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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÁO FRANCISCO DISCIPLINA DE IMUNOLOGIA MATEUS MATIUZZI DA COSTA ANTÔNIO WILTON CAVALCANTE FERNANDES CRISTINA DA COSTA KREWER Imunologia aplicada a Zootecnia Fontes: http://4.bp.blogspot.com http://motility-machinery.jp http://escolakids.uol.com.br Petrolina 2018 http://4.bp.blogspot.com/ http://motility-machinery.jp/ http://escolakids.uol.com.br/ Imunologia aplicada a Zootecnia MATEUS MATIUZZI DA COSTA ANTÔNIO WILTON CAVALCANTE FERNANDES CRISTINA DA COSTA KREWER Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca - SIBI/UNIVASF Costa, Mateus Matiuzzi da C837i Imunologia aplicada à zootecnia [Recurso eletrônico] / Mateus Matiuzzi da Costa (organizador); Antônio Cavalcante Fernandes, Cristina da Costa Krewer. – Petrolina-PE: Univasf, 2018. 148 p. : il. ; PDF ISBN 9788553220021 1. Imunologia veterinária - Estudo e ensino. 2. Zootecnia. I. Título. II. Costa, Mateus Matiuzzi da. III. Fernandes, Antônio Cavalcante. IV. Krewer, Cristina da Costa. CDD 636.0896079 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO A IMUNOLOGIA 7 1.1 Histórico 7 1.2 Defesas do Organismo 7 1.3 Defesas imunes mediadas por anticorpos (Resposta Humoral) 9 1.4 Resposta imune mediada por células (Resposta Celular) 10 1.5 Fluxograma dos mecanismos das repostas imunes 10 1.6 Papel dos micro-organismos nas defesas do organismos 10 2. ÓRGÃOS LINFÓIDES 13 2.1 Órgãos Linfoides Primários 13 2.2 Timectomia e Burretomia 15 2.3 Órgãos Linfoides Secundários 15 3. CÉLULAS DO SISTEMA IMUNE 18 3.1 Neutrófilos polimorfonucleares 18 3.2 Eosinófilos 23 3.3 Basófilos e Mastócitos 23 3.4 Monócito e Macrófagos 23 3.5 Fagocitose 27 3.6 Linfócitos T 28 3.7 Linfócito B 30 3.8 Células Natural Killer (NK) 32 4. MOLÉCULAS DO SISTEMA IMUNE 35 4.1 Toll like receptors 35 4.2 Citocinas 36 5. INFLAMAÇÃO 39 5.1 Inflamação Aguda 39 5.2 Inflamação Crônica 42 5.3 O Imflamossomo 42 6. PROCESSAMENTO DOS ANTÍGENOS 47 6.1 Células 47 6.2 Processamento de Antígenos Exógenos 47 6.3 Processamento de Antígenos Endógenos 48 7. ANTÍGENOS(Ag) 49 7.1 Epítopos ou Determinantes Antigênicos 50 7.2 Haptenos 51 7.3 Classificação dos Antígenos 51 8. ANTICORPOS (Ac) 52 8.1 Estrutura 54 8.2 Classes das Imunoglobilinas 56 8.3 Variantes Imunoglobulinas 59 9. SISTEMA COMPLEMENTO 59 9.1 Ativação do Complemento 60 9.2 Regulação do Complemento 64 10. DIAGNÓSTICO SOROLÓGICO 68 10.1 Precipitação 68 4 10.2 Aglutinação 69 10.3 Teste de Imunodifusão em Gel de Agarose 70 10.4 Teste de Fixação do Complemento 70 10.5 ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) 71 10.6 Imunofluorecência e Imunoperoxidase 72 QUESTIONÁRIO DE IMUNOLOGIA 76 11. IMUNIDADE ESPECÍFICA 81 11.1 Imunidade contra Vírus 81 11.1.1 Estrutura e Antígenos Virais 81 11.1.2 Patogenicidade da infecção Viral 82 11.1.3 Mecanismos de Resistência aos Vírus 82 11.1.4 Estratégias virais para evadir do Sistema Imune 84 12. RESISTÊNCIA A TUMORES 87 12.1 Antígenos Tumorais 88 12.2 Imunidade aos Tumores 88 12.3 Falhas na Resposta aos Tumores 89 13. RESISTÊNCIA AS BACTÉRIAS 91 13.1 Infecções Exotoxigêncas 91 13.2 Infecções Endotóxicas: Lipídeo A 91 13.3 Patogenicidade da Infecção por bactérias invasivas 92 13.4 Superantígenos 93 13.5 Evasão da resposta Imune pelas bactérias 93 14. IMUNIDADE AOS FUNGOS E PARASITAS 98 14.1 Imunidade aos Parasitos 98 15. VACINAS E VACINAÇÃO 101 15.1 Vacinas Tradicionais 103 15.2 Outros métodos de preparação de Vacinas 104 15.3 Controle de Qualidade em Vacinas 105 15.4 Administração de Vacinas 105 15.5 Adjuvantes 106 15.6 Vacinação e Imunidade Materna – Vacinação no Neonato 108 15.7 Vacinação e Imunidade do Rebanho 108 15.8 Falhas Vacinais 109 15.9 Reações Adversas ás Vacinas 110 16. IMUNIDADE DO NEONATO 111 16.1 Transferência da imunidade de mãe para o descendente 111 16.2 Falhas na Transferência da Imunidade Passiva 113 17. NUTRIÇÃO E IMUNIDADE 116 18. EVOLUÇÃO DO SISTEMA IMUNE 119 REVISÃO DE IMUNOLOGIA 121 ESTUDOS DE CASO 125 ROTEIRO DAS AULAS PRÁTICAS 138 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 147 5 LISTA DE QUADROS Qaudro 1. Características da resposta Imune Inata e Adaptativa 10 Quadro 2. Órgãos linfoides e suas funções 13 Quadro 3. Órgãos linfoides secundários e suas funções: 13 Qaudro 4. Funções dos Linfócitos T auxiliares. 29 Quadro 5. Comparação entre Linfócitos T e B. 30 Quadro 6. Revisando os componentes do Sistema Imune 32 Quadro 7. Moléculas vasoativas produzidas na resposta inflamatória. 40 Quadro 8: Classificação quanto a resposta das APPs em diferentes espécies. 43 Quadro 9: Correlação entre o valor da APP e doenças em bovinos. 43 Quadro 10: Doenças onde as proteínas de fase aguda são descritas. 43 Quadro 11: Situações onde o estresse pode ser comprovado a partir da determinação da resposta de APP. 45 Quadro 12. Relação entre a clivagem proteolítica das enzimas e a função das imunoglobilinas. 52 Quadro 13. Níveis séricos de imunoglobulinas nos animais domésticos e no ser humano. 55 Quadro 14. Variantes de imunoglobulinas. 56 Quadro 15. Revisando as imunoglobulinas 57 Quadro 16. Principais moléculas e partículas capazes de ativar o complemento 59 Quadro 17. Algumas funções específicas de componentes do Sistema Complemento. 64 Quadro 18. Revisando o Sistema Complemento. 65 Quadro 19. Revisando os testes para diagnóstico imunológico. 73 Quadro 20. Tipos, origem e função dos Interferons. 81 Quadro 21. Correlação entre o tipo de tumor e o Linfócito ativado. 88 Quadro 22. Comparação de endotoxinas e exotoxinas 91 Quadro 23. Estratégias bacterianas de escape do sistema imunológico. 95 Quadro 24. Mecanismos de Escape dos parasitos. 98 Quadro 25. Revisando a imunogenicidade dos micro-organismos 98 Quadro 26. Comparação da Imunidade Passiva e Ativa. 100 Quadro 27. Categorias de vacinas veterinárias de engenharia genética de acordo com o USDA. 103 Quadro 28. Controle de qualidade de vacinas. 104 Quadro 29. Correlação entre a doença e o título sorológico do neonato. 107 Quadro 30. Imunidade passiva (materna) para filhotes. 107 Quadro 31. Níveis (mg/dL) de imunoglobulinas no colostro e leite nos animais domésticos. 112 Quadro 32. Comparação entre as principais técnicas empregadas para verificação de falhas na absorção do colostro. 113 Quadro 33. Efeito dos nutrientes sobre os leucócitos 115 6 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Breve histórico da Imunologia 6 Tabela 2: Comparação da resposta imune inata e adaptativa. 9 Tabela 3. Efeitos da timectomia e bursectomia neonatal 14 Tabela 4: Diferenças entre órgãos linfóides primários e secundários 16 Tabela 5: Principais constituintes dos grânulos dos Neutrófilos 18 Tabela 6: Diferenciação entre Mastócito e Basófilo 22 Tabela 7: Principais locais de depuração (microbiana) do sangue de animais. 26 Tabela 8: Células NK 31 Tabela 9: Toll like receptors 34 Tabela 10: Principais citocinas 36 Tabela 11. Classificação das APPs. 43 Tabela 12. Principais receptores para o complemento 63 Tabela 13. Estratégias virais de escape do sistema imunológico 85 Tabela 14. Mecanismos de sobrevivência intracelular de bactérias 95 Tabela 15. Vantagens e desvantagens dos tipos de vacinas. 102 Tabela 16. Exemplos de vacinas e seus adjuvntes. 106 Tabela 17. Desenvolvimento do sistema imunológico durante a gestação em mamíferos. 