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Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI “A imunidade inata ou natural consiste de mecanismos que existem antes da infecção, que são capazes de rápidas respostas aos microrganismos e que reagem do mesmo modo às infecções repetidas. É mais geral, reconhece padrões.” Imunidade Inata X Adquirida Características - A imunidade inata é a primeira etapa essencial na defesa do hospedeiro contra as infecções. - Os componentes da imunidade inata reconhecem estruturas que são compartilhados por vários tipos de micróbios e não estão presentes em células hospedeiras. - Os componentes da imunidade inata têm evoluído para reconhecer estruturas de micróbios que são muitas vezes essenciais para a sobrevivência e infectividade desses micróbios. - Os receptores do sistema imune inato são codificados na linhagem germinativa e não são produzidos por recombinação somática de genes. - O sistema imune inato não reagir contra o hospedeiro; não reage ao próprio. - O sistema imunitário inato responde da mesma maneira para repetir o encontro com um micróbio, ao passo que o sistema imune adaptativo responde de forma mais eficiente para cada encontro sucessivo com um micróbio. - A especificidade das imunidades inata e adquirida. A tabela resume as características importantes da especificidade e dos receptores das imunidades inata e adquirida, com exemplos selecionados ilustrados. Ig, Imunoglobulina (anticorpo); TCR, receptor de célula T. - Os dois principais tipos de reações do sistema imunológico inato são a inflamação e a defesa antiviral. - Inflamação: consiste no acúmulo e na ativação de leucócitos e proteínas plasmáticas em locais de infecção ou lesão tecidual. Essas células e proteínas atuam em conjunto para matar, sobretudo, microrganismos extracelulares e para eliminar tecidos danificados. - Defesa antiviral: a defesa imunológica inata contra vírus intracelulares é mediada principalmente por células natural killer (NK), que matam células infectadas por vírus, e por citocinas chamadas interferons tipo I, que bloqueiam a replicação viral dentro das células do hospedeiro. IMUNIDADE INATA Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI - O sistema imunológico inato normalmente responde da mesma maneira em encontros subsequentes com um patógeno, enquanto o sistema imunológico adquirido responde de maneira mais eficaz a cada encontro sucessivo com um patógeno. - Ou seja, a imunidade inata não gera memória, diferente da imunidade adquirida. - O sistema imunológico inato reconhece estruturas que são comuns a diversas classes de microrganismos e que não estão presentes nas células normais do hospedeiro: bactérias, fungos, protozoários e vírus. Resposta imunológica inata A resposta imunológica inata pode ser considerada como uma série de reações que proporcionam defesa nos seguintes estágios de infecções microbianas: • Nos portais de entrada para microrganismos: a maior parte das infecções microbianas é adquirida através do epitélio da pele e dos sistemas gastrointestinal e respiratório. Os primeiros mecanismos de defesa ativos nesses locais são epitélios oferecendo barreiras físicas e moléculas antimicrobianas e células linfoides nesses epitélios. • Nos tecidos: microrganismos que rompem o epitélio, bem como células mortas em tecidos, são detectados por macrófagos residentes, células dendríticas e outras células sentinelas. Algumas dessas células reagem principalmente a citocinas secretoras, que iniciam o processo de inflamação, e fagócitos destroem os microrganismos e eliminam as células danificadas. • No sangue: proteínas plasmáticas, incluindo proteínas do sistema 57 complemento, reagem contra microrganismos e promovem sua destruição. • Vírus promovem reações especiais, incluindo a produção de interferons em células infectadas que inibem a infecção de outras células e a morte de células infectadas pelas células NK. Receptores celulares para os microrganismos - Os receptores do tipo Toll são homólogos a uma proteína de Drosophila, chamada Toll, que foi descoberta por sua participação no padrão dorsal- ventral e mais tarde mostrou-se essencial para a proteção da mosca contra infecções. - Esses receptores são específicos para diferentes componentes dos microrganismos. - Sua função, em resumo, é o reconhecimento do patógeno e a estimulação da resposta imunológica contra agentes patológicos. - Os sinais gerados pela ligação dos TLRs ativam fatores de transcrição que estimulam a expressão dos genes que codificam citocinas, enzimas e outras proteínas envolvidas nas funções antimicrobiana dos fagócitos ativados e das células dendríticas. - Dois dos mais importantes fatores de transcrição ativados por sinais TLR são NF-kB (nuclear factor kB), que promove a expressão de várias citocinas e moléculas de adesão endotelial e IRF-3 (interferon resposta factor-3), que estimula a produção do tipo I interferons, citocinas, que bloqueiam a replicação viral. Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI Receptores Tipo Toll - Os sinais gerados pela ligação dos receptores tipo Toll ativam fatores de transcrição que estimulam a produção de genes que codificam citocinas, enzimas e outras proteínas envolvidas nas funções antimicrobianas dos fagócitos ativados e das outras células. - Entre os mais importantes fatores de transcrição ativados pelos sinais dos TLR estão o κB (NF-κB), que promove a expressão de várias citocinas e moléculas de adesão endotelial, e os fatores de resposta ao interferon (IRF, do inglês, interferon regulatory factors), que estimulam a produção das citocinas antivirais, interferons tipo 1. - Outros receptores podem ser: • Barreiras epiteliais; • Fagócitos: neutrófilos e monócitos/macrófagos; • Células dentríticas; • Células Natural Killer; • Outras classes de linfócitos; • Citocinas; • Outras moléculas plasmáticas; - Os macrófagos desempenham vários papéis importantes na defesa do hospedeiro – eles produzem citocinas que iniciam e regulam a inflamação, ingerem e destroem microrganismos, além de limpar tecidos mortos e iniciar o processo de reparação tecidual. Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI - As células naturais killer (NK), ou exterminadoras naturais, são uma classe de linfócitos que reconhecem células infectadas e estressadas e respondem destruindo essas células e produzindo uma citocina que ativa os macrófagos, o IFN-γ - As células NK destroem as células do hospedeiro infectadas por microrganismos intracelulares, eliminando, assim, os reservatórios de infecção. B, as células NK respondem à interleucina-12 (IL-12) produzida pelos macrófagos e secretam interferon- γ (IFN-γ), que ativa os macrófagos para que destruam os microrganismos que foram fagocitados. - Os receptores inibidores de células NK, que bloqueiam a sinalização pelos receptores de ativação, são específicos para moléculas de MHC classe I próprias, que são expressas em todas as células nucleadas saudáveis. Portanto, a expressão do MHC classe I protege células saudáveis da destruição por células NK. - A célula de um hospedeiro normal expressa moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC), que são reconhecidas pelos receptores inibitórios, assegurando, então, que as células NK não ataquem as células normais do hospedeiro. As células saudáveis expressam ligantes para a ativação dos receptores (como mostrado) ou podem não expressar tais ligantes, mas eles não são atacados pelas células NK, porque eles ocupam os receptores inibitórios. B, as células NK são ativadas por células infectadas em que o ligante para ativação dos receptores é expresso (frequentemente emaltos níveis) e a expressão do MHC classe I é reduzida, assim os receptores inibitórios não são ocupados. O resultado é que as células infectadas são mortas. Sistema Complemento - O sistema complemento é uma coleção de proteínas presentes na circulação e ligadas à membrana que são importantes na defesa contra os microrganismos. - Muitas proteínas do complemento são enzimas proteolíticas, e sua ativação envolve a ativação sequencial dessas enzimas, algumas vezes chamada de cascata enzimática. - A cascata do complemento pode ser ativada por três vias: - Via alternativa: é desencadeada quando algumas proteínas do complemento são ativadas na superfície dos microrganismos e não podem ser controladas, porque as proteínas reguladoras do complemento não estão presentes nos patógenos (mas estão presentes nas células do hospedeiro). A via alternativa é um componente da imunidade inata. - Via clássica: é desencadeada com mais frequência depois que anticorpos se ligam a microrganismos ou a outros antígenos, sendo um componente do braço humoral da imunidade adquirida. - Via da lectina: é ativada quando uma proteína plasmática ligante de carboidrato, a lectina ligante de manose, liga-se à manose terminal nas glicoproteínas da superfície dos microrganismos. A lectina ativa proteínas da via clássica, mas como é Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI iniciada por um produto bacteriano na ausência de anticorpos, é um componente da imunidade inata. - As proteínas ativadas do complemento são enzimas proteolíticas que lisam outras proteínas do complemento, em uma cascata enzimática que pode ser rapidamente ampliada. - O componente central do complemento é uma proteína plasmática chamada C3, que