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03/11/2019 1 Respostas Imunológicas: Inata e Adaptativa Prof. Michellangelo Nunes Fundamentos de Microbiologia e Imunologia Respostas imunes 1 2 03/11/2019 2 Imunidade Inata ▪ Refere-se as defesas que estão presentes ao nascimento; ▪ Respostas rápidas; ▪ Não especifico; ▪ Não apresenta resposta de memória; ✓ A primeira linha de defesa da imunidade inata: a pele e as membranas mucosas; ✓ A segunda linha de defesa: as células natural killer, os fagócitos, inflamação, febre e substancias antimicrobianas. Imunidade Inata ▪ As respostas inatas são ativadas por proteínas receptoras presentes na membrana plasmática das células defensivas. ▪ Entre esses ativadores estão os receptores tipo Toll (TLRs, de Toll-like receptors). ▪ Esses TLRs se ligam a vários componentes geralmente encontrados nos patógenos que são chamados de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs, de pathogen-associated molecular patterns). Ex.: o lipopolissacarídeo da membrana externa de bactérias gram-negativas; a flagelina dos flagelos de bactérias móveis; o peptideoglicano da parede celular de bactérias gram-positivas; o DNA de bactérias; o DNA e o RNA de vírus. 3 4 03/11/2019 3 Imunidade Inata Imunidade Inata ▪ TLRs 1, 2, 4, 5, 6 estão presentes na membrana plasmática; ▪ TLRs 3, 7, 8, 9, 10 estão localizados intracelularmente; ▪ TLR1-TLR2 reconhece os PAMPs de bactérias gram-positivas, incluindo lipoproteínas, peptideoglicanos e o ácido lipoteicoico. ▪ TLR2-TLR6 reconhece o zimosan; ▪ TLR2 reconhece o glicosilfosfatidilinositol de alguns parasitas; ▪ TLR4 reconhece o lipopolissacarideo da parede celular de gram-negativas; ▪ TLR5 reconhece a flagelina de algumas bactérias; ▪ TLR7-TLR8 reconhece o RNA viral; ▪ TLR9 reconhece o DNA; 5 6 03/11/2019 4 Imunidade Inata Primeira linha de defesa ▪ A pele e as membranas mucosas são a primeira linha de defesa do corpo contra os patógenos do ambiente. ▪ Essa função resulta de fatores químicos e físicos: ✓ FÍSICOS: pele e membranas mucosas - aparelho lacrimal; pelos; muco; cílios; cerume; urina; secreções vaginais; defecação; vômito; 7 8 03/11/2019 5 Primeira linha de defesa Primeira linha de defesa ▪ Os fatores físicos isoladamente não são os únicos responsáveis pelo alto grau de resistência apresentado pela pele e pelas membranas mucosas contra a invasão microbiana. Certos fatores químicos também desempenham funções importantes. ▪ QUÍMICOS: sebo; perspiração; lisozima; amilase salivar; cera de ouvido; suco gástrico; urina; secreções vaginais; 9 10 03/11/2019 6 Segunda linha de defesa Quando os MO ultrapassam a primeira linha de defesa, encontram uma segunda linha, que inclui células defensivas, como as células fagocíticas, inflamação, febre e substâncias antimicrobianas. Segunda linha de defesa Células NK ▪ Linhagem celular relacionada aos linfócitos que reconhecem células infectadas e/ou estressadas; ▪ E respondem diretamente destruindo estas células e secretando citocinas inflamatórias. 11 12 03/11/2019 7 Fagócitos ▪ A fagocitose consiste na ingestão de microrganismos ou outras substâncias por uma célula (todos os fagócitos são tipos ou derivados de leucócitos). ▪ Quando ocorre uma infecção, neutrófilos, eosinófilos, células dendríticas e os monócitos migram para a área infectada. ▪ Durante essa migração, os monócitos aumentam de tamanho e se diferenciam em macrófagos ativamente fagocíticos. Fagócitos ▪ Alguns macrófagos, chamados de macrófagos fixos, ou histiócitos, residem em determinados tecidos e órgãos do corpo. ▪ Macrófagos fixos: no fígado (células de Kupffer), nos pulmões (macrófagos alveolares), no sistema nervoso (microgliócitos), nos brônquios, no baço (macrófagos esplênicos), nos linfonodos, na medula óssea vermelha e na cavidade peritoneal (macrófagos peritoneais). 