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- imunidade: proteção contra doenças infecciosas → sistema imunológico // resposta imunológica - a função do sistema imunológico é a defesa contra microorganismos infecciosos. Entretanto, até mesmo substâncias estranhas não-infecciosas podem desencadear uma resposta imunológica → alérgenos, tumores, enxertos, etc COMO É FORMADO O SISTEMA IMUNOLÓGICO? - barreira física contra infecções → pele e mucosas - morte de microorganismos pela produção local de peptídeos antimicrobianos → defensinas, catelicidinas, lisozima (lágrima) - morte de microorganismos e células infectadas por linfócitos intraepiteliais - contagem normal de células sanguíneas: - período fetal: saco vitelino e fígado são órgãos hematopoiéticos - adulto: medula óssea dos ossos longos → fonte de progenitores linfocitários; local de residÊncia de células plasmáticas de vida longa - timo: local de maturação de linfócitos T - células pluripotentes: presença da proteína CD34 em sua superfície - células progenitoras e pluripotentes → núcleo frouxo: alta atividade de expressão gênica - material genético deve estar disponível e de fácil acesso para transcrição e, posterior, tradução de proteínas - HEMATOPOIESE: processo de formação e desenvolvimento de diversos tipos de células sanguíneas e outros elementos figurados Introdução à Imunologia: Células e Tecidos Imunes PROPRIEDADES GERAIS DAS RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS HEMATOPOIESE - células precursoras (steam cells) tem uma alta capacidade de auto-renovação, replicação - respondem a diversos fatores de crescimento hematopoiéticos para que sofram diferenciação celular e deem origem às diversas células → amplificação do sistema: uma steam cell pode produzir várias steam cell para a manutenção do sistema mas também pode responder a fatores de crescimento levando a produção dos progenitores e, subsequente, as células maduras diferenciadas - a celularidade constante da medula óssea é um processo de equilíbrio estável (quando indivíduo saudável) → patologias: baixa produção, ausência de produção ou hiperprodução celular FATORES DE CRESCIMENTO: - substâncias que promovem a diferenciação celular - representam de 2 a 8% no hemograma - núcleo geralmente único, com cromatina e nucléolo não condensados, citoplasma agranulocítico - origem: célula progenitora mielóide estimuladas por M-CSF e GM-CSF, IL-3 - células produtoras de marcadores de superfície como algumas integrinas, selectinas - sofre diapedese do sangue para o tecido → transforma-se em MACRÓFAGO - macrófago residente: macrófago alveolar, células de Kupffer, osteoclastos, microglias, células de Langerhans (residentes em tecidos diferentes recebem nomes diferentes) - macrófago recrutado: apresentação de antígeno → ativação clássica, alternativa ou não específico AGRANULÓCITOS Monócitos - monócitos podem dar origem a dois tipos de macrófagos: - M1: morte de parasitas intracelulares, resistência tumoral, ativação de linfócitos Th1, destruição tecidual - M2: encapsulação de parasitas, imunorregulação, angiogênese, remodelagem/reparação tecidual, promoção tumoral - diferenciação do padrão celular se dá pelo processo de inflamação → o padrão de citocinas específicas geradas no processo de inflamação faz com que haja a diferenciação e recrutamento de macrófagos M1 ou M2 * processo de obesidade é um processo inflamatório → explica a maior gravidade de certas doenças em pacientes obesos - Uma das principais funções dos macrófagos na defesa do hospedeiro é ingerir microrganismos por meio do processo de fagocitose e, então, destruir os microrganismos ingeridos. Os mecanismos de fagocitose e killing incluem a formação de organelas citoplasmáticas ligadas à membrana que contêm os microrganismos; a fusão dessas organelas com os lisossomos; a geração de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio no lisossomo que são tóxicas para os microrganismos; e a digestão das proteínas microbianas por enzimas proteolíticas. - Além de ingerir microrganismos, os macrófagos ingerem células necróticas do hospedeiro, incluindo as células que morrem nos tecidos em consequência dos efeitos de