Granulócitos incluem basófilos, eosinófilos e neutrófilos. Os basófilos e eosinófilos são importantes para a defesa do hospedeiro contra parasitas. Eles também estão envolvidos em reações alérgicas. Neutrófilos, as mais numerosas células imunes inatas, patrulham os problemas circulando na corrente sanguínea. Eles podem fagocitose, ou ingerir bactérias, degradando-as dentro de compartimentos especiais chamados vesículas.
Os mastócitos também são importantes para a defesa contra os parasitas. Os mastócitos são encontrados nos tecidos e podem mediar reacções alérgicas libertando substâncias químicas inflamatórias como a histamina.
Monócitos, que se desenvolvem em macrófagos, também patrulham e respondem a problemas. Eles são encontrados na corrente sanguínea e nos tecidos. Macrófagos, “grandes comedores” em grego, são nomeados pela sua capacidade de ingerir e degradar bactérias. Após a ativação, monócitos e macrófagos coordenam uma resposta imunológica notificando outras células imunes sobre o problema. Os macrófagos também têm importantes funções não-imunes, como a reciclagem de células mortas, como os glóbulos vermelhos, e a remoção de detritos celulares. Estas funções “domésticas” ocorrem sem ativação de uma resposta imune.
Neutrófilos (em vermelho) acumulam-se em minutos nos locais de lesão tecidual local (centro). Eles então comunicam entre si usando lipídios e outros mediadores segregados para formar “enxames” celulares. Seu movimento coordenado e troca de sinais então instrui outras células imunes inatas chamadas macrófagos e monócitos (em verde) a cercar o aglomerado de neutrófilos e formar um selo apertado da ferida. Este vídeo de 24 segundos representa uma gravação de duas horas.
Células dendríticas (DC) são uma célula importante que apresenta antígenos (APC), e também podem desenvolver-se a partir de monócitos. Os antígenos são moléculas de patógenos, células hospedeiras e alergênios que podem ser reconhecidos pelas células imunes adaptativas. Os APCs, como os DCs, são responsáveis pelo processamento de moléculas grandes em fragmentos “legíveis” (antígenos) reconhecidos pelas células B ou T adaptativas. Entretanto, os antígenos por si só não podem ativar as células T. Eles devem ser apresentados com o complexo de histocompatibilidade maior (MHC) apropriado, expresso no APC. MHC fornece um ponto de verificação e ajuda as células imunes a distinguir entre células hospedeiras e estrangeiras.
Ler mais sobre MHC em Comunicação e Tolerância Imunológica.
Células assassinas naturais (NK) têm características de imunidade inata e adaptativa. Elas são importantes para reconhecer e matar células infectadas por vírus ou células tumorais. Elas contêm compartimentos intracelulares chamados grânulos, que são preenchidos com proteínas que podem formar buracos na célula alvo e também causar apoptose, o processo para a morte programada da célula. É importante distinguir entre a apoptose e outras formas de morte celular como a necrose. A apoptose, ao contrário da necrose, não libera sinais de perigo que podem levar a uma maior ativação imune e inflamação. Através da apoptose, as células imunitárias podem remover discretamente as células infectadas e limitar os danos das pessoas que as suportam. Recentemente, pesquisadores mostraram em modelos de camundongos que células NK, como as células adaptativas, podem ser retidas como células de memória e responder a infecções subsequentes pelo mesmo patógeno.
Células adaptativas
Células B têm duas funções principais: Elas apresentam antígenos às células T, e mais importante, produzem anticorpos para neutralizar micróbios infecciosos. Os anticorpos revestem a superfície de um patógeno e servem três funções principais: neutralização, opsonização e ativação do complemento.
Neutralização ocorre quando o patógeno, por estar coberto de anticorpos, é incapaz de se ligar e infectar as células hospedeiras. Na opsonização, um patógeno ligado a anticorpos serve como bandeira vermelha para alertar as células imunes como neutrófilos e macrófagos, para engolir e digerir o patógeno. O complemento é um processo para destruir diretamente, ou lisar, bactérias.