110 Tabela 18. Distribuição do Ferro em seres humanos adultos 117 7 1. INTRODUÇÃO À IMUNOLOGIA 1.1 Histórico A capacidade do corpo de expulsar agentes infecciosos (micro-organismos) é essencial para manutenção davida, uma vez que o corpo de todos os animais contém todos os elementos atrativos para estes organismos (temperatura, alimento, pH controlado...). Da mesma forma devido a grande complexidade de agentes agressores, nosso organismo desenvolveu complexos mecanismos de defesa que interagem entre si. Existem mecanismos de resposta gerais (ditos inespecíficos) e outros direcionados para uma única classe de agentes (específicos). È importante também destacar que diversos micro-organismos dispõem de mecanismos de escape das nossas defesas. Os mais bem sucedidos são aqueles que conseguem destruí-las (ex.: panleucopenia felina). Na figura abaixo é apresentado um pequeno histórico da imunologia: Tabela 1: Breve histórico da Imunologia Data Local Evento Século XII China Exposição de crianças ao vírus da varíola China Exposição a formas brandas de varíola 1798 Inglaterra Edward Jenner Inoculação de pessoas com o vírus da varíola bovina 1879 França Louis Pasteur Inoculação de culturas velhas de P. multocida em aves Inoculação de cepas avirulentas de carbúnculo hemático 18.. EUA Salmon Microrganismos mortos podem ser utilizados na imunização 18.. Alemanha VonBehring & Kitasato Inoculação de filtrados de culturas de C. tetani (toxinas) 1.2 Defesas do organismo As defesas do organismo contra a invasão por micro-organismos são muitas e inicialmente poderíamos citar as barreiras físicas a infecção - Pele: É uma proteção mecânica contra bactérias e fungos e a sua descamação remove os micro-organismos aderidos. - Membranas mucosas: São recobertas por muco, o que restringe a movimentação de alguns micro-organismos. São muito importantes para o controle de patógenos oportunistas. O muco contém substâncias de caráter antimicrobiano, como a llisozima. Barreiras Físicas Resposta local Imunidade específica 8 - Escada rolante mucociliar: Proteção do trato respiratório. O muco secretado pelas células caliciformes prende os micro-organismos e as células ciliadas removem o material contaminado, para o meio externo ou para o trato gastrointestinal. - Conchas nasais: Aquecem e filtram o ar. Predem e eliminam sujidades atráves de cílios e muco. - Fluxo urinário e lacrimal: Deslocam micr-organismos das superfícies. - Peristaltismo: Empura o conteúdo intestinal e patógenos (virais, bacterianos e parasitários) para o exterior do hospedeiro. - Tosse e espirro: Reflexos que expulsam partículas do trato respiratório superior. Caso algum organismo consiga sobrepujar estas barreiras serão ativados mecanismos de resposta localizada (inespecífica), que potencializa os demais mecanismos de defesa. Este tipo de resposta é denominado INFLAMAÇÃO. Na Inflamação, ocorre um aumento de permeabilidade nos vasos sanguíneos (hiperemia) atraindo células e moléculas capazes de destruir os organismos invasores, Também são observados o edema, devido ao acúmulo de líquido (com eles chegam diversas moléculas defesa) nos tecidos, bem como o aumento da temperatura, a dor no local de invasão e, a em último caso, perda da função do órgão afetado. Fonte: www.biomaterial.com.br As respostas focalizadas são respostas momentâneas, não constituindo uma maneira eficaz de resolver o problema. Para isto se torna necessário um sistema que possa estudar e aprender os mecanismos para derrotar o invasor de uma forma mais sofisticada e principalmente capaz de reconhecer e eliminar este organismo prontamente em encontros futuros, num processo denominado MEMÓRIA IMUNOLÓGICA. Este padrão de resposta tão evoluído exige que para cada invasor exista um grupo de células (resposta específica). Alguns invasores caracterizam-se por viverem no meio extracelular (maioria das bactérias, fungos e parasitas), enquanto que outros vivem dentro das células (algumas bactérias, vírus, alguns parasitas e células tumorais). Estes grupos são http://www.biomaterial.com.br/ 9 atacados por sistemas diferenciados, sendo que o primeiro sofre ataque direto de proteínas especiais chamadas de ANTICORPOS (RESPOSTA HUMORAL). Contra invasores intracelulares, os animais possuem um SISTEMA DE DEFESA CONSTITUÍDO POR CÉLULAS, entre elas muitas citotóxicas (RESPOSTA CELULAR). 1.3 Defesas imunes mediadas por Anticorpos (RESPOSTA HUMORAL) Os anticorpos (Ac) são proteínas especiais encontradas no soro sanguíneo. Estas moléculas foram descritas pela primeira vez, após a observação de que a inoculação de soro de eqüinos vacinados com toxóide tetânico ou veneno de serpentes poderia prevenir a morte de animais infectados. Fonte: www.diariodebiologia.com Os anticorpos são produzidos sempre que o organismo entra em contato com um antígeno (Ag) específico – Resposta imune primária (molécula presente no invasor, a exemplo do veneno de cobra). Estas proteínas nos protegem por se combinar com os antígenos facilitando a sua destruição. Quando de um primeiro encontro os anticorpos geralmente são detectados em 15 dias no soro em altos níveis. Caso ocorra um novo contato estes anticorpos serão produzidos em quantidade maior e serão detectados num período não maior que 2 a 3 dias – Resposta imune secundária. Pode-se provocar uma resposta secundária meses ou anos após o primeiro contato, entretanto esta tende a diminuir com o tempo. A resposta secundaria também é denominada ANAMNÉSTICA. Fonte: www.boiapasto.com.br http://www.diariodebiologia.com/ http://www.boiapasto.com.br/ 10 1.4 Resposta Imune mediada por células (RESPOSTA CELULAR) Este tipo de resposta é bem característico do processo de rejeição a transplantes onde células do organismo do receptor, reconhecem as células do doador como não próprias e as destroem. No caso de uma nova tentativa de transplante as novas células enxertadas morrerão com maior rapidez que a primeira devido ao mecanismo de MEMÓRIA IMUNOLÓGICA. Da mesma forma como as células do receptor reagirão a do doador, as do doador poderão reagir, numa escala menor as do receptor (menor número). Estas rejeições se devem ao não reconhecimento dos COMPLEXOS DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC do inglês Major Histocompatibility Complex), que identificam todas as células de um organismo. Tabela 2: Comparação da resposta imune inata e adaptativa. Inata Adaptativa Células Macrófagos, células dendirticas, Neutrófilos, células natural killer Linfócitos T e B Evolução Antiga Recente Surgimento Rápido (minutos a horas) Lento (dias a semanas) Especificidade Padrões microbianos Antígenos únicos Potencia Pode ser Sobrecarregada Raramente Sobrecarregada Memória Não Sim Efetividade Não aumenta Aumenta com a exposição Fonte: TIZARD (2013). 1.5 Fluxograma dos mecanismos das repostas imunes Material Estranho Extracelular Intracelular Células processadoras de antígeno Células processadoras de antígeno Células sensíveis ao antígeno Células sensíveis ao antígeno Memória Célula produtora de Ac Célula efetora Memória AC Efeito (citotóxico) (HUMORAL) (CELULAR) Destruição do antígeno 11 1.6 Papel dos micro-organismos nas defesas do organismos Assim como muitos micro-organismos são patogênicos e provocam doenças, existem aqueles que contribuem com a saúde e proteção do corpo do hospedeiro, geralmente conhecidos como microbioma normal. Estes organismos colonizam diversas superfícies corporais (como a pele, trato gastrointestinal e genitourinário) logo após o nascimento. Desta forma os organismos vivem em relativaharmonia, com os micro-organismos vivendo em locais onde estes podem ser tolerados, bem como contidos por mecanismos naturais de defesa (barreiras físicas). Muitas vezes para que este equilíbrio seja mantido boas condições de manejo, nutrição, ambiente e bem estar. Os micro-organismos competem para ocupar diferentes sítios nos corpos dos hospedeiros. Para que estes possam ter sucesso e compor o microbioma de forma estável e duradoura estes devem tolerar barreiras naturais e a presença de compostos antimicrobianos naturais dos diferentes sistemas. Os micro-organismos holobiontes também competem com os patógenos prevenindo o surgimento de doenças. Estas se dão muitas vezes pela competição por nutrientes, produção de substâncias antimicrobianas e ligação a sítios de adesão de patógenos, impedindo desta forma a adesão e posterior infecção. Além disto, estas bactérias podem contribuir para um estímulo delicado ao sistema imune de indivíduos jovens, os preparando para futuros encontros com agentes virulentos. A reposta inata é característica tanto de animais vertebrados como invertrebados. A resposta adaptativa é descrita apenas nos vertebrados e depende de estímulo via infecção ou vacinação. Abaixo estão descritas algumas características das repostas inata e adaptativa Quadro 1: Características da resposta imune Inata e Adaptativa Característica Imunidade Inata Imunidade Adaptativa Ocorrência Forma ancestral de proteção presente em todos animais Vertebrados Indução Presente ao nascimento, sem contato Desenvolve-se após o contato com o antígeno Velocidade de resposta Rápida minutos a horas Relativemente lenta mais de sete dias Barreiras físicas Sim Não Especificidade Relativamente não específicas, mesmo grupos de células respondem contra agentes diferentes Extremamente, células são geneticamente selecionadas para responder contra determinados antígenos Reconhecimento Antígenos são reconhecidos por padrões, poucas centenas de receptores Antígenos são reconhecidos por anticorpos, receptores de células T e MHC Memória Ausente Presente Hipersensibilidade Incomuns Periódicas Contribuição Primeira linha de defesa, oferecem proteção limitada contra patógenos, mas são importantes para o inicio da resposta adaptaiva Produzem uma reposta eficaz contra diversos micro- organismos virulentos. Protegem contra encontros futuros Células envolvidas PMN, Monócitos, Macrófagos, Células dendríticas, Mastócitos, Células apresentadoras de antígenos, Linfócitos T e B 12 Células epiteliais e Células Natural Killer Fatores solúveis Complemento, lisozima, interferons, proteínas de fase aguda, enzimas citocinas, peptídeos antimicrobianos Citocinas, mediadores citotóxicos e anticorpos Fonte: Adaptado de Quinn et al. (2011). 