IMUNIDADE INATA

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AES 5 – TUTORIA 10
I. DESCREVER AS BARREIRAS QUÍMICAS E FÍSICAS DA IMUNIDADE INATA.
O sistema imune inato mantém defesas físicas e químicas nas barreiras epiteliais, como a pele 
e o revestimento dos tratos gastrintestinal e respiratório, os quais bloqueiam a entrada 
microbiana. Os microrganismos conseguem colonizar os tecidos somente quando são 
capazes de atravessar os epitélios. Se essas barreiras forem danificadas ou os microrganismos 
conseguirem penetrá-las, as respostas imunes inata e adaptativa são ativadas para fornecer 
as próximas linhas de defesa.
Entre as barreiras físicas temos a pele, tosse, espirro, micção, vômito, febre, peristaltismo e flora
bacteriana normal. Já como barreiras químicas temos as células polimorfonucleares/ 
granulócitos (neutrófilos, eosinófilos e basófilos – mastócitos), monócitos e APC’s (células
apresentadoras de antígenos - células dendríticas e macrófagos). Está relacionada às células NK, 
que são linfócitos grandes que apresentam ação citotóxica. Atuando através da degranulação e 
ativação de enzimas para destruição de células alvo. 
Como barreiras químicas, temos as enzimas digestórias, pH, secreção biliar, suor, entre outros. 
O sistema complemento, que corresponde a parte solúvel da imunidade inata, também auxilia 
diretamente no combate contra os antígenos. Sendo também moléculas solúveis, as citocinas e 
as quimiocinas.
Observe que o braço inato das defesas do hospedeiro apresenta duas funções principais: destruição dos microrganismos invasores e ativação dos processos imunes adaptativos. Alguns componentes da resposta imune inata, como os neutrófilos, somente matam os micróbios, enquanto outros, como os macrófagos e as células dendríticas, executam ambas as funções (i.e., destroem micróbios e apresentam antígenos às células T auxiliares, o que ativa os processos imunes adaptativos).
II. CONHECER OS COMPONENTES CELULARES E HUMORAIS (SISTEMA COMPLEMENTO) DO SISTEMA IMUNE INATO. 
Componentes Celulares do Sistema Imune Inato
As células do sistema imune inato atuam como barreiras contra infecções e como sentinelas para detectar microrganismos e células danificadas em tecidos, além de desempenharem funções que são essenciais para a defesa contra os microrganismos. 
Vários tipos celulares expressam os diversos receptores de reconhecimento de padrão e após o reconhecimento de PAMPs e DAMPs, as células respondem produzindo citocinas inflamatórias e proteínas antivirais; outras matam microrganismos ou células infectadas. 
Adicionalmente, algumas células da imunidade inata são decisivas para a estimulação de respostas imunes adaptativas subsequentes.
Barreiras Epiteliais
As superfícies epiteliais intactas formam barreiras físicas entre os microrganismos presentes no meio externo e o tecido do hospedeiro, e as células epiteliais produzem compostos químicos antimicrobianos que impedem adicionalmente a entrada dos microrganismos. As principais interfaces entre o ambiente e o hospedeiro mamífero são a pele e as superfícies de mucosa dos tratos gastrintestinal, respiratório e geniturinário.  
A perda da integridade dessas camadas epiteliais por traumatismo ou outras causas predispõe um indivíduo às infecções. (Exemplo: queimadura)
Os epitélios nas portas de entrada dos microrganismos atuam como barreiras físicas, produzem substâncias antimicrobianas e abrigam linfócitos intraepiteliais que se acredita serem capazes de matar microrganismos e células infectadas.
A função protetora dos epitélios de barreira é, em grande parte, física. As células epiteliais formam as zônulas de oclusão (tight junctions) umas com as outras, bloqueando a passagem de microrganismos entre as células. 
Na pele, a camada externa de queratina, que se acumula à medida que os queratinócitos na superfície morrem, serve para bloquear a penetração microbiana nas camadas mais profundas da epiderme. 
O muco, uma secreção viscosa contendo glicoproteínas chamadas mucinas, é produzido por células epiteliais respiratórias, gastrintestinais e urogenitais, e impede fisicamente a invasão microbiana. A função dessas barreiras é intensificada pela ação ciliar na árvore brônquica e pelo peristaltismo no intestino, facilitando a eliminação de microrganismos. 
As células epiteliais, bem como alguns leucócitos, produzem peptídeos dotados de propriedades antimicrobianas. Duas famílias de antimicrobianos são as defensinas e as catelicidinas.
• Defensinas: são pequenos peptídeos. Duas famílias de defensinas humanas denominadas α e β, são distinguidas pela localização das ligações dissulfero. 
As defensinas são produzidas por células epiteliais de superfícies mucosas e por leucócitos contendo grânulos, incluindo neutrófilos, células natural killer e linfócitos T citotóxicos. As células de Paneth junto às criptas do intestino delgado são um dos principais produtores de α-defensinas. As defensinas da célula de Paneth às vezes são chamadas cripticidinas, cuja função é limitar a quantidade de microrganismos luminais próximos à barreira epitelial. 
As defensinas também são produzidas em outras partes do cólon, nas células da mucosa respiratória e também na pele. 
Algumas defensinas são essencialmente produzidas por alguns tipos celulares, mas sua secreção pode ser intensificada por citocinas e produtos microbianos. 
As ações protetoras das defensinas incluem ambos, toxicidade direta aos microrganismos, incluindo bactérias, fungos e vírus envelopados, e a ativação de células envolvidas na resposta inflamatória aos microrganismos. 