é clivada pelas enzimas geradas nas etapas iniciais. - O principal fragmento proteolítico de C3, chamado C3b, se liga de maneira covalente a microrganismos, sendo capaz de ativar proteínas do complemento presentes na superfície bacteriana. - As três vias de ativação do complemento diferem em como são iniciadas, mas compartilham as etapas finais, desempenhando as mesmas funções efetoras. - O sistema do complemento tem três funções na defesa do hospedeiro: - Em primeiro lugar, o C3b reveste os microrganismos, ligando-os às células 78 fagocitárias por meio de receptores para o C3b expresso nos fagócitos. Assim, os microrganismos que são revestidos com as proteínas do complemento são ingeridos rapidamente e destruídos pelos fagócitos. Esse processo de revestir um microrganismo com moléculas que são reconhecidas por receptores em fagócitos é chamado de opsonização. - Em segundo lugar, alguns fragmentos proteolíticos das proteínas do complemento, em especial C5a e C3a, são quimioatrativos para leucócitos (sobretudo neutrófilos e monócitos), promovendo o recrutamento dos leucócitos (inflamação) no local da ativação do complemento. - Em terceiro lugar, a ativação do complemento culmina na formação de um complexo proteico polimérico que se insere na membrana celular microbiana, perturbando a permeabilidade da barreira que leva à lise osmótica ou à apoptose do microrganismo. Citocinas da Imunidade Inata - Em resposta aos patógenos, as células dendríticas, os macrófagos e outras células secretam citocinas, que são intermediárias em muitas reações celulares da imunidade inata. - A maioria das citocinas cuja estrutura molecular está definida é chamada, por convenção, de interleucina, o que significa que essas moléculas são produzidas pelos leucócitos e atuam nos leucócitos. - As citocinas são produzidas em pequenas quantidades em resposta a um estímulo externo e se ligam a receptores de alta afinidade nas células- alvo. A maioria das citocinas age nas células que as produzem (ações autócrinas) ou nas células adjacentes (ações parácrinas). - Na reação imunológica inata contra as infecções, pode ser ativado um grande número de macrófagos e células dendríticas, de forma que são produzidas grandes quantidades de citocinas que podem atuar em locais distantes de onde foram secretadas (ações endócrinas). Imunologia Kevilly Ramos – Nutrição UFPI - O fator de necrose tumoral (TNF, do inglês, tumor necrosis factor), a interleucina-1 (IL-1) e as quimiocinas (citocinas quimioatrativas) são as principais citocinas envolvidas no recrutamento de neutrófilos no sangue e monócitos aos locais de infecção (descritos posteriormente). - As citocinas da imunidade inata estimulam a inflamação (TNF, IL-1, quimiocinas), ativam as células NK (IL-12) e os macrófagos (IFNγ) e previnem as infecções virais (IFN tipo I). Figura: A, Os macrófagos e as células dendríticas que respondem aos patógenos produzem citocinas que estimulam a inflamação (recrutamento dos leucócitos) e ativam as células natural killer (NK), que produzem o interferon-γ (IFN-γ), uma citocina que ativa os macrófagos. B, São enumeradas algumas características importantes das principais citocinas da imunidade inata. Observe que o IFN-γ e o fator transformante de crescimento-β (TGF-β) são citocinas de imunidade inata e adaptativa (Cap. 5). O nome fator de necrose tumoral (TNF) originou-se de uma experiência que demonstrou que uma citocina induzida pelo LPS destruía tumores em ratos. Atualmente sabemos que esse efeito resulta da trombose dos vasos sanguíneos do tumor induzida pelo TNF, que é uma forma exagerada de uma reação que ocorre na inflamação. O nome interferon refere-se à capacidade de essas citocinas “interferirem” na infecção viral. O IFN-γ apresenta uma reação antiviral fraca quando comparado com os IFN tipo I. Mais informações sobre essas citocinas e seus receptores são dadas no Apêndice II. MHC, Complexo principal de histocompatibilidade. Evasão microbiana da imunidade inata Papel da Imunidade Inata na estimulação da imunidade adquirida - A resposta imunológica inata tem a importante função de alertar o sistema imunológico adquirido de que é necessária uma resposta imunológica eficaz. - A resposta imunológica inata gera moléculas que funcionam como “segundos sinais” que, junto com os antígenos, ativam os linfócitos T e B. - Sinal I: próprio antígeno; - Sinal II: molécula produzida ou induzida pelos microrganismos; resposta imunológica inata; danos as células do hospedeiro. - Essa necessidade do segundo sinal garante que o sistema adaptativo resposta a agentes infecciosos e não a substâncias não inofensiva.
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