Sistema imunitário

O sistema imunitário protege o organismo contra infecções através de mecanismos de defesa organizados em camadas, com especificidade crescente. Primeiramente, barreiras físicas bloqueiam a entrada de patógenos. Se um patógeno ultrapassa essas barreiras, o sistema imunitário inato, presente em todas as plantas e animais, entra em ação com uma resposta imediata, mas não específica. Caso o patógeno persista, os vertebrados ativam um segundo nível de defesa: o sistema imune adquirido. Este é ativado pela resposta inata e adapta sua ação durante a infecção, identificando o patógeno. Graças à memória imunológica, o corpo 'lembra' essa resposta, permitindo ataques mais rápidos e eficazes em futuras exposições ao mesmo patógeno. Ambos os sistemas, inato e adquirido, dependem da capacidade de diferenciar moléculas externas (não próprias) das moléculas do próprio corpo (próprias). Antígenos são um tipo de molécula não própria que se liga a receptores imunológicos e desencadeia uma resposta.

O sistema imune inato é composto por mecanismos de defesa não específicos, que reagem de forma indiferenciada a qualquer agente invasor. Representa as estratégias de defesa mais antigas, com algumas formas encontradas até nos seres multicelulares mais primitivos, plantas e fungos.

O sistema imune adaptativo concentra-se na capacidade das células imunitárias de distinguir proteínas produzidas pelas células do próprio corpo (antígenos 'self') de proteínas produzidas por invasores ou por células humanas sob controle viral (antígenos 'non-self'). Essa distinção é feita por receptores como TCR (T-cell receptors) e BCR (B-cell receptors, que são anticorpos presos à membrana). Para serem eficazes, esses receptores precisam ter milhões de conformações diferentes para se ligarem a diversos tipos de proteínas invasoras. Essa diversidade não caberia no genoma de uma célula. Em vez disso, existem famílias de genes com vários membros ligeiramente diferentes que, através de um processo especial e único nos linfócitos humanos, recombinam-se aleatoriamente em um único gene, gerando a vasta diversidade de receptores necessários.

Complementando os mecanismos já vistos, os mastócitos são células do tecido conjuntivo, originadas de células mesenquimatosas. Possuem citoplasma rico em grânulos basófilos e sua principal função é armazenar potentes mediadores químicos da inflamação, como histamina, heparina, ECF-A (fator quimiotáxico de eosinófilos) e fatores quimiotáxicos de neutrófilos. Eles participam de reações alérgicas (de hipersensibilidade), atraindo leucócitos para o local e promovendo vasodilatação. A vasodilatação aumenta a temperatura local, dificultando a proliferação de microrganismos e estimulando a migração de células de defesa. Algumas substâncias liberadas na inflamação alcançam o centro termorregulador no hipotálamo, causando febre. Apesar do desconforto, a febre é crucial no combate a infecções, pois é desfavorável para microrganismos e estimula os mecanismos de defesa do corpo.

As citocinas são hormônios do sistema imunitário que permitem a comunicação entre as células imunes e com células de outros órgãos. Constituem um sistema incrivelmente complexo e inteligente, ainda em grande parte desconhecido. Algumas citocinas importantes incluem interleucinas, quemoquinas e interferons, que desempenham papéis cruciais na regulação e coordenação das respostas imunes.

O sistema imune é uma estrutura notável que incorpora especificidade, indutibilidade e adaptação. No entanto, podem ocorrer falhas em sua defesa, classificadas em três grupos principais: imunodeficiências, autoimunidade e hipersensibilidades.

É provável que o sistema imune adaptativo e multicomponente tenha surgido com os primeiros vertebrados, visto que invertebrados não produzem linfócitos ou respostas imunitárias humorais. No entanto, muitas espécies utilizam mecanismos que parecem ser precursores desses aspectos da imunidade em vertebrados. Sistemas imunitários podem ser observados até nas formas de vida mais simples. Bactérias usam um mecanismo de defesa único, o sistema de restrição-modificação, contra patógenos virais (fagos). Procariontes também possuem imunidade adquirida através de um sistema que usa sequências CRISPR para conservar fragmentos do genoma de fagos com os quais tiveram contato, bloqueando a replicação viral por interferência de RNA. Receptores de reconhecimento de padrões são proteínas usadas por quase todos os organismos para identificar moléculas associadas a patógenos. Defensinas, peptídeos antimicrobianos, são um componente evolutivamente conservado em todos os animais e plantas, sendo a principal forma de imunidade sistêmica em invertebrados. O sistema complemento e os fagócitos também são usados pela maioria das formas de vida invertebrada. A ribonuclease e o processo de interferência de RNA estão presentes em todos os eucariotos e acredita-se que desempenhem um papel na resposta imunitária contra vírus.

Um papel crucial do sistema imunitário é a identificação e eliminação de tumores. As células tumorais modificadas expressam antígenos que não estão presentes em células normais. O sistema imunitário interpreta esses antígenos como externos, levando as células imunitárias a atacar as células do tumor. Os antígenos expressos por tumores podem ter várias origens. Alguns derivam de vírus carcinogênicos, como o vírus do papiloma humano (HPV) que causa câncer de colo do útero. Outros se originam de proteínas do próprio organismo, que têm baixa intensidade em células normais, mas atingem níveis elevados em células tumorais. Um exemplo é a tirosinase que, em níveis elevados, transforma melanócitos (células da pele) em melanomas. Uma terceira fonte de antígenos tumorais são proteínas importantes para a regulação do crescimento celular, que frequentemente sofrem mutação para moléculas indutoras de câncer, chamadas oncogenes.

Hormônios podem atuar como imunomoduladores, alterando a sensibilidade do sistema imunitário. Por exemplo, hormônios sexuais femininos são imunoestimulantes, tanto para a resposta adquirida quanto para a inata. Algumas doenças autoimunes, como o lúpus eritematoso, são mais prevalentes em mulheres e frequentemente coincidem com a puberdade. Em contraste, hormônios sexuais masculinos, como a testosterona, parecem ser imunossupressores. Outros hormônios que regulam o sistema imunitário incluem prolactina, hormônio do crescimento e vitamina D. Ao encontrar um patógeno, um linfócito T estende um receptor de vitamina D, um dispositivo de sinalização que permite ao linfócito ligar-se à forma ativa da vitamina D, o calcitriol. Os linfócitos T têm uma relação simbiótica com a vitamina D: eles não apenas estendem o receptor, mas também expressam o gene CYP27B1, que converte a pré-hormona da vitamina D (calcidiol) na forma ativa (calcitriol). Somente após se ligarem ao calcitriol, os linfócitos podem desempenhar suas funções. Células do sistema imunitário que expressam o gene CYP27B1 e ativam o calcidiol incluem células dendríticas, queratinócitos e macrófagos.