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1 IMUNOLOGIAIMUNOLOGIA Estudo dos mecanismos de defesa do Estudo dos mecanismos de defesa do organismo contra agentes infecciosos e organismo contra agentes infecciosos e outras substâncias estranhas presentes outras substâncias estranhas presentes no ambiente.no ambiente. Imunidade:Imunidade: resistência às doenças resistência às doenças infecciosas. infecciosas. Resposta imunológica:Resposta imunológica: reação reação coordenada das células e moléculas em coordenada das células e moléculas em defesa diante da penetração de moléculas defesa diante da penetração de moléculas estranhas.estranhas. Sistema imunológico: Sistema imunológico: conjunto de conjunto de células, tecidos e moléculas que células, tecidos e moléculas que medeiam a resistência às infecções.medeiam a resistência às infecções. Prevenir infecções e erradicar infecções estabelecidas. PROBLEMAS IMUNOLÓGICOSPROBLEMAS IMUNOLÓGICOS 1)1) Quem são os microrganismos invasores?Quem são os microrganismos invasores? 2)2) Por que Anticorpos nem sempre protegem?Por que Anticorpos nem sempre protegem? 3)3) Por que não conseguimos produzir novas vacinas?Por que não conseguimos produzir novas vacinas? 4)4) Por que fazemos respostas inapropriadas (alergias)?Por que fazemos respostas inapropriadas (alergias)? 5)5) Por que temos doenças autoPor que temos doenças auto--imunes?imunes? 6)6) Por que rejeitamos transplantes de órgãos?Por que rejeitamos transplantes de órgãos? 7)7) Por que nosso estado emocional pode influenciar a Por que nosso estado emocional pode influenciar a Resposta imune?Resposta imune? A importância do sistema imunológicoA importância do sistema imunológico Papel do sistema Papel do sistema imunológicoimunológico ImplicaçõesImplicações Defesa contra infecções Imunidade deficiente (ex. AIDS). Vacinação: protege contra infecções Reconhece e responde a enxertos teciduais e proteínas recentemente introduzidas São barreiras importantes para transplantes e terapia gênica Defesa contra tumores Potencial para imunoterapia do câncer Anticorpos: específicos para a qualquer classe de moléculas Testes laboratoriais: medicina clínica e na pesquisa 2 •• Linfócitos B e TLinfócitos B e T •• NK (NK (Natural KillerNatural Killer)) •• Macrófagos e MonócitosMacrófagos e Monócitos •• Células Células DendríticasDendríticas CÉLULAS DO SISTEMA IMUNOLÓGICOCÉLULAS DO SISTEMA IMUNOLÓGICO Leucócitos agranulócitos Leucócitos granulócitos •• NeutrófilosNeutrófilos •• EosinófilosEosinófilos •• MastócitosMastócitos •• BasófilosBasófilos LINFÓCITOSLINFÓCITOS •• MorfologicamenteMorfologicamente semelhantessemelhantes:: LinfócitoLinfócito T,T, LinfócitoLinfócito BB ee linfócitoslinfócitos nulosnulos –– NKNK;; • receptores específicos para antígenos chaves da imunidade adaptável. • São heterogêneos em linhagem, funcionamento, fenótipo, capacidade de respostas e atividades biológicas complexas e atividades. • reconhecem tipos distintos de antígenos e diferenciam-se em células efetoras cuja função é eliminar os antígenos. Plasmócitos Células efetorasCélulas efetoras Linfócitos B e T Células assassinas naturais (NK). • Linfócito B: mediadores da imunidade humoral; • Linfócito T: mediadores da imunidade mediada por células; • Células exterminadoras naturais: mediadoras da imunidade inata Leucócitos agranulócitos • Células Dendríticas Célula Apresentadora de Antígeno (APC): capturam Ags protéicos, exibem partes dos Ags para os linfócitos T; iniciação das respostas da célula T; • Macrófagos Célula Apresentadora de Antígeno (APC): iniciação e fase efetora da imunidade celular; 3 Células Apresentadoras de Antígenos ou Antigen Presenting Cells (APCs) •• Portas de entrada para micróbios:Portas de entrada para micróbios: pele, área gastrointestinal e respiratória. pele, área gastrointestinal e respiratória. células especializadas localizadas abaixo do células especializadas localizadas abaixo do epitélio que capturam epitélio que capturam AgsAgs e os transportam para e os transportam para tecidos tecidos linfóideslinfóides.. Células Células dendríticasdendríticas e macrófagose macrófagos Leucócitos Polimorfonucleares