13 14 03/11/2019 8 Mecanismo da fagocitose ✓ Quimiotaxia ✓ Aderência ✓ Ingestão ✓ Digestão Inflamação ▪ O dano causado aos tecidos do corpo desencadeia uma resposta defensiva local, chamada de inflamação, outro componente da segunda linha de defesa. ▪ O dano pode ser causado por uma infecção microbiana, por agentes físicos (como calor, energia radiante, eletricidade ou objetos pontiagudos) ou por agentes químicos (ácidos, bases e gases). ▪ Em geral, a inflamação é caracterizada por quatro sinais e sintomas: 15 16 03/11/2019 9 Funções da Inflamação A inflamação tem as seguintes funções: (1) destruir o agente causador, se possível, e removê-lo do corpo com seus derivados; (2) caso a destruição não seja possível, limitar os efeitos no corpo, confinando ou isolando o agente causador e seus derivados; (3) reparar ou substituir o tecido afetado pelo agente causador ou seus derivados. ▪ Se a causa de uma inflamação for removida em um período relativamente curto, a resposta inflamatória será intensa, a chamada inflamação aguda. Ex.: é a resposta a um furúnculo causado por S. aureus. ▪ Se a causa de uma inflamação for difícil ou impossível de ser removida, a resposta inflamatória será mais duradoura, porém menos intensa (embora, em geral, mais destrutiva). Esse tipo de inflamação é chamada de inflamação crônica. Ex.: a resposta à tuberculose, causada por M. tuberculosis. Inflamação O processo da inflamação é dividido em três estágios: 1) Vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular 2) Migração de fagócitos e fagocitose 3) Reparo tecidual. 17 18 03/11/2019 10 1. Vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular ▪ Imediatamente após um lesão tecidual, os vasos sanguíneos dilatam-se na área da lesão, e a sua permeabilidade aumenta. ▪ A vasodilatação é a responsável pelo rubor e pelo calor associados à inflamação. 1. Vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular ▪ O aumento da permeabilidade, que permite ao fluido se mover do sangue para os espaços no tecido, é responsável pelo edema (acúmulo de fluido) da inflamação. ▪ A dor na inflamação pode ser causada por dano ao nervo, irritação por toxinas ou pressão do edema. 19 20 03/11/2019 11 1. Vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular A vasodilatação e o aumento da permeabilidade vascular são causados por várias substâncias químicas liberadas pelas células danificadas em resposta a um trauma: A) histamina - como uma resposta direta a uma lesão; é liberada em resposta a estimulação por certos componentes do sistema complemento; B) cininas - estão presentes no plasma sanguíneo e desempenham função importante na quimiotaxia, atraindo neutrófilos até a área da lesão. C) prostaglandinas - substancias liberadas pelas células danificadas, intensificam os efeitos da histamina e das cininas e ajudam os fagócitos a se moverem através das paredes dos capilares. D) leucotrienos - são substâncias produzidas pelos mastócitos e basófilos. Causam o aumento da permeabilidade vascular e ajudam a atrair os fagócitos até os patógenos. E) citocinas - auxiliam na distribuição dos elementos da coagulação sanguínea para a área danificada. 2. Migração fagocítica e fagocitose ▪ À medida que o fluxo sanguíneo diminui gradualmente, os fagócitos (neutrófilos e monócitos) começam a aderir-se à superfície interna do endotélio dos vasos sanguíneos. ▪ Esse processo de adesão em resposta a citocinas locais é chamado de MARGINAÇÃO. 21 22 03/11/2019 12 2. Migração fagocítica e fagocitose ▪ As citocinas alteram as moléculas de adesão celular nas células que revestem os vasos sanguíneos, fixando os fagócitos no local da inflamação. Então, os fagócitos acumulados começam a comprimir-se entreas células endoteliais dos vasos sanguíneos para alcançar a área da lesão. ▪ Essa migração, que se assemelha ao movimento ameboide, é chamada de DIAPEDESE. 3. Reparo tecidual ▪ O estágio final da inflamação é o reparo tecidual, o processo pelo qual os tecidos substituem as células mortas ou danificadas. ▪ O reparo inicia durante a fase ativa da inflamação, porém não pode ser terminado até que todas as substâncias nocivas tenham sido removidas do local da lesão. 23 24 03/11/2019 13 Febre ▪ Enquanto a inflamação é uma resposta local do corpo a uma lesão, existem também respostas sistêmicas, ou generalizadas. ▪ Uma das mais importantes é a FEBRE, elevação anormal da temperatura corporal, mais um componente da segunda linha de defesa. ▪ A causa mais frequente de febre é a infecção por bactérias ou vírus. Febre O hipotálamo do cérebro é muitas vezes chamado de termostato corporal, sendo normalmente ajustado para ~37°C. Acredita-se que certas substâncias afetem o hipotálamo, alterando-o para uma temperatura mais alta. 25 26 03/11/2019 14 Febre ▪ O corpo responde constringindo os vasos sanguíneos, aumentando a taxa de metabolismo