13 2. ÓRGÃOS LINFÓIDES Os órgãos linfóides são especialmente constituídos de pequenas células denominadas LINFÓCITOS. Os Linfócitos são as células envolvidas na montagem e controle da Resposta Imune Específica (celular e humoral). Esta resposta imune geralmente se desenvolve dentro dos órgãos linfóides. No inicio da vida embrionária os precursores dos Linfócitos são produzidos no saco vitelino, contudo nos fetos mais velhos a medula óssea assume esta função. No animal adulto a medula executa diferentes funções como hematopoiese , que serve para dar origem a todas as células sanguíneas, incluindo os Linfócitos (células tronco hematopoiéticas e mesenquimais). A medula é tão eficaz que pode repovoar rapidamente todos os órgãos linfáticos de um indivíduo irradiado (transplante de medula). Primário Secundário 2.1 Órgãos linfóides primários Regulam a produção e a diferenciação de um Linfócito (aprendizagem). Os Linfócitos maduros se dividem em dois grandes grupos: Os Linfócitos T e os Linfócitos B. Os Linfócitos T amadurecem no Timo, enquanto que os Linfócitos B podem madurecer em diferentes órgãos como a Bursa de Fabricius, nas aves, a medula óssea nos primatas e demais animais e a placa de Peyer nos ruminantes e suínos. Nestes órgãos além do processo de diferenciação ocorre um processo de seleção onde os Linfócitos serão apresentados a antígenos próprios do organismo, casos estes não apresentem tolerância (capacidade de distinguir o próprio do não próprio) estes serão destruído rapidamente (SELEÇÃO NEGATIVA). As células sobreviventes são estimuladas a multiplicar e povoar os órgãos linfóides (SELEÇÃO POSITIVA). Fontes: Saco vitelínico Fígado (feto) Medula Vermelha Treinamento: Bursa Timo Placas de Peyer Medula Vermelha Armazenamento: Tonsilas Baço Linfonodo Placas de Peyer Medula Vermelha 14 Fonte: www.moreirajr.com.br Quadro 2: Órgãos linfoides e suas funções Fonte: www.reconexaomadeira.pt Timo: Este órgão localiza-se no mediastino e pode se estender pelo pescoço até a altura da glândula tireóide. Após a puberdade este órgão atrofia e o córtex é substituído por tecido adiposo. È o principal formador de células T envolvidas no controle da resposta imune humoral e celular. Produz a timulina um ativador de Linfócitos T. Este hormônio contém zinco (Zn+2), sendo este mineral essencial para uma resposta celular adequada. Fonte: www.gardensandchickensandworms.com Bursa de Fabricius: Encontrada somente em aves. Trata- se de um saco redondo localizado logo acima da cloaca e também apresenta seu maior desenvolvimento no pintinho em cerca de 1-2 semanas após a eclosão. A bursa é órgão de amadurecimento dos Linfócitos B que são as células produtoras de anticorpos (plasmócitos). Os Linfócitos B são as células mais sujeitas a apoptose (seleção negativa). Produz a bursina um importante ativador de Linfócitos B mas não de Linfócitos T. http://www.moreirajr.com.br/ http://www.reconexaomadeira.pt/ http://www.gardensandchickensandworms.com/ 15 Fonte: www.datuopinion.com Placas de Peyer: Nos ruminantes algumas das placas intestinais podem funcionar como órgãos linfóides primários. As placas de Peyer persistem por toda a vida do animal. A remoção nas placas de Peyer leva a uma redução nas células B e no nível de anticorpos circulantes. Fonte: www.infoescola.com Medula óssea: Embora não seja um reservatório exclusivo de células B a medula óssea é muito importante no amadurecimento destas células nas outras espécies animais, incluindo o homem. Na medula óssea são destruídos cerca de 75% das células pré-B geradas. 2.2 Timectomia e Bursetomia Tabela 3. Efeitos da timectomia e bursectomia neonatal Função Timetomia Bursectomia N de Linfócitos --- O Áreas T dependentes --- O Rejeição de transplantes --- O Áreas T independentes - --- Plasmócitos - --- Imunoglobulinas (Ac) - --- Formação de Ac - --- 2.3 Órgãos linfóides secundários Estes órgãos surgem tardiamente na vida fetal e persistem por toda vida adulta. São altamente responsivos e se encontram atrofiados nos animais livres de micro-organismos (gnotobióticos). Sua remoção não afeta significativamente a resposta imune. Estes órgãos são ricos em Macrófagos e Células Dendritícas que processam apresentam os antígenos aos Linfócitos. Estes órgãos são principalmente os linfonodos e o baço. http://www.datuopinion.com/ http://www.infoescola.com/ 16 Quadro 3: Órgãos linfoides secundários e suas funções: Fonte: www.fisioterapiaparatodos.com Linfonodos: são órgãos arredondados ou em forma de feijão, estrategicamente posicionados para colher e capturar antígenos transportados via linfa. As células B ocupam geralmente o córtex, onde se encontram os centros germinativos. As células T predominam no paracórtex, enquanto que na medula são encontrados Linfócitos B, macrófagos reticulócitos e plasmócitos. A corrente linfáticacircula por todo o corpo levando Linfócitos entre os órgãos linfóides e destes para o sangue. Do sangue para os tecidos e de volta para a linfa. Fonte: www.tuasaude.com Baço: Ao contrário dos linfonodos que filtram a linfa o baço filtra o sangue. Este órgão é responsável tanto pela remoção de hemácias velhas (alteradas) na sua polpa vermelha, como armazenamento de Linfócitos para resposta imune na polpa branca. No caso do baço encontrar algum antígeno este realiza a captura de Linfócitos até então livres no sangue. No fluxograma abaixo se verifica uma representação esquemática da circulação linfocitária: Fonte: TIZARD (2013). Outros tecidos linfóides secundários: podemos citar os nódulos hemolinfáticos, medula óssea e tonsilas e MALT (agregado linfático associado a pele e mucosas). Baço Coração Medula óssea Timo Tecidos inflamados Linfonodos Ducto torácico (exceto suíno) http://www.fisioterapiaparatodos.com/ http://www.tuasaude.com/ 17 Tabela 4: Diferenças entre órgãos linfóides primários e secundários Primário Secundário Origem Ectoderme ou endoderme Mesoderme Desenvolvimento Inicio da fase embrionária Final da vida fetal Persistência Involui na puberdade Persiste no adulto Remoção Perda da resposta imune Pequeno ou nenhum Resposta antígenos Nenhum Reativo Exemplo Timo, bursa e medula óssea Baço e linfonodos 18 3. CÉLULAS DO SISTEMA IMUNE Fonte: www.vetimunodeficiencia.blogspot.com 3.1 Neutrófilos polimorfonuclear (célula “suicida” ou “mártir”) São consideradas células de infantaria sendo as primeiras e as mais intensas nas respostas a injúrias ou infecções nos tecidos próximos aos vasos sanguíneos. Tem normalmente uma vida curta de alguns dias e são especializados na reposta a bactérias. São células do sistema imune mieloide, que são formadas na medula óssea, migram para corrente sanguínea e cerca de 12h mais tarde se movem para o interior dos tecidos. Cerca de 95% dos Neutrófilos produzidos na medula ficam lá. Esta reserva pode ser prontamente mobilizada em casos de infecção. A medula óssea pode produzir Neutrófilos numa taxa de 2x 1011 células/dia. Constituem de 65-70% dos leucócitos sanguíneos dos carnívoros, mas apenas 20-30% dos ruminantes. Nos eqüinos 50% dos leucócitos são Neutrófilos. O fluxo dos granulócitos oscila entre o que está no sangue circulando e aqueles que estão na periferia dos vasos sanguíneos, sendo que os últimos podem ter um fácil acesso aos tecidos. Para MARGINALIZAÇÃO DOS NEUTRÓFILOS são http://www.vetimunodeficiencia.blogspot.com/ 19 necessárias proteínas presentes nos vasos chamadas selectinas e integrinas que irão interagir com