Leucócitos Polimorfonucleares (granulócitos)(granulócitos) •• Possuem inúmeros grânulos no citoplasma;Possuem inúmeros grânulos no citoplasma; •• Núcleo irregular.Núcleo irregular. -- EosinófilosEosinófilos: defesa contra parasitas : defesa contra parasitas e vermes.e vermes. -- MastócitosMastócitos/Basófilos: /Basófilos: alergias.alergias. -- Neutrófilos: fagocitose não Neutrófilos: fagocitose não presente em tecidos saudáveis;presente em tecidos saudáveis; MastócitosBasófilos TECIDO LINFÁTICO é um tecido conjuntivo encontrado: - Órgãos linfóides: timo, gânglios linfáticos, baço; - Mucosa: sistema digestivo, respiratório, urinário e reprodutor (MALT). ÓRGÃOS LINFÓIDES GENERATIVOS Primários ou centrais: -- MEDULAMEDULA:: origemorigem linfócitoslinfócitos BB ee TT ee diferenciaçãodiferenciação linfócitoslinfócitos BB;; -- TIMOTIMO:: diferenciaçãodiferenciação (amadurecimento)(amadurecimento) linfócitoslinfócitos TT queque sese tornamtornam competentescompetentes parapara responderresponder aosaos antígenosantígenos.. ÓRGÃOS LINFÓIDES PERIFÉRICOS Secundários: : -- GÂNGLIOSGÂNGLIOS LINFÁTICOSLINFÁTICOS:: filtrafiltra AgAg.. presentespresentes nana linfa,linfa, retardaretarda aa entradaentrada dosdos AgAg.. nono sanguesangue ee possibilitampossibilitam aa respostaresposta imunológicaimunológica;; funçãofunção linfocitopoéticalinfocitopoética.. Onde os linfócitos encontram os antígenos e onde se inicia a resposta imune. Estes tecidos estão conectados através dos vasos linfáticos – Linfa. -- BAÇOBAÇO:: filtrafiltra AgAg.. queque circulamcirculam nono sanguesangue ((AgAg.. queque escaparamescaparam dosdos linfonodoslinfonodos),), funçãofunção linfocitopoéticalinfocitopoética ((É o principal local de produção de Ac).. 4 1ario 1ario 2ario 2ario 2ario 2ario 2ario Transporta fluido, chamado linfa, dos epitélios, Transporta fluido, chamado linfa, dos epitélios, tecidos conjuntivos e da maioria do órgãos, tecidos conjuntivos e da maioria do órgãos, escoado por vasos linfáticos dos tecidos escoado por vasos linfáticos dos tecidos para os para os linfonodoslinfonodos.. LINFONODOS: agregadosagregados ovóidesovóides dede tecidotecido linfóidelinfóide localizadoslocalizados aoao longolongo dede canaiscanais linfáticoslinfáticos nono corpocorpo.. AA linfalinfa éé umauma misturamistura dede substânciassubstâncias queque sãosão absorvidoabsorvido nosnos epitéliosepitélios ee tecidostecidos.. • Região cortical – Folículos primário e secundário: Linfócitos B • Região paracortical: Linfócitos T • Região medular: Plasmócitos A PASSAGEM DA LINFA NO LINFONODO ••APCsAPCs capturamcapturam osos antígenosantígenos dede micróbiosmicróbios queque entraramentraram pelospelos epitéliosepitélios nosnos tecidostecidos;; ••CélulasCélulas dendríticasdendríticas apanhamapanham antígenosantígenos dede micróbiosmicróbios dosdos epitéliosepitélios Transporte destes antígenos para Transporte destes antígenos para linfonodoslinfonodos pela linfa. pela linfa. OO resultadoresultado líquidolíquido destesdestes processosprocessos:: captura,captura, transportetransporte ee concentraçãoconcentração dosdos AgsAgs queque entramentram porpor epitéliosepitélios ouou tecidostecidos colonizadoscolonizados queque escoamescoam parapara osos linfonodoslinfonodos.. 5 Linfócitos e linfa retornam para o sangue via ducto torácico Linfócitos entram nos linfonodos do sangue Antígenos dos sítios de infecção alcançam linfonodos via linfática Tecido periférico infectado linfonodo O desenho engenhoso dessesistema assegura a disponibilidade imediata e a produção rápida de uma resposta imune onde quer que seja necessário. IMUNIDADE INATA Todos os organismos multicelulares, incluindo plantas, invertebrados e vertebrados, possuem mecanismos intrínsecos para defendê-los contra infecções microbianas. - defesa inicial contra infecções; - instrui o sistema imunológico adaptativo a responder a diferentes micróbios de maneira eficaz no combate destes microrganismos. IMUNIDADE INATA Reconhecimento dos micróbios pelo sistema imunológico inato estruturas que são compartilhadas por várias classes de micróbios e não estão presentes nas células hospedeiras - LPS (lipopolissacarídeos bacterianos): presentes em bactérias e não produzido pelas células de mamíferos; - resíduos de manose: terminais das glicoproteínas de bactérias (diferentes das glicoproteínas de mamíferos - ác. siálico ou N-acetil galactosamina); - RNA de fita dupla: encontrado em muitos vírus, mas não em células de mamíferos. reconhecem estruturas de micróbios essenciais para a sobrevivênciasobrevivência e a infectividadeinfectividade desses micróbios. RECONHECIMENTO DOS MICRÓBIOS PELO SISTEMA IMUNOLÓGICO INATO ALTAMENTE ALTAMENTE EFICIENTEEFICIENTE não há forma do micróbio evadir-se do sistema imune inato por meio de uma mutação ou da não expressão de alvos de reconhecimento. IMUNIDADE INATA 6 Na imunidade adaptativa, os micróbios frequentemente se evadem, pois os antígenos que são reconhecidos pelos linfócitos normalmente são desnecessários para a vida dos micróbios. IMUNIDADE INATA Receptores do sistema imunológico inato: • são codificados na linha germinativa; • evoluíram somente para reconhecer produtos microbianos; • receptores idênticos são expressos em todas as células de um tipo de macrófagos Responde da mesma maneira a encontros repetidos com um micróbio: NÃO TEM MEMÓRIA. Este sistema não reage contra o hospedeiro IMUNIDADE INATA RECONHECIMENTO DOS MICRÓBIOS PELO RECONHECIMENTO DOS MICRÓBIOS PELO SISTEMA IMUNOLÓGICO INATOSISTEMA IMUNOLÓGICO INATO COMPONENTES DA IMUNIDADE INATACOMPONENTES DA IMUNIDADE INATA Barreias epiteliais;Barreias epiteliais; IMUNIDADE INATA Fagócitos: Neutrófilos e Monócitos;Fagócitos: Neutrófilos e Monócitos; Células Exterminadoras Naturais (NK);Células Exterminadoras Naturais (NK); Sistema Complemento;Sistema Complemento; Protéinas plasmáticas.Protéinas plasmáticas. BARREIAS EPITELIAIS EPITÉLIOS Protegem as portas de entrada: pele, trato gastrintestinal, trato respiratório. IMUNIDADE INATA Atuam como: • barreira física para a infecção; • produção de antibióticos localmente para matar os micróbios; • morte dos micróbios e das células infectadas pelos linfócitos intra-epiteliais (NK). 7 FAGÓCITOS NEUTRÓFILOS Primeiras células a responder à maioria das infecções (principalmente bacterianas e fúngicas) IMUNIDADE INATA INGESTÃO dos micróbios na circulação. Entram rapidamente nos tecidos extravasculares (locais da infecção) e ingerem micróbios nos tecidos (extravasculares) morrem após algumas horasmorrem após algumas horas. INFECÇÃOINFECÇÃO •• dada produçãoprodução dede neutrófilosneutrófilos:: 2020..000000 porpor mmmm33 (produção(produção nana medulamedula óssea)óssea) •• NormalNormal:: 40004000 aa 1010..000000 porpor mmmm33.. •• EstimuladoEstimulado porpor CITOCINASCITOCINAS (Fatores(Fatores EstimulantesEstimulantes dede Colônias)Colônias).. NEUTRÓFILOS IMUNIDADE INATA FAGÓCITOS CITOCINAS DA IMUNIDADE INATA Em resposta aos micróbios, os macrófagos e outras células secretam proteínas chamadas de citocinas que medeiam muitas das reações celulares da imunidade inata. São polipeptídeos produzidos por células hematopoéticas e não hematopoéticas quando há estímulos (infecção), que medeiam as reações imunológicas e inflamatórias e são responsáveis pelas comunicações entre os leucócitos e entre os leucócitos e outras células. Citocinas: Interleucinas; Linfocinas; Monocinas; Interferons; Fatores Estimuladores de Colônia; Quimiocinas. Estas proteínas da imunidade inata funcionam então para: - estimular a inflamação (TNF, IL-1, quimiocinas), - ativar as células NK (IL-12), - ativar os macrófagos (IFN-γ) e - prevenir as infecções virais (IFN tipo I). 8 Interferons são proteínas antivirais produzidas pelas células da resposta contra infecção. • inibem a replicação viral pela ativação celular de genes que destroem mRNA e inibem tradução das proteínas. • aumentam a expressão da classe MHC I e a apresentação de antígeno nas células • ativa células NK. - Ingerem micróbios no sangue e nos tecidos; - Entram nos tecidos extravasculares e sobrevivem nesses locais por longos períodos. MONÓCITOS IMUNIDADE INATA Diferenciam-se em células chamadas MACRÓFAGOS. Dois estágios de uma mesma linhagem de células: monócitos sanguíneos e macrófagos teciduais (Sistema Fagocitário Mononuclear) 