Leia mais sobre complemento na seção Comunicação.
Antibodies are expressed in two ways. O receptor da célula B (BCR), que se encontra na superfície de uma célula B, é na verdade um anticorpo. As células B também secretam anticorpos para se difundirem e se ligarem a patógenos. Esta dupla expressão é importante porque o problema inicial, por exemplo uma bactéria, é reconhecido por um BCR único e activa a célula B. A célula B ativada responde secretando os anticorpos, essencialmente o BCR, mas na forma solúvel. Isto assegura que a resposta é específica contra a bactéria que iniciou todo o processo.
Todos os anticorpos são únicos, mas estão incluídos em categorias gerais: IgM, IgD, IgG, IgA, e IgE. (Ig é abreviação de imunoglobulina, que é outra palavra para anticorpo.) Enquanto eles têm papéis sobrepostos, IgM geralmente é importante para ativação do complemento; IgD está envolvido na ativação de basófilos; IgG é importante para neutralização, opsonização e ativação do complemento; IgA é essencial para neutralização no trato gastrointestinal; e IgE é necessário para ativar mastócitos em respostas parasitárias e alérgicas.
Células T têm uma variedade de papéis e são classificadas por subconjuntos. As células T estão divididas em duas grandes categorias: células T CD8+ ou células T CD4+, com base nas quais a proteína está presente na superfície da célula. As células T desempenham múltiplas funções, incluindo matar células infectadas e activar ou recrutar outras células imunitárias.
CD8+ As células T também são chamadas células T citotóxicas ou linfócitos citotóxicos (CTLs). Elas são cruciais para reconhecer e remover células infectadas pelo vírus e células cancerígenas. As CTLs têm compartimentos especializados, ou grânulos, contendo citotoxinas que causam apoptose, ou seja, morte celular programada. Devido à sua potência, a liberação de grânulos é fortemente regulada pelo sistema imunológico.
Os quatro principais subconjuntos de células T CD4+ são TH1, TH2, TH17, e Treg, com “TH” referindo-se a “célula T helper”. As células TH1 são críticas para coordenar respostas imunológicas contra micróbios intracelulares, especialmente bactérias. Elas produzem e secretam moléculas que alertam e ativam outras células imunes, como os macrófagos antagonistas de bactérias. As células TH2 são importantes para coordenar respostas imunológicas contra patógenos extracelulares, como helmintos (vermes parasitas), alertando as células B, granulócitos e mastócitos. As células TH17 são chamadas pela sua capacidade de produzir interleucina 17 (IL-17), uma molécula de sinalização que ativa as células imunes e não imunes. As células TH17 são importantes para o recrutamento de neutrófilos.
Células T regulamentares (Tregs), como o nome sugere, monitoram e inibem a atividade de outras células T. Elas previnem a ativação imunológica adversa e mantêm a tolerância, ou a prevenção de respostas imunológicas contra as próprias células e antígenos do organismo.
Leia mais sobre tolerância em Tolerância Imunológica.
Comunicação
Células imunes comunicam de várias maneiras, seja por contato célula a célula ou através de moléculas de sinalização secreta. Receptores e ligandos são fundamentais para a comunicação celular. Receptores são estruturas protéicas que podem ser expressas na superfície de uma célula ou em compartimentos intracelulares. As moléculas que ativam os receptores são chamadas de ligandos, que podem ser de flutuação livre ou de membrana.
Interacção entre ligante e receptor leva a uma série de eventos dentro da célula envolvendo redes de moléculas intracelulares que retransmitem a mensagem. Ao alterar a expressão e densidade de vários receptores e ligandos, as células imunes podem enviar instruções específicas adaptadas à situação em questão.
Cytokines são pequenas proteínas com diversas funções. Na imunidade, existem várias categorias de citocinas importantes para o crescimento, ativação e função das células imunológicas.
- Os factores estimulantes da colónia são essenciais para o desenvolvimento e diferenciação celular.
- Os interferões são necessários para a activação das células imunitárias. Os interferões tipo I medeiam respostas imunitárias antivirais, e o interferão tipo II é importante para respostas antibacterianas.