receptores específicos na superfície dos Neutrófilos (PSGL-1). No ataque são formadas sempre duas frentes de ataque a primária por Neutrófilos que estão nos tecidos e uma segunda dos que são recrutados. A entrada dos Neutrófilos nos tecidos é mediada pelos Monócitos. Durante a inflamação o número de Neutrófilos aumenta, sendo que com o tempo estas células morrem por apoptose e, então serem removidas por macrófagos e células dendríticas. Os neutrófilos são menos equipados que monócitos e macrófagos para a fagocitose e destruição intracelular de patógenos. Na ausência de opsoninas sua habilidade de fagocitose fica muito prejudicada. Fonte: Adaptado de Dale et al. (2008) Os Neutrófilos pertencem á família dos GRANULÓCITOS. Células que apresentam grânulos no citoplasma. Estes são formados durante a sua maturação e contem substâncias pró-inflamatórias. Estudos apontam que os grânulos podem conter mais de 700 proteínas diferentes. Nos grânulos primários (azurofílicos) está contida a mieloperoxidase, nos secundários (específicos) a lactoferina e gelatinase, nos terciários a meteloptroteinase de matriz. Os Neutrófilos possuem grânulos ricos em enzimas bactericidas, como a lisozima e protease. Estas enzimas são produzidas durante seu amadurecimento, pois quando maduros não podem mais produzir altas quantidades de proteínas. Na Tabela abaixo estão relacionadas as enzimas produzidas pelos Neutrófilos com a sua função. Tabela 5: Principais constituintes dos grânulos dos Neutrófilos Enzima Função Defensinas Matam bactérias gram positivas Mieloperoxidases Explosão respiratória Hidrolases / proteases Degradam produtos bacterianos Lisozima Destrói a parede celular bacteriana Lactoferrina Conjuga o ferro Colagenase Degrada o tecido conjuntivo Os Neutrófilos possuem sistemas de transporte rápido dos grânulos para superfície da célula e após para o meio extracelular. Funções dos Neutrófilos: - Quimiotaxia: os Neutrófilos estão normalmente no sangue, quando estimulados se aderem as células do endotélio vascular por meio de selectinas e integrinas. A partir daí os Neutrófilos atravessam o endotélio vascular e vão aos tecidos Medula Óssea Sangue Circulante Periférico Tecidos 20 inflamados atraídos por substâncias como C5a, fibrinopeptídeo B, moléculas derivadas por plaquetas, leucotrienoB Fonte: www.patogeralpunf.wix.com - Aderência e Opsonização: Uma vez encontrada uma partícula estranha esta deve ser retida e fagocitada, contudo muitos dos antígenos possuem cara elétrica negativa semelhante a das membranas dos fagócitos. Para contornar este problema as cargas elétricas negativas devem ser neutralizadas por proteínas positivas, como os anticorpos e moléculas do C3b (opsoninas). A fagocitose facilitada é denominada OPSONIZAÇÃO. Os fagócitos possuem receptores para opsoninas, logo se ligam a elas e desta forma aos antígenos. - Ingestão e Destruição: As partículas estranhas depois de aderidas são englobadas e ficam nos fagossomos. Um dos mecanismos mais importantes de destruição de bactérias pelos Neutrófilos é a chamada explosão respiratória (o aumento no consumo de oxigênio no interior dos Neutrófilos aumenta 100X), que produz diversos radicais livres, que atuarão intracelularmente e serão liberados nos tecidos. Os Neutrófilos não são bons apresentadores de antígenos, pois destroem rapidamente o material fagocitado. Para facilitar na fagocitose os Neutrófilos possuem inúmeros receptores de indutores microbianos (para reconhecimentos de padrões metabólicos microbianos), para partículas de complemento e anticorpos (menos importantes, dado o lapso de tempo entre a ação dos Neutrófilos e a produção de anticorpos pelo corpo). http://www.patogeralpunf.wix.com/ 21 Fonte: www.nature.com Fonte : Dale et al. (2008) Além da opsonização e degranulação os Neutrófilos possuem o sistema de NETs (Neutrophil Extrecellular Traps – armadilhas) que são constituídas de DNA desempacotado e envolto em proteínas como histonas mieloperoxidases, proteases, gelatinases e lactoferrina que predem os micro-organismos até a sua destruição. Abaixo são representados os principais mecanismos microbiocidas dos Neutrófilos. http://www.nature.com/ 22 Fonte: Kolaczowska e Kubes (2013) Obs.: Além do sistema de estresse oxidativo outras enzimas também são muito importante para destruição de bactérias pelos Neutrófilos. Muitas bactérias possuem sistemas de proteção contra os radicais livres produzidos pelos fagócitos. Embora os Neutrófilos tenham sido por muito tempo considerados apenas como agentes pró-inflamatórios, recentemente seu papel na remodelação tecidual e atração de Monócitos tem sido revista. 23 3.2 Eosinófilos Sua meia vida na circulação é muito curta sendo normalmente de apenas 30 min. Nos tecidos tem uma meia vida de 12 dias. De cada eosinófilo visto no sangue existem 500 armazenados nos tecidos. Estes são liberados maduros da medula óssea e após uma breve passagem pelacorrente circulatória eles se dirigem ao timo, trato gastrointestinal (onde residem normalmente) e tecidos (estímulos inflamatórios). Podem ser facilmente diferenciados dos Neutrófilos pelo seu núcleo bilobulado e grânulos específicos grandes. Eosinófilos são encontrados em todos os vertebrados, contudo sua morfologia, diversidade de receptores celulares e funções variam entre as espécies. A função dos Eosinófilos é a fagocitose. Sua principal função é a destruição de parasitas invasores. Também possuem grânulos contendo diferentes compostos. Seus grânulos se coram facilmente pela eosina (corantes acidofílico). 3.3 Basófilos e Mastócitos São encontrados inclusive na hemolinfa de organismos invertebrados. Estima-se que sua origem tenha se dado a 500 milhões de anos atrás. Seus grânulos contêm histamina e heparina e se coram facilmente pela hematoxilina (corante basofílico). Constitui cerca de 0,5% dos leucócitos sanguíneos, sendo o grupo de células menos abundante. Nos tecidos os Basófilos, sob influencia dos Linfócitos, podem provocar inflamações, pois contém aminas vasoativas, tais como histamina e serotonina. Mastócitos e Basófilos são linhagens celulares diferentes com funções sobrepostas. Abaixo uma Tabela comparando mastócitos e Basófilos: Tabela 6: Diferenciação entre Mastócito e Basófilo Característica Mastócito Basófilo Tamanho 5- 5- Morfologia nuclear Redondo Segmentado Meia Vida Semanas a meses 60horas Degranulação Induzida por IgE Induzida por IgE Substâncias no interior Histamina, serotonina, heparina, várias proteases Fonte : Adaptado de Voehringer (2013). 3.4 Monócitos e Macrófagos Pertencem ao sistema mononuclear fagocítico e constituem uma segunda frente de ataque, pois são bem mais duradouros que os Neutrófilos e demais granulócitos. 24 Possuem um núcleo arredondado e único, sendo fagócitos eficientes. Os macrófagos imaturos no sangue são denominados Monócitos e forma cerca de 5% da população leucocitária. Os macrófagos maduros são encontrados residindo nos diferentes tecidos onde podem receber diferentes denominações. Embora este conceito ainda seja o mais aceito trabalhos modernos tem questionado e desmonstrado que não existe evolução e sim que os macrófagos teciduais se originam de células embrionárias depositadas nos tecidos antes do nascimento, sendo os Monócitos ativos apenas durante o início da inflamação. Funções dos macrófagos: 1. Fagocitose: - Processo semelhante ao descrito em Neutrófilos. Os Neutrófilos quando morrem ou são destruídos liberam elastase e colagenase, importantes fatores, que além de destruírem o tecido infectado, são importantes quimiotáxicos de Monócitos. Os macrófagos destroem os organismos pela produção de radicais livres (óxido nítrico). O óxido nítrico produzido pelos macrófagos não é muito tóxico, contudo ao reagir com o ânion superóxido produz radicais de grande toxicidade. Além dos mecanismos oxidativos, existem outros como enzimas lisossomais. Fonte: www.materiais.dbio.uevora.pt - A ativação de macrófagos ocorre pela ação de diferentes moléculas, oriundas do sistema imune ou do interiro das bactérias. Os macrófagos ativados são bem mais eficientes na morte bacteriana. Quando o material estranho for capaz de debelar as defesas do organismo e persistir nos tecidos por longos períodos (ex.: Mycobacterium sp.) os macrófagos se acumulam ao redor do material estranho formando um agrupado de células, semelhante a um tecido. Este agrupamento é denominado células epitelióides. Conforme a evolução do http://www.materiais.dbio.uevora.pt/ 25 processo ocorre a fusão destas células formando as células gigantes (multinucleadas). Caso não possa fagocitar estas células irão liberara enzimas proteolíticas (suicídio), no sentido de destruir o tecido infectado e conseqüentemente o microrganismo invasor. Estímulo Inflamatório Interferonss- produtos bacterianos Monócitos Macrófagos Inflamatórios Macrófagos Ativados Repouso Aumento: Aumento: Enzimas lisossomais Tamanho e movimento Fagocitose Atividade de membrana Recepetores de membrana Enzimas lisossomais Fagocitose Atividade antibacteriana MHC tipo II Obs.: os macrófagos possuem diversos receptores para anticorpos e moléculas do complemento. Assim como os Neutrófilos, precisam de integrinas (colágeno, fibronectina) para chegar os tecidos. 