1) seqüência de rolagem mediada por selectina; 2) firme adesão mediada por integrina; 3) motilidade mediada por quimiocina; 4) migração dos leucócitos sanguíneos para o local extravascular da infecção dentro de minutos após seu início. MIGRAÇÃO DOS NEUTRÓFILOS E MONÓCITOS IMUNIDADE INATA 9 Processo complexo, iniciado por dano tecidual: - fatores endógenos (fratura óssea ou necrose tecidual), - fatores exógenos (ferimento mecânico: físico, químico, biológico ou imunológico) INFLAMAÇÃO IMUNIDADE INATA calor tumor dor Perda de funçãorubor INFLAMAÇÃO Vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo calor e rubor Permeabilidade Vascular edema (tumor) Edema pressiona terminações nervosas dor Processo simplificado da inflamação Consequências da Inflamação Suprimento sanguíneo; Plaquetas e fatores de coagulação; Moléculas e células do SI; Facilita cicatrização e reparo da ferida. INFLAMAÇÃO Regeneração tecidual • Macrófagos secretam TGF-β (fator beta transformador do crescimento). – Proliferação e migração de fibroblastos; – Formação de novos capilares sanguíneos; – Síntese de componentes da matrix extracelular; – Fibronectina, colágeno e proteoglicanos. 10 IMUNIDADE INATA Neutrófilos e Macrófagos reconhecem micróbios no sangue e nos tecidos extra vasculares através dos receptores de superfície que são específicos para os produtos microbianos: receptores de manose; receptores de N-formil metionina; receptores de integrina chamada Mac-1. Neutrófilos e Macrófagos também expressam receptores para anticorpos e para as proteínas do complemento, que são importantes na eliminação dos micróbios mediada por anticorpos (opsonização) e complemento. IMUNIDADE INATA FAGOCITOSE DOS MICRÓBIOSFAGOCITOSE DOS MICRÓBIOS CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK CELLS) IMUNIDADE INATA Classe de linfócitos que respondem aos micróbios intracelulares matando as células infectadas e produzindo citocina (interferon-γ - IFN-γ) ativadora de macrófago. Os macrófagos que encontram micróbios ativam as células NK através das citocinas, chamadas interleucinas-12 (IL-12). Células NK e os Macrófagos funcionam em COOPERAÇÃO para eliminar os micróbios intracelulares: IMUNIDADE INATA - os macrófagos ingerem os micróbios e produzem IL-12; - IL-12 ativa as células NK para secretar IFN-γ; - IFN-γ ativa os macrófagos para matarem os micróbios ingeridos. 11 Não se sabe como as NK reconhecem os micróbios, talvez expressem receptores para moléculas que são expressas nas células hospedeiras infectadas com vírus e nos fagócitos que abrigam vírus e bactérias intracelulares. CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK ) IMUNIDADE INATA Quando as células NK são ativadas: liberaçãode proteínas contidas nos grânulos citoplasmáticos em direção às células infectadas, que criam orifícios nas membranas plasmáticas; - liberação de outras moléculas que entram nas células infectadas e ativam enzimas que induzem à apoptose. CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK) IMUNIDADE INATAIMUNIDADE INATA As células NK expressam uma família única de receptores que reconhecem as células hospedeiras e inibem a ativação das células NK: IMUNIDADE INATAIMUNIDADE INATA - receptores inibidores de exterminadores; - são específicos para as moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC) classe 1, que são proteínas expressas em todas células nucleadas do hospedeiro. CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK) • São linfócitos grandes e cheios de grânulos; IMUNIDADE INATAIMUNIDADE INATA • Reconhecem alterações na membrana celular de células anormais; • A destruição da célula infectada não é por fagocitose, mas pela liberação de grânulos; CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK) 12 IMUNIDADE INATA As células NK são ativadas por células infectadas em que a expressão do MHC classe I está reduzida, pois os receptores inibitórios não estão acionados na ausência das moléculas do MHC classe I. O resultado é que as células infectadas são mortas. CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK) Fagocitose Fagocitose e morte dos e morte dos micróbiosmicróbios Lise das Lise das células