21.2: Anatomia do sistema linfático e imunológico
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Ao final desta seção, você poderá:
- Descreva a estrutura e a função do tecido linfático (líquido linfático, vasos, ductos e órgãos)
- Descreva a estrutura e função dos órgãos linfáticos primários e secundários
- Discuta as células do sistema imunológico, como elas funcionam e sua relação com o sistema linfático
O sistema imunológico é o complexo conjunto de células e órgãos que destrói ou neutraliza patógenos que, de outra forma, causariam doenças ou morte. O sistema linfático, para a maioria das pessoas, está associado ao sistema imunológico a tal ponto que os dois sistemas são praticamente indistinguíveis. O sistema linfático é o sistema de vasos, células e órgãos que transporta o excesso de fluidos para a corrente sanguínea e filtra os patógenos do sangue. O inchaço dos gânglios linfáticos durante uma infecção e o transporte de linfócitos pelos vasos linfáticos são apenas dois exemplos das muitas conexões entre esses sistemas orgânicos críticos.
Funções do sistema linfático
Uma das principais funções do sistema linfático é drenar os fluidos corporais e devolvê-los à corrente sanguínea. A pressão arterial causa vazamento de fluido dos capilares, resultando no acúmulo de líquido no espaço intersticial, ou seja, espaços entre células individuais nos tecidos. Em humanos, 20 litros de plasma são liberados diariamente no espaço intersticial dos tecidos devido à filtração capilar. Uma vez que esse filtrado está fora da corrente sanguínea e nos espaços dos tecidos, ele é chamado de fluido intersticial. Destes, 17 litros são reabsorvidos diretamente pelos vasos sanguíneos. Mas o que acontece com os três litros restantes? É aqui que o sistema linfático entra em ação. Ele drena o excesso de fluido e o esvazia de volta para a corrente sanguínea por meio de uma série de vasos, troncos e dutos. Linfa é o termo usado para descrever o fluido intersticial depois de entrar no sistema linfático. Quando o sistema linfático é danificado de alguma forma, por exemplo, bloqueado por células cancerosas ou destruído por lesões, o líquido intersticial rico em proteínas se acumula (às vezes “se recupera” dos vasos linfáticos) nos espaços dos tecidos. Esse acúmulo inadequado de líquido, conhecido como linfedema, pode levar a sérias consequências médicas.
À medida que o sistema imunológico dos vertebrados evoluiu, a rede de vasos linfáticos tornou-se um meio conveniente para transportar as células do sistema imunológico. Além disso, o transporte de lipídios dietéticos e vitaminas lipossolúveis absorvidos no intestino usa esse sistema.
As células do sistema imunológico não apenas usam vasos linfáticos para voltar dos espaços intersticiais à circulação, mas também usam os linfonodos como principais áreas de estadiamento para o desenvolvimento de respostas imunes críticas. Um linfonodo é um dos pequenos órgãos em forma de feijão localizados em todo o sistema linfático.
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Estrutura do sistema linfático
Os vasos linfáticos começam como uma terminação cega, ou fecham em uma extremidade, capilares, que alimentam vasos linfáticos cada vez maiores e, eventualmente, se esvaziam na corrente sanguínea por uma série de ductos. Ao longo do caminho, a linfa viaja pelos gânglios linfáticos, que são comumente encontrados perto da virilha, axilas, pescoço, tórax e abdômen. Os humanos têm cerca de 500—600 linfonodos em todo o corpo (Figura 21.2).
Uma grande diferença entre os sistemas linfático e cardiovascular em humanos é que a linfa não é bombeada ativamente pelo coração, mas é forçada através dos vasos pelos movimentos do corpo, pela contração dos músculos esqueléticos durante os movimentos do corpo e pela respiração. As válvulas unidirecionais (válvulas semilunares) nos vasos linfáticos mantêm a linfa se movendo em direção ao coração. A linfa flui dos capilares linfáticos, através dos vasos linfáticos, e depois é despejada no sistema circulatório através dos ductos linfáticos localizados na junção das veias jugular e subclávia no pescoço.