• Catelicidina: são peptídeos, produzidos por neutrófilos e células epiteliais de barreira na pele, trato gastrintestinal e trato respiratório, é sintetizada como uma proteína precursora de dois domínios de 18 kDa, e proteoliticamente clivada em dois peptídeos, ambos com funções protetoras. 
Tanto a síntese do precursor quanto a clivagem proteolítica podem ser estimuladas por citocinas inflamatórias e produtos microbianos. As catelicidinas ativas conferem proteção por toxicidade direta ao microrganismos, e ativação de várias respostas em leucócitos e outros tipos celulares que promovem a erradicação de microrganismos. 
Ainda falando sobre os epitélios de barreira, eles contêm linfócitos T intraepiteliais, que reconhecem e respondem aos microrganismos comumente encontrados. Os linfócitos T intraepiteliais estão presentes na epiderme da pele e nos epitélios de mucosa. Existem várias subpopulações de linfócitos intraepiteliais e eles são distinguidas pelo tipo de receptores antigênicos de célula T (TCRs) que expressam. 
(Se há linfócitos T na imunidade inata? Pq há também na imunidade adquirida?)
Porque embora a maioria dos linfócitos T sejam mediadores de imunidade adaptativa, esses linfócitos T intraepitliais possuem a diversidade limitada de seus receptores antigênicos. Então esses linfócitos T intraepiteliais reconhecem um pequeno número de estruturas microbianas comumente encontradas. 
Os linfócitos intraepiteliais podem atuar na defesa do hospedeiro secretando citocinas, ativando fagócitos e matando células infectadas.
Fagócitos
Células dotadas de funções fagocíticas especializadas, primariamente macrófagos e neutrófilos, constituem a primeira linha de defesa contra microrganismos que rompem as barreiras epiteliais. 
Quando o paciente apresenta baixas contagens de neutrófilos devido à cânceres de medula óssea ou quimioterapia (destruição das células imaturas na medula óssea), os fagócitos na defesa imune inata contra microrganismos estarão comprometidos, automaticamente esse paciente se torna mais susceptível a infecções. 
Alguns macrófagos estão sempre presentes na maioria dos tecidos e atuam como sentinelas de infecção, enquanto outros fagócitos, incluindo monócitos e neutrófilos, são recrutados para os tecidos infeccionados em resposta aos microrganismos ou aos sinais gerados pelas células sentinela.
Células Dendríticas (as mais eficientes como sensores)
As DCs detectam de forma rápida os microrganismos invasores, devido à sua localização nos tecidose expressão de numerosos receptores de reconhecimento de padrão para PAMPs e DAMPs. 
As DCs expressam tipos mais diversificados de TLRs e receptores de reconhecimento de padrão citoplasmáticos do que qualquer outro tipo celular, e isso as torna mais versáteis como sensores de PAMPs e DAMPs entre todos os tipos celulares existentes no corpo. 
Em resposta aos microrganismos invasores, secretam citocinas inflamatórias que promovem o recrutamento de leucócitos adicionais oriundos do sangue. 
A subpopulação de DCs plasmacitoides são a principal fonte de citocinas antivirais, os interferons do tipo I, produzidas em resposta a infecções virais. 
As reações das DCs aos microrganismos na resposta inata inicial intensificam a habilidade das DCs de ativar células T na resposta imune adaptativa subsequente. 
Células Linfoides Inatas Produtoras de Citocinas (são chamadas linfoides por serem parecidas com os linfócitos T)
As células linfoides inatas (ILCs) são células derivadas da medula óssea com morfologia de linfócito que foram descobertas como células produtoras de citocinas similares àquelas produzidas pelas células T, porém desprovidas de TCRs. 
Existem diferentes subpopulações de ILCs que surgem a partir do mesmo precursor linfoide que dá origem às células B e T. 
Durante o seu desenvolvimento, há pontos de ramificação originando três subpopulações distintas de ILCs “auxiliares”, as quais atuam principalmente secretando diferentes tipos de citocinas e há também uma ramificação à parte que origina as células natural killer (NK), que atuam como efetores citotóxicos em adição à secreção da citocina interferon-γ. 
Três subpopulações de células linfoides inatas, chamadas ILC1, ILC2 e ILC3, produzem diferentes citocinas e expressam diferentes fatores de transcrição.
As citocinas produzidas por cada subpopulação determinam os papéis dessas células na defesa. Os estímulos para a produção de citocinas pelas ILCs são outras citocinas, liberadas na respostas inatas; cada subpopulação de ILC é ativada por diferentes citocinas.
 
As ILC1 tendem a ser importantes para a defesa contra microrganismos intracelulares. 
As ILC2 são importantes na defesa contra parasitas helmintos e também contribuem para as doenças alérgicas. 
As ILC3 são encontradas em sítios de mucosa e participam na defesa contra fungos e bactérias extracelulares, bem como na manutenção da integridade das barreiras epiteliais. 
A característica que as tornam importantes para a defesa inicial do hospedeiro é o fato de serem sempre residentes nos tecidos de barreira epiteliais, preparadas para reagir contra os microrganismos que rompem estas barreiras.
Encontradas nos tecidos periféricos e raramente no sangue e órgãos linfoides.
Células Natural Killer
As células NK são células citotóxicas que exercem papéis importantes nas respostas imunes inatas, principalmente contra vírus e bactérias intracelulares. A designação “natural killer” deriva do fato de sua principal função ser o killing de células infectadas, similarmente às células killer do sistema imune adaptativo, os linfócitos T citotóxicos (CTLs). 
As células NK também secretam IFN-γ e às vezes são referidas como um tipo de ILC1. 