e produzindo tremores. ▪ Embora a temperatura corporal possa se elevar acima do normal, a pele permanece fria. Essa condição, chamada de calafrio, é um sinal que a temperatura corporal está aumentando. ▪ À medida que a infecção diminui, mecanismos de perda de calor, como a vasodilatação e o suor, entram em ação. A pele aquece-se e a pessoa começa a suar. Respostas imunes 27 28 03/11/2019 15 Ativação da Resposta Imune Adaptativa ▪ No local da infecção existem células dendríticas que capturam antígenos, entram nos vasos linfáticos e migram em direção ao linfonodo mais próximo para apresentar estes componentes para os linfócitos T. ▪ As células dendríticas são denominadas células apresentadoras de antígenos. ▪ Quando as células dendríticas apresentam o antígeno para os linfócitos eles se ativam, iniciando a resposta imune adaptativa. Ativação da Resposta Imune Adaptativa Célula dendrítica apresentando um vírus para um linfócito T, ativando-o. 29 30 03/11/2019 16 Ativação da Resposta Imune Adaptativa Macrófago apresentando um antígeno para um linfócito T, ativando-o. Imunidade Adaptativa ▪ É também chamada de específica ou adquirida ▪ Desenvolvida com o tempo ▪ Há necessidade do contato com o Ag ▪ É uma reação específica para cada Ag ▪ Tem grande especificidade e memória imunológica A resposta imune adaptativa é caracterizada por ocorrer em períodos mais tardios após o contato com um agente agressor e de ter a participação dos linfócitos como as células efetoras desta reação. 31 32 03/11/2019 17 Linfócitos ▪ São células brancas do sangue, produzidos na medula óssea e que, ao migrarem para os órgãos linfoides povoam estes tecidos perpetuando suas linhagens. ▪ A morfologia e a função desempenhada por estas células permitem que sejam divididas em 3 subpopulações: ✓ Linfócitos T; ✓ Linfócitos B; ✓ Células NK; Origem e Diferenciação dos Linfócitos 33 34 03/11/2019 18 Linfócitos Os linfócitos B são produzidos e se tornam funcionais na medula óssea; Os linfócitos T são produzidos na medula óssea e em seguida migram para o timo, onde então se tornam maduros e funcionais; Linfócitos T ▪ Os linfócitos T são ativados ao encontrarem as células apresentadoras de antígenos, contendo antígenos específicos. ▪ Essa produção e ativação de milhões de células causa muitas vezes o inchaço e um pouco de desconforto no linfonodo, que é percebido como um caroço perto do local da infecção, a íngua. ▪ Os Linfócitos T sofrem maturação e seleção no Timo. ▪ Possuem receptores em sua membrana denominados TCR (T cell receptor). ▪ Cada clone de linfócito possui receptor específico para um antígeno. ▪ Devido à presença de uma determinada proteína na superfície da célula, podem ainda ser subdivididos em Linfócitos TCD8+ e TCD4+. 35 36 03/11/2019 19 Linfócitos T CD8 (Citotóxicos) ➢ Possuem em seu interior grânulos citoplasmáticos preenchidos por compostos capazes de causar a morte da célula afetada. ➢ Dentre estes compostos destaca-se a ação da perforina e granzimas. Atacam diretamente as células que possuam antígenos endógenos, isto é, infectadas por microrganismo intracelular. ➢ Após se ligar a célula alvo, o linfócito TCD8+ libera perforina e granzimas. ➢ A perforina está envolvida com a formação de poros na célula alvo, causando sua eliminação por meio da lise osmótica, já as granzimas são associadas à ativação do processo de apoptose da célula em questão. Linfócitos T CD8 37 38 03/11/2019 20 Linfócitos T CD4 (Helper/Auxiliar) ➢ Esta subpopulação de linfócitos não elimina antígenos/células alvo diretamente; ➢ Possui a importante função de liberar interleucinas capazes de estimular vários tipos celulares (macrófagos, linfócitos TCD8+ e linfócitos B), possibilitando a ativação da resposta imune. Linfócitos B ▪ Produzidos e liberados pela medula óssea. ▪ Participa da resposta humoral e após ativado é responsável pela produção de anticorpos (imunoglobulinas). ▪ Podemos encontrar anticorpos como receptores específicos na membrana plasmática dos linfócitos B ou dissolvidos no plasma, nas lágrimas, na saliva, no escarro, no leite materno, na placenta e na bile, por exemplo. 39 40 03/11/2019 21 Linfócitos B ESTRUTURA DAS MOLÉCULAS DE ANTICORPOS ▪ A molécula de anticorpo apresentam um modelo básico, composto por duas cadeias polipeptídicas leves e duas cadeias pesadas, sendo ligadas entre si por pontes dissulfídicas. ▪ As regiões formadas pela união entre as cadeias leves e pesadas são denominadas sítios combinatórios, sendo os locais em que ocorre a interação do antígeno com as moléculas de anticorpos. 