Bioquímica do Sistema Imune

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FUNÇÃO: 
 O papel do sistema imune é defender o organismo contra agentes invasores; 
 Dispõe de um aparato bioquímico e molecular capaz de identificar e eliminar os agentes invasores → RESPOSTA 
IMUNOLÓGICA; 
 Principais agentes invasores: bactérias, vírus, fungos, parasitas, entre outros. 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 Imunoglobulinas: glicoproteínas circulantes, produzidas em resposta à exposição a estruturas estranhas ao corpo, 
conhecidas como antígenos. 
 Antígenos: são substâncias que apresentam a capacidade de interagir com o sistema imune. 
 Imunógenos: são substâncias capazes de interagir com o sistema imune e desencadear uma resposta imunológica. 
Todo imunógeno é um antígeno, mas nem todo antígeno é um imunógeno. 
ANTICORPOS (AC) : 
 São moléculas de glicoproteína altamente específicas sintetizadas em resposta a um antígeno, podendo 
reconhecer, se ligar e neutralizar esse antígeno. 
 Circulam no plasma, muco, líquor, colostro, leite e linfa. 
 São produzidos pelos linfócitos B (plasmócitos). 
 A interação antígeno-anticorpo pode ocorrer a nível de membrana celular ou no sangue e em secreções. 
 Fazem parte da fração das gamaglobulinas = representam cerca de 20% das proteínas séricas. 
ESTRUTURA: 
Embora diferentes imunoglobulinas possam diferir estruturalmente, 
elas são todas constituídas a partir das mesmas unidades básicas. 
Todas as imunoglobulinas têm uma estrutura de quatro cadeias como 
unidade básica: 
 2 cadeias leves: 
 Kappa (K) e Lambda (λ) 
 2 cadeias pesadas: 
 5 tipos: Mi (μ), Gamma (γ), Alfa (α), Epsilon (ε), Delta (δ) 
 Pontes dissulfeto: 
 Pontes dissulfeto intercadeia: as cadeias pesada e leve e as duas 
cadeias pesadas são mantidas juntas por pontes dissulfetos intercadeia e por interações não covalentes. O 
número de pontes dissulfeto varia entre as diferentes moléculas de imunoglobulinas. 
 Pontes dissulfeto intracadeia: dentro de cada uma das cadeias polipeptídicas há também pontes dissulfeto 
intracadeia. 
 Ambas as cadeias pesadas e leves podem ser divididas em duas regiões baseando-se na variabilidade da sequência 
de aminoácidos: 
 Extremidade aminoterminal → região variável = ligação ao antígeno; 
 Extremidade carboxiterminal → região constante = ligação às membranas celulares. 
Região variável: 
 Cadeia leve: VL 
 Cadeia pesada: VH 
 3 regiões determinadoras de complementariedade (CDR) ou regiões hipervariáveis (HVR) → especificidade 
 Regiões framework 
 
Região da dobradiça: região com a qual os braços da molécula de anticorpo formam um Y. É chamada região da 
dobradiça porque há uma flexibilidade na molécula nesse ponto (2 antígenos podem ser ligados ao mesmo tempo). 
 
Região constante: 
 Cadeia leve: CL 
 Cadeia pesada: CH 
 A região constante da cadeia pesada determina a classe do anticorpo, por apresentarem a mesma sequência de 
aminoácidos: 
 
 
 
 
 
 
 
Domínios: as imunoglobulinas não são retas como mostrado nas 
imagens. Ao contrário, elas são dobradas em regiões globulares, cada 
uma das quais contém uma ponte dissulfeto intracadeia. Essas 
regiões são chamadas domínios. 
 Cadeia leve: VL e CL. 
 Cadeia pesada: VH, CH1, CH2, CH3 e CH4. 
 