Capilares linfáticos
Os capilares linfáticos, também chamados de linfáticos terminais, são vasos nos quais o fluido intersticial entra no sistema linfático para se tornar fluido linfático. Localizados em quase todos os tecidos do corpo, esses vasos estão entrelaçados entre as arteríolas e vênulas do sistema circulatório nos tecidos conjuntivos moles do corpo (Figura 21.3). As exceções são o sistema nervoso central, a medula óssea, os ossos, os dentes e a córnea do olho, que não contêm vasos linfáticos.
Os capilares linfáticos são formados por uma camada de células endoteliais com uma célula de espessura e representam a extremidade aberta do sistema, permitindo que o fluido intersticial flua para eles por meio de células sobrepostas (veja a Figura 21.3). Quando a pressão intersticial é baixa, os retalhos endoteliais se fecham para evitar o “refluxo”. À medida que a pressão intersticial aumenta, os espaços entre as células se abrem, permitindo que o fluido entre. A entrada de fluido nos capilares linfáticos também é possibilitada pelos filamentos de colágeno que ancoram os capilares às estruturas vizinhas. À medida que a pressão intersticial aumenta, os filamentos puxam os retalhos das células endoteliais, abrindo-os ainda mais para facilitar a entrada do fluido.
No intestino delgado, os capilares linfáticos chamados lácteos são essenciais para o transporte de lipídios dietéticos e vitaminas lipossolúveis para a corrente sanguínea. No intestino delgado, os triglicérides dietéticos se combinam com outros lipídios e proteínas e entram nos lacteos para formar um fluido leitoso chamado quilo. O quilo então viaja pelo sistema linfático, eventualmente entrando na corrente sanguínea.
Vasos linfáticos, troncos e ductos maiores
Os capilares linfáticos se esvaziam em vasos linfáticos maiores, que são semelhantes às veias em termos de estrutura de três túnicas e presença de válvulas. Essas válvulas unidirecionais estão localizadas bem próximas umas das outras e cada uma causa uma protuberância no vaso linfático, dando aos vasos uma aparência de frisado (veja a Figura 21.3).
Os linfáticos superficiais e profundos eventualmente se fundem para formar vasos linfáticos maiores, conhecidos como troncos linfáticos. No lado direito do corpo, os lados direitos da cabeça, tórax e membro superior direito drenam o líquido linfático para a veia subclávia direita através do ducto linfático direito (Figura 21.4). No lado esquerdo do corpo, as partes restantes do corpo drenam para o ducto torácico maior, que drena para a veia subclávia esquerda. O próprio ducto torácico começa logo abaixo do diafragma na cisterna quili, uma câmara em forma de saco que recebe linfa da parte inferior do abdômen, da pelve e dos membros inferiores por meio dos troncos lombares esquerdo e direito e do tronco intestinal.
O sistema geral de drenagem do corpo é assimétrico (veja a Figura 21.4). O ducto linfático direito recebe linfa apenas do lado superior direito do corpo. A linfa do resto do corpo entra na corrente sanguínea através do ducto torácico através de todos os troncos linfáticos restantes. Em geral, os vasos linfáticos dos tecidos subcutâneos da pele, ou seja, os linfáticos superficiais, seguem as mesmas vias das veias, enquanto os vasos linfáticos profundos das vísceras geralmente seguem os caminhos das artérias.
