Sistema Imunológico – O que é e como funciona

sistema imunológico

O sistema imunológico é o sistema biológico de defesa do corpo. O principal objetivo do sistema imunológico é identificar o eu de não-eu. O sistema imunológico identifica e defende o corpo de proteínas não-próprias, vírus, bactérias, fungos, parasitas e outros patógenos. Ocasionalmente, o sistema imunológico pode cometer um erro e se atacar, resultando em doenças auto-imunes.

O sistema imunológico compreende muitas células, órgãos e tecidos diferentes que trabalham juntos para combater infecções, danos celulares e doenças. Células do sistema imunológico incluem glóbulos brancos, como macrófagos, bem como linfócitos T e B. Os principais tecidos linfoides do sistema imunológico são o timo e a medula óssea.

Como funciona o Sistema Imunológico

O sistema imunológico consiste em muitas partes que trabalham juntas para defender o corpo contra invasores. As partes primárias do sistema imunológico incluem a medula óssea e o timo.

A medula óssea é extremamente importante para o sistema imunológico, porque todas as células do sangue do corpo (incluindo os linfócitos T e B) se originam na medula óssea. Os linfócitos B permanecem na medula para amadurecer, enquanto os linfócitos T viajam para o timo.

Figura 1. Partes do Sistema Imunológico
Fonte: Instituto de Qualidade e Eficiência na Saúde (IQWiG). https://www.informedhealth.org/publishing-details.2011.en.html.

O timo é uma glândula bi-lobulada localizada acima do coração, atrás do esterno e entre os pulmões. O timo só é ativo na puberdade, então lentamente encolhe e é substituído por gordura e tecido conjuntivo. O timo é responsável pela produção do hormônio timosina, que por sua vez ajuda na produção de células T.

No timo, as células T se multiplicam, adquirem diferentes receptores de antígeno e se diferenciam em células T auxiliares e células T citotóxicas. Várias proteínas (por exemplo, CD4, CD8) são expressas na superfície das células T. O timo terá produzido todas as células T que um indivíduo precisa durante a puberdade.

Depois que os linfócitos T e B amadureceram no timo e na medula óssea, eles viajam para os linfonodos e para o baço, onde permanecem até que o sistema imunológico seja ativado.

Os gânglios linfáticos estão localizados em todo o corpo. O baço está localizado na área superior esquerda do abdômen, atrás do estômago e sob o diafragma. A principal função do baço é filtrar o sangue. Os glóbulos vermelhos saudáveis ​​passam facilmente pelo baço; no entanto, os glóbulos vermelhos danificados são degradados por macrófagos (grandes glóbulos brancos especializados na digestão de detritos celulares, patógenos e outras substâncias estranhas no corpo) no baço. O baço serve como uma unidade de armazenamento de plaquetas e glóbulos brancos. O baço ajuda o sistema imunológico, identificando micro-organismos que possam causar infecção.

Além dos gânglios linfáticos e do baço, os tecidos linfóides associados à mucosa (MALTs) e os tecidos linfoides associados ao intestino (GALTs) desempenham um papel vital no sistema imunológico, embora sejam considerados parte do sistema linfático. MALTs são tecidos linfóides encontrados em partes do corpo onde a mucosa está presente, como os intestinos, olhos, nariz, pele e boca. Eles contêm linfócitos e macrófagos que defendem contra patógenos que tentam entrar de fora do corpo. GALTs são tecidos linfóides encontrados na mucosa e submucosa do trato gastrointestinal, amígdalas, apêndice e placas de Peyer no intestino delgado.

Células do Sistema Imunológico

Muitas células trabalham juntas como parte do sistema imunológico inato (não específico) e adaptativo (específico). As células imunológicas são também chamadas de glóbulos brancos ou leucócitos.

Células sanguíneas

Os granulócitos são um tipo de leucócito que contém grânulos no citoplasma contendo enzimas. Neutrófilos, basófilos e eosinófilos são tipos de granulócitos.

Os neutrófilos são considerados os primeiros defensores do sistema imunológicoinato. Neutrófilos e macrófagos circulam pelo sangue e residem nos tecidos, observando possíveis problemas. Ambas as células podem “comer” bactérias, bem como se comunicar com outras células do sistema imunológico, se surgir um problema.