Fragmentos de imunoglobulinas: relações estrutura/função 
A digestão proteolítica com papaína quebra a molécula de 
imunoglobulina antes da ponte dissulfeto intercadeia. Isso resulta na 
formação de: 
 Fab: 
 Dois fragmentos idênticos que contém a cadeia leve (VLCL) e os domínios VH e CH1 da cadeia pesada 
 Contêm o sítio de ligação a antígenos do anticorpo 
 Fc: 
 Um fragmento que contém o restante das duas cadeias pesadas, cada uma contendo um domínio CH2 e CH3 
 Esse fragmento foi chamado de Fc porque ele é facilmente cristalizado 
 As funções efetoras das imunoglobulinas são mediadas por esta parte da molécula. Diferentes funções são 
mediadas por diferentes domínios nesse fragmento 
 
Forma: 
 Forma ligada a membrana (LB): apresentam aminoácidos com cadeias laterais hidrofóbicas e aminoácidos básicos 
(ancoragem a membrana); 
 Forma secretada (sangue e fluidos): apresentam aminoácidos com cargas e aminoácidos hidrofílicos na porção C 
terminal da região constante. 
O tamanho da cauda de aminoácidos é diferente entre os isotipos 
FUNÇÕES: 
 Neutralização: é a ligação dos anticorpos aos microrganismos e/ou toxinas, impedindo a aderência e ação dos 
mesmos nas células do hospedeiro. 
 
 Opsonização: marcação dos antígenos, a fim de auxiliar o processo de fagocitose pelas células fagocitárias para 
que os microrganismos sejam destruídos enzimaticamente. 
 
 Aglutinação: 
 
 Ativação do sistema complemento: proteínas responsáveis por inúmeras funções relacionadas aos mecanismos de 
defesa. 
 
CLASSIFICAÇÃO: 
 Classes ou isotipos: IgM, IgG, IgD, IgE e IgA 
 Subclasses: 
 Ex.1: IgA1, IgA2 
 Ex.2: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 
 
IGM 
 Primeiro anticorpo produzido por plasmócitos após a exposição ao antígeno; 
 5-10% dos anticorpos totais (é a terceira mais comum no soro); 
 É um pentâmero mantido por uma cadeia de junção (cadeia J), mas também 
existe como monômero ligado a membrana; 
 Devido ao seu grande tamanho, penetra com dificuldade nos tecidos; 
 Função principal: neutralização intravascular viral e aglutinação de 
microrganismos; 
 Excelente ativação do complemento; 
 IgM tem um domínio extra na cadeia pesada (CH4); 
 5 pontos de ligação – capacidade de ligar-se a 10 determinantes antigênicos (valência). 
 
IGG 
 Anticorpo mais abundante no soro (cerca de 80% do total); 
 A mais versátil imunoglobulina porque é capaz de realizar todas as funções das 
moléculas de imunoglobulinas; 
 Penetra facilmente nos tecidos devido ao pequeno tamanho (é a principal nos 
espaços extravasculares); 
 Único anticorpo que consegue atravessar a placenta. O neonato possui 
receptores placentários específicos para a porção Fc da molécula de IgG; 
Obs.: nem todas as subclasses atravessam com a mesma eficiência; IgG2 não 
atravessa bem. 
 Fixação do complemento: nem todas as subclasses fixam com a mesma eficiência; IgG4 não fixa complemento; 
 É uma ótima opsonina; 
 Existem 4 subclasses de IgG que se diferenciam pelo número de pontes dissulfeto e o comprimento da região de 
dobradiça: 
 IgG1 e IgG3 ativam o complemento e são responsáveis pela eliminação de antígenos proteicos; 
 IgG2 e IgG4 reagem com antígenos de carboidratos. 
 