2. Secreção: Os macrófagos sintetizam e secretam muitas substâncias. Várias são produzidas de modo contínuo ou durante a fagocitose (lisozima, moléculas do complemento, proteases, ativadores de plasminogênio). Contudo existe um grupo de proteínas produzidas pelos macrófagos que irão desencadear um papel chave na regulação da resposta imune. Entre eles: - Interleucina (IL-1): Age no cérebro causando febre, letargia, mal estar e perda de apetite, além da ativação dos Linfócitos T. - Interleucina (IL-6): Estimula a produção de anticorpos. Também causa febre embora de um modo menos eficiente que o IL- 1 e TNF- - Interleucina (IL-12): Comparável a IL-1 na estimulação de Linfócitos T - TNF-a: Muito importante no choque séptico. Animais que sofrem da liberação continua deste componente perdem peso (mobilização de gordura), ficam anêmicos e com hipoproteinemia. Agem no cérebro causando febre e podem levar a necrose de centros tumorais, devido uma ação citotóxica. 3. Remodelação Tecidual/ Cicatrização: fagocitam e degradam o tecido danificado, bem como agentes invasores. Estimulam a produção de colagenases e proteases pelos fibroblastos através da secreção de IL-1. Produzem fatores de crescimento dos fibroblastos. 26 De acordo com o padrão de ativação os macrófagos podem ser classificados em dois tipos : M1- Fagocitose e apresentação M2- Reparo tecidual Macrófagos em Repouso Toll Like Recepetors Padrões Microbianos Ativação Inata: -Enzimas lisossomais -Fagocitose -Receptores de membrana - Secreção de proteases IFN-gama Ativação Clássica (M1): -Tamanho e movimento - Atividade de memmbrana - Enzimas lisossomiais -Fagocitose - Atividade bactericida - MHCII IL-4 IL-13 IL-10 Ativação Alternativa (M2): -Reparo tecidual -MHC II - reduz atividade bactericida 27 Fonte: TIZARD (2013) 3.5 A Fagocitose A fagocitose é um evento muito importante para as células. Este é um mecanismo muito antigo das células para obtenção de alimento e depende de da interação de uma série de organelas celulares, como o citoesqueleto e sistema de endomembranas. Para o sistema imune a fagocitose é fundamental para eliminação de invasores. Dois grupos principais de leucócitos são envolvidos na fagocitose. Estas células são os Neutrófilos e Monócitos. Os Neutrófilos se deslocam rapidamente, contudo não conseguem sustentar o esforço de fagocitose por muito tempo utilizando este mecanismo para sua própria estimulação (explosão respiratória). Já os macrófagos se deslocam devagar, contudo são muito eficientes na fagocitose, podendo repeti-la por diversas vezes, o que os torna excelentes células apresentadoras para os Linfócitos T. Tabela 7: Principais locais de depuração (microbiana) do sangue de animais.Espécie Pulmão Fígado-Baço Bovino 93 6 Ovino 94 6 Canino 6,5 80 Felino 86 14 Coelho 0,6 83 Porco da India 1,5 82 Rato 0,1 97 Camundongo 1,0 94 Peixe - - 28 3.6 Linfócitos T Representam 70% das células linfáticas no sangue periférico. Existem três grupos de Linfócitos T distintos: células T auxiliares, células T citotócicas e células T supressoras. A atividade destas células é mediada pela presença de receptores na sua superfície. O Linfócito B sozinho não consegue responder de modo eficiente caso não seja corretamente estimulados pelas células T auxiliares. Receptores antigênicos das células T (RCT): São encontrados na superfície das células T e reconhecem as partículas apresentadas pelas células apresentadoras de antígeno. Cada célula T possui cerca de 30.000 RCT idênticos, ou seja, cada Linfócito T reconhece um único antígeno. Os RCT tem uma estrutura semelhante aos anticorpos e possuem um domínio constante e outro variável. Estas moléculas possuem cadeias do tipo alfa/beta e gama/delta (função ainda não bem compreendida). A região variável reconhece o antígeno a ser destruído (resposta específica). Os receptores de células T pertencem a superfamília de imunoglobulinas. Esta classe de moléculas se caracterizam por possuir domínios de interação de lipídeos o que permite sua ligação a membrana citoplasmática. Dentro deste grupo de moléculas estão os Toll-Like receptor, receptores de células T, MHC do tipo I, MHC do tipo II e Imunoglobulinas (receptores de células B). Fonte: www.melhorbiologia.blogspot.com Quando ocorre a conjugação antigênica (interação RCT+ag+MHC), ocorre uma transdução de sinal, a qual ativa a produção de citosinas que estimulam a resposta imune ou de moléculas indutoras de divisão (memória) e apoptose (reposta citotóxica). Auxiliando na conjugação antigênica existem moléculas do tipo CD4 (T auxiliar) ou CD8 (T citotóxico). http://www.melhorbiologia.blogspot.com/ 29 Células T Receptores antigênicos Moléculas acessórias CD4 CD8 Função Taux. 1 Memória Citotócica Taux. 2 Reguladora Taux. 17 Reguladora O Linfócito auxiliar (CD4) pode ser dividido em dois tipos principais o Linfócito T auxiliar do tipo 1, que contribui com a resposta celular, e o Tauxiliar do tipo 2 que participa da resposta humoral. As duas populações de Linfócitos T auxiliares se revezam, podendo um transformar no outro. Durante a transição a célula fica temporariamente inativa, sendo denominada Th0. Recentemente um novo tipo de Linfócito T auxiliar foi descoberto, o Linfócito auxiliar 17 (Th17), o qual produz a interleucina 17, que era uma grande incógnita a imunologia. Seu papel é contribuir com a resposta inflamatória, além de participar nas doenças autoimunes o que faz do seu estudo muito importante os seres humanos e animais de companhia. Célula apresentadora de Ag MHC II IL-1 Linfóito T IL- citocinas Transdução de sinal CD 4 / 8 30 Fonte: www.imunova.com.br A memória dos Linfócitos T é muito importante e também é conhecida com resposta efetora e periféria, sendo que nela os Linfócitos migram para tecidos não linfoides ou em alguns residem nestes tecidos a fim de articular mais rapidamente a organização das defesas do corpo assim que necessário. A memória T residente nos tecidos é basicamente CD8. Alguns estudos têm demonstrado que a reposta periférica residente pode se formar mesmo na ausência de uma infecção prévia, particularmente nas mucosas. No Quadro abaixo estão apresentados as principais funções dos Linfócitos T auxiliares. Quadro 4: Funções dos Linfócitos T auxiliares. Célula Substâncias secretadas Função Th1 IL-2, IL-3, IFN-gama, TNF-beta Ativação de Linf. T citotóxico Hipersensibilidade do tipo IV Th2 IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 Ativação de linfócitos B Th17 IL-17 Resposta inflamatória e auto-imune 3.7 Linfócitos B Os Linfócitos B são especializados na produção de anticorpos para destruição de antígenos exógenos. Os receptores de células B (RCB) são cerca de 200.000 a 500.000 e estão envolvidos na fagocitose, proteólise e apresentação de antígenos pelo próprio Linfócito B. Os RCB pertencem a classe das imunoglobulinas, logo são anticorpos. Isto permite que os Linfócitos B reconheçam antígenos livres. A transdução de sinal nas células B leva a http://www.imunova.com.br/ 31 divisão celular (memória). As células B não preparadas requerem a interação com Linfócitos T auxiliar que produzirão as IL-2, 4 e 5. A IL-2 é produzida por Linfócitos T citotóxicos e não estimulam grandemente os Linfócitos B. As IL-4 e 5 são produzidas pelos Linfócitos Ta2 e induzem o crescimento e diferenciação dos Linfócitos B em plasmócitos. Plasmócitos são células ricas em Retículo Endoplasmático Rugoso (produção de Ac), Aparelho de Golgi e grânulos de secreção (secreção de Ac). Plasmócitos