A organização da função imune
O sistema imunológico é uma coleção de barreiras, células e proteínas solúveis que interagem e se comunicam entre si de maneiras extraordinariamente complexas. O modelo moderno de função imune é organizado em três fases com base no tempo de seus efeitos. As três fases temporais consistem no seguinte:
- Defesas de barreira, como a pele e as membranas mucosas, que agem instantaneamente para evitar a invasão patogênica nos tecidos do corpo
- A resposta imune inata rápida, mas inespecífica, que consiste em uma variedade de células especializadas e fatores solúveis
- A resposta imune adaptativa mais lenta, porém mais específica e eficaz, que envolve muitos tipos de células e fatores solúveis, mas é controlada principalmente por glóbulos brancos (leucócitos) conhecidos como linfócitos, que ajudam a controlar as respostas imunes
As células do sangue, incluindo todas as envolvidas na resposta imune, surgem na medula óssea por meio de várias vias de diferenciação das células-tronco hematopoiéticas (Figura 21.5). Em contraste com as células-tronco embrionárias, as células-tronco hematopoiéticas estão presentes durante toda a idade adulta e permitem a diferenciação contínua das células sanguíneas para substituir aquelas perdidas devido à idade ou função. Essas células podem ser divididas em três classes com base na função:
- Células fagocíticas, que ingerem patógenos para destruí-las
- Linfócitos, que coordenam especificamente as atividades da imunidade adaptativa
- Células contendo grânulos citoplasmáticos, que ajudam a mediar as respostas imunes contra parasitas e patógenos intracelulares, como vírus
Linfócitos: células B, células T, células plasmáticas e células assassinas naturais
Conforme mencionado acima, os linfócitos são as células primárias das respostas imunes adaptativas (Tabela 21.1). Os dois tipos básicos de linfócitos, células B e células T, são idênticos morfologicamente a um grande núcleo central cercado por uma fina camada de citoplasma. Eles se distinguem uns dos outros por seus marcadores proteicos de superfície, bem como pelas moléculas que secretam. Enquanto as células B amadurecem na medula óssea vermelha e as células T amadurecem no timo, ambas se desenvolvem inicialmente a partir da medula óssea. As células T migram da medula óssea para o timo, onde amadurecem ainda mais. As células B e T são encontradas em muitas partes do corpo, circulando na corrente sanguínea e na linfa e residindo em órgãos linfóides secundários, incluindo o baço e os linfonodos, que serão descritos posteriormente nesta seção. O corpo humano contém aproximadamente 10 12 linfócitos.
Células B
As células B são células imunes que funcionam principalmente produzindo anticorpos. Um anticorpo é qualquer parte do grupo de proteínas que se liga especificamente a moléculas associadas a patógenos conhecidas como antígenos. Um antígeno é uma estrutura química na superfície de um patógeno que se liga aos receptores do antígeno dos linfócitos T ou B. Uma vez ativadas pela ligação ao antígeno, as células B se diferenciam em células que secretam uma forma solúvel de seus anticorpos de superfície. Essas células B ativadas são conhecidas como células plasmáticas.
Células T
A célula T, por outro lado, não secreta anticorpos, mas desempenha uma variedade de funções na resposta imune adaptativa. Diferentes tipos de células T têm a capacidade de secretar fatores solúveis que se comunicam com outras células da resposta imune adaptativa ou destruir células infectadas com patógenos intracelulares. Os papéis dos linfócitos T e B na resposta imune adaptativa serão discutidos mais adiante neste capítulo.
células plasmáticas
Outro tipo de linfócito importante é a célula plasmática. Uma célula plasmática é uma célula B que se diferenciou em resposta à ligação ao antígeno e, assim, ganhou a capacidade de secretar anticorpos solúveis. Essas células diferem em morfologia das células B e T padrão, pois contêm uma grande quantidade de citoplasma repleto da maquinaria de síntese de proteínas conhecida como retículo endoplasmático rugoso.
Células assassinas naturais
Um quarto linfócito importante é a célula natural killer, participante da resposta imune inata. Uma célula natural assassina (NK) é uma célula sanguínea circulante que contém grânulos citotóxicos (matadores de células) em seu extenso citoplasma. Ele compartilha esse mecanismo com as células T citotóxicas da resposta imune adaptativa. As células NK estão entre as primeiras linhas de defesa do corpo contra vírus e certos tipos de câncer.
| Tipo de linfócito | Função primária |
|---|---|
| Linfócito B | Gera anticorpos diversos |
| Linfócito T | Secreta mensageiros químicos |
| células plasmáticas | Secreta anticorpos |
| Célula NK | Destrói células infectadas por vírus |
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Órgãos linfóides primários e desenvolvimento de linfócitos
Compreender a diferenciação e o desenvolvimento das células B e T é fundamental para a compreensão da resposta imune adaptativa. É por meio desse processo que o corpo (idealmente) aprende a destruir apenas patógenos e deixa as células do próprio corpo relativamente intactas. Os órgãos linfóides primários são a medula óssea e a glândula timo. Os órgãos linfóides são onde os linfócitos amadurecem, proliferam e são selecionados, o que lhes permite atacar patógenos sem prejudicar as células do corpo.