- Interleucinas, que vêm em mais de 30 variedades, fornecem instruções específicas do contexto, com respostas activadoras ou inibitórias.
- As cetonas são feitas em locais específicos do corpo ou num local de infecção para atrair células imunitárias. Quimiocinas diferentes recrutarão células imunes diferentes para o local necessário.
- A família de citocinas do fator de necrose tumoral (TNF) estimula a proliferação e ativação de células imunes. Elas são fundamentais para ativar respostas inflamatórias, e como tal, os bloqueadores de TNF são usados para tratar uma variedade de doenças, incluindo algumas auto-imunes.
Receptores semelhantes a TLRs são expressos em células imunes inatas, como macrófagos e células dendríticas. Eles estão localizados na superfície celular ou em compartimentos intracelulares porque os micróbios podem ser encontrados no corpo ou dentro de células infectadas. Os TLRs reconhecem padrões microbianos gerais e são essenciais para a ativação de células imunes inatas e respostas inflamatórias.
Receptores de células B (BCRs) e receptores de células T (TCRs) são expressos em células imunes adaptativas. Ambos são encontrados na superfície celular, mas os BCRs também são secretados como anticorpos para neutralizar os patógenos. Os genes para BCRs e TCRs são aleatoriamente rearranjados em estágios específicos de maturação celular, resultando em receptores únicos que podem potencialmente reconhecer qualquer coisa. A geração aleatória de receptores permite que o sistema imunológico responda a problemas imprevistos. Eles também explicam porque as células B ou T de memória são altamente específicas e, ao reencontrar seu patógeno específico, podem imediatamente induzir uma resposta imunológica neutralizante.
Major histocompatibility complex (MHC), ou antígeno leucocitário humano (HLA), as proteínas servem dois papéis gerais.
As proteínas MHC funcionam como portadoras para apresentar antígenos na superfície celular. As proteínas MHC classe I são essenciais para apresentar antígenos virais e são expressas por quase todos os tipos de células, exceto as hemácias. Qualquer célula infectada por um vírus tem a capacidade de sinalizar o problema através das proteínas MHC classe I. Em resposta, as células CD8+ T (também chamadas CTLs) reconhecerão e matarão as células infectadas. As proteínas MHC classe II são geralmente expressas apenas por células que apresentam antígenos, como células dendríticas e macrófagos. As proteínas MHC classe II são importantes para apresentar antígenos às células CD4+ T. Os antígenos MHC classe II são variados e incluem tanto moléculas patogênicas quanto moléculas derivadas do hospedeiro.
As proteínas MHC também sinalizam se uma célula é uma célula hospedeira ou uma célula estranha. Eles são muito diversos e cada pessoa tem um conjunto único de proteínas MHC herdadas de seus pais. Como tal, existem semelhanças nas proteínas de MHC entre os membros da família. As células imunes usam MHC para determinar se uma célula é amigável ou não. No transplante de órgãos, as proteínas MHC ou HLA de doadores e receptores são combinadas para diminuir o risco de rejeição do transplante, que ocorre quando o sistema imunológico do receptor ataca o tecido ou órgão doador. No transplante de células-tronco ou medula óssea, a combinação inadequada de MHC ou HLA pode resultar em doença de enxerto contra hospedeiro, que ocorre quando as células do doador atacam o corpo do receptor.
Complemento refere-se a um processo único que elimina patógenos ou células moribundas e também ativa as células imunes. O complemento consiste de uma série de proteínas encontradas no sangue que formam um complexo de ataque de membranas. As proteínas do complemento só são ativadas pelas enzimas quando ocorre um problema, como uma infecção. As proteínas ativadas do complemento aderem a um patógeno, recrutando e ativando proteínas adicionais do complemento, que se montam em uma ordem específica para formar um poro redondo ou buraco. O complemento literalmente perfura pequenos orifícios no patógeno, criando fugas que levam à morte celular. As proteínas complementares também servem como moléculas de sinalização que alertam as células imunes e as recrutam para a área problemática.