produzem cerca de 10.000 moléculas de anticorpos por segundo. Os anticorpos produzidos pelos Linfócitos B ou por plasmócitos são idênticos em estrutura e função. Os plasmócitos não dividem e duram menos que as células de memória. Estas células não geram memória e mantém a produção de anticorpos usualmente por mais de duas semanas. Antígeno Processado Livre MHC I MHC II Linf. T citotóxico Linf. T aux. Linf. B Tipo 1 Tipo 2 Quadro 5: Comparação entre Linfócito T e B. Característica Linfócito T Linfócito B Origem Medula Medula Maturação Timo Bursa de Fabricius nas aves, medula vermelha e tecidos linfoides associados ao intestino nos mamíferos Receptores RCT Ig Compostos secretados Citocinas Anticorpos Papel Variados dependendo do subtipo Produção de anticorpos Reações de hipersensibilidade Tipo IV Tipos I, II e III Memória Sim Sim Fonte: Adaptado de Quinn et al. (2011). Obs.: Quando falamos da memória imunológica tanto de linfócitos T, como B esta ocorre pelo aumento de volume e desenvolvimento das células em linfoblastos após ativação. Estes diferenciam para células efetoras (de ataque) e células de memória. RCT Ac 32 3.8 Células Natural Killer (NK) Também conhecidas como exterminadoras naturais são células que trabalham em conjunto com os Linfócitos T citotóxicos a fim de destruir antígenos intracelulares através da indução da apoptose celular. Eles derivam do mesmo ramo linfoide e executam um grande número de funções, interagindo com diferentes grupos celulares. Novos estudos têm apontado que as células NK também possuem memória, além de diferenciar o próprio do não próprio. Contudo esta atividade é inibida por receptores inibitórios que ao ligar ao MHC I desativam o Linfócito NK até o comando do Linfócito citotóxico (CD8). Nas infecções virais a expressão de MHC I pode ser inibida, o que faz com que as células NK sejam mais ativas no inicio das infecções virais. As células NK conseguem perceber anormalidades na superfície das células, como mudanças nos antígenos de superfície ou reduções na expressão de MHC I. Representam 15% dos linfócitos sanguíneos nos mamíferos. As células NK podem também se ligar a anticorpos na superfície de células infectadas por vírus iniciando um processodenominado citotoxicidade mediada por células e dependente de anticorpos (antibody dependent cellmediated cytotoxicity-ADCC). Para executar suas funções estas células são ricas em grânulos contendo perforinas e granzimas. Após a liberação dos grânulos, as perforinas vão induzir lesões na superfície das células, desde que na presença de grandes concentrações extracelulares de cálcio. Na sequencia as granzimas (serino proteases) penetrarão nas células, onde quebrarão e ativarão as caspases, que são enzimas responsáveis pela apoptose celular (morte celular programada). Recentemente, outras famílias de células linfoides inatas (as células natural killer pertencem a uma delas) foram descobertas, contudo seu papel ainda não esta totalmente é claro. Alguns autores acreditam que o papel delas é ajudar na montagem da reposta inata inicial aos agentes agressores. Nestes casos eles estariam para os Linfócitos T auxiliares, como a célula NK está para os Linfócitos T citotóxico, como grandes companheiros (assistentes) de função. Tabela 8: Células NK Tipo Sinal Célula Linfóide Linfócito Th Efeito 1 Parasitas intracelulares: Vírus e tumores NK Th1 Ativação de macrófagos, ROS, citotoxicidade ILC-1 Th1 Ativação de macrófagos, ROS 2 Parasitas, alérgenos e dano tecidual ILC-2 Th2 Produção de muco, ativação alternativa de macrófagos, reparo tecidual, vasodilatação e 33 termorregulação 3 Antígenos extracelulares: Bactérias e fungos ILC-3 Th17 Fagocitose, peptídeos antimicrobianos e sobrevivência epitelial Fonte: Adaptado de Erbel et al. (2015). Quadro 6: Revisando os componentes do Sistema Imune Célula Origem Característica Sangue Resposta (I-A) Entrada Saída Função Neutrófilo Eosinófilo Basófilo Mastócito Monócito Macrófago Células Dendríticas Th1 Th2 Th17 T citotóxico NK ILC-1 ILC-2 34 ILC-3 35 4. MOLÉCULAS DO SISTEMA IMUNE 4.1 Toll like receptors - TLR São receptores de superfície semelhantes às proteínas Toll encontradas em Drosophila melanogaster. São receptores cuja função é atribuir certa especificidade a resposta inata (inespecífica), acelerando de certa forma a montagem da resposta imune por reconhecerem padrões microbianos específicos. Acredita-se que sua origem tenha ocorrido nas plantas e insetos, onde genes envolvidos para o desenvolvimento celular foram captados para a defesa do organismo. Nos seres humanos são encontrados 10 genes codificantes destes receptores, enquanto que em camundongos 12 genes são descritos. Estes receptores aceleram a resposta pró-inflamatória , contribuindo para a liberação de citocinas, quimiocinas e interferons. Abaixo são descritos os principais tipos e funções dos Toll like recepetors. Tabela 9: Toll like receptors TLR Localização (célula) Ligante Organismo 1 Superfície Proteínas triacetiladas Bactérias 2 Superfície Lipoproteinas Bactérias, Vírus e Parasitas 3 Interna dsRNA Vírus 4 Superfície LPS Bactérias, Vírus 5 Superfície Flagelina Bactérias 6 Superfície Proteínas diacetiladas Bactérias, Vírus 36 7 Interna ssRNA Bactérias, Vírus 8 Interna ssRNA Bactérias, Vírus 9 Interna dsDNA, CpG DNA Bactérias, Vírus e Protozoários 10 Interna desconhecida Desconhecida 11 Superfície Moléculas semelhantes a profilina Protozoários 12 e 13 Camundongo desconhecida Desconhecida Fonte: Adaptado de Tizard (2013). Os TLR interagem com a microbiota e são responsáveis pela tolerância destas, bem como dos alimentos ingeridos. 4.2 Citocinas Constituem um grupo de moléculas cuja função é o estabelecimento da comunicação celular. Possuem o mesmo papel dos hormônios (sinalizadores celulares) com a diferença de atuarem localmente (em sua maioria, também podem atuar sistemicamente), enquanto os hormônios atuam a distância. As principais propriedades das citocinas são: - São proteínas; - Baixo peso molecular; - Meia-vida curta; - Ligam-se a receptores presentes em outras células; - A ligação gera um sinal que altera a expressão gênica da célula alvo; - São tóxicas em altas doses. Possuem um controle muito refinado da sua expressão, podendo ser: Interleucinas, Quimiocinas, Interferonss (IFN alfa, beta e gama), Fator de Necrose Tumoral (TNF-superfamília), Fator de Crescimento Celular (CSF) e as citocinas inflamatórias. As interleucinas são muito importantes na sinalização entre Linfócitos e os demais leucócitos. Compreendem um grupo muito heterogêneo de proteínas, que diferem tanto em sua estrutura como em função. Até o momento cerca de 37 interleucinas foram descritas. Enquanto algumas interleucinas são essenciais ao sistema imune outras são menos importantes. Os interferonss são muito importantes nas respostas aos vírus, sendo muito importantes para o reconhecimento da infecção e imunoestimulação. Os interferonss tem este nome por interferirem com o RNA viral e síntese proteica bloqueando o ciclo viral. O Fator de Necrose Tumoral (TNF) é produzido por macrófagos e Linfócitos. Embora possam matar células tumorais são muito importantes no processo de inflamação aguda. Os Fatores de Crescimento Celular (CSF) são muito importantes para garantir que o corpo possua o número adequado de células a fim de garantir a sua proteção. As principais funções das citocinas são diferenciação celular, quimiotaxia, inflamação, crescimento ou expansão clonal, diferenciação terminal, inibidores do crescimento celular e ações citotóxicas. As citocinas ativam a expressão das células alvo por interferirem diretamente com os fatores de transcrição essenciais para a regulação ou funcionamento da RNA polimerase celular. Na Tabela abaixo estão as principais características das citocinas. 