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Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Aula 02 – 08/02 Organização do Sistema imune Componentes da imunidade inata Origem dos macrófagos ● Medula óssea: - A partir de uma HSC, a medula origina os monócitos sanguíneos, que migram para os tecidos, diferenciando-se em macrófagos intestinais residentes e macrófagos da derme por exemplo; - Ela não é apenas responsável pelo desenvolvimento e reposição de células sanguíneas, mas é também responsável por mantes o pool de HSCs ao longo da vida de um vertebrado adulto; - A medula tem nicho osteo, que tem contato íntimo com a célula tronco hematopoiética e essa intimidade é importante para manter as células em repousou. E a medula tem nicho vascular de células que saíram e migraram para uma região mais vascular respondendo um estimulo e faz diferenciação. - Pela célula tronco hematopoiética, a partir de estímulos específicos, ela se compromete e diferencia um pouco numa célula linfoide e mieloide (Aula 1 – introdução). - Linfócitos T e B (Aula 1) ● Células progenitoras embrionárias: residentes no saco vitelínico e no fígado fetal, dão origem a macrófagos teciduais. Exemplos: micróglia, células Kupffer (atividade fagocitária hepática), macrófagos alveolares (pulmão) e macrófagos peritoneais e se mantem se autorrenovando. Células mieloides das imunidades inata e adaptativa ● Macrófagos e neutrófilos são primariamente células fagocíticas que engolfam patógenos e os destroem dentro das vesículas intracelulares, função que essas células desempenham tanto na resposta imune inata quanto na adaptativa. Os macrófagos também podem apresentar antígenos às células T, ativando-as. Os neutrófilos são as primeiras células que chegam num local de uma inflamação/infecção de um tecido; ● As células dendríticas são fagocíticas quando imaturas e podem aprisionar patógenos. Pós maturação, atuam como apresentadoras de antígenos para as células T, iniciando a resposta imune adaptativa; ● Cada linfócito é único e específico para cada antígeno; ● As outras células mieloides são principalmente células secretoras, que liberam o conteúdo dos grânulos citoplasmáticos quando ativadas por anticorpos durante a resposta imune adaptativa; ● Acredita-se que os eosinófilos estejam envolvidos no ataque a grandes parasites recobertos por anticorpos, como os vermes, e que os basófilos estejam envolvidos na imunidade antiparasitária; ● Os mastócitos são células dos tecidos que desencadeiam resposta inflamatória local contra antígeno pela liberação de substâncias que atuam Aula 2 1 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 nos vasos sanguíneos locais. Mastócitos, eosinófilos e basófilos também são importantes nas respostas alérgicas. Macrófagos: funções ● Encontradas nos tecidos ● Amplamente distribuído, tem função vital para a homeostase do indivíduo; ● Macrófagos residentes: defesa imediata contra microrganismos; ● Altamente fagocítico (microrganismos e células mortas); ela rearranje seu citoesqueleto para projetar sua membrana em volta da partícula a ser fagocitada, o que demanda energia, reorganização dos filamentos de actina que formam o citoesqueleto da célula. Ou seja, ela envolve sua partícula formando uma vesícula inicial (endocitica), se matura formando o fagossomo, ele recebe vesículas lisossomais (hidroliticas, proteolíticas) ate que essa partícula seja degradada e parte das moléculas que estão na vesícula, o macrófago mostra ao linfócito T (apresentação de antígeno) e parte que não é digerido pode ser liberado pela célula ou reutilizado para confecções de outras células. ● Mecanismo microbicidas: possuem várias formas de eliminar um agente infecioso ● Apresentação de Ags (antígenos) – menos que as células dendríticas (DCs); ● Contribuem pra resposta e resolução dos processos inflamatórios; E reparo do tecido. ● Imunossupressão (diminui a resposta imune pro tecido voltar ao normal de modo a manter a Q alostática. Embora pareça contraditório, uma vez que também apresenta antígeno para as cél. T, também faz esse controle para manter o equilíbrio – se