Medula óssea
No embrião, as células sanguíneas são produzidas no saco vitelino. Conforme o desenvolvimento avança, essa função é assumida pelo baço, pelos gânglios linfáticos e pelo fígado. Posteriormente, a medula óssea assume a maioria das funções hematopoiéticas, embora os estágios finais da diferenciação de algumas células possam ocorrer em outros órgãos. A medula óssea vermelha é uma coleção frouxa de células onde ocorre a hematopoiese, e a medula óssea amarela é um local de armazenamento de energia, que consiste principalmente de células adiposas (Figura 21.6). A célula B sofre quase todo o seu desenvolvimento na medula óssea vermelha, enquanto a célula T imatura, chamada timócito, deixa a medula óssea e amadurece em grande parte na glândula timo.
Thymus
O timo é um órgão bilobado encontrado no espaço entre o esterno e a aorta do coração (Figura 21.7). O tecido conjuntivo mantém os lóbulos bem juntos, mas também os separa e forma uma cápsula.
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A cápsula do tecido conjuntivo divide ainda mais o timo em lóbulos por meio de extensões chamadas trabéculas. A região externa do órgão é conhecida como córtex e contém um grande número de timócitos com algumas células epiteliais, macrófagos e células dendríticas (dois tipos de células fagocíticas derivadas de monócitos). O córtex é densamente compactado, por isso tem manchas mais intensas do que o resto do timo (veja a Figura 21.7). A medula, onde os timócitos migram antes de sair do timo, contém uma coleção menos densa de timócitos, células epiteliais e células dendríticas.
O envelhecimento e o...
Sistema Imunitário
Até o ano de 2050, 25% da população dos Estados Unidos terá 60 anos de idade ou mais. O CDC estima que 80% das pessoas com 60 anos ou mais têm uma ou mais doenças crônicas associadas a deficiências do sistema imunológico. Essa perda da função imune com a idade é chamada de imunosenescência. Para tratar essa crescente população, os profissionais médicos devem entender melhor o processo de envelhecimento. Uma das principais causas de deficiências imunológicas relacionadas à idade é a involução tímica, o encolhimento da glândula timo que começa no nascimento, a uma taxa de cerca de três por cento de perda de tecido por ano, e continua até 35 a 45 anos de idade, quando a taxa diminui para cerca de um por cento de perda por ano pelo resto da vida. Nesse ritmo, a perda total do tecido epitelial tímico e dos timócitos ocorreria por volta dos 120 anos de idade. Assim, essa idade é um limite teórico para uma expectativa de vida humana saudável.
A involução tímica foi observada em todas as espécies de vertebrados que possuem uma glândula timo. Estudos em animais mostraram que os enxertos tímicos transplantados entre cepas consanguíneas de camundongos envolveram de acordo com a idade do doador e não do receptor, o que implica que o processo é geneticamente programado. Há evidências de que o microambiente tímico, tão vital para o desenvolvimento de células T ingênuas, perde células epiteliais tímicas de acordo com a diminuição da expressão do gene FOXN1 com a idade.