As células do sistema imunológico adaptativo (também chamadas de células efetoras imunes) realizam uma função imunológica em resposta a um estímulo. Linfócitos T NK e linfócitos B são exemplos de células efetoras. Por exemplo, linfócitos T ativados destroem patógenos por meio de resposta mediada por células. As células B ativadas secretam anticorpos que auxiliam na montagem de uma resposta imunológica. As células efetoras estão envolvidas na destruição do câncer.

As células não efetoras são células apresentadoras de antígeno (APCs), tais como células dendríticas, células T reguladoras, macrófagos associados a tumores e células supressoras derivadas de mieloides. As células não efetoras não podem causar a morte do tumor por conta própria. As células não efetoras impedem a ação imunológica das células efetoras. No câncer, as células não efetoras permitem que os tumores cresçam.

Componentes do Sistema Imunológico

Linfonodos

Pequenas estruturas em forma de feijão que produzem e armazenam células que combatem infecções e doenças e fazem parte do sistema linfático – que consiste em medula óssea, baço, timo e gânglios linfáticos. Os gânglios linfáticos também contêm linfa, o líquido claro que transporta essas células para diferentes partes do corpo. Quando o corpo está combatendo a infecção, os gânglios linfáticos podem ficar aumentados e ficarem doloridos.

Baço

O maior órgão linfático do corpo, que está do lado esquerdo, abaixo das costelas e acima do estômago, contém glóbulos brancos que combatem infecções ou doenças. O baço também ajuda a controlar a quantidade de sangue no corpo e elimina células sanguíneas velhas ou danificadas.

Medula óssea

O tecido amarelo no centro dos ossos produz glóbulos brancos. Esse tecido esponjoso dentro de alguns ossos, como os ossos do quadril e da coxa, contém células imaturas, chamadas células-tronco. As células-tronco, especialmente as células-tronco embrionárias, que são derivadas de ovos fertilizados in vitro (fora do corpo), são valorizadas por sua flexibilidade em serem capazes de se transformar em qualquer célula humana.

Timo

Este pequeno órgão é onde as células T amadurecem. Essa parte frequentemente negligenciada do sistema imunológico, que está situada abaixo do esterno (e tem a forma de uma folha de tomilho, daí o nome), pode desencadear ou manter a produção de anticorpos que podem resultar em fraqueza muscular. Curiosamente, o timo é um pouco grande em crianças, cresce até a puberdade, em seguida, começa a encolher lentamente e a ser substituído por gordura com a idade.

Leucócitos

Esses glóbulos brancos que combatem doenças identificam e eliminam patógenos e são o segundo braço do sistema imune inato. Uma alta contagem de células brancas do sangue é referida como leucocitose. Os leucócitos inatos incluem fagócitos (macrófagos, neutrófilos e células dendríticas), mastócitos, eosinófilos e basófilos.

Antígeno

Qualquer substância que seja capaz de causar uma resposta imune no corpo. Exemplos incluem bactérias, produtos químicos, toxinas, vírus e pólen. Células no corpo, bem como células cancerígenas, têm antígenos que podem causar uma resposta imunológica.

As células tumorais são originárias de células normais, mas produzem antígenos não próprios e “neoantígenos”, que são derivados da proteína própria mutada. Antígenos tumorais podem desencadear imunidade adaptativa.

Célula apresentadora de antígeno (APC)

Células, como macrófagos, células dendríticas e células B, que podem processar antígenos de proteínas em peptídeos. Estes péptidos podem então ser apresentados (juntamente com o principal complexo de histocompatibilidade) aos receptores de células T na superfície da célula. Antígenos tumorais apresentados na célula apresentadora de antígenos

Anticorpo (Ab)

Proteínas especiais criadas pelos glóbulos brancos que podem matar ou enfraquecer os organismos causadores de infecções. Anticorpos viajam pela corrente sanguínea em busca de patógenos específicos. O corpo pode criar novos anticorpos em resposta a novos patógenos ou vacinas. Também referida como imunoglobulina (Ig).

