo essencial par a ativação dos linfócitos, uma vez que os antígenos já foram eliminados. Assim, os linfócitos privados desse estímulo morrem por apoptose. - Tolerância a antígenos próprios – é a capacidade que o organismo tem de reconhecer antígenos estranhos e eliminá-los sem desenvolver uma reação lesiva às substâncias antigênicas do próprio organismo. Essa autotolerância é mantida pela capacidade de eliminação de alguns linfócitos que possuem especificidade para antígenos próprios. Anormalidades na indução ou manutenção da autotolerância levam a respostas imunológicas contra antígenos próprios (antígenos autólogos) que geralmente levam a disfunções chamadas de doenças auto-imunes. Componentes celulares do sistema imunológico adquirido As principais células do sistema imunológico adquirido são os linfócit os e as células efetoras. Os linfócitos são as células que reconhecem especificamente antígenos estranhos e são, portanto, mediadoras da imunidade humoral e celular. Os linfócitos B são as células m ediadoras da imunidade humoral e produzem anticorpos; el es reconhecem antígenos extracelulares e se diferenciam em células secretoras de anticorpos (plasmócitos). Os linfócitos T são as célul as mediadoras da imunidade celular e reconhecem antígenos de microorganismos intracelulares, destruindo -os ou destruindo as células infectadas; eles não produzem anticorpos, seus receptores de membrana reconhecem o antígeno através de peptídeos antigênicos l igados à proteínas do hospedeiro que são codificadas pelos genes do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) e que se expressam nas superfícies de outras células. Há 3 classes de li nfócitos T: na primeira classe encontram -se as células T auxiliares ou helper e os linfócitos T citolíticos ou citotóxicos (CTLs); as células T reguladoras fazem parte da segunda classe; e as células NK (natural killer) são a terceira classe. Tais classes podem ser diferenciadas pela expressão de proteínas de supefíiesà haadasà deà moléculas CDà eà deotadasà poà úeos.à Eà espostaà à estiulaçãoà atigia,à asà lulasà Tà auxiliares secretam proteínas chamadas citocinas que estimulam a proliferação e diferenciação das células T, das células B, dos macrófagos e outros leucócitos. Os CTLs destroem as células infectadas que produzem antígenos estranhos. As células T reguladoras inibem a resposta imunológica e as células NK estão relacionadas com a i munidade natural contra microorganismos O início e o desenvolvimento da resposta imunológica requer que os antígenos sejam capturados e apresentados a linfócitos específicos. Essa função é desempenhada pelas células apresentadoras de antígenos (APCs), sendo as células dendríticas as que apresentam maior grau de especificidade, capturando os antígenos microbianos e transportando-os para os órgãos linfóides e apresentando-os aos linfócitos T para que se inicie a resposta imune. A eliminação do antígeno requer a participação de células efetoras é desempenhado pelas células T ativadas, células fagocitárias mononucleares e outros leucócitos. Os linfócitos e as APCs estão concentrados em órgãos linfóides onde interagem entre si para iniciar a resposta imunológica, mas os linfócitos também estão presentes no sangue onde podem circular pelo corpo. Mecanismos de respostas imunológicas O sistema imune natural ou inespecífico bloqueia a entrada de microrganismos e elimina ou limita sua proliferação nos tecidos. Os principais locais de interação entre o indivíduo e o meio externo é a pele, o trato gastrointestinal e respiratório que são revestidos por epitélios contínuos que servem de barreira. Se essa barreira for violada pelos micróbios, eles encontrarão os macrófagos no tecido subepitelial prontos para se ligar em ao invasor através de receptores em sua superfície, ingerindo-os. Ainda encontrarão outros leucócitos fagocíticos e outros receptores que reconhecem o invasor e ativam as células. Os macrófagos produzem uma espécie de oxigênio reativo (peróxido de hidrogênio) e enzimas lisossômicas que destroem os micróbios que foram ingeridos e ainda secretam citocinas que promovem o recrutamento de outros leucócitos a patià dosàvasosà saguíeosàpaaà oàloalà daà ifeção.àásà itoiasàsãoà poteíasà ueàfuioaà ooà oléculas mensageiasà do sistema imunológico. A acumulação local de leucócitos e sua ativação para destruir os micróbios são uma resposta do organismo chamada de inflamação. A resposta natural a patógenos como vírus consiste na produção de citocinas antivirais chamadas interferons e ativação das células NK que destroem células infectadas por vírus. Ainda assim, se os micróbios resistirem às barreiras primárias de defesa e entrarem na corrente sanguínea, eles serão reconhecidos por proteínas plasmáticas circulantes que pertencem ao sistema complemento. Uma vez ativadas, as proteínas do complemento geram produtos de clivagem que promovem a inflamação, revestem os micróbios para fagocitose e criam furos na membrana celulares microbianas, levando à sua lise. Se os micróbios resistirem à essas reações de imunidade natural, exige-se os mecanismos poderosos e especializados da imunidade