As células NK constituem 5-15% das células mononucleares presentes no sangue e no baço.
São raras em outros órgãos linfoides, porém são mais abundantes em certos órgãos como o fígado e a placenta. 
As células NK no sangue aparecem como linfócitos grandes, contendo numerosos grânulos citoplasmáticos. 
As células NK usam receptores codificados por DNA de linhagem germinativa para distinguir entre células infectadas por patógeno e células sadias. 
As funções efetoras das células NK são matar células infectadas e produzir IFN-γ, que ativa macrófagos a destruírem microrganismos fagocitados. As células NK têm grânulos contendo proteínas que medeiam o killing de células-alvo. Quando as células NK são ativadas, a exocitose dos grânulos libera essas proteínas nas adjacências das células-alvo. 
Uma das proteínas contidas nos grânulos da célula NK, chamada perforina, facilita a entrada de outras proteínas contidas nos grânulos, as chamadas granzimas, no citosol das células-alvo. 
As granzimas são enzimas proteolíticas que iniciam uma sequência de eventos de sinalização que causam a morte das células-alvo por apoptose. 
Matando as células infectadas por vírus e bactérias intracelulares, as células NK eliminam os reservatórios de infecção. 
No início do curso de uma infecção viral, as células NK são expandidas e ativadas pelo reconhecimento de ligantes ativadores presentes nas células infectadas, bem como pelas citocinas IL-12 e IL-15, e então matam as células infectadas antes de as CTLs antígeno-específicas poderem se tornar totalmente ativas, o que em geral demora 5-7 dias. (mecanismo da herpes labial?)
Funções das células NK.
A. NK reconhecem ligantes em células infectadas e matam células do hospedeiro. Eliminam reservatórios de infecção e também células disfuncionais. 
B. NK respondem à IL-12 produzida por macrófagos e secretam IFN-γ que ativa os macrófagos para matarem os microrganismos fagocitados.
O IFN-γ derivado das células NK aumenta a capacidade dos macrófagos de matar bactérias fagocitadas. De modo previsível, a deficiência de células NK, raramente observada nos indivíduos, leva à suscetibilidade aumentada à infecção por alguns vírus e bactérias intracelulares.
Receptores de Ativação e de Inibição das Células Natural Killer
As células NK diferenciam as células infectadas e estressadas das células sadias regulada pelos sinais gerados a partir dos receptores de ativação e dos receptores de inibição. 
Esses receptores reconhecem moléculas presentes na superfície de outras células e geram sinais ativadores ou inibidores que promovem ou inibem as respostas NK. 
Os receptores de ativação estimulam proteínas quinases que fosforilam substratos de sinalização downstream, enquanto os receptores de inibição estimulam fosfatases que contrapõem as quinases. 
Em geral, os receptores ativadores reconhecem ligantes em células infectadas e lesadas, enquanto os receptores inibidores reconhecem ligantes em células sadias normais. 
 O engajamento dos receptores ativadores estimula a atividade de killing das células NK, resultando na destruição das células estressadas ou infectadas. 
O engajamento dos receptores inibidores “desliga” a atividade da célula NK e previne a destruição das células sadias. 
 
 B. Receptores de ativação das células NK reconhecem ligantes em células-alvo e ativam proteínas tirosina quinases (PTKs), cujas atividades são inibidas por receptores de inibição que reconhecem moléculas do MHC de classe I e ativam proteínas tirosina fosfatases (PTP). As células NK não matam eficientemente as células sadias que expressam MHC de classe I (proteínas de superfície celular normalmente expressas em todas as células nucleadas sadias).
Uma das principais funções das moléculas de MHC de classe I, distinta de seu papel na 
regulação da ativação da célula NK, é exibir peptídeos derivados de proteínas citosólicas, 
inclusive proteínas microbianas, na superfície celular, para serem reconhecidas por linfócitos 
T CD8+. (se é proteína presente na superfície de célula sadia, como ela apresenta proteínas microbianas? – Sadia tem função de marcador e danificada tem função da apresentadora?)
(As células NK interpretam a presença de moléculas de MHC de classe I como marcadores 
do próprio normal, e a ausência como infecção ou dano - “reconhecimento do próprio 
ausente”).
Os receptores NK de ativação e de inibição contêm motivos estruturais em suas caudas
citoplasmáticas. Eles engajam vias de sinalização promotoras ou inibidoras, respectivamente, 
do killing da célula-alvo e da secreção de citocinas.
 
As citocinas podem intensificar as respostas das células NK. As principais citocinas do 
sistema imune inato que estimulam a função NK são a IL-12, IL-15, IL-18 e os
interferons do tipo I. Cada uma dessas citocinas intensifica a atividade
citotóxica das células NK e todas podem estimulara secreção de IFN-γ pelas células NK
independentemente dos receptores de ativação. 
Linfócitos T e B com Diversidade Limitada de Receptor Antigênico
A maioria dos linfócitos T e B é componente do sistema imune adaptativo, tendo um 
repertório de especificidades muito diverso. No entanto, certos tipos de linfócitos T e B 
apresentam diversidade muito pequena, reconhecendo apenas PAMPs e sendo, portanto, 
parte do sistema imune. (Por exemplo as células T intraepiteliais)
Mastócitos (defesa contra helmintos e responsáveis pelos sintomas das doenças alérgicas)
Os mastócitos são células sentinelas presentes na pele, epitélio de mucosa e tecidos conectivos 
Eles secretam rapidamente citocinas pró-inflamatórias e mediadores lipídicos em resposta à 
infecção. 