toxinas, traumatismo ou interrupção do suprimento sanguíneo, e também os neutrófilos que morrem após se acumularem em sítios de infecção. Isto é parte do processo de limpeza que se segue à infecção ou lesão tecidual estéril. Os macrófagos também reconhecem e englobam células apoptóticas antes de estas poderem liberar seus conteúdos e induzir respostas inflamatórias. Ao longo de todo o corpo e no decorrer da vida inteira de um indivíduo, as células indesejadas morrem por apoptose como parte de muitos processos fisiológicos, como desenvolvimento, crescimento e renovação de tecidos sadios, sendo que as células mortas são eliminadas pelos macrófagos. - Os macrófagos são ativados por substâncias microbianas e secretam diferentes citocinas que atuam sobre as células endoteliais do Macrófagos revestimento dos vasos sanguíneos, intensificando o recrutamento de mais monócitos e outros leucócitos do sangue para os sítios de infecção, amplificando assim a resposta protetora contra os microrganismos. Outras citocinas atuam sobre os leucócitos e estimulam sua migração para os sítios teciduais de infecção ou dano. - Os macrófagos atuam como células apresentadoras de antígeno (APCs) que exibem fragmentos de antígenos proteicos e ativam linfócitos T. - Os macrófagos promovem o reparo de tecidos lesados estimulando o crescimento de novos vasos sanguíneos (angiogênese) e a síntese de matriz extracelular rica em colágeno (fibrose). Essas funções são mediadas pelas citocinas secretadas pelos macrófagos que atuam em várias células teciduais. - origem: comum aos macrófagos → progenitor mielóide comum estimulado por GM-CSF, diferenciação Flt3L produzindo a célula pré-dendrítica que dá origem à célula dendrítica Há vários tipos de células dendríticas, as quais compõem a terceira classe das células fagocíticas do sistema imune. A maioria das células dendríticas têm longos processos semelhantes a dedos, como os dendritos das células nervosas, o que dá a elas o seu nome. As células dendríticas imaturas migram da medula óssea para a corrente sanguínea para entrar nos tecidos. Elas capturam substâncias particuladas por fagocitose e também ingerem continuamente grandes quantidades de líquido extracelular e seu conteúdo, por um processo conhecido como macropinocitose. Como os macrófagos e os neutrófilos, elas degradam os patógenos que capturaram, mas sua principal função no sistema imune não é a eliminação de microrganismos.Em vez disso, o encontro com os patógenos estimula as células dendríticas a maturar em células que podem ativar uma determinada classe de linfócitos, os linfócitos T. As células dendríticas maduras ativam os linfócitos T pela apresentação dos antígenos derivados de patógenos em sua superfície, ativando os receptores de antígeno dos linfócitos T. Elas também fornecem outros sinais necessários para ativar os linfócitos T que encontraram seus antígenos pela primeira vez, e, por essa razão, as células dendríticas são também denominadas células apresentadoras de antígenos (APCs) - consideradas as mais eficientes APCs. Assim, as células dendríticas formam uma ligação crucial entre a resposta imune inata e a resposta imune adaptativa. Em determinadas situações, os macrófagos também podem atuar como APCs, mas as células dendríticas são as células especializadas em iniciar as respostas imunes adaptativas. Células Dendríticas Os neutrófilos constituem a população mais abundante de leucócitos circulantes e o principal tipo celular nas reações inflamatórias agudas. Os neutrófilos circulam como células esféricas, medindo cerca de 12-15 μm de diâmetro, com numerosas projeções membranosas. O núcleo é segmentado em três a cinco lóbulos conectados. Devido à sua morfologia nuclear, os neutrófilos também são chamados leucócitos polimorfonucleares (PMNs). O citoplasma contém dois tipos de grânulos ligados à membrana. A maioria desses grânulos, chamados grânulos específicos, estão repletos de enzimas, como lisozima, colagenase e elastase. Esses grânulos não são corados fortemente por corantes básicos ou ácidos (hematoxilina e eosina, respectivamente), e isso distingue os neutrófilos dos outros dois tipos de leucócitos circulantes contendo