37 Tabela 10: Principais citocinas Citocina Célula de Produção Célula Efetora Função IL-1 Monócitos e macrófagos (principal fonte) e outros tipos celulares, como fibroblastos, células endoteliais, miócitos, células de Langerhans e Linfócitos B e astrócitos Células endoteliais Linfócitos B Linfócitos T Hipotálamo Pirógeno pró-inflamatório endógeno, ativação de fibroblastos, granulócitos, osteoclastos, ativação de células T e macrófagos. IL-2 Linfócitos T CD4+ Alguns Linfócitos B, Monócitos, Linfócitos T e Células NK Proliferação dos Linfócitos T, B e NK IL-3 Linfócitos T Progenitores da medula óssea Proliferação de células hemocitopoéticas jovens (multi-CSF) Crescimento e diferenciação IL-4 Células T CD4+, Células T TH2, mastócitos, Basófilos e eosinófilos. Células endoteliais, Células B e Células T Regulação do sistema imune; Diferenciação de Linfócitos TH2; Proliferação e diferenciação de Linfócitos B; Ativação. IL-5 Células T TH2 e mastócitos Eosinófilos Produção de células B; Aumento da secreção de imunoglobulina; Ativação de eosinófilos; Produção de IgA e IgG. IL-6 Células T e B; Células endoteliais. Células B; Hepatócitos Crescimento de Linfócitos; Estimula a produção de citocinas; Estimula a secreção de anticorpos. IL-8 Macrófagos, Linfócitos, Neutrófilos, fibroblastos Células endoteliais Estimula os Neutrófilos; Tem atividade quimiotática; Aumenta o metabolismo oxidativo. IL-9 Células T CD4+ Diferentes tipos de células epiteliais Aumenta a proliferação de células T CD4+, promove a proliferação e diferenciação dos mastócitos e de células hematopoiéticas precursoras. IL-10 Macrófagos, Células T, Células Th2 Macrófagos Células Th1 Células B Células NK Redução da expressão de coestimulantes e moléculas de MHC II Inibição da síntese de citocinas Th1: IL1, IFNɣ e TFNβ Atua nos macrófagos para suprimir a secreçãodas citocinas IL- radicais reativos de oxigênio Inibe a função das células NK IL-12 Macrófagos Células NK Produção de IFNɣ, aumento 38 Células B Células T da atividade citotóxica Coestimulação de células TH1 IL-13 Células T CD4+/Th2; T CD8+, NK no início da reação alérgica. Células epiteliais das mucosas. Defesa contra helmintos e da resposta alérgica. TNF-alfa Macrófagos, Linfócitos e Monócitos. Células endoteliais Recrutamento de Neutrófilos e Monócitos para o local da infecção; promove a resposta inflamatória. Apoptose de células tumorais. TNF- beta Células Th1 e TCD8+ Células endoteliais Apoptose das células tumorais e ativa Neutrófilos, macrófagos, células endoteliais e células B. IFN-alfa Leucócitos Células infectadas por vírus e células vizinhas Antiviral IFN-beta Fibroblasto Células infectadas por vírus e células vizinhas Antiviral IFN- gama Linfócitos T e células NK Macrófagos, Células B, T e NK Imunomodulador B7 Células dendríticas Linfócitos T Co-estimula a proliferação de células T GM-CSF Células TCD4 (Th1 e algumas Th2) e alguns TCD8 Células: B, T, hematopoiéticas; macrófagos Células B: Diferenciação Células T: Inibe o crescimento Células hematopoiéticas: Aumento da produção de granulócitos e macrófagos (mielopoiese e células dendríticas) Macrófagos: Ativação e diferenciação de células dendríticas . 39 5. INFLAMAÇÃO É a resposta dos tecidos a presença de microrganismos ou a uma lesão. È um mecanismo protetor essencial a vida. Envolve a entrada de fagócitos e moléculas de defesa (como anticorpos e complemento) tem acesso aos tecidos injuriados (lesados). 5.1 Inflamação aguda Desenvolve-se em menos de 1hora após o tecido se encontrar danificado. Os quatro sinais cardinais são observados e resultam da alteração nos pequenos vasos sanguíneos. Caso os vasos sanguíneos estejam danificados estes irão atrair plaquetas e fatores de coagulação. Os Neutrófilos por apresentarem maior mobilidade são os primeiros a chegarem, sendo seguidos pelos Monócitos. Fonte: www.youtube.com/watch?v=gqCIIpHIfqw Emigração de leucócitos 1. Aderência: Para que ocorra a emigração dos leucócitos deve ocorrer à aderência destas células ao endotélio vascular. Este processo é mediado por moléculas (selectinas e integrinas) expressas na superfície das células endoteliais. Estas moléculas somente são expressas quando da presença de produtos bacterianos, tais como o LPS - Lipopolissacarídeo. 2. Quimiotaxia: Uma vez nos tecidos estas células são atraídas para os locais de dano tecidual e/ou multiplicação bacteriana. Nos tecidos estas células são capazes de fagocitar e destruir qualquer material estranho, bem como, no caso dos http://www.youtube.com/watch?v=gqCIIpHIfqw 40 macrófagos, realizar a remoção e cicatrização do tecido morto. Muitas moléculas podem ser quimiotáticas, contudo uma em particular é extremamente importante o C5a (fator do complemento). O composto quimiotático mais potente é um lipídeo bacteriano denominado leucotrieno B4. Alteração na permeabiliadade vascular Neste processo estão envolvidos dois eventos: ação de moléculas vasoativas, como a histamina. Em seguida emigração dos leucócitos leva a contração das células do endotélio e conseqüentemente a saída de fluído dos vasos. As duas formas levam ao acúmulo de líquido nos tecidos (EDEMA). Fonte: www.leapato.blogspot.com Moléculas vasoativas: I. HISTAMINA: É um aminoácido armazenado nos grânulos encontrados em mastócitos e Basófilos. II. METABÓLITOS DO ÁCIDO ARAQUIDÔNICO: Quando há lesão tecidual, fosolipases são ativadas levando a degradação de lipídeos da membrana citoplasmática das células danificadas. Por ação da 5-lipooxigenase, o ácido araquidônico é convertido em moléculas biologicamente ativas como os Leucotrienos (LT). As Prostaglandinas (PGE/PGI/PC) e os Tromboxanos (TXA) são produzidos pela ação da enzima Ciclooxigenase (COX). http://www.leapato.blogspot.com/ 41 Fosfolipases da membrana celular 5-lipoxigenase Ácido araquidônico Cicloxigenase Leucotrienos PGG2 Prostaglandinas Tromboxanos III. POLIPEPTÍDEOS VASOATIVOS: As mais importantes são as Cininas e Anafilaxinas. IV. MOLÉCULAS DERIVADAS DE NEUTRÓFILOS: Calicreínas e SOD liberadas dos lisossomos para o interior dos tecidos. O Fator Agregador de Plaquetas (FAP) é muito importante e pode ser produzido por mastócitos, plaquetas, células endoteliais, Neutrófilos e eosinófilos. V. SISTEMA DE COAGULAÇÃO: Quando os tecidos são invadidos pelo fluído plasmático, um das principais cascatas enzimáticas ativadas é a cascata de coagulação. A trombina age sobre o fibrinogênio levando ao acúmulo de fibrina insolúvel nos tecidos, gerando uma barreira efetiva contra o alastramento do processo infeccioso. Quadro 7. Moléculas vasoativas produzidas na resposta inflamatória. Mediador Origem Função Histamina Mastócitos, Basófilos e plaquetas Vasodilatação e dor Serotonina Plaquetas, mastócitos e Basófilos Aumento da permeabilidade vascular Cininas Proteínas plasmáticas e teciduais Vasodilatação, dor Prostaglandinas Ac. araquidônico Vasodilatação Tromboxanos Ac. Araquidônico Agregação plaquetária Leucotrieno B4 Ac. araquidônico Quimiotaxia, aumento da permeabilidade vascular Leucotrienos Ac. araquidônico Contração da musculatura lisa FAP Células fagocitárias e endoteliais Fatores derivados do fibrinogênio coágulo Contração da musculatura lisa, quimiotaxia, aumento da permeabilidade vascular C3a e C5a Complemento sérico Contração da musculatura lisa e quimiotaxia Obs.: No controle da inflamação aguda está envolvida uma proteína C – reativa, presente no plasma, a qual impede a agregação plaquetária. Logo o plasma é um importante fator de inibição inflamatória. Outras proteínas 42 também são importantes marcadores da inflamação como a proteína soroamilóide A (SAA). 5.2 Proteínas de Fase Aguda (APPs) São proteínas do sangue que podem indicar a resposta imune inata a infecções, inflamação, trauma ou estresse. Por definição estas proteínas alteram sua concentração na ordem de mais de 25% em reposta a citocinas pró-inflamatórias, estímulos a padrões moleculares de micro-organismos patogênicos (PAMP) e de dano tecidual (DAMP). Estas proteínas são importantes componentes não específicos do sistema imune envolvidas na restauração da homeostase e resposta a micro-organismos antes do desenvolvimento de uma resposta imune específica. O aumento na circulação das APPs é diretamente proporcional aos danos gerados e desta forma estas podem ser utilizadas como biomarcadores de enfermidades, com potencial para o diagnóstico, prognóstico e monitoramento de tratamentos. Embora apresentem uma baixa especificidade, as APPs possuem grande utilidade na detecção de inflamação. Um aspecto muito importante da detecção de APPs é identificação de enfermidades subclínica, que podem reduzir o crescimento e impactar sobre a produção animal. Os níveis das proteínas de fase aguda podem variar de acordo com a idade dos animais. Os neonatos, por exemplo, são imunocompetentes, entretanto sua resposta imune adaptativa é imatura. Desta forma os mecanismos de resposta inata são mais intensos. Níveis elevados de APPs em neonatos não significam o mesmo que para animais adultos. A rede de regulação das APPs é descrita no esquema baixo. Onde: Ativação Supressão Fonte: MURATA et al. (2004). 