Sabe-se também que a involução tímica pode ser alterada pelos níveis hormonais. Hormônios sexuais como estrogênio e testosterona aumentam a involução, e as alterações hormonais em gestantes causam uma involução tímica temporária que se reverte, quando o tamanho do timo e seus níveis hormonais retornam ao normal, geralmente após a cessação da lactação. O que tudo isso nos diz? Podemos reverter a imunosenescência, ou pelo menos retardá-la? Existe o potencial de usar transplantes tímicos de doadores mais jovens para manter alta a produção tímica de células T ingênuas. As terapias genéticas que visam a expressão gênica também são vistas como possibilidades futuras. Quanto mais aprendermos por meio da pesquisa de imunosenescência, mais oportunidades haverá para desenvolver terapias, embora essas terapias provavelmente levem décadas para serem desenvolvidas. O objetivo final é que todos vivam e sejam saudáveis por mais tempo, mas pode haver limites à imortalidade impostos por nossos genes e hormônios.
Órgãos linfóides secundários e suas funções nas respostas imunes ativas
Os linfócitos se desenvolvem e amadurecem nos órgãos linfóides primários, mas criam respostas imunes dos órgãos linfóides secundários. Um linfócito ingênuo é aquele que saiu do órgão primário e entrou em um órgão linfóide secundário. Os linfócitos ingênuos são totalmente funcionais imunologicamente, mas ainda não encontraram um antígeno ao qual responder. Além de circularem no sangue e na linfa, os linfócitos se concentram nos órgãos linfóides secundários, que incluem os linfonodos, o baço e os nódulos linfoides. Todos esses tecidos têm muitas características em comum, incluindo as seguintes:
- A presença de folículos linfóides, os locais de formação de linfócitos, com áreas específicas ricas em células B e ricas em células T
- Uma estrutura interna de fibras reticulares com macrófagos fixos associados
- Centros germinativos, que são os locais de rápida divisão e diferenciação de linfócitos B
- Vasos pós-capilares especializados conhecidos como vênulas endoteliais altas; as células que revestem essas vênulas são mais espessas e colunares do que as células endoteliais normais, o que permite que as células do sangue entrem diretamente nesses tecidos
Linfonodos
Os linfonodos funcionam para remover detritos e patógenos da linfa e, portanto, às vezes são chamados de “filtros da linfa” (Figura 21.8). Qualquer bactéria que infecte o fluido intersticial é absorvida pelos capilares linfáticos e transportada para um linfonodo regional. Células dendríticas e macrófagos dentro desse órgão internalizam e matam muitos dos patógenos que passam, removendo-os do corpo. O linfonodo também é o local de respostas imunes adaptativas mediadas por células T, células B e células acessórias do sistema imunológico adaptativo. Como o timo, os linfonodos em forma de feijão são cercados por uma cápsula resistente de tecido conjuntivo e separados em compartimentos por trabéculas, as extensões da cápsula. Além da estrutura fornecida pela cápsula e pelas trabéculas, o suporte estrutural do linfonodo é fornecido por uma série de fibras reticulares depositadas por fibroblastos.
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As principais vias de entrada no linfonodo são através de vasos linfáticos aferentes (veja a Figura 21.8). As células e o fluido linfático que saem do linfonodo podem fazê-lo por outro conjunto de vasos conhecido como vasos linfáticos eferentes. A linfa entra no linfonodo através do seio subcapsular, que é ocupado por células dendríticas, macrófagos e fibras reticulares. Dentro do córtex do linfonodo estão os folículos linfóides, que consistem em centros germinativos de células B que se dividem rapidamente, cercados por uma camada de células T e outras células acessórias. À medida que a linfa continua fluindo pelo nódulo, ela entra na medula, que consiste em cordões medulares de células B e plasmócitos, e nos seios medulares, onde a linfa se acumula antes de sair do linfonodo pelos vasos linfáticos eferentes.
Baço
Além dos linfonodos, o baço é um importante órgão linfóide secundário (Figura 21.9). Tem cerca de 12 cm (5 pol.) de comprimento e está preso à borda lateral do estômago por meio do ligamento gastroesplênico. O baço é um órgão frágil, sem uma cápsula forte, e é vermelho escuro devido à sua extensa vascularização. O baço às vezes é chamado de “filtro do sangue” devido à sua extensa vascularização e à presença de macrófagos e células dendríticas que removem micróbios e outros materiais do sangue, incluindo glóbulos vermelhos moribundos. O baço também funciona como o local das respostas imunes aos patógenos transmitidos pelo sangue.