tiver uma inflamação muito absurda, a carga alostática aumenta demais); Os macrófagos apresentam receptores de reconhecimento de padrões (PRRs) em sua estrutura, essenciais para reconhecimento e ativação desse tipo de célula: Le u có ci to s (g l. b ra n co s) Granulócitos Basófilo Eosinófilo Neutrófilo Mastócito Agranulócitos Linfócitos Monócito (macrófago) 2 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 O reconhecimento de constituintes de microrganismos leva a ativação de macrófagos. Ativo, o macrófago aumenta a quantidade de moléculas relacionadas com sua ativação em sua superfície, secretas citocinas que contribuem com a resposta inflamatória e produz radicais de oxigênio e nitrogênio, importantes mecanismos microbicidas. Macrófagos – mecanismos microbicidas - Mecanismos dependentes de oxigênio e tem mecanismos independentes de oxigênio. - Dependente de oxigênio: Espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, altamente tóxicos para a maioria dos microrganismos, principalmente os intracelulares (DNA, Lipídeos, Proteínas) levando o microorganismo a morte. São geradas a partir da ativação de enzimas específicas como a NADPH oxidase, superoxido-dismutase e mieloperoxidase (nas de oxigênio) e NO sintase na de nitrogênio. - Complexo NADPH oxidase (enzima), na qual a partir do O2 leva a formação de O2- (anion superóxido) que será utilizado pela enzima superoxido-dismutase para a formação de peroxido de hidrogênio H202 (água oxigenada) e formação de radicais de O2 pela enzima mieloperoxidase, formando no final hipoclorito. Durante o processo de ativação do macrófago, a enzima NO sintase (na de nitrogênio) é induzida e leva a formação de óxido nítrico (NO), composto altamente tóxico. A leishmania por exemplo, parasita macrófagos e fica dentro do fagossomo. Lá recebe a ação do NO. 3 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Neutrófilos ● Células do sistema imune inato mais abundantes e formam fagócitos; ● São polimorfonucleares (núcleo com 3-5 lóbulos); ● Tem grânulos neutros, por isso “neutrófilo”. Não se cora nem com hematoxilina nem com a eosina. Citoplasma granular: ⮚ Grânulos primários ou azurofílicos: lisossomos contêm enzimas (mieloperoxidases) e outras substâncias microbicidas como as defensinas e catelicidinas; ⮚ Grânulos secundários ou específicos: maioria e contém enzimas como a lisozima e elastase; ⮚ Grânulos terciários ou gelatinase: vesículas secretórias. NeTs e NETose Mecanismo microbicida dos neutrófilos, descrito recentemente (2004): ● Neutrophil extracellular traps: liberação de redes do tipo “armadilhas” extracelulares por neutrófilos ativados. O neutrófilo entra num processo de morte celular, diferente da apoptose e da necrose – pois não foram encontrados marcadores nesse tipo de morte celular - libera todo o seu conteúdo citoplasmático e nuclear (enzimas, dna, proteínas) e todo microrganismo que fica preso a essa rede morre; ● Estrutura 10 a 15x maiores que neutrófilos; Células dendríticas ● Mais potentes células apresentadoras de antígenos (célula apresentadora de antígeno principal: APCs – Antigen Presenting Cells); ● Amplamente distribuídas, com função primária de apresentar antígenos, uma vez que possui uma maquinaria eficiente para o processamento e apresentação; ● Mais eficientes em estimular linfócitos T virgens; ● Encontrada majoritariamente nos tecidos; ● Fagocita e destrói Ags, mas como funções secundárias. ▪ Seta maior: cél. dendrítica ▪ Seta menor: linfócito T 4 Imunologia Apresentação deconteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Ags são capturados na pele por um grupo de células dendríticas chamada de Langerhans, que deixam esse tecido e entram no sistema linfático. As células dendríticas maduras dos tecidos infectados entram nos órgãos linfoides mais próximos e podem transferir alguns antígenos para as células dendríticas residentes. As cél dendríticas B7 positivas estimulam as cél T virgens (apresentação ocorre aqui). A maturação das células dendríticas acontece no caminho da pele para o órgão linfoide. Sendo assim, esse tipo de célula vai perdendo sua capacidade