células infectadasinfectadas Fagócitos Micróbios Células NK Fagócitos Células infectadas por vírus Células NK IMUNIDADE INATA FAGOCITOSE DOS MICRÓBIOS IMUNIDADE INATAIMUNIDADE INATA É uma coleção de proteínas circulantes e associadas à membrana que são importantes na defesa contra micróbios e que são ativadas de forma seqüencial, chamadas de cascata enzimática. A cascata pode ser ativada por três vias. SISTEMA COMPLEMENTOSISTEMA COMPLEMENTO Proteínas: proteases produzidas por macrófagos, monócitos e hepatócitos. Participam na ativação celular, lise celular e opsonização de microrganismos (aumentar a fagocitose, ex. Ac.). 13 • As células fagocíticas possuem receptores (Fc) que facilitam a ingestão de partículas recobertas por anticorpos (Ac). IMUNIDADE INATAIMUNIDADE INATA SISTEMA COMPLEMENTO • As proteínas ativadas do complemento funcionam como enzimas proteolíticas para clivar outras proteínas do complemento. • Primeiro a proteína plasmática C3 é clivada e o principal fragmento C3b irá fazer com que seja cumprido três funções • C3b: cobre micróbios, promove a ligação destes aos fagócitos (fagócitos expressam receptores para o C3b); SISTEMA COMPLEMENTO • os produtos da degradação das proteínas do sistema complemento são quimioatrativos para os neutrófilos e monócitos e promovem a inflamação no local da ativação. (ATIVAÇÃO CELULAR) IMUNIDADE INATA • a ativação do complemento forma um complexo polimérico que se insere na membrana microbiana e forma orifícios osmóticos que levam ao influxo de água e íons e à morte do micróbio. (LISE CELULAR) SISTEMA COMPLEMENTO Via alternativa: quando algumas proteínas são ativadas nas superfícies microbianas e não podem ser controladas (inata); Via clássica: acionada depois que os anticorpos se ligam aos micróbios ou outros antígenos (braço da resposta humoral); Via da lectina: ativada quando a lectina, proteína plasmática que se liga à manose, se liga aos resíduos terminais da manose nas glicoproteínas de superfícies dos micróbios (inata, pois há ausência de anticorpos). Via alternativa (imunidade inata) Microrganismo + Anticorpo Via clássica (imunidade adaptativa) Microrganismo C3 C3 C3C3 C3bC3b C5 C5 -- C6 C6 -- C7 C7 -- C8 C8 -- C9C9 C1 C1 -- C4 C4 -- C2C2 Lise celular Lise celular SISTEMA COMPLEMENTO 14 OUTRAS PROTEÍNAS PLASMÁTICAS DA IMUNIDADE INATA IMUNIDADE INATA - MLB:: lectina plasmática que se liga à manose; - CRP: proteína C-reativa que se liga à fosforilcolina nos micróbios e os recobre para a fagocitose pelos macrófagos que expressam um receptor para CRP;; O nível circulante destas proteínas plasmáticas aumenta rapidamente após a infecção e por isso esta resposta é chamada de resposta da fase aguda. Fagócitos, Sistema Complemento, Proteínas da fase aguda: combatem bactérias extracelulares e fungos. IMUNIDADE INATA Fagócitos e células NK, com citocinas fazendo a comunicação entre elas combatem bactérias intracelulares e vírus. PAPEL DA IMUNIADE INATA NA ESTIMULAÇÃO DAS RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS ADAPTATIVAS A RI inata gera moléculas que funcionam como “sinais 2”, junto com os antígenos, para ativarem os linfócitos T e B. A exigência desses sinais 2 garante que a imunidade adaptativa seja iniciada por micróbios e não por substâncias não-microbianas. O IFN-γ produzido pelas células NK em resposta aos micróbios, estimulam os macrófagos a produzirem dois tipos de sinais: • expressão de moléculas de superfície chamadas de co-estimuladoras que se ligam aos receptores nas células T pré-imunes e auxiliam na ativação destas células; • Secreção da citocina IL-12 que estimula a diferenciação das células T pré-imunes em células efetoras; PAPEL DA IMUNIADE INATA NA ESTIMULAÇÃO DAS RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS ADAPTATIVAS 15 A proteína C3b do SISTEMA COMPLEMENTO juntamente como o reconhecimento dos antígenos pelo Linfócito B, inicia o processo de diferenciação das células B em células secretoras de anticorpos. PAPEL DA IMUNIADE INATA NA ESTIMULAÇÃO DAS RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS ADAPTATIVAS BOM DESCANSO!BOM DESCANSO!
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