O baço também é dividido por trabéculas do tecido conjuntivo, e dentro de cada nódulo esplênico há uma área de polpa vermelha, composta principalmente por glóbulos vermelhos, e polpa branca, que se assemelha aos folículos linfoides dos linfonodos. Ao entrar no baço, a artéria esplênica se divide em várias arteríolas (cercadas por polpa branca) e, eventualmente, em sinusóides. O sangue dos capilares posteriormente se acumula nos seios venosos e sai pela veia esplênica. A polpa vermelha consiste em fibras reticulares com macrófagos fixos conectados, macrófagos livres e todas as outras células típicas do sangue, incluindo alguns linfócitos. A polpa branca envolve uma arteríola central e consiste em centros germinativos de células B divididas cercadas por células T e células acessórias, incluindo macrófagos e células dendríticas. Assim, a polpa vermelha funciona principalmente como um sistema de filtração do sangue, usando células da resposta imune relativamente inespecífica, e a polpa branca é onde as respostas adaptativas das células T e B são montadas.
Nódulos linfóides
Os outros tecidos linfóides, os nódulos linfoides, têm uma arquitetura mais simples do que o baço e os linfonodos, pois consistem em um denso aglomerado de linfócitos sem uma cápsula fibrosa circundante. Esses nódulos estão localizados no trato respiratório e digestivo, áreas expostas rotineiramente a patógenos ambientais.
As amígdalas são nódulos linfóides localizados ao longo da superfície interna da faringe e são importantes no desenvolvimento da imunidade aos patógenos orais (Figura 21.10). A amígdala localizada na parte posterior da garganta, a amígdala faríngea, às vezes é chamada de adenóide quando inchada. Esse inchaço é uma indicação de uma resposta imune ativa à infecção. Histologicamente, as amígdalas não contêm uma cápsula completa e a camada epitelial invagina profundamente no interior da amígdala para formar criptas tonsilares. Essas estruturas, que acumulam todos os tipos de materiais absorvidos pelo corpo por meio da alimentação e da respiração, na verdade “estimulam” os patógenos a penetrar profundamente nos tecidos tonsilares, onde são acionados por numerosos folículos linfóides e eliminados. Essa parece ser a principal função das amígdalas: ajudar o corpo das crianças a reconhecer, destruir e desenvolver imunidade a patógenos ambientais comuns, para que sejam protegidos em suas vidas futuras. As amígdalas são frequentemente removidas em crianças com infecções recorrentes na garganta, especialmente aquelas que envolvem as amígdalas palatinas em ambos os lados da garganta, cujo inchaço pode interferir na respiração e/ou deglutição.
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O tecido linfóide associado à mucosa (MALT) consiste em um agregado de folículos linfóides diretamente associados ao epitélio da membrana mucosa. O MALT compõe estruturas em forma de cúpula encontradas subjacentes à mucosa do trato gastrointestinal, tecido mamário, pulmões e olhos. Os adesivos de Peyer, um tipo de MALT no intestino delgado, são especialmente importantes para respostas imunes contra substâncias ingeridas (Figura 21.11). Os adesivos de Peyer contêm células endoteliais especializadas chamadas células M (ou microdobra) que coletam amostras de material do lúmen intestinal e o transportam para folículos próximos para que respostas imunes adaptativas a patógenos em potencial possam ser montadas. Um processo semelhante ocorre envolvendo MALT na mucosa e submucosa do apêndice. Um bloqueio do lúmen desencadeia essas células para provocar uma resposta inflamatória que pode levar à apendicite.
O tecido linfóide associado aos brônquios (BALT) consiste em estruturas foliculares linfóides com uma camada epitelial sobrejacente encontrada ao longo das bifurcações dos brônquios e entre brônquios e artérias. Eles também têm a estrutura tipicamente menos organizada de outros nódulos linfóides. Esses tecidos, além das amígdalas, são eficazes contra patógenos inalados.