fagocítica e aumentando a de apresentação. Nas imagens inferiores, de imatura para madura, percebe-se um aumento no número de moléculas de MHC e expressa moléculas de B7, estimuladoras de cél. T. Mastócitos ● Derivadas de precursores da medula óssea e são encontrados nos tecidos, principalmente na pele e nas mucosas. Não são encontrados no sangue; ● Grande importância na defesa contra helmintos e bactérias; ● Possui grânulos citoplasmáticos contendo aminas vasoativas (histamina por exemplo) e enzimas; ● Em sua superfície celular, possui um receptor (FceRI ou IgE) de altíssima afinidade com a imunoglobulina IgE. Quando se ligam, acontece uma ligação cruzada que causa a ativação e degranulação do mastócito; ● Sintetiza e libera várias moléculas inflamatórias, principalmente mediadores lipídicos (prostaglandilas [PG], leucotrienos [LT], PAF e tromboxanos) e citocinas (TNF, IL-5); Seta laranja mostrando mastócito degranulado Quando os mastócitos degranulam eles morrem? Não. Só degranulam. Nesses grânulos tem heparina, citocinas. Ele liga na igE, a igE liga o antígeno e então faz com que haja a degranulação. Eosinófilos ● Também vem de progenitores da medula óssea; ● Libera citocinas (GM-CSF, IL-3 e IL5) envolvidas no recrutamento de outros eosinófilos; ● Presente nas mucosas dos tratos respiratório, gastrointestinal e geniturinário; ● Grânulos que contêm ptns tóxicas - ptn básica princial, ptn catiônica principal; ● Armazenam e liberam enzimas – peroxidases eosinofílica e a colagenase, que levam ao remodelamento e dano tecidual; ● Papel muito importante contra parasitas – verminoses e processos alérgicos. 5 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Componentes da imunidade adaptativa Derivam do progenitor linfoide comum. São: Células NK ● Não são consideradas linfócitos, pois não possuem receptores para antígenos específicos. Possuem receptores citoplasmáticos que reconhecem moléculas expressas nas células. Ao reconhecer essa molécula, recebe um sinal (+ ou -), sendo ( - ) para não matar e ( + ) para matar. Possuem grânulos citotóxicos/líticos, que contêm ptns que levam as células alvo à morte. Não reconhece mircrorganismos, mas alterações celulares; ● Possuem importante papel na resposta imune contra células tumorais e infecções virais (uma das primeiras a serem ativadas); ● Pode atuar de duas formas: reconhecendo anticorpos ligados à uma célula alvo ou reconhecendo alguma modificação na estrutura de determinada célula (que deixou de exercer sua função justamente por estar faltando algo ou por estar infectada por um microrganismo por exemplo), agindo sobre ela, provocando sua lise. A célula NK tem vários receptores em sua superfície. Cada um deles tem sua função, mas todas resultam ou na lise ou no mantimento da célula alvo. Se algum receptor “morre”, só os outros funcionam, o que pode resultar em problemas. Linfócitos ● Quando inativos, possuem citoplasma pequeno, mas em ação, devido à produção de proteínas, aumenta de tamanho; ● Principais células da imunidade adquirida; ● Únicas células que expressam receptores de antígenos, cada qual com uma especificidade distinta para diferentes determinantes antigênicos – cada um tem receptores específicos para cada antígeno; ● O repertório de receptores é gerado a partir de recombinação gênica aleatória por enzimas específicas; Subtipos: ● Possuem diferentes funções, seus produtos proteicos (citocinas) e seus receptores; ● Morfologicamente similares; ● Linfócitos B: produção de anticorpos. Possuem em sua superfície um receptor chamado BCR (receptor da cél. B), uma imunoglobulina/anticorpo específico, único, que reconhece o seu determinante antigênico específico. Sua origem se dá por um precursor linfoide comum, que se diferencia em um linfócito B na medula óssea > maturação > receptores BCRs – moléculas de anticorpo na superfície > caem na corrente sanguínea e na linfa > alcança órgãos linfoides periféricos. 