Basófilo

Um basófilo é um tipo de célula imunológica fagocitária que tem grânulos. A inflamação faz com que os basófilos liberem histamina durante as reações alérgicas.

Linfócito B

Um linfócito B é um tipo de glóbulo branco que se desenvolve na medula óssea e produz anticorpos.

Linfócito B de memória

Células B que são de longa duração e lembram-se da exposição antigênica do passado.

Plasmócito

Células B ativadas que produzem anticorpos. Apenas um tipo de anticorpo é produzido por plasmócito.

Citocina

Um tipo de proteína que afeta o sistema imunológico aumentando ou diminuindo a atividade. As citocinas podem ocorrer naturalmente no corpo ou serem produzidas em laboratório.

O interferon alfa2b é uma citocina produzida em laboratório (usando tecnologia de DNA recombinante) e é usada no tratamento do melanoma maligno.

Células dendríticas

Células dendríticas são células apresentadoras de antígenos (APCs). O antígeno é combinado com o complexo principal de histocompatibilidade e apresentado em uma célula dendrítica para os linfócitos T e B ativos.

Eosinófilo

Um eosinófilo é um tipo de célula imunológica (leucócito ou glóbulo branco). Eles ajudam a combater infecções ou causar inflamação.

Granulócitos

Granulócitos (incluindo eosinófilos, neutrófilos e basófilos) são um tipo de glóbulo branco que libera materiais tóxicos, como agentes antimicrobianos, enzimas, óxidos de nitrogênio e outras proteínas, durante um ataque de um patógeno.

Complexo Principal de Histocompatibilidade

Os genes do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) codificam proteínas que o sistema imunológico usa para identificar células e tecidos no corpo como “eu” ou “outro”. As moléculas do MHC “falam” para as células T que patrulham o corpo para invasores estrangeiros ou células com mutações. O MHC atua como uma janela para as nossas células. Ele apresenta trechos de informações (peptídeos) sobre o estado da célula – permitindo que o sistema imunológico verifique infecções, câncer e outras doenças. Células que não passam no auto teste são eliminadas.

Os genes do MHC são polimórficos e os organismos individuais da mesma espécie têm muito raramente a mesma identidade do MHC. Ao procurar um doador para transplante de órgãos ou tecidos, determinam-se as identidades do MHC do doador e do receptor, para encontrar a melhor e mais próxima correspondência. Sua identidade MHC também é chamada de seu “tipo de tecido”. Este tipo de tecido é crítico no transplante de órgãos – os desajustes fazem dos tecidos enxertados ou transplantados um alvo para o sistema imune adaptativo.

Moléculas do MHC são compostas de duas partes individuais que apresentam epitopos curtos (peptídeos curtos) para as células do sistema imunológico. Existem duas classes principais de moléculas de MHC – Classe I e Classe II. Existem também tipos de MHC “não canônicos” que servem a propósitos especializados e apresentam moléculas especializadas.

As moléculas de MHC de classe I são encontradas em todas as células nucleadas no corpo e nas plaquetas. A classe I interage com células T CD8, interagindo diretamente com CD8 como um co-receptor. A apresentação de epitopos intracelulares permite que as células T verifiquem bactérias intracelulares, infecções virais e mutações cancerígenas. MHC I apresentação e sinalização é um sistema global de “alarme” para as células do corpo.

A molécula de MHC de classe I é composta por 2 proteínas – uma unidade alfa de três domínios ligada não covalentemente à microglobulina beta-2. A sequência de aminoácidos e a forma dessas subunidades determinam a forma do sulco de ligação e, portanto, qual peptídeo pode se ligar. O MHC Classe I apresenta epitopos de 8-10 aminoácidos para células T, tipicamente derivados de proteínas no citosol (antígenos proteicos endógenos).

As moléculas de MHC de classe II são tipicamente encontradas em células apresentadoras de antígenos (APC), tais como macrófagos, células dendríticas e linfócitos B. Estas moléculas de MHC interagem com CD4 em células auxiliares de CD4 T. A apresentação do MHC de classe II funciona como uma linha específica de comunicação entre as células imunes e o sistema imunológico global.

A molécula de Classe II é composta de duas subunidades distintas – alfa e beta, que são ligadas não covalentemente para formar o sulco de ligação. Nesse sulco, os epítopos derivados do conteúdo extracelular são apresentados em péptidos com 14-18 aminoácidos. A apresentação do MHC de Classe II é um requisito para iniciar e sustentar respostas imunes adaptativas contra invasores estranhos, como fungos e bactérias extracelulares.

Esta mesma família de proteínas em humanos é chamada de Antígenos Leucocitários Humanos (HLA).

MHC

Célula envolvida Limite da molécula Ação provocada
MHC classe 1
Célula infectada por vírus
Um pedaço de proteína viral sendo sintetizada
As células T citotóxicas ligam-se via moléculas de TCR e CD8 e matam a célula
MHC classe 2
Células dendríticas/Células B/ Macrófagos
Antígeno de um micróbio levado para dentro da célula As células T auxiliares ligam-se via moléculas de TCR e CD4 e são ativadas

Célula Natural Killer (NK)

A célula efetora primária da imunidade inata, uma das primeiras defensoras do sistema imunológico. Ela interage com sinais de outras células (ativadoras e inibitórias).

Linfócito T (também chamado de célula T)

Um tipo de glóbulo branco que está envolvido com o sistema imunológico. Os linfócitos T amadurecem no timo e se diferenciam em células T citotóxicas, de memória, auxiliares e reguladoras.

A terapia de células T do CAR usa células T obtidas do próprio sangue do paciente para combater o câncer. As células T são cultivadas e modificadas em um laboratório para incluir receptores especiais (receptor de antígeno quimérico) que podem reconhecer e atacar as células cancerígenas.

Células T citotóxicas

As células T citotóxicas são as células efetoras primárias da imunidade adaptativa. As células T citotóxicas ativadas podem migrar através das paredes dos vasos sanguíneos e tecidos não linfoides.

Elas também podem viajar através da barreira hematoencefálica. Células T citotóxicas são ativadas por citocinas. Eles podem se ligar às células cancerosas e matá-las.

Célula T de memória

Derivadas de células T citotóxicas ativadas, as células T de memória são de longa duração e experientes em antígenos. Uma célula T de memória pode produzir múltiplas células T citotóxicas. Depois que as células T citotóxicas ativadas atacam o patógeno, as células T de memória ficam paradas para atenuar qualquer recorrência.

Célula T Auxiliar

As células T auxiliares secretam citocinas que ajudam as células B a se diferenciarem em plasmócitos. Estas células também ajudam a ativar células T citotóxicas e macrófagos.

Célula T reguladora

Células T reguladoras (ou Tregs) ajudam a suprimir o sistema imunológico.

Macrófago

Macrófagos são grandes glóbulos brancos que residem em tecidos especializados em digerir restos celulares, patógenos e outras substâncias estranhas no corpo.

Mastócito

Os mastócitos liberam histamina e ajudam a eliminar os alérgenos.

Monócito

Grandes glóbulos brancos que residem na corrente sanguínea que se especializam em engolir e digerir detritos celulares, patógenos e outras substâncias estranhas no corpo. Os monócitos tornam-se macrófagos.

Células supressoras derivadas de mieloides

Quando as células mielóides imaturas não conseguem se diferenciar em células mielóides maduras, devido a condições como o câncer, ocorre a expansão de células supressoras derivadas de mieloide, e a resposta de células T pode ser suprimida.

Neutrófilo

Um tipo de glóbulo branco, granulócito e fagócito que ajuda no combate à infecção. Os neutrófilos matam os patógenos ingerindo-os.

Fagócitos

Os fagócitos consomem agentes patogênicos ao se prender e envolver o patógeno para engoli-lo. Uma vez que o patógeno está preso dentro do fagócito, ele está em um compartimento chamado fagossoma. O fagossoma irá então fundir-se com um lisossomo ou grânulo para formar um fagolisossomo, onde o patógeno é morto por materiais tóxicos, tais como agentes antimicrobianos, enzimas, óxidos de nitrogênio ou outras proteínas.