41 42 03/11/2019 22 Porção Fab ou Variável ▪ A porção Fab da molécula de anticorpo é aquela que possui os sítios de ligação ao antígeno. ▪ Esta região varia de um linfócito B para outro; ▪ Faz com que linfócitos B sejam capazes de reconhecer diversos antígenos distintos. Porção Fc ou Constante ▪ Esta porção da molécula de anticorpos possui como características: - Possuir receptores para macrófagos, facilitando a fagocitose; - Possui receptores para molécula do sistema complemento, ativando-o; - Possui receptor para células NK, facilitando a eliminação de células alvo; - Eosinófilos, basófilos e mastócitos possuem receptores para a porção Fc de IgE que os preparam para o desenvolvimento do processo alérgico. 43 44 03/11/2019 23 Ag - Ac ESTRUTURA DAS MOLÉCULAS DE ANTICORPOS Levando-se em consideração a estrutura da molécula e a características gerais, os anticorpos podem ser classificados em 5 isótipos ou classes: 45 46 03/11/2019 24 Imunoglobulina M (IgM) ▪ Trata-se de uma molécula produzida ainda na fase aguda dos processos infecciosos. ▪ Possui baixa especificidade na ligação ao antígeno e é incapaz de atravessar a barreira placentária. ▪ Possui a capacidade de ativar o sistema complemento. Imunoglobulina G (IgG) ➢ É a única classe de anticorpos humano capaz de atravessar a barreira placentária. ➢ É um marcador de fase crônica dos processos infecciosos, sendo encontrado também após a imunização por meio de vacinas. ➢ A pesquisa de IgG também é realizada para se determinar se o indivíduo entrou em contato com um determinado patógeno, pois, uma vez produzido, este isótipo estará sempre presente na circulação do indivíduo em questão, caracterizando o processo denominado cicatriz sorológica.➢ Como a IgM, a IgG possui a capacidade de ativar o sistema complemento. 47 48 03/11/2019 25 Imunoglobulina A (IgA) ➢ É o isótipo encontrado em maior concentração nas secreções, sendo importante na proteção de recém-nascidos (aleitamento materno). ➢ Observam-se elevadas concentrações deste anticorpo na saliva, lágrima, colostro e nos fluidos do trato respiratório, gastrintestinal e urinário. ➢ Não possui a capacidade de ativar sistema complemento, mas é importante na neutralização de toxinas e essencial para impedir entrada de microrganismos presentes no meio extracorpóreo. Imunoglobulina E (IgE) ➢ Elevados títulos deste isótipo são encontrados em processos alérgicos e infecções parasitárias (helmintos). ➢ O papel protetor desta classe de anticorpos ainda é controverso. ➢ Essa imunoglobulina encontra-se ligada à superfície de mastócitos e basófilos e quando se ligam aos antígenos liberam mediadores químicos como a histamina, o leucotrienos e a prostagladinas. 49 50 03/11/2019 26 Imunoglobulina D (IgD) ➢ É encontrada em baixas concentrações em soros de indivíduos normais e na membrana de linfócitos B em fase de maturação. ➢ O papel biológico deste isótipo ainda é indefinido. Principais Características Imunoglobulinas (Ig) 51 52 03/11/2019 27 MEMÓRIA IMUNOLÓGICA ▪ Caso ocorra um segundo contato com este mesmo tipo de antígeno, essas células se multiplicam velozmente e combatem o invasor mais facilmente. ▪ Ao final da resposta imune, quando a infecção já estiver terminada, a maioria dos linfócitos T e B sofrem apoptose. ▪ Os que sobram são os linfócitos de memória que sobrevivem por vários anos. CARACTERÍSTICAS DA RESPOSTA IMUNOLÓGICA ADQUIRIDA 1. Especificidade: - As respostas imunes são específicas para cada antígeno, podendo apresentar distinção para diferentes porções de uma molécula complexa. 2. Diversidade: - O repertório linfocitário é o número total de especificidade antigênica de um indivíduo e, esse pode ser de 107 a 109. 3. Memória: - Quando um indivíduo entra em contato pela primeira vez com um antígeno e ocorre a ativação da resposta imune, são produzidas células com elevada especificidade e poder de proliferação. Caso ocorra uma segunda estimulação do sistema imune por este mesmo agente, estas células de memória originarão uma resposta imune mais eficaz que a desenvolvida no primeiro contato 53 54
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