6 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 O local de diferenciação de cél. B varia conforme a espécie: ● Linfócitos T: mediadores da imunidade celular, podendo ser TCD4 e TCD8. Existem, respectivamente, dois co-receptores,: - TCD4+ ou auxiliar [glicoproteínas que auxiliam outras cel na resposta imune, como os macrófagos, o próprio linfócito TCD8, o próprio linfócito B, cel da imunidade inata]. - TCD8+ ou citotóxico [glicoproteínas tóxicas para a cél alvo, muito parecida com a NK – atua em infecções virais e sobre células tumorais]). Quando reconhece a cél alvo pelo receptor específico, o linfócito T é ativado e libera grânulos líticos que levam a cél alvo à uma apoptose. Possui em sua superfície um receptor chamado TCR (receptor da cél. T), único e específico para cada linf. T, que reconhece seu determinante antigênico específico. Os correceptores ficam aderidos ao TCR. Só pode sair do timo e da medula linfócitos que não reagem fortemente com antígenos próprios. Se for um autoantígeno não acontece a maturação. À medida que envelhecemos, a produção de novos linfócitos cai, então fica mais difícil lidar com novos antígenos. Isso acontece porque o parênquima tímico, confome o envelhecimento, vai virando gordura e reduzindo de tamanho. Por isso a reação das vacinas nos idosos é menor, se comparada à das outras faixas etárias. Menos linfócitos = menos reconhecimento pelo sistema imune = menos reações e mais fácil matar o organismo do hospedeiro. ● Primário: local de produção leucocitária - medula óssea e timo; ● Secundário: onde acontece a resposta imunológica, onde os linfócitos serão ativados pela primeira vez. Assim, como o timo, a bursa de Fabricius, ao longo da vida, reduz a atividade de maturação de linfócitos. Com o passar do tempo é muito difícil encontrá-la em aves mais velhas. Esse órgão fica acima da cloaca e é composta por linfócitos B adultos ou imaturos e, em menor proporção, células T, macrcófagos, células dendríticas, além dos estromas epitelial e conjuntivo do órgão e o substrato vascular. 7 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Não é interessante pro sistema imune ficar sempre ativado, pois aumenta a carga alostática, podendo ocasionar no desenvolvimento de doenças. Todo processo de maturação do linfócito B acontece na medula óssea, mas do T, acontece no timo. O precursor linfoide sai da medula > timo > recebe estímulos necessários > diferenciação com seus respectivos receptores > TCD4 ou TCD8 > cai no sangue e na linfa > alcançam os órgãos linfoides periféricos. Ao encontrar seu antígeno específico nos órgãos linfoides, iniciam a resposta imune adaptativa. Órgãos linfoides primários ou centrais Timo: possui córtex e medula e é dividido em várias trabéculas. Na região cortical ficam os timócitos, células que fazem o processo de diferenciação dos linfócitos T. Ocorre uma íntima interação entre o epitélio tímico e os timócitos na região cortical e entre as cél dendríticas e os macrófagos na região medular. 8 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 O timo é formadopor dois lobos e inúmeros lobos. É revestido por uma cápsula de tecido conjuntivo que envia delgados septos (marcados de verde) para o interior do órgão dividindo-o em lóbulos. Quando o precursor linfoide entra no timo, não é TCD4 nem TCD8. Chama-se DN – duplo negativo – pois ainda não expressa nenhuma das moléculas que o caracteriza ser um dos dois. A partir de interações com o epitélio tímico, cél dendríticas, macrófagos e com moléculas chamadas MHC – complexo principal de histocompatibilidade (o MHC codifica um grupo de antígenos ou proteínas encontrado na superfície das células, identificando e impedindo que um corpo estranho entre ou se espalhe no organismo) o DN é transformado em um Simples Positivo, único positiva, passando a expressar ou a molécula CD4 ou a CD8, tornando- se diferenciado para sair do timo e ir para um órgão linfoide periférico. O que acontece se retirarmos o timo ou a bursa de fabrícius de um neonato? Esses procedimentos são chamados de timectomia e bursectomia. ● Como os linfócitos TCD4 são extremamente relevantes no auxílio com relação às outras células do sistema imune, há um prejuízo muito grande; ● Para implantes é algo positivo, pois a resposta imune é suprimida. ● Depleção = redução; ● Na