domingo, novembro 11, 2012

O SISTEMA IMUNOLÓGICO

 Introdução a Imunologia

     A palavra imunologia é derivada do Latim immunis ou immunitas cujo significado é “isento de carga”, sendo que a carga pode referir-se a uma taxa monetária imposta ao cidadão, uma regra ou lei de restrição de direitos e liberdade, ou uma enfermidade. Indivíduos que não sucumbem a uma doença quando infectados são ditos imunes e o status de uma resistência específica a uma determinada doença é chamado de imunidade.


Definição 2.1: A imunologia é o ramo da biologia responsável pelo estudo das reações de defesa que conferem resistência às doenças (Klein, 1990).
Definição 2.2: O sistema que defende o animal contra o ataque constante de microorganismos é chamado de sistema imunológico (Tizard, 1995).

     O sistema imunológico é fundamental para a sobrevivência do animal e, por isso, precisa atuar de forma eficiente. Existe uma grande quantidade de componentes e mecanismos distintos atuando no sistema imunológico. Alguns destes elementos são otimizados para defender contra um único invasor enquanto outros são direcionados contra uma grande variedade de agentes infecciosos. Existe uma redundância considerável no sistema imunológico, de forma que vários mecanismos de defesa sejam ativados contra um único invasor. Sob o ponto de vista tanto biológico quanto de engenharia, a presença de mecanismos de aprendizagem e memória são características fundamentais do sistema imunológico. Ele possui a capacidade de extrair informações dos agentes infecciosos e disponibilizá-las para uso futuro em casos de novas infecções pelos mesmos agentes ou agentes similares.



Princípios Fundamentais e Elementos Constituintes

     O sistema imunológico representa a principal barreira do hospedeiro contra as infecções, e tem a capacidade de realizar uma resposta rápida e efetiva contra os patógenos invasores. Além disso, pode elaborar um outro tipo de resposta igualmente eficaz, porém mais lenta e duradoura. Estes dois tipos de respostas são efetuadas pelos sistemas imune inato e adaptativo, respectivamente. Ambos os sistemas (inato e adaptativo) dependem da atividade das células brancas, ou leucócitos. A imunidade inata é mediada principalmente pelos macrófagos e granulócitos, enquanto a imunidade adaptativa é mediada pelos linfócitos, como ilustrado na Figura 2.1. As células do sistema imune inato estão imediatamente disponíveis para o combate contra uma ampla variedade de patógenos, sem exigir prévia exposição aos mesmos, e atuam do mesmo modo em todos os indivíduos normais. Os macrófagos e neutrófilos possuem a capacidade de ingerir e digerir vários microorganismos e partículas antigênicas. O macrófago também possui a habilidade de apresentar antígenos a outras células, sendo portanto denominado de célula apresentadora de antígeno (APC – antigen presenting cells). Os granulócitos, ou leucócitos polimorfonucleares, constituem um grupo de células com núcleos multilobulados contendo grânulos citoplasmáticos preenchidos com elementos químicos (enzimas), como ilustrado na Figura 2.2. Os neutrófilos são os elementos celulares mais numerosos e importantes da resposta imune inata, e também têm a capacidade de ingerir patógenos. Os eosinófilos são importantes principalmente na defesa contra infecções por parasitas, e a função dos basófilos ainda não é bem conhecida (Janeway et al., 2000). Uma resposta imune específica, como a produção de anticorpos a um determinado agente infeccioso, é conhecida como uma resposta imune adaptativa. Os anticorpos são produzidos pelos linfócitos B (ou células B) em resposta a infecções, e sua presença em um indivíduo reflete as infecções às quais o mesmo já foi exposto. Os linfócitos são capazes de desenvolver uma memória imunológica, ou seja, reconhecer o mesmo estímulo antigênico caso ele entre novamente em contato com o organismo, evitando assim o reestabelecimento da doença (Sprent, 1994; Ahmed & Sprent, 1999). Assim, a resposta imune adaptativa aperfeiçoa-se a cada encontro com um antígeno.


     Os linfócitos que medeiam uma resposta imune adaptativa são responsáveis por reconhecer e eliminar os agentes patogênicos, proporcionando a imunidade duradoura, a qual pode ocorrer após a exposição a uma doença ou vacinação. A grande maioria dos linfócitos encontra-se em estado inativo, e possuirão atividade quando houver algum tipo de interação com um estímulo antigênico, necessário para a ativação e proliferação linfocitária. Existem dois tipos principais de linfócitos: linfócitos B (ou células B) e linfócitos T (ou células T), como ilustrado na Figura 2.1. As células B e T expressam, em suas superfícies, receptores de antígeno altamente específicos para um dado determinante antigênico. Enquanto a resposta imune adaptativa resulta na imunidade contra a re-infecção ao mesmo agente infectante, a resposta imune inata permanece constante ao longo da vida de um indivíduo, independente da exposição ao antígeno (Scroferneker & Pohlmann, 1998). Esta é uma importante diferença entre a resposta adaptativa e a resposta inata. Em conjunto, os sistemas inato e adaptativo contribuem para uma defesa notavelmente eficaz, garantindo que, embora passemos nossas vidas cercados por germes potencialmente patogênicos,apresentemos resistência às enfermidades.

Mecanismos Básicos de Defesa do Sistema Imunológico

     Nosso corpo é protegido por uma grande variedade de células e moléculas que operam em harmonia, sendo que o alvo principal de uma resposta imunológica é o antígeno (Ag). A Figura 2.3 apresenta um esquema simplificado dos principais mecanismos de reconhecimento e ativação do sistema imunológico. Células apresentadoras de antígeno (APCs) especializadas, como macrófagos, circulam pelo corpo ingerindo e digerindo os patógenos encontrados, fragmentando-os em peptídeos antigênicos (Nossal, 1993) (I). Partes destes peptídeos se ligam a moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC – major histocompatibility complex) e são apresentados na superfície celular (II) sob a forma de um complexo MHC/peptídeo . As células T possuem receptores de superfície que têm a função de reconhecer diferentes complexos MHC/peptídeo (III). Uma vez ativados pelo reconhecimento MHC/peptídeo, as células T se dividem e secretam linfocinas (sinais químicos) que mobilizam outros componentes do sistema imunológico (IV). Diferente dos receptores das células T, entretanto, os receptores das células B são capazes de reconhecer partes livres solúveis dos antígenos, sem as moléculas do MHC (V). As células B, que também possuem moléculas receptoras de especificidade única em suas superfícies,respondem a estes sinais.



     Quando ativadas, as células B se dividem e se diferenciam em plasmócitos, secretando anticorpos em altas taxas, que são formas solúveis dos seus receptores (VI). A ligação dos anticorpos aos antígenos encontrados faz com que o patógeno seja neutralizado (VII), levando à sua destruição pelas enzimas do sistema complemento ou por fagócitos. Algumas células B e T se transformam em células de memória, as quais permanecem na circulação garantindo uma resposta rápida e eficaz contra uma futura exposição àquele antígeno.

Fonte : DE CASTRO, L. N. . Engenharia Imunológica: Desenvolvimento de Ferramentas Computationais Inspiradas em Sistemas Imunológicos Artificiais 2001 (Tese de Doutorado).


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