Como eles estão localizados nas adjacências dos vasos sanguíneos, quando seus
grânulos são liberados, induzem alterações nos vasos sanguíneos que promovem inflamação 
aguda. 
Os conteúdos dos grânulos incluem aminas vasoativas (como a histamina) causadoras de 
vasodilatação, e enzimas proteolíticas matam bactérias ou inativam toxinas microbianas. 
Os mastócitos expressam TLRs, e os ligantes de TLR podem induzir a desgranulação do 
mastócito. (sensibilização- apresenta IgE, IgE liga a membrana do mastócito, no segundo contato com receptor IgE ocorre a liberação dos grânulos).
- Moléculas solúveis de reconhecimento e moléculas efetoras da imunidade inata
Diferentes tipos de moléculas que reconhecem micro-organismos e promovem respostas
inatas são encontradas em forma solúvel no sangue e nos fluidos extracelulares. Essas 
moléculas são responsáveis pela primeira defesa contra patógenos presentes fora das células 
do hospedeiro. Essas moléculas atuam através de duas formas principais: 
Como opsoninas: se ligam a micro-organismos e aumentam a capacidade de fagocitose pelos
macrófagos, neutrófilos e células dendríticas. Promovendo resposta inflamatória: depois da 
ligação aos micro-organismos, os mediadores solúveis da imunidade inata promovem 
respostas inflamatórias que induzem recrutamento adicional de mais fagócitos para sítios de 
infecção, podendo também matá-los diretamente.
O Sistema Complemento
O sistema complemento consiste em várias proteínas plasmáticas que trabalham conjuntamente na opsonização de microrganismos, promoção de recrutamento de fagócitos para o sítio de infecção e, em alguns casos, na destruição direta dos microrganismos. 
A ativação do complemento envolve cascatas proteolíticas em que a enzima precursora inativa, o zimogênio, é modificada e se torna ativa que cliva e induz a atividade proteolítica da próxima proteína do complemento na cascata. 
As cascatas enzimáticas resultam em uma grande amplificação da quantidade de produtos proteolíticos gerados em cada etapa. Esses produtos exercem as funções efetoras do sistema complemento. 
Vias de ativação do complemento.
A ativação do sistema complemento pode ser iniciada por três vias distintas, todas levando à produção de C3a, que estimula inflamação, e C3b (etapas iniciais). O C3b inicia as etapas tardias da ativação do complemento, fazendo a produção de peptídeos que também estimulam a inflamação (C5a), e C9 polimerizado, que forma o complexo de ataque à membrana, assim denominado por criar “furos” nas membranas plasmáticas (etapas tardias). 
A primeira etapa na ativação do sistema complemento é o reconhecimento de moléculas em superfícies microbianas e ocorre de 3 formas: 
• A via clássica: usa uma proteína plasmática denominada C1q para detectar anticorpos ligados à superfície de um microrganismo ou outra estrutura. Uma vez que C1q se liga à porção Fc dos anticorpos, duas serinas proteases associadas, chamadas C1r e C1s, são ativadas e iniciam uma cascata proteolítica envolvendo outras proteínas do complemento. A via clássica é um dos principais mecanismos efetores do ramo humoral das respostas imunes adaptativas . 
• A via alternativa: uma proteína do complemento chamada C3 reconhece diretamente certas estruturas presentes na superfície microbiana, como o LPS bacteriano. O C3 se liga às superfícies celulares, mas então é inibido por moléculas reguladoras presentes nas células dos mamíferos. Como os microrganismos não têm essas moléculas reguladoras, a ativação espontânea pode ser amplificada nas superfícies microbianas. Assim, essa via consegue distinguir entre o próprio normal e os microrganismos estranhos, com base na presença ou ausência das proteínas reguladoras.
• A via da lectina:  uma proteína plasmática chamada lectina ligante de manose (MBL), a qual reconhece resíduos de manose terminais em glicoproteínas microbianas. Depois que a MBL se liga aos microrganismos, dois zimogênios chamados MASP1e MASP2, associam-se à MBL e iniciam etapas proteolíticas downstream idênticas às da via clássica.
O reconhecimento de microrganismos por qualquer uma das três vias do complemento resulta no recrutamento e montagem sequencial de proteínas adicionais do complemento em complexos protease. 
O sistema complemento é um componente essencial da imunidade inata. O MAC (complexo de ataque à membrana) causa lise das células em que o complemento é ativado. 
(processo das vias?)
Pentraxinas
Várias proteínas plasmáticas que reconhecem estruturas microbianas e participam na imunidade inata. Entre elas estão a pentraxinas curtas, proteína C reativa (CRP) e o amiloide P sérico (SAP), além da pentraxina longa PTX3. Ambas, CRP e SAP, ligam-se a várias espécies diferentes de bactérias e fungos. Os ligantes moleculares reconhecidos pela CRP e SAP são encontradas nas membranas bacterianas e se tornam expostas nas células apoptóticas. CRP, SAP e PTX3 ativam o complemento ao se ligarem a C1q e iniciarem a via clássica.
As concentrações plasmáticas de CRP são muito baixas em indivíduos sadios. Todas essas proteínas plasmáticas são chamadas reagentes de fase aguda, por estarem elevados no sangue durante as reações inflamatórias agudas, e sua produção aumentada é parte da resposta de fase aguda à infecção e outras agressões.
Colectinas e Ficolinas
Três membros dessa família atuam como moléculas efetoras solúveis no sistema imune inato: lectina ligante de manose (MBL) e as proteínas surfactantes pulmonares SP-A e SP-D.