adquirida. O sistema de imunidade adquirida usa três mecanismos principais: 1) secretam anticorpos que se l igam aos micróbios extracelulares, bloqueando sua capacidade de infectar células do hospedeiro, promovendo sua ingestão e subseqüente destruição por fagócitos; 2) Os fagócitos ingerem os micróbios e os destroem e as células T auxiliares aumentam as capacidades microbicidas dos fagócitos; 3) Os CTLs destroem as células infectadas que são inacessíveis aos anticorpos. Uma características especial do sistema imune adquirido é que ele produz grande número de linfócitos durante a maturação e depois da estimulação por antígeno, e seleciona as células m ais úteis para combater os micróbios. Tal seleção maximiza a eficácia da resposta imune adquirida, que se desenvolve por etapas que correspondem a reações particulares dos linfócitos. A captura e apresentação dos antígenos microbianos é feita pel as células apresentadoras de antígeno (APCs) que são as células dendríticas, m acrófagos e anticorpos. E ssas APCs exibem os peptídeos antigênicos ( epitopos) aos linfócitos T e CD8+ que iniciam a resposta imune adaptativa aos antígenos protéicos. Assim, as células dendríticas capturam os micróbios, digerem suas proteínas para peptídeos e expressam na sua superfície esses peptídeos ligados a moléculas de MHC (moléculas especializadas de apresentação de peptí deos). As c élulas dendríticas tran sportam sua carga antigênica para os linfonodos onde as apresentam aos linfócitos T. Há também APCs especializados que apresentam os antígenos aos linfócitos B. Os linfócitos T auxiliares CD4+ ativados proliferam e se diferenciam em células efetoras cujas f unções são mediadas por citocinas, sendo a citocina interleucina 2 (IL -2) umas das respostas mais inicias das células T auxiliares CD4+ . A IL-2 é um fator de crescimento que atua sobre os linfócitos ativados por antígenos e estimula sua proliferação (expa nsãoclonal). Uma parte da sua progênie se diferencia em células efetoras capazes de secretar diferentes tipos de citocinas. Quando esses efetores entram em contato com micróbios associados às células, eles são ativados para promover a eliminação desses micróbios. As células T auxiliares também são capazes de reconhecer antígenos microbianos nos macrófagos que fagocitaram os micróbios e ajudam os fagócitos a destruir os patógenos infecciosos. Outras CD4+ secretam citocinas que estimulam a produção de um a cl asse especial de anticorpo, a imunoglobulina E (IgE) e ativam os eosinófilos que são capazes de eliminar parasitas que podem ser demasiadamente grande para serem fagocitados. As CD4+ também estimulam respostas das células B. Já os linfócitos CD8+ ativados proliferam e se diferenciam em CTLs que destroem células infectadas. Ao sofrerem ativação os linfócitos B proliferam e se diferenciam em células que secretam diferentes classes de anticorpos com funções distintas (plasmócitos). A resposta das células B aos antígenos protéicos exige sinais ativadores (h elp, auxílioà dasà lulasà Tà CD+à azãoà pelaà ualà essasà lulasà Tà sãoà haadasà deà auxiliaesà – helper). As células B ingerem os antígenos protéicos, degradam -nos e exibem os peptídeos ligados às moléculas MHC para reconhecimento pela células T auxiliares, as quais a seguir ativam as células B. uma parte da progênie de células B se diferenciam em células secretoras de anticorpos. Polissacarídeos e lipídeos estimulam a secreção principalmente de antígenos da classe IgM e os antígenos protéicos, em função das ações das células T auxiliares, induz em a produção de anticorpos das classes IgG, I gA e IgE. E ssa produção de anticorpos com funcionalmente diferentes é chamada troca de cadeia pesada que proporciona plasticidade ao anticorpo permitindo-o realizar muitas funções. As células T também estimulam produção de anticorpos com afinlidade aumentada pelo antígeno num processo chamado de matura ção d e afinidade que melhora a qualidade da resposta imune humoral. Assim, os anticorpos são os únicos mecanismos de imunidade adquirida que bloqueiam infecções antes m esmo que elas se estabeleçam, sendo esse processo a base da vacinação. O s IgG revestem os micróbios e os transformam em alvos para fagocitose uma vez que os fagócitos possuem receptores para as caudas I gG . IgG também é transportado ativam ente através da placenta protegendo o recém - nascido até que seu sistema imunológi co amadureça. Os IgG e IgM ativam o sistema complemento e os produtos desse sistema promovem a fagoci tose e destruição de micróbios. A IgA é secretada a partir de epitélios mucosos e neutraliza micróbios nos lumens dos tecidos mucosos. Muitos anticorpos possuem meia -vida cerca de 3 semanas, m as algumas célul as secretoras podem migrar para a medula óssea e permanecer ali durante anos produzindo baixas concentrações de anticorpos fornecendo proteção imediata contra uma repetida infecção. Entretanto a proteção mais eficaz é fornecida pelas células de memória que podem sobreviver durante anos após a ativação inicial de linfócitos, sendo esse o segundo princípio da vacinação.
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