bursectomia os plasmócitos desaparecem porque é o local de produção e maturação de cél. B. Sem elas não tem como produzir plasmócitos; ● As imunoglobulinas (anticorpos) são produzidas pelos linfócitos B, então há uma queda mínima por esse motivo na timectomia e acentuada na bursa. Órgãos linfoides secundários / periféricos Baço: fundamental na resposta a antígenos presentes no sangue. Rico em macrófagos que fagocitam células velhas e mortas. Diferentemente do linfonodo e das placas de Peyer, não possui circulação linfática. Possui uma poupa branca rica em linfócitos T, na região periarteriolar, e na região marginal (afastada das arteríolas), linfócitos B. Estes se organizam em folículos e, quando são ativados pelo reconhecimento antigênico, se proliferam, formando o centro germinativo e, por conseguinte, dão origem aos plasmócitos. Linfonodos: órgãos linfoides localizados nos pontos de convergência dos vasos linfáticos do sistema linfático. Tem uma região cortical (rica em folículos de cél. B), uma paracortical (presença maior de cél. T) e outra medular (macrófagos e 9 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 plasmócitos). Isso faz todo sentido, pois as cél B que se diferenciam na região cortical, descem para a região medular para serem eliminados pelos vasos eferentes. As células dendríticas levam os antígenos, através da linfa, até o baço pelos vasos aferentes. Dentro dele, encontram seu linfócito antígeno específico e os linfócitos diferenciados saem pelos vasos eferentes. As quimiocinas são citocinas, proteínas de baixo peso molecular que recrutam/atraem as cél para o local certo. Cél T, por exemplo, fica na região medular, enquanto a cel B fica na cortical. Em amarelo são os centros germinativos (locais de proliferação e diferenciação do linf B após encontrar seu antígeno em cél produtoras de anticorpo – plasmócitos). Tecido linfoide associado a mucosa (MALT) Responde a antígenos que entram através da mucosa. Um exemplo de MALT é a GALT, tecido linfoide associado ao intestino. A MALT possui células especializadas que entregam ags aos linfócitos abaixo do epitélio. Um exemplo são as placas de Peyer, cobertas por uma camada epitelial que contém células especializadas chamadas células M, que apresentam características de pregas na membrana no intestino. Elas pegam os ags e enviam para as células linfoides presentes na cúpula subepitelial, onde há folículos de células B, centros germinativos, células dendríticas e células T. Uma vez ativados, os linfócitos saem pelos vasos linfáticos aferentes. A estrutura das células M é diferenciada. Tem uma bolsa invaginada na lâmina própria, onde, após captar o ag por endocitose, chega até lá. Há macrófagos, células dendríticas, células B e T para resolver a infecção após sua ativação e produção de anticorpos. 10 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Na pele também há várias cél. e componentes do sistema imune, como as cél. dendríticas na epiderme (Langerhans), vasos linfáticos e outras células dendríticas (na derme). Essas outras cél. dendríticas, após captar o ag, entram no vaso linfático até chegar a um órgão linfoide periférico para apresentar o ag aos linfócitos. Recirculação dos linfócitos Os órgãos linfoides estão conectados uns aos outros e aos tecidos pela circulação linfática e sanguínea. Como os linfócitos estão sempre circulando, a chance de encontrar seu antígeno específico é grande. A prof usou um modo legal de falar sobre esse círculo e é bom eu pensar assim também para outros esquemas: “Na maioria dos mamíferos, os linfócitos chegam à corrente sanguínea pelo vaso linfático de maior calibre, o ducto torácico. Depois, por meio das vênulas do endotélio, chegam ao paracórtex do linfonodo (onde tem várias células T). De lá, seguem para o ducto torácico novamente, por meio dos vasos linfáticos eferentes e assim sucessivamente.” Circulação dos linfócitos 11 Imunologia Apresentação de conteúdo PAGE \* MERGEFORM AT1 Nos peixes, como não têm medula óssea, fazem a hematopoiese pelo rim cefálico e pelo baço. 12
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