A proteína surfactante A (SP-A) e a proteína do surfactante D (SP-D) são colectinas. São encontradas nos alvéolos pulmonares e suas principais funções é a redução da tensão superficial do fluido alveolar, e atuar como mediadores de respostas imunes inatas no pulmão.
Ligam-se a vários microrganismos e atuam como opsoninas, facilitando a ingesta pelos macrófagos alveolares. SP-A e SP-D também podem inibir diretamente o crescimento bacteriano e podem ativar macrófagos. 
As ficolinas são proteínas plasmáticas se ligam a várias espécies de bactérias, opsonizando-as e ativando o complemento de modo similar ao observado com a MBL. 
(Os três mecanismos principais pelos quais o sistema imune inato protege contra as infecções são a indução de inflamação, indução de defesa antiviral e estimulação da imunidade adaptativa.)
III. DESCREVER A INFLAMAÇÃO AGUDA COMO UM ELEMENTO DA IMUNIDADE INATA.
A Resposta Inflamatória
O principal meio usado pelo sistema imune inato para lidar com infecções e lesão tecidual é estimular a inflamação aguda, que consiste no acúmulo de leucócitos, proteínas plasmáticas e líquido derivado do sangue em um sítio de infecção ou lesão tecidual extravascular. 
Os leucócitos e proteínas plasmáticas, essenciais para a defesa inata, circulam no sangue e são recrutados para os sítios de infecção, onde matam microrganismos e iniciam o reparo do tecido danificado. 
O primeiro leucócito a ser recrutado do sangue para os sítios de inflamação é o neutrófilo, por ser o leucócito mais abundante no sangue e aquele que responde mais rápido aos sinais quimiotáticos. 
Os monócitos sanguíneos, que se transformam em macrófagos no tecido, tornam-se cada vez mais proeminentes com o passar do tempo e podem formar a população dominante em algumas reações. 
Entre asproteínas plasmáticas importantes que entram nos sítios inflamatórios, estão as proteínas do complemento, os anticorpos e os reagentes de fase aguda.
A distribuição de células e proteínas ao sítio inflamatório depende de alterações reversíveis que ocorrem nos vasos sanguíneos.
Essas alterações incluem fluxo sanguíneo aumentado para o tecido, decorrente de vasodilatação; aumento da aderência dos leucócitos ao revestimento endotelial das vênulas; e permeabilidade aumentada dos capilares e vênulas aos fluidos e proteínas plasmáticas.
 Todas as alterações são induzidas por citocinas e pequenas moléculas como mastócitos, macrófagos, DCs e células endoteliais, em resposta à estimulação por PAMPs e DAMPs. 
À medida que o processo inflamatório se desenvolve, os mediadores podem ser derivados dos leucócitos ou pelas proteínas do complemento.
A inflamação aguda pode se desenvolver em questão de minutos a horas e durar dias. A inflamação crônica é um processo que passa a assumir o controle a partir da inflamação aguda, quando a infecção não é eliminada ou a lesão tecidual é prolongada. 
Em geral, envolve o recrutamento e ativação de monócitos e linfócitos. Os sítios de inflamação crônica frequentemente também sofrem remodelamento tecidual, com angiogênese e fibrose. Embora estímulos imunes inatos possam contribuir para a inflamação crônica, também pode haver envolvimento do sistema imune adaptativo, porque as citocinas produzidas pelas células T são potentes indutores de inflamação. 
Principais Citocinas Pró-inflamatórias da Imunidade Inata
Uma das primeiras respostas do sistema imune inato à infecção e à lesão tecidual é a secreção de citocinas pelas células teciduais — evento decisivo para a resposta inflamatória aguda. 
As citocinas da imunidade inata: 
• São produzidas principalmente por macrófagos e DCs teciduais, (mastócitos, células endoteliais e algumas células epiteliais também podem produzir).
• A maioria dessas citocinas atua sobre as células que estão próximas à célula de origem (ação parácrina). Em algumas infecções graves, uma quantidade grande de citocinas é produzida e podem entrar na circulação e atuam a distância (ação endócrina).
• As citocinas da imunidade inata exercem vários papéis: indução de inflamação, inibição da replicação viral, promoção de respostas de célula T e limitação das respostas imunes inatas. 
• Três das citocinas pró-inflamatórias mais importantes do sistema imune inato são: TNF, IL-1 e IL-6. 
Fator de Necrose Tumoral
O TNF (ou TNF alfa) é um mediador da resposta inflamatória aguda a bactérias e outros microrganismos infecciosos. 
O TNF é produzido por macrófagos e DCs, entre outros tipos celulares. 
Os sítios de ligação do receptor estão na base da pirâmide, permitindo a ligação simultânea da citocina a três moléculas de receptor. O TNF-α é membro de uma ampla família de proteínas homólogas. 
Existem dois receptores de TNF distintos, denominados tipo I (TNF-RI) e tipo II (TNF-RII). Ambos os receptores de TNF estão presentes na maioria dos tipos celulares. 
A ligação da citocina a alguns membros da família, como TNF-RI, pode levar ao recrutamento de uma proteína adaptadora que ativa caspases e faz com que aconteça a apoptose. 
A produção de TNF por macrófagos é estimulada por PAMPs e DAMPs. 
O choque séptico, uma condição que ameaça a vida e resulta de infecções graves, é mediada em grande parte pelo TNF
Interleucina-1
A IL-1 é um mediador da resposta inflamatória aguda e exerce muitas ações similares às do TNF. A principal fonte celular de IL-1, assim como a de TNF, são os fagócitos mononucleares ativados. 