43 As principais APPs são: I.Alfa 1- Glicoproteína ácida (AGP): É uma sialo-glicoproteína sintetizada e secretada pelos hepatócitos. Sua produção em sítios extra hepáticos também pode ocorrer. Estas proteínas apresentam dois importantes papéis a ligação a drogas e a imunomodulação. A AGP pode se ligar tanto a substâncias de origem endógena, como exógena, como a heparina, histamina, serotonina e esteroides. AGP são anti-inflamatórios naturais inibindo a ativação de neutrófilos e aumentando a proliferação de linfócitos. Além de contribuem também na remoção de LPS (Lipopolissacarídeo) bacteriano e neutralização de sua toxicidade (endotoxina), bem como funcionar como chaperoninas. Está presente na fração alfa 1 da eletroforese do soro. II. Proteína C reativa (PCR): Primeira APP a ser caracterizada (década de 30). Muito importante para o combate a infecção, limpeza de tecidos danificados, prevenção da autoimunização e regulação da resposta imune. É um pentâmero que reconhece bactérias, cromatina e antígenos endógenos. Estas estimulam a ativação do complemento, opsonização e a fagocitose, enquanto inibem a ativação e explosão respiratória de neutrófilos. Está presente na fração beta da eletroforese do soro. Nos suínos, cães e seres humanos a PCR e a APP são as proteínas de maior interesse para o diagnóstico. III. Haptoglobinas: É um constituinte das alfa globulinas, que se ligam a hemoglobinas livres, e são tóxicas, além de pró-inflamatórias (principal agente de sequestro de hemoglobina no sangue). Possuem efeitos bacteriostáticos. No sangue reduzem o estresse oxidativo produzido pela hemólise. Esta proteína inibe a quimitoaxia de granulócitos, a fagocitose e a atividade bactericida. Inibem as enzimas pró inflamatórias COX (Ciclooxigenase) e LOX (Lipooxigenase). Previne a maturação das células de Langerhans e surprimem à proliferação de células T. As haptoglobinas estimulam a angiogenese. Está presente na fração alfa 2 da eletroforese do soro. IV. Proteína Soro Amilóide A: Apolipoproteína presente no plasma. Suas funções ainda não são bem determinadas. Importante para eliminação de endotoxinas, inibição de linfócitos, proliferação tecidual e agregação plaquetária. Além disto, esta proteína estimula quimiotaxia dos neutrófilos, embora atue como inibidor de mieloperoxidase. Estimula a produção de mucina no intestino. Inibe a febre. Está presente na fração beta da eletroforese do soro. Atualmente testes de ELISA e aglutinação em látex estão disponíveis para detecção cruzada entre espécies de interesse veterinário. As APPs são importantes ferramentas para o diagnóstico de diferentes situações na clínica veterinária e produção animal, identificando desde infecções até estresse nos animais. Estas proteínas ficam viáveis quando o soro é conservado a - 20°C, contudo para estoque por períodos prolongados, a temperatura de armazenamento de -70°C pode ser necessária. Os níveis das APPs podem ser medidos com sistemas comerciais de eletroforese e ELISA. Muitos destes sistemas de diagnósticos foram desenvolvidos para seres humanos e estão sendo adaptados para os animais. 44 As APPs podem apresentar uma resposta alta, moderada ou baixa de acordo com o nível de intensidade de resposta. A Tabela abaixo indica uma classificação das mesmas: Tabela 11. Classificação das APPs. Classificação Aumento (x) Pico Declínio Alta 100-1000 Rápido (24-48hs) Rápido Moderada 5-10 Moderado (24-72hs) Moderado Baixa 2 Lento Lento No quadro abaixo está a classificação das APPs em diferentes espécies animais. Quadro 8: Classificação quanto a resposta das APPs em diferentes espécies. Espécie Resposta alta Resposta moderada Gato SAA AGP, Hp Cão CRP, SAA AGP, Hp Equino SAA Hp, Fibrinogênio Bovinos Hp, SAA AGP Caprinos Hp, SAA Fibrinogênio Ovinos Hp, SAA CRP, AGP Humanos CRP, SAA AGP, Hp, Fibrinogênio Suínos CRP, MAP, SAA Hp Aves não AGP, SAA Onde: SAA- Proteína Soro Amilóide, CRP- Proteína C reativa, Hp-Haptoglobina, MAP-Proteína Principal de fase aguda, AGP- alfa-1-glicoproteína ácida. Fonte: Adaptado de ECKERSALL e BELL (2010) No Quadro 9 tem a descrição dos valores das APPs em relação ao diagnóstico de algumas doenças em bovinos. Quadro 9: Correlação entre o valor da APP e doenças em bovinos. APP Categoria Saúde Fase Aguda Doença Haptoglobina (g/l) Maior <0,1 1,15-2,09 Metrite SAA (mg/l) Maior 0,9-1,7 78-152 Mastite SC AGP (g/l) Moderada 0,2-0,45 0,66-1,54 Doenças Agudas Fibrinogênio (g/l) Moderada 1,58-2,94 2,13-5,0 Doença do casco Fonte: Ceciliani et al. (2012) Quadro 10: Doenças onde as proteínas de fase aguda são descritas. Apps Caninos-Felinos Ruminantes Equino Suínos CRP Cão: Trauma cirúrgico, artrite reumatoide, poliartrite, obstrução intestinal, linfoma, pancreatite aguda, piometra, pneumonia, Colibacilose, babesiose, Infecções por Bordetella Infecção por Mycoplasma spp e vírus Canibalismo Artrite 45 bronchiseptica, Erhlichia canis, leshimaniose, leptospirose, parvovirose, tripanossomíase, enterite bacteriana Gato: - Haptoglobina Cão: Trauma cirúrgico, leshimaniose, tripanossomíase, síndrome de cushing, tratamento com corticosteroides Gato: Peritonite infecciosa felina, Vírus da imunodeficiência felina Trauma cirúrgico Infecção por Mannheimia haemolytica, infecção por Pasteurella multocida, diarreia viral bovina, infecção pelo vírus respiratório sincistial bovino, febre aftosa, mastite, doença respiratória, metrite, lipidose hepática Influenza e Castração Coronavirose Infecção por Mycoplasma spp e vírus Canibalismo Artrite SAA Cão: Parvovirose, infecção por B. bronchispetica, leshimaniose Gato: Peritonite infecciosa felina Trauma cirúrgico Pancreatite aguda Linfoma Mastite, infecção por M. haemolytica, diarreia viral bovina, infecção pelo vírus respiratório sincistial bovino Cólica, Infecção bacteriana, Trauma cirúrgico Artrites (infecciosa ou não) Infecções em Potros Pleuropneumonia suína Infecção por Mycoplasma spp. e vírus Canibalismo Artrite AGP Parvovirose, Babesiose, infecção por E. canis, Linfoma, carcinoma, sarcoma Gato: Peritonite infecciosa felina, Vírus da imunodeficiência felina Trauma cirúrgico Linfoma, sarcoma e carcinoma Abscedação hepática, metrite, mastite, doença respiratória, Linfadenite caseosa Fonte. Adaptado de ECKERSALL e BELL (2010); CRAY et al. (2009). Obs. O estresse é uma importante fonte de prejuízo na produção animal e também pode ser considerado uma importante causa da elevação das APPs, logo os níveis de estresse dos animais também podem ser medidos utilizando estes biomarcadores. 46 Quadro 11: Situações onde o estresse pode ser comprovado a partir da determinação da resposta de APP. Espécie Resposta da APPs Bovinos SAA-nutrição (3 dias), ambiente, manejo, transporte (2 dias), castração Fibrinogênio- Desmame abrupto Suínos PRC, MAP, Hp- transporte, manejo MAP- Canibalismo 5.3 Inflamação Crônica Realizada principalmente pelo macrófagos, atraídos por diversos compostos liberados pelos próprios Neutrófilos (colagenases). Uma vez nos tecidos os Monócitos irão ser ativados e atacar qualquer partícula estranha, células bacterianas e do tecido lesado. Após a remoção do tecido danificado estes liberam IL-1 que atrai fibroblastos dano origem a um tecido cicatricial. Além disto devido a fraca tensão de oxigênio o macrófago produz fatores de neovascularização e em breve o tecido estará recuperado a persistência excessiva dos agentes infeccioso nos tecidos leva a formação de um tecido de granulação caracterizado pelo acúmulo de macrófagos e depósito de fibrina. Alterações sistêmicas decorrentes da Inflamação 1. Febre: provocada pela ação da Il-6, Il-1 e TNF-a, no cérebro induzindo o sono e cortando o apetite. 2. Alterações metabólicas: catabolismo protéico induzido pela Il-6,Il-1 e TNF-a 3. Alterações leucocitárias: estimulam a produção e liberação de Neutrófilos (neutrofilia). 5.4 O Inflamossomo O inflamossomo é formado por um conjunto de proteínas citoplasmáticas, que reagem a estímulos infecciosos, ou não (diabetes, estresse, etc..). Este complexo multiproteíco leva a um aumento na expressão da interleucina-1, bem como a morte celular induzida por inflamação chamada pirólise. Os principais estímulