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RESISTÊNCIA DO CORPO À INFECÇÃO I Nossos corpos são expostos continuamente a bactérias, vírus, fungos e parasitas capazes de produzir anormalidades graves nas funções fisiológicas ou até mesmo morte. Para combater infecções e agentes tóxicos, nossos corpos têm um sistema formado pelos leucócitos (glóbulos brancos) e células teciduais derivadas dos leucócitos. Essas células atuam em conjunto e de duas formas para impedir a doença: 1. Destruição das bactérias e vírus for fagocitose e; 2. Formação de anticorpos e linfócitos sensibilizados que destroem ou inativam invasores. Leucócitos (glóbulos brancos) Unidades móveis formadas pela medula óssea (granulócitos, monócitos e alguns linfócitos) e tecido linfático (linfócitos e plasmócitos). Interessantemente, os glóbulos brancos em sua maioria, são especificamente transportados para áreas de infecção e inflamação graves, promovendo a rápida e potente defesa contra agentes infecciosos. Características gerais dos leucócitos Tipos de glóbulos brancos Seis tipos de glóbulos brancos podem ser encontrados no sangue: 1. Neutrófilos polimorfonucleares 2. Eosinófilos polimorfonucleares 3. Basófilos polimorfonucleares 4. Monócitos 5. Linfócitos 6. Plasmócitos As células polimorfonucleares, têm aparência granular, e por esse motivo são chamados granulócitos. (células nº 7, 10 e 12). Granulócitos e monócitos protegem o corpo contra micro-organismos invasores por fagocitose ou liberação de substâncias antimicrobianas ou inflamatórias que ajudam a destruir o organismo agressor. Os linfócitos e os plasmócitos atuam principalmente em conexão com o sistema imune. Concentrações dos diferentes glóbulos brancos no sangue O ser humano adulto tem cerca de 7.000 leucócitos por microlitro de sangue, que se dividem da seguinte forma: Gênese dos leucócitos Além das células comprometidas para formar as hemácias, são formadas duas grandes linhagens de leucócitos, as linhagens mielocítica e linfocítica. O lado esquerdo da figura 34-1 mostra a linhagem mielocítica, começando com o mieloblasto; o lado direito mostra a linhagem linfocítica, iniciando com o linfoblasto. Os granulócitos e os monócitos só são formados na medula óssea, enquanto linfócitos e plasmócitos são produzidos nos tecidos linfogênicos. Leucócitos ficam armazenados na medula até que sejam necessários. Nesse momento, vários fatores provocam a liberação dos leucócitos. Os linfócitos são armazenados nos tecidos linfoides, exceto por pequeno número que está sendo transportado pelo sangue. Tempo de vida dos leucócitos Após a liberação os granulócitos duram ˜4 a 8 horas na circulação, e acima de 4 a 5 dias nos tecidos onde são necessários. Sua vida é encurtada em situações de infecções graves, pois se dirigem para a área infectada para exercerem sua função, sendo destruídos. Monócitos têm de 10 a 20 horas na corrente sanguínea, e ao atravessarem os capilares e se transformarem em macrófagos teciduais, podem durar meses, a menos que sejam utilizados na fagocitose. Os linfócitos têm sobrevida que varia de semanas a meses, dependendo da necessidade pelo corpo dessas células. Neutrófilos e macrófagos defendem contra as infecções Os neutrófilos e os macrófagos teciduais atacam e destroem as bactérias, vírus e outros agentes invasores. • Neutrófilos: células maduras que podem atacar e destruir bactérias, mesmo no sangue circulante. • Macrófagos: começam a vida como monócitos sanguíneos com pouca capacidade de combater infecções, e ao entrarem no tecido se tornam macrófagos maduros capazes de combater infecções. Os leucócitos entram nos espaços teciduais por diapedese, atraídos por quimiotaxia Neutrófilos e monócitos podem se espremer através dos poros dos capilares sanguíneos por diapedese. Essas células são atraídas por substâncias químicas nos tecidos inflamados, processo denominado quimiotaxia. As substâncias quimiotáxicas incluem: ● Toxinas bacterianas e virais; ● Produtos degenerativos dos tecidos inflamados; ● Produtos das reações do “complexo do complemento” nos tecidos inflamados, e; ● Produtos da coagulação sanguínea na área inflamada. A [substancias quimiotáxicas] e maior próximo a sua fonte, gerando um movimento unidirecional dos leucócitos. Esse fenômeno atinge distância de ~100µm, substancialmente maior do que a distância entre tecido e capilar (reticuloendotelial (monocítico-macrofágico). Sistema reticuloendotelial em diferentes tecidos corporais Macrófagos teciduais na pele e nos tecidos subcutâneos (histiócitos) Quando a infecção se inicia na pele lesada ou no tecido subcutâneo e a inflamação local se instala, os macrófagos teciduais locais podem se dividir in situ e formar novos macrófagos. Macrófagos nos linfonodos Partículas que penetram nos tecidos que não forem localmente destruídas, entram na linfa e drenam para os linfonodos, onde são capturadas por macrófagos teciduais. A linfa entra através da cápsula do linfonodo pelos vasos linfáticos aferentes, seguindo pelos seios medulares do linfonodo, e, por fim, saindo pelo hilo, pelos linfáticos eferentes que, eventualmente, se escoam para o sangue venoso. Grande número de macrófagos reveste os seios dos linfonodos, e se muitas partículas penetram nos seios pela linfa, os macrófagos fagocitam essas partículas e impedem sua disseminação geral por todo o corpo. Macrófagos alveolares nos pulmões Grande número de macrófagos teciduais está presente como componentes integrais das paredes alveolares, que podem fagocitar partículas que ficam retidas nos alvéolos. Os macrófagos podem digerir essas partículas e liberar os produtos dessa digestão na linfa. Se a partícula não for digerível (tuberculose, poeira de sílica e carbono), os macrófagos formarão a cápsula de “célula gigante” ao redor da partícula até que ela possa ser dissolvida lentamente. Macrófagos (células de kupffer) nos sinusoides do fígado Os sinusoides do fígado são revestidos por macrófagos residuais chamados células de kupffer, que formam um sistema de filtragem de partículas tão eficaz que quase nenhuma bactéria do trato gastrointestinal passa do sangue porta para a circulação sistêmica. Macrófagos do baço e da medula óssea Se o organismo invasor penetrar na circulação, o baço e a medula apresentam macrófagos retidos na malha reticular, e quando os invasores entram em contato com esses macrófagos, são fagocitados. O baço é similar aos linfonodos, exceto pelo fato de que sangue, em vez de linfa, flui pelos espaços teciduais do órgão. Uma pequena artéria entra na polpa esplênica, terminando como pequenos capilares extremamente porosos que permitem que todo o sangue passe dos capilares para os cordões da polpa vermelha. A seguir, o sangue se espreme pela rede trabecular para retornar à circulação através das paredes endoteliais dos seios venosos. As trabéculas da polpa vermelha e os seios venosos são revestidos por grande número de macrófagos que fagocitam detritos indesejáveis. Inflamação: o papel dos neutrófilos e macrófagos Inflamação Quando ocorre lesão tecidual causada por bactérias, traumas, agentes químicos, calor, etc., substâncias são liberadas pelos tecidos danificados, ocasionando graves alterações secundárias nos tecidos não lesionados ao redor (inflamação). A inflamação se caracteriza por: 1. Vasodilatação dos vasos sanguíneos locais com aumento do fluxo sanguíneo local; 2. Aumento da permeabilidade dos capilares permitindo a saída de líquido para os espaços intersticiais; 3. Coagulação do líquido nos espaços intersticiais devido à quantidade aumentada de fibrinogênio e outras proteínas que saíram dos capilares; 4. Migração de grande quantidade de granulócitos e monócitos para os tecidos e; 5. Dilatação das células teciduais. Alguns dos produtos teciduais causadores dessas reações incluem: ● Histamina; ● Bradicinina; ● Serotonina; ● Prostaglandinas; ● Produtos da coagulação sanguínea e; ● Linfocinas liberadas pelas células t sensibilizadas. Essas substâncias ativam o sistema macrofágico levando os macrófagos a devorar os tecidos destruídos e por vezes, também lesionam as células teciduais ainda vivas. Efeito de “emparedamento” da inflamação Um dos primeiros resultados da inflamação é o “emparedamento” da área lesada isolando-a dos outros tecidos por meio do bloqueio dos espaços teciduais e vasos linfáticos por coágulos de fibrinogênio. Esse processo de isolamento retarda a disseminação de bactérias ou de produtos tóxicos. A intensidade do processo inflamatório é, em geral, proporcional ao grau da lesão tecidual. Ex: estafilococos liberam toxinas extremamente destrutivas aos tecidos, enquanto estreptococos não causam destruição tão intensa. Portanto, estreptococos têm maior chance de se disseminar pelo corpo e de causar morte do que os estafilococos, mesmo que os estafilococos sejam muito mais destrutivos para os tecidos. Respostas dos macrófagos e neutrófilos durante a inflamação Os macrófagos teciduais: primeira linha de defesa Minutos após o início da inflamação, os macrófagos estão presentes nos tecidos específicos, iniciando imediatamente suas ações fagocíticas. Quando ativados pela infecção e/ou inflamação, o primeiro efeito é o rápido aumento do tamanho dessas células. A seguir, macrófagos previamente sésseis passam a ser móveis, formando a primeira linha de defesa contra as infecções durante a primeira hora. Invasão por neutrófilos: segunda linha de defesa Aproximadamente 1 hora após o início da inflamação, neutrófilos invadem a área inflamada a partir do sangue. Essa invasão é causada por citocinas inflamatórias (e.g., TNF-α e IL-1) e outros produtos dos tecidos inflamados de seguinte forma: 1. Aumentam a expressão de moléculas de aderência (e.g., seletinas e molécula de aderência intracelular 1 (ICAM-1), na superfície de células endoteliais em capilares e vênulas. Essas moléculas reagem com integrinas nos neutrófilos, fazendo-os aderir nas paredes dos capilares e vênulas da área inflamada (marginação). 2. Afrouxam as fixações intercelulares entre as células endoteliais dos capilares e vênulas, permitindo aberturas grandes o suficiente para que os neutrófilos rastejem diretamente do sangue para os espaços teciduais por diapedese. 3. Causam a quimiotaxia dos neutrófilos para os tecidos lesados. Algumas horas após o início do dano tecidual, a área fica bem suprida de neutrófilos, que por serem células maduras, iniciam imediatamente suas funções. Aumento agudo no número de neutrófilos no sangue — “neutrofilia” Horas após inflamação grave, o número de neutrófilos no sangue aumenta de 4 a 5x, fenômeno chamado neutrofilia. Isso ocorre devido a produtos da inflamação que caem no sangue e são transportados para a medula, onde atuam mobilizando os neutrófilos armazenados. Segunda invasão de macrófagos: terceira linha de defesa O número de monócitos circulantes e estocados na medula óssea é muito baixo, de modo que seu aumento no tecido inflamado é mais lento comparado ao de neutrófilos. Além disso, após a invasão do tecido inflamado, os monócitos necessitam de >8h para amadurecerem, adquirindo a capacidade completa para a fagocitose. Dessa forma, após dias ou semanas, os macrófagos conseguem dominar a área inflamada, produzindo muitos novos monócitos pela medula óssea. Aumento da produção de granulócitos e de monócitos: quarta linha de defesa A produção muito aumentada de granulócitos e monócitos resulta da estimulação das células progenitoras granulocíticas e monocíticas da medula. Leva entre 3 e 4 dias para que os granulócitos e monócitos recém-formados atinjam o estágio de deixar a medula óssea. Se o estímulo do tecido inflamado for mantido, a medula pode continuar a produzir essas células, em quantidades enormes durante meses ou anos, com intensidade 20 a 50 vezes a normal. Controle por feedback das respostas dos macrófagose neutrófilos Os principais fatores que controlam a resposta dos macrófagos a inflamação são formados pelas células de macrófagos ativados nos tecidos inflamados e, em menores quantidades, por outras células teciduais inflamadas. Esses fatores são: • Fator de necrose tumoral(TNF); • Interleucina 1 (IL-1); • Fator estimulante de colônias de granulócitos-monócitos (GM-CSF) - estimula a produção de granulócitos e de monócitos; • Fator estimulante de colônias de granulócitos (G-CSF) estimulam a produção de granulócitos; • Fator estimulante de colônias de monócitos (M-CSF) estimulam a produção de monócitos. • A combinação de TNF, IL-1 e fatores estimulantes de colônias gera potente mecanismo de feedback, que começa com a inflamação do tecido e prossegue para a formação de grande número de leucócitos defensivos que ajudam a remover a causa da inflamação. Formação de pus Ao fagocitar muitas bactérias e tecido necrosado, os fagócitos eventualmente morrem. A mistura de tecido necrótico, neutrófilos e macrófagos mortos e liquido tecidual é denominada pus. Depois que a infecção foi suprimida, as células mortas e o tecido necrótico no pus passam por autólise, e os produtos finais são absorvidos pelos tecidos circundantes e pela linfa até que a maior parte dos resíduos da lesão tecidual tenha sido eliminada. Eosinófilos Constituem ~2% dos leucócitos do sangue, são fagócitos fracos e comparados aos neutrófilos não dão proteção significativa contra os tipos usuais de infecção. Produzidos em grande escala em infecções parasitárias, se prendem aos parasitas (muito grandes para serem fagocitados) por moléculas especiais de superfície e liberam substâncias que destroem os parasitas. As substancias liberadas são: 1. Enzimas hidrolíticas (lisossomos modificados) de seus grânulos; 2. Formas altamente reativas de oxigênio, especialmente letais para os parasitas e; 3. Grânulos de polipeptídeo altamente larvicida (proteína básica principal). Eosinófilos têm propensão de se concentrarem nos tecidos em que ocorrem reações alérgicas (tecidos peribrônquicos na asma, e pele após reações alérgicas cutâneas), fagocitando e destruindo complexos alérgeno-anticorpo para impedir a disseminação excessiva do processo inflamatório local. Basófilos São semelhantes aos mastócitos situados do lado de fora de muitos capilares. Mastócitos e basófilos liberam heparina no sangue, impedindo a coagulação. Têm um papel importante em reações alérgicas, pois o anticorpo imunoglobulina E (IgE) ao se ligar ao antígeno, tende a se prender aos mastócitos e basófilos, rompendo-os. Ao se romperem, mastócitos e basófilos liberam histamina, bradicinina, serotonina, heparina, substância de reação lenta da anafilaxia e enzimas lisossômicas, causando reações vasculares teciduais locais responsáveis por manifestações alérgicas. Leucopenia Ocorre quando a medula óssea produz poucos leucócitos, deixando o corpo desprotegido contra bactérias e outros agentes que possam vir a invadir os tecidos, inclusive aqueles que já estavam presentem no organismo, porém vivendo em simbiose. Na leucopenia aguda surgem ulcerações na boca e cólon, bem como infecções respiratórias graves. As bactérias podem invadir o sangue e causar a morte em menos de uma semana. A leucopenia pode ocorrer por aplasia medular induzia por agentes como raios X ou por raios gama, benzeno, antraceno, cloranfenicol, tiouracil e hipnóticos barbitúricos. Pacientes tratados com transfusão e antibióticos desenvolvem uma nova medula após semanas ou meses, restabelecendo as concentrações de células sanguíneas. Leucemia A produção descontrolada de leucócitos anormais pode ser causada por mutação cancerígena de célula mielógena ou linfógena. Quanto mais indiferenciada a célula, mais aguda é a leucemia, na maioria das vezes levando à morte em alguns meses por não serem funcionais para fornecer proteção contra infecções, se não tratada. Com algumas das células mais diferenciadas, o processo pode ser crônico, algumas vezes com desenvolvimento lento de 10 a 20 anos. • Leucemia linfocítica: Provocadas pela produção cancerosa de células linfoides, começando, na maioria dos casos, em linfonodo ou em outro tecido linfocítico e se disseminando para outras áreas do corpo. • Leucemia mielogênica: Se inicia pela produção cancerosa de células mielógenas jovens na medula óssea e se dissemina por todo o corpo, de modo que leucócitos são produzidos em vários tecidos extramedulares — sobretudo nos linfonodos, no baço e no fígado. O processo canceroso ocasionalmente produz células parcialmente diferenciadas, resultando no que pode ser chamado leucemia neutrofílica, eosinofílica, basofílica ou monocítica. Efeitos da leucemia sobre o corpo 1. O primeiro efeito da leucemia é o crescimento metastático das células leucêmicas em áreas anormais do corpo, podendo invadir o osso circundante, causando dor e tornando-o mais propenso a fraturas. 2. Disseminação para o baço, linfonodos, fígado e regiões vasculares, desenvolvendo infecções, anemia e tendência a sangramentos por ausência de plaquetas. Efeito decorrente da substituição das células linfoides normais por células não funcionais. 3. Uso excessivo de substratos metabólicos pelas células cancerosas em crescimento, depletando a energia e nutrientes do paciente, fortalecendo os tecidos leucêmicos enquanto debilita o tecido saudável, levando a morte. Exercícios 1. O que são leucócitos e qual sua origem? 2. Quais os tipos de leucócitos? 3. Qual o tempo de vida dos leucócitos? 4. Qual a diferença entre neutrófilos e macrófagos? 5. O que é fagocitose e como esse processo ocorre? 6. O que acontece com os patógenos fagocitados? 7. O que é o sistema reticuloendotelial e em quais locais ele atua? 8. O que caracteriza o processo inflamatório? 9. Quais produtos teciduais casam inflamação? 10. O que é o efeito de emparedamento e qual sua importância? 11. Explique cada uma das linhas de defesa contra infecções. 12. O que são eosinófilos e como eles atuam? 13. O que são basófilos e como eles atuam? 14. Qual a diferença entre leucopenia e leucemia? 15. Quais os tipos de leucemia? 16. Quais os efeitos da leucemia no organismo?