A IL-1 também é produzida por muitos tipos celulares além dos macrófagos, tais como neutrófilos, células epiteliais (p. ex.: queratinócitos) e células endoteliais. Existem duas formas de IL-1 chamadas IL-1α e IL-1β, que se ligam aos mesmos receptores e mesmas funções. 
O TNF também pode estimular fagócitos e outros tipos celulares a produzirem IL-1. Isso exemplifica uma cascata de citocinas com atividades biológicas similares. 
A IL-1 medeia seus efeitos biológicos por meio de um receptor de membrana chamado receptor de IL-1 tipo I, expresso em muitos tipos celulares, incluindo as células endoteliais, células epiteliais e leucócitos. 
Interleucina-6
A IL-6 é uma citocina nas respostas inflamatórias agudas, com efeitos locais e sistêmicos. Induz a síntese de reagentes de fase aguda pelo fígado, estimula a produção de neutrófilos na medula óssea e promove a diferenciação de células T auxiliares produtoras de IL-17. 
A IL-6 é sintetizada por fagócitos mononucleares, DCs, células endoteliais vasculares, fibroblastos e outras células em resposta aos PAMPs e também à IL-1 e ao TNF. 
A IL-6 é um dos principais contribuidores para a inflamação em várias doenças inflamatórias humanas, entre as quais a artrite reumatoide, e anticorpos específicos para o receptor de IL-6 são usados no tratamento de algumas formas de artrite. 
Recrutamento de Leucócitos para Sítios de Infecção
O recrutamento de grandes quantidades de neutrófilos, seguidos de monócitos, do sangue para os tecidos tipicamente ocorre como parte da resposta inflamatória aguda. 
As citocinas TNF, IL-1 e IL-6, bem como as quimiocinas, todas secretadas nos sítios de infecção ou lesão tecidual, possuem múltiplos efeitos sobre as células endoteliais vasculares, leucócitos e medula óssea. 
TNF e IL-1 induzem as células endoteliais das vênulas pós-capilares a expressarem E-selectina e a aumentarem sua expressão de ligantes para integrinas leucocitárias. 
O resultado da expressão aumentada de selectina, integrina e quimiocina é um aumento na adesão de neutrófilos e monócitos às células endoteliais, e transmigração através da parede vascular. Os leucócitos se acumulam nos tecidos, formando um infiltrado inflamatório. 
Ingesta e Killing de Microrganismos por Fagócitos Ativados 
Os neutrófilos e macrófagos recrutados para os sítios de infecção ingerem microrganismos que são contidos em vesículas, pelo processo de fagocitose, e os destroem
Como? As vesículas fagocíticas se fundem aos lisossomos, onde então as partículas ingeridas são destruídas. Desse modo, os mecanismos de killing, que potencialmente poderiam lesar o fagócito, são isolados do restante da célula.
Os neutrófilos e macrófagos expressam receptores que reconhecem especificamente os microrganismos, e a ligação dos microrganismos a esses receptores é a primeira etapa na fagocitose.  
Quando um microrganismo ou uma partícula se liga aos receptores existentes em um fagócito, a membrana plasmática na região dos receptores começa a se invaginar e se estende formando uma projeção “em forma de copo” ao redor do microrganismo. Quando a projeção da membrana em forma de “copo” se estende além do diâmetro da partícula, o topo do “copo” se fecha por cima e prende sua parte interna, formando uma vesícula intracelular de dentro para fora. 
Essa vesícula, chamada fagossomo, contém a partícula estranha ingerida e se separa da membrana plasmática. 
Neutrófilos e macrófagos ativados matam microrganismos fagocitados por meio da ação microbicida de moléculas junto aos fagolisossomos. A fusão de vacúolos fagocíticos (fagossomos) com lisossomos resulta na formação de fagolisossomos, onde a maioria dos mecanismos microbicidas estão concentrados. 
Há três classes de moléculas microbicidas que são comprovadamente as mais importantes:
Espécies reativas de oxigênio. Neutrófilos ativados e, em menor extensão, macrófagos, convertem o oxigênio molecular em ROS, que são agentes oxidantes altamente reativos contendo radicais livres que destroem microrganismos (e outras células). 
Óxido nítrico. Os macrófagos produzem espécies reativas de nitrogênio, principalmente óxido nítrico (NO), por meio da ação de uma enzima chamada óxido nítrico sintase induzível (iNOS). Dentro dos fagolisossomos, o óxido nítrico pode se combinar ao peróxido de hidrogênio ou ao superóxido e produzir radicais peroxinitrito altamente reativos que podem matar microrganismos. 
Enzimas proteolíticas.Neutrófilos e macrófagos ativados produzem várias enzimas proteolíticas nos fagolisossomos, as quais atuam destruindo os microrganismos. Em neutrófilos há a elastase, requerida para o killing de muitos tipos de bactérias. Outra enzima importante é a catepsina G. 
Os neutrófilos também matam microrganismos por extrusão do DNA e dos conteúdos de seus grânulos, os quais formam filamentos extracelulares onde bactérias e fungos são presos e destruídos. 
IV. DESCREVER A ESTRUTURA DOS ANTICORPOS E A INTERAÇÃO ANTÍGENO-ANTICORPO NA IMUNIDADE ADQUIRIDA. 
Anticorpos são proteínas globulínicas (imunoglobulinas) que reagem especificamente com o antígeno que estimulou a sua produção. 
Eles perfazem cerca de 20% do total de proteínas no plasma sanguíneo.
 O sangue contém três tipos de globulinas a, b e g. 
 Os anticorpos são globulinas g. Existem cinco classes de anticorpos: IgG, IgM, IgA, IgD e IgE.