Resposta Imunológica Inata e Adaptativa

A primeira linha de defesa contra patógenos não próprios é a resposta imune inata ou não específica. A resposta imune inata consiste em defesas físicas, químicas e celulares contra patógenos. O principal objetivo da resposta imune inata é impedir imediatamente a disseminação e o movimento de patógenos estranhos em todo o corpo.

A segunda linha de defesa contra patógenos não-próprios é chamada de resposta imune adaptativa. A imunidade adaptativa é também referida como imunidade adquirida ou imunidade específica e é encontrada apenas em vertebrados.

A resposta imune adaptativa é específica para o patógeno apresentado. A resposta imune adaptativa é destinada a atacar patógenos não-próprios, mas às vezes pode cometer erros e atacar a si mesma. Quando isto acontece, podem desenvolver-se doenças auto-imunes (por exemplo, lúpus, artrite reumatoide).

A marca do sistema imune adaptativo é a expansão clonal dos linfócitos. A expansão clonal é o rápido aumento de linfócitos T e B de uma ou poucas células para milhões. Cada clone que se origina do linfócito T ou B original tem o mesmo receptor de antígeno que o original e combate o mesmo patógeno.

Enquanto a resposta imune inata é imediata, a resposta imune adaptativa não é. No entanto, o efeito da resposta imune adaptativa é de longa duração, altamente específico e é sustentado a longo prazo pelas células T de memória.

Linha de defesa Tempo Células Dependência Antigênica Exemplos
Inato
(não específico)
Primeiro Resposta imediata (0 a 96 horas) Células NK, macrófagos, neutrófilos, células dendríticas, mastócitos, basófilos, eosinófilos Independente Pele, cabelo, tosse, membranas mucosas, fagócitos, granulócitos
Adaptativo
(específico)
Segundo Longo prazo (> 96 horas) Linfócitos T e B Dependente Pus, inchaço, vermelhidão, dor, resposta linfocitária T e B

Inflamação

A resposta inflamatória desempenha um papel crítico na imunidade. Quando os tecidos são danificados, a resposta inflamatória é iniciada e o sistema imunológico é mobilizado. As células do sistema imune inato (isto é, neutrófilos e eosinófilos) são as primeiras recrutadas para o local da lesão ou dano tecidular através dos vasos sanguíneos e do sistema linfático, seguidos pelos macrófagos.

Se o dano ocorrer perto da superfície da pele, vermelhidão e inchaço podem ser visíveis. Dor e calor também são sintomas de inflamação.

Os objetivos da resposta inflamatória são:

  • Evitar o estabelecimento inicial de infecção ou remover o tecido danificado.
  • Evite a propagação da infecção ou consertar o tecido danificado.
  • Recrutar células efetoras se as células imunes do sistema imune inato não puderem controlar a infecção ou reparar o tecido danificado.
  • Mobilizar células efetoras (linfócitos T e B).

Imunidade Adaptativa – Imunidade Celular e Humoral

Existem dois mecanismos principais de imunidade dentro do sistema imune adaptativo – humoral e celular.

A imunidade humoral também é chamada de imunidade mediada por anticorpos. Com o auxílio das células T auxiliares, as células B se diferenciarão em plasmócito que podem produzir anticorpos contra um antígeno específico. O sistema imune humoral lida com antígenos de patógenos que circulam livremente ou fora das células infectadas. Os anticorpos produzidos pelas células B se ligam a antígenos, neutralizando-os ou causando lise (dissolução ou destruição de células por uma lisina) ou fagocitose.

A imunidade celular ocorre dentro de células infectadas e é mediada por linfócitos T. Os antígenos do patógeno são expressos na superfície celular ou em uma célula apresentadora de antígeno. As células T auxiliares liberam citocinas que ajudam as células T ativadas a se ligarem ao complexo de antígeno MHC das células infectadas e diferenciam a célula T em uma célula T citotóxica. A célula infectada sofre então lise.

Funcionalidade Imunológica Ativada e Anérgica

O sistema imunológico ativado é aquele em que os glóbulos brancos estão ativamente montando uma resposta a um antígeno ou patógeno.

Anergia, ou intolerância imunológica, ocorre quando há falha em montar uma resposta imune completa contra um antígeno. A anergia pode ocorrer tanto nos linfócitos T como nos linfócitos B.

Referências