grânulos citoplasmáticos, chamados basófilos e eosinófilos. O restante dos grânulos dos neutrófilos, chamados grânulos azurofílicos (ou azurófilos), contêm enzimas e outras substâncias microbicidas, entre as quais as defensinas e catelicidinas. Os neutrófilos são produzidos na medula óssea e surgem de precursores que também originam fagócitos mononucleares. A produção de neutrófilos é estimulada pelo fator estimulador de colônia de granulócito (G-CSF) e pelo fator estimulador de colônia de granulócito-macrófago (GM-CSFr). Um humano adulto produz mais de 1 × 1011 neutrófilos por dia, cada um dos quais circulando no sangue por poucas horas ou dias. Os neutrófilos podem migrar rapidamente para sítios de infecção após a entrada de microrganismos. Após entrarem nos tecidos, os neutrófilos atuam apenas durante 1-2 dias e, então, morrem. A principal função dos neutrófilos é fagocitar microrganismos, especialmente microrganismos opsonizados, e produtos de células necróticas, bem como destruir esse material nos fagolisossomos. Em adição, os neutrófilos produzem conteúdos de grânulos e substâncias antimicrobianas que matam microrganismos extracelulares, mas também danificam tecidos sadios. - possui receptores de membrana de extrema importância para que aconteça o processo de fagocitose GRANULÓCITOS Neutrófilo DESVIO À ESQUERDA: número aumentado de células jovens (à esqueda do processo de maturação = antes do segmentado) no sangue circulante → processos massivos de infecção, principalmente bacteriano, que requerem mais células de defesa no sangue circulante; células jovens acabam sendo liberadas mais cedo Os eosinófilos são granulócitos que expressam grânulos citoplasmáticos contendo enzimas nocivas às paredes celulares de parasitas, mas que também podem danificar os tecidos do hospedeiro. Os grânulos dos eosinófilos contêm principalmente proteínas básicas que se ligam a corantes ácidos, como a eosina, e isto é visto como uma cor avermelhada em esfregaços de sangue e cortes de tecido corados. Os eosinófilos são derivados da medula óssea e circulam no sangue, de onde podem ser recrutados para os tecidos. As citocinas GM-CSF, interleucina-3 (IL-3) e IL-5 promovem a maturação do eosinófilo a partir dos precursores mielóides. Alguns eosinófilos normalmente estão presentes nos tecidos periféricos, em especial nos revestimentos de mucosa dos tratos respiratório, gastrintestinal e geniturinário, e seu número pode aumentar por meio do recrutamento a partir do sangue que ocorre no contexto da inflamação. - núcleo, geralmente, bilobulado - importantes na resposta contra parasitas (vermes - recobertos com IgE) e processo alérgico; produção de citocinas para manutenção da homeostase metabólica (tecido adiposo → diferenciação de células apoptóticas e metabolismo da glicose)); regulação da resposta imune (produção de mediadores e apresentação de antígeno); remodelagem e reparação tecidual (fibrose e morte celular); imunidade humoral (produção citocinas para ativação de plasmócitos → produção de anticorpos de alta afinidade - IgE); ativação celular (células epiteliais, linfócitos T e mastócitos → produção de citocinas e liberação dos grânulos) Os basófilos são granulócitos sanguíneos que apresentam muitas similaridades estruturais e funcionais com os mastócitos. Assim como outros granulócitos, os basófilos derivam de precursores hematopoiéticos, amadurecem na medula óssea (sua linhagem é diferente da linhagem dos mastócitos) e circulam no sangue. Os basófilos constituem menos de 1% dos leucócitos sanguíneos). Embora normalmente estejam ausentes nos tecidos, os basófilos podem ser recrutados para alguns sítios inflamatórios. Os basófilos também contêm grânulos que se ligam a corantes básicos e são capazes de sintetizar muitos mediadores que também são sintetizados pelos mastócitos. Como estes, os basófilos expressam receptores de IgE, ligam-se à IgE e podem ser ativados pela ligação do antígeno à IgE. Como o número de basófilos nos tecidos é baixo, sua importância na defesa do hospedeiro e nas reações alérgicas é incerta. - núcleo, geralmente, bilobulado; citoplasma recoberto de grânulos muito grandes que praticamente encobrem a