Os anticorpos são divididos nessas classes de acordo com as diferenças em suas cadeias pesadas.
As funções mais importantes dos anticorpos são neutralizar toxinas e vírus, opsonizar micróbios para facilitar o processo de fagocitose, ativar o sistema complemento e prevenir a ligação de microrganismos a superfícies mucosas.
Além dessas funções, anticorpos apresentam uma capacidade catalítica (enzimática).
ANTICORPOS MONOCLONAIS
Anticorpos que surgem em um animal em resposta a antígenos típicos são heterogêneos, pois
são produzidos por diversos clones diferentes de células plasmáticas (i.e., eles são 
policlonais). Anticorpos que são formados por um único clone de células (p. ex., 
em tumores de células plasmáticas [mieloma]) são homogêneos (i.e., são monoclonais).
ESTRUTURA DAS IMUNOGLOBULINAS
As imunoglobulinas são glicoproteínas compostas por cadeias polipeptídicas leves (L, light) e pesadas (H, heavy). 
Os termos leve e pesado referem-se ao peso molecular de cada uma;
A molécula de anticorpo mais simples possui o formato de um Y e consiste em quatro cadeias polipeptídicas: duas cadeias H e duas cadeias L. As quatro cadeias são unidas por ligações dissulfeto. 
Uma molécula individual de anticorpo sempre consiste em cadeias H idênticas e cadeias L idênticas. 
As cadeias L e H são divididas em regiões variáveis e constantes. 
Essas regiões são compostas por domínios. 
Uma cadeia L consiste em um domínio variável (VL) e um constante (CL). 
A maioria das cadeias H consiste em um domínio variável.
As regiões variáveis tanto	da cadeia leve quanto da cadeia pesada são responsáveis pela
ligação ao antígeno, ao passo que a região constante da cadeia cadeia pesada é responsável 
por diversas 
funções 
biológicas.
Os locais de 
ligação ao complemento estão localizados no domínio CH2. 
A região constante da cadeia leve não possui nenhuma função biológica conhecida.
As regiões variáveis das cadeias L e H apresentam três sequências de aminoácidos extremamente variáveis (hipervariáveis) posicionadas nas extremidades aminoterminais das cadeias, que constituem o local de ligação ao antígeno.
A notável especificidade dos anticorpos se deve a essas regiões hipervariáveis. 
As cadeias L podem ser de dois tipos: k (kappa) ou l (lambda), de acordo com a sequência de
aminoácidos de suas regiões constantes. 
Os dois tipos ocorrem em todas as classes de imunoglobulinas (IgG, IgM, etc.), mas cada 
imunoglobulina contém apenas um tipo de cadeia L.
O local de ligação ao antígeno é formado pelas regiões hipervariáveis. 
A: Regiões hipervariáveis na imunoglobulina G (IgG). 
B: Visão ampliada do local de ligação ao antígeno.
As cadeias H são distintas para cada uma das cinco classes de imunoglobulinas e são designadas g, a, m, ε e ômega. A porção aminoterminal de cada cadeia H participa do local de ligação ao antígeno.
Se uma molécula de anticorpo for tratada com uma enzima proteolítica, como a papaína, as 
ligações peptídicas na região da “dobradiça” são quebradas, o que produz dois fragmentos 
Fab idênticos, que carreiam os locais de ligação ao antígeno, e um fragmento Fc, que está 
envolvido na transferência transplacen- tária, fixação do complemento, ligação a várias 
células e outras atividades biológicas.
V. Diferenciar a resposta imune primária e secundária.
RESPOSTA PRIMÁRIA
A resposta primária ocorre na primeira vez que o antígeno é encontrado. 
Na resposta primária, anticorpos são detectados no soro após um intervalo de tempo mais 
longo do que o que ocorre na resposta secundária. 
O intervalo de tempo para que a resposta primária ocorra é, em geral, de sete a 10 dias, mas 
pode ser prolongado, dependendo da natureza e da dose do antígeno e da rota de 
administração (p. ex., parenteral ou oral). 
Um pequeno clone de células B e de células plasmáticas específicas para o antígeno é 
formado. A concentração sérica dos anticorpos continua a aumentar por várias semanas e, 
então, declina, podendo cair a níveis bem baixos. 
Os primeiros anticorpos a surgirem em uma resposta primária são do tipo IgM, seguidos por 
anticorpos IgG ou IgA. Os níveis de IgM decaem mais precocemente do que os de IgG.
RESPOSTA SECUNDÁRIA 
Quando há um segundo encontro com o mesmo antígeno ou outro bastante relacionado (ou que apresenta reação cruzada), meses ou anos após a resposta primária, ocorre uma rápida resposta por anticorpos (o intervalo de tempo é de apenas três a cinco dias), alcançando níveis mais elevados do que na resposta primária.
 Este fenômeno é atribuído à persistência de “células de memória” antígeno-específicas, geradas após o primeiro contato. 
Essas células de memória proliferam, formando um clone maior de células B e células plasmáticas específicas, as quais medeiam a resposta secundária por anticorpos. 
Durante a resposta secundária, a quantidade de IgM produzida é similar à gerada após o primeiro contato com o antígeno. 
Entretanto, uma quantidade muito maior de anticorpos IgG é produzida, e esses níveis elevados tendem a persistir por muito mais tempo do que após a resposta primária. A cada exposição consecutiva ao antígeno, os anticorpos tendem a se ligar ao antígeno mais firmemente. 
A ligação do anticorpo melhora, uma vez que ocorrem mutações no DNA que codifica o local de ligação ao antígeno, processo denominado hipermutação somática. 
Algumas mutações resultam na inserção de aminoácidos diferentes nas regiões hipervariáveis, gerando um melhor ajuste e proporcionando uma ligação mais forte ao antígeno. 
A subpopulação de células plasmáticas que contêm essas regiões hipervariáveis melhoradas é mais intensamente (e mais frequentemente) selecionada pelo antígeno e, portanto, passa a constituir uma parte cada vez maior na população de células produtoras de anticorpos. 
Esse processo é denominado maturação por afinidade. Um importante efeito das doses de reforço de uma vacina é a melhora da ligação do anticorpo por meio da intensificação do processo de maturação por afinidade. 
A maturação por afinidade ocorre nos centros germinativos dos folículos no baço e nos linfonodos. 
Células dendríticas foliculares capturam complexos antígeno-anticorpo em sua superfície pela ação de receptores Fc. Os complexos interagem com uma célula B ativada que carreia a imunoglobulina que melhor se liga ao antígeno, e é a célula B que passa a ser estimulada a formar um clone com muitas células B capazes de sintetizar o anticorpo melhorado.
Observações 
Consequências Sistêmicas e Patológicas da Inflamação
TNF, IL-1 e IL-6 produzidos durante a resposta imune inata a infecções ou dano tecidual exercem efeitos sistêmicos que contribuem para a defesa do hospedeiro e são responsáveis por muitas das manifestações clínicas de infecção e doença inflamatória.
TNF e IL-1 atuam no hipotálamo para induzir elevação da temperatura corporal (febre).  O papel da febre na defesa dohospedeiro é pouco entendido, mas pode estar relacionado com funções metabólicas intensificadas nas células imunes, funções metabólicas comprometidas em microrganismos, e alterações no comportamento do hospedeiro febril que diminuem o risco de piora das infecções e da lesão.
IL-1 e IL-6 induzem os hepatócitos a produzirem reagentes de fase aguda, incluindo CRP, SAP e fibrinogênio, os quais são secretados no sangue. Níveis plasmáticos elevados dessas proteínas são comumente usados na clínica como sinais de infecção ou outros processos inflamatórios. As pentraxinas CRP e SAP exercem papéis protetores nas infecções, conforme já discutimos neste mesmo capítulo, e o fibrinogênio, precursor da fibrina, contribui para a homeostasia e reparo tecidual.
Nas infecções graves, o TNF pode ser produzido em grandes quantidades e causar anormalidades patológicas e clínicas sistêmicas. Se o estímulo para a produção de citocina for suficientemente forte, a quantidade de TNF pode ser tão grande que o TNF entra na corrente sanguínea e atua em sítios distantes (Fig. 4.15). As principais ações sistêmicas do TNF são as seguintes:
· • O TNF inibe a contratilidade miocárdica e o tônus da musculatura lisa vascular, resultando em acentuada diminuição da pressão arterial ou em choque.
· O TNF causa trombose intravascular, principalmente como resultado do comprometimento das propriedades anticoagulantes normais do endotélio. Nas células endoteliais, o TNF estimula a expressão do fator tecidual, um potente ativador da coagulação, e inibe a expressão de trombomodulina, um inibidor da coagulação. As alterações endoteliais são exacerbadas pela ativação dos neutrófilos, levando à formação de tampão vascular por essas células.
·  A produção prolongada de TNF causa o desgaste das células musculares e adiposas, chamado caquexia. Esse desgaste resulta da supressão do apetite induzida pelo TNF e da síntese diminuída da lipoproteína lipase, uma enzima necessária para liberar ácidos graxos das lipoproteínas circulantes de modo que estas possam ser usadas pelos tecidos.
Uma complicação sistêmica da infecção grave, geralmente bacteriana, é uma síndrome chamada sepse, clinicamente caracterizada por febre, aceleração das frequências cardíaca e respiratória, anormalidades metabólicas e perturbações mentais. A infecção pode envolver a presença de microrganismos no sangue, embora isso não seja documentado na maioria dos casos. A sepse bacteriana é mais frequentemente iniciada pelo LPS (também chamado endotoxina) liberado de bactérias Gram-negativas ou pelo ácido lipoteicoico liberado por bactérias Gram-positivas, os quais podem cair na corrente sanguínea. A sinalização do TLR então é induzida nas células em muitos órgãos, pelo LPS ou pelo ácido lipoteicoico, levando à produção de TNF e outras citocinas, entre as quais IL-12, IFN-γ e IL-1. Na forma mais grave de sepse, chamada choque séptico, há colapso vascular decorrente dos efeitos das altas doses de TNF anteriormente discutidos. A concentração sérica de TNF pode ser preditiva do desfecho da sepse grave. 
Uma síndrome similar ao choque séptico pode ocorrer como complicação de distúrbios não infecciosos, como queimaduras graves, traumatismos, pancreatite e outras condições sérias. Essa síndrome é chamada síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SIRS, do inglês, systemic inflammatory response syndrome).
A inflamação aguda pode causar lesão tecidual, porque os mecanismos efetores usados pelos fagócitos para matar os microrganismos também são tóxicos para os tecidos do hospedeiro. As enzimas proteolíticas e as espécies reativas do oxigênio produzidas pelos fagócitos que se acumulam no sítio de infecção podem lesar as células do hospedeiro e degradar a matriz extracelular se forem geradas em grandes quantidades, especialmente quando os microrganismos resistem ao killing e continuam estimulando as respostas imunes inatas. De fato, ao menos parte da patologia associada às infecções é devido às respostas inflamatórias e não aos efeitos tóxicos diretos dos microrganismos.