 
IGA 
 Principal anticorpo das secreções (lágrima, saliva, colostro, muco) e 
a segunda mais comum no soro; 
 O IgA do colostro auxilia a proteger os neonatos de infecções 
gastrointestinais; 
 2 unidades básicas ligadas por uma cadeia J (dímero nas 
secreções); 
 Possui peça secretora (proteína) que envolve a molécula e não 
permite sua digestão nas secreções mucosas; 
 Direcionada contra microrganismos que colonizam mucosas; 
 2 subclasses: 
 IgA1: papel incerto, presente no soro, sensível a proteases bacterianas, fraca na defesa; 
 IgA2: neutralizam antígenos que penetram via mucosa. 
 
IGE 
 Somente 0,002% dos anticorpos séricos totais em pacientes não alérgicos; 
 Tem um domínio extra na região constante (CH4); 
 É a menos comum; 
 Atividades inflamatórias; 
 Defesa contra parasitas (principalmente helmintos); 
Obs.: Eosinófilos têm receptores de Fc para IgE e a ligação de eosinófilos a 
helmintos cobertos por IgE resulta na morte do parasita. 
 Envolvida em reações alérgicas: ativa a desgranulação de mastócitos com liberação de histamina; 
 Liga-se a receptores específicos em mastócitos e basófilos; 
 Não ativa complemento. 
 
IGD 
 Pouca quantidade livre no soro e tecidos; 
 Cerca de 0,2% dos anticorpos totais; 
 Encontrado no sangue, linfa e superfície de linfócitos B agindo principalmente como 
receptora celular; 
 Envolvida na ativação das células pelos antígenos; 
 Não tem função conhecida no soro; 
 Ativa complemento. 
 
ANTÍGENOS (AG) 
 A maioria dos antígenos são proteínas ou polissacarídeosgrandes; 
 Lipídios e ácidos nucleicos normalmente são antigênicos somente quando associados a proteínas e carboidratos; 
 Geralmente os antígenos são componentes dos micróbios invasores como as cápsulas, parede celular, flagelos, 
toxinas bacterianas, revestimentos virais e superfícies de fungos e parasitas; 
 Imunógeno: moléculas que provocam repostas imunológicas. São macromoléculas; 
 Substâncias com baixo peso molecular normalmente não são antigênicas; 
 Hapteno: molécula muito pequena para estimular a formação do anticorpo por si só. Contudo, quando o hapteno é 
combinado com uma molécula transportadora maior como uma proteína do soro (p.ex.: albumina), forma-se um 
complexo que consegue ser reconhecido como um antígeno; 
 Uma vez o anticorpo formado, ele irá agir no hapteno independente dele continuar ligado à molécula 
transportadora ou não; 
 Anticorpos não microbianos: polén, alimentos proteicos como a clara do ovo, moléculas de superfícies celulares, 
proteínas do soro de outros indivíduos, moléculas, órgãos transplantados, entre outros; 
 Epítopo ou determinante antigênico: região específica do antígeno contra a qual os anticorpos são formados; 
 Lineares: vários aminoácidos adjacentes; 
 Conformacionais: aminoácidos não está em sequência. 
Obs.: A mesma molécula pode ter vários epítopos diferentes com sítios de ligação diferentes. 
 Sítio de ligação do antígeno: 
 Variam na forma; 
 Variam nas propriedades físicas; 
 Ligação anticorpo-antígeno: baseados em forças não covalentes reversíveis (forças eletrostáticas, van der walls, 
entre outras). 
 
 Fatores determinantes para o reconhecimento antigênico: 
 Especificidade: capacidade de se ligar a antígenos específicos; 
 Diversidade: vários tipos de anticorpos no organismo, para combater 
diversos antígenos; 
 Valência: refere-se ao número de determinantes antigênicos que uma 
molécula individual de anticorpo pode se ligar; 
 Avidez: força da ligação depois da formação dos complexos antígeno-
anticorpo reversíveis. Quanto mais sítios de ligação tiver um anticorpo, 
maior a avidez. 
IMPLICAÇÕES CLÍNICAS DAS CLASSES DE IMUNOGLOBULINAS HUMANAS 
 
 
ESQUEMA SOBRE AS FUNÇÕES