visualização do núcleo - todas as suas funções ainda não são bem descritas Eosinófilos Basófilos PAPÉIS DOS PRINCIAIS MEDIADORES PRODUZIDOS POR BASÓFILOS NO PROCESSO ALÉRGICO: - grânulos de histamina: aumentam a permeabilidade vascular causam contração do músculo liso - IL-4 e IL-13: promove a diferenciação de linfócitos Th2 promove a produção de IgE Os mastócitos são células derivadas da medula óssea presentes nos epitélios da pele e das mucosas,as quais ao serem ativadas liberam numerosos mediadores inflamatórios potentes que conferem defesa contra infecções por parasitas ou produzem os sintomas das doenças alérgicas. Uma citocina chamada fator da célula-tronco (ou c-Kit-ligante) é essencial ao desenvolvimento do mastócito. Normalmente, os mastócitos maduros não são encontrados na circulação, mas estão presentes nos tecidos (mucosa, sistema respiratório e TGI, principalmente), em geral adjacentes a pequenos vasos sanguíneos e nervos. Seu citoplasma contém numerosos grânulos ligados à membrana, repletos de mediadores inflamatórios pré-formados, como a histamina, bem como proteoglicanas acídicas que se ligam a corantes básicos conferindo uma cor azul-escura aos grânulos quando corantes especiais são usados. Vários estímulos podem ativar os mastócitos e fazê-los liberar os conteúdos dos grânulos citoplasmáticos no espaço extracelular, bem como sintetizar e liberar citocinas e outros mediadores inflamatórios. A histamina e os outros mediadores liberados promovem alterações nos vasos sanguíneos que causam inflamação. Os mastócitos expressam receptores na membrana plasmática com alta afinidade por um tipo de anticorpo denominado IgE, e geralmente são recobertos por estes anticorpos. Quando os anticorpos presentes na superfície do mastócito se ligam ao antígeno, são induzidos eventos sinalizadores que levam à ativação do mastócito. Os mastócitos também são ativados quando reconhecem produtos microbianos, independentemente da IgE, atuando nesse sentido como sentinelas do sistema imune inato. FUNÇÕES: - secreção de substâncias que aumentam a permeabilidade vascular → histamina - ativação e recrutamento de células imunes → produção de TNF para ativação de neutrófilos; produção de IL-5, IL-9 e IL-13 para ativação de eosinófilos, linfócitos B e linfócitos T helper - papel no fluxo sanguíneo, coagulação e permeabilidade vascular → grânulos de heparina e histamina - interação neuroimune, peristaltismo, broncoconstrição e dor → atuação em células nervosas e músculo liso com a produção de histamina e proteases - cicatrização de feridas e fibrose → produção de TGF-beta e FGF Os linfócitos, células ímpares da imunidade adaptativa, são as únicas células no corpo que expressam receptores antigênicos clonalmente distribuídos, cada um dos quais específico para um determinante antigênico diferente. Cada clone de linfócitos T e B expressa receptores antigênicos com especificidade única, diferente das especificidades dos receptores presentes nos outros clones. O número total de linfócitos em um adulto sadio é cerca de 5 × 1011. Desse total, ∼2% estão no sangue, ∼4% estão na pele, ∼10% estão na medula óssea, ∼15% estão nos tecidos linfoides das mucosas dos tratos gastrintestinal e respiratório, e ∼65% estão nos órgãos linfoides (principalmente, baço e linfonodos). - ativação em plasmócito para produção de anticorpos - apresentação de antígeno cruzada para células T Mastócito LINFÓCITOS Linfócitos B - co-estimulação de linfócitos T - participação no balanço entre células T helper Th1 e Th2 - regulação de células dendríticas - cicatrização de feridas - rejeição de transplantes - imunidade tumoral - organogênese de órgãos linfóides - produção de citocinas → INF-gama, IL-6, IL-10 - tipo celular importante para a resposta imune adaptativa - células TCD4, TCD8 - Naive T CD4: - Th1: patógenos intracelulares e autoimunidade - Th2: parasitas extracelulares; resposta alérgica e asma - Th17: bactérias extracelulares, fungos e autoimunidade - T reguladores: tolerância imunológica, homeostase linfocítica, regulação das respostas imunes - natural killer → linfócitos que apresentam grânulos em sua superfície citoplasmática que, quando liberados, destroem as células alvo O sistema imune inato inclui várias subpopulações de células derivadas da medula óssea relacionadas entre si pelo desenvolvimento, com morfologia linfoide e funções efetoras similares às das células T, porém desprovidas de receptores antigênicos de célula T. As principais funções destas células são conferir defesa inicial contra patógenos infecciosos; reconhecer as células do hospedeiro estressadas e lesadas, e ajudar a eliminá-las; e influenciar a natureza da resposta imune adaptativa subsequente. As células natural killer (NK) têm funções citotóxicas similares às dos CTLs CD8+. Essas células circulam no sangue e estão presentes em vários tecidos linfóides - reconhecem expressão anormal de receptores de membrana que ativam a liberação de grânulos e morte da célula (células tumorais, em estresse, infectadas por vírus) Linfócitos T Linfócitos NK - primários: a medula óssea e o timo → sítios onde os linfócitos expressam pela primeira vez os receptores antigênicos e alcançam a maturidade fenotípica e funcional - também chamados de órgãos linfóides geradores ou centrais - secundários: linfonodos, baço e componentes do sistema imune de mucosa → locais onde as respostas dos linfócitos a antígenos estranhos são iniciadas e desenvolvidas - também chamados de órgãos linfóides periféricos O timo é o local de maturação da célula T. Trata-se de um órgão bilobado situado no mediastino anterior, que involui após a puberdade de modo a se tornar indetectável nos adultos. Cada lobo é dividido em múltiplos lóbulos por septos fibrosos, e cada lóbulo consiste em um córtex externo e uma medula interna. O córtex contém uma coleção densa de linfócitos T, enquanto a medula mais clara é mais esparsamente povoada por linfócitos. A medula também contém macrófagos e CDs. Dispersas por todo o timo, há células epiteliais não linfóides contendo citoplasma abundante. As células epiteliais corticais produzem IL-7, necessária ao desenvolvimento inicial da célula T. Uma subpopulação distinta de células epiteliais encontrada apenas na medula, chamadas células epiteliais medulares tímicas (MTEC), exercem papel especial na apresentação de autoantígenos para as células T em desenvolvimento, causando sua eliminação. Esse é um mecanismo que garante que o sistema imune permaneça tolerante aos auto antígenos. Na medula, existem estruturas chamadas corpúsculos de Hassall que são compostas por espirais firmemente compactadas de células epiteliais que podem ser remanescentes de células em degeneração. O timo tem um rico suprimento vascular e vasos linfáticos eferentes que drenam para dentro dos linfonodos mediastínicos. O componente epitelial do timo deriva de invaginações que ocorrem na ectoderme do pescoço e do tórax em desenvolvimento do embrião, formando estruturas chamadasbolsas branquiais. Os precursores de linfócitos, macrófagos e CDs derivam da medula óssea. Os linfócitos no timo, também chamados timócitos, são células T em vários estágios de maturação. As células mais imaturas entram no timo, e sua maturação começa no córtex. Conforme amadurecem, os timócitos migram rumo à medula, por isso a medula contém principalmente células T maduras. - o sistema linfático consiste em vasos especializados, chamados linfáticos, que drenam líquido dos tecidos, e em linfonodos interespaçados ao longo dos vasos - os vasos linfáticos coletam antígenos microbianos de suas portas de entrada e os distribuem aos linfonodos, onde esses antígenos podem estimular as respostas imunes adaptativas. LINFONODOS: São órgãos linfoides secundários, vascularizados e encapsulados, que exibem características anatômicas favoráveis à iniciação de respostas imunes adaptativas a antígenos transportados dos tecidos pelos linfáticos. Os linfonodos estão situados ao longo dos canais linfáticos, no corpo inteiro, e assim têm acesso aos antígenos encontrados nos epitélios e originários da maioria dos tecidos, os quais são drenados pelos linfáticos. Existem cerca de 500 linfonodos no corpo humano. Um linfonodo é circundado por uma cápsula fibrosa, abaixo da qual está um sistema sinusal revestido por células reticulares, cruzado por fibrilas de colágeno e outras proteínas da matriz extracelular, repleto de linfócitos, macrófagos, CDs e outros tipos celulares. Os linfáticos aferentes esvaziam dentro do seio subcapsular (marginal), e a linfa pode drenar desse local diretamente para dentro do seio medular conectado e, em seguida, para fora do linfonodo via linfáticos eferentes. Os macrófagos no seio subcapsular proveem uma importante função de remover por fagocitose os organismos infecciosos, os quais podem ser reconhecidos pelos macrófagos através de uma ampla variedade de receptores de superfície celular. Sob o assoalho interno do seio subcapsular, está o córtex rico em linfócitos. O córtex externo contém agregados de células chamados folículos, os quais são povoados principalmente por linfócitos B. O córtex ao redor dos folículos, chamado córtex parafolicular, paracórtex ou zona de célula T, está organizado em cordões com fibras e proteínas de matriz extracelular em abundância, e é povoado principalmente por linfócitos T e CDs. ÓRGÃOS LINFÓIDES Timo Sistema Linfático O baço é um órgão altamente vascularizado, cujas principais funções são remover da circulação as células sanguíneas envelhecidas e danificadas, bem como as partículas (como imunocomplexos e microrganismos opsonizados), e iniciar respostas imunes adaptativas a antígenos transportados pelo sangue. O baço pesa aproximadamente 150 g em adultos e está localizado no quadrante superior esquerdo do abdome. O parênquima esplênico é dividido em polpa vermelha, constituída principalmente por sinusoides vasculares cheios de sangue, e polpa branca rica em linfócitos. O sangue entra no baço por uma única artéria esplênica, que atravessa a cápsula no hilo e se divide em ramos progressivamente menores que permanecem circundados por trabéculas fibrosas de proteção e suporte. Alguns ramos arteriolares da artéria esplênica terminam em extensivos sinusoides vasculares contendo alto número de eritrócitos, e são revestidos por macrófagos e outras células. Os sinusoides terminam em vênulas que drenam no interior da veia esplênica, a qual transporta sangue para fora do baço e para dentro da circulação porta. Os macrófagos da polpa vermelha atuam como um importante filtro do sangue, removendo microrganismos, células danificadas e células/microrganismos cobertos com anticorpos (opsonizados). Os indivíduos sem baço são suscetíveis a infecções disseminadas por bactérias encapsuladas, como os pneumococos e meningococos. Isso pode ser devido principalmente ao fato de esses microrganismos normalmente serem depurados por opsonização e fagocitose, e essa função ser defeituosa na ausência do baço. A medula óssea é o sítio de geração de células sanguíneas circulantes, incluindo hemácias, granulócitos e monócitos, bem como o sítio de maturação da célula B. A geração de todas as células sanguíneas, chamada hematopoiese, ocorre inicialmente durante o desenvolvimento fetal, nas ilhotas sanguíneas junto ao saco vitelínico e mesênquima para-aórtico, mudando então para o fígado entre o 3° e o 4° mês de gestação, até finalmente seguir para a medula óssea. Ao nascimento, a hematopoiese ocorre nos ossos ao longo de todo o esqueleto, porém vai se tornando cada vez mais restrita à medula dos ossos chatos, de modo que na puberdade, a hematopoiese ocorre principalmente no esterno, vértebras, ossos ilíacos e costelas. A medula vermelha encontrada nesses ossos consiste em uma estrutura esponjosa reticular localizada entre as trabéculas de ossos longos. Os espaços existentes nessa estrutura contém uma rede de sinusoides cheios de sangue revestidos por células endoteliais presas a uma membrana basal descontínua. Fora dos sinusoides, há aglomerados de precursores de células sanguíneas em vários estágios de desenvolvimento, bem como células adiposas. Os precursores de células sanguíneas amadurecem e migram pela membrana basal sinusoidal e entre as células endoteliais, para entrar na circulação vascular. Quando a medula óssea é lesada ou quando há uma demanda excepcional pela produção de novas células sanguíneas, o fígado e o baço frequentemente se tornam sítios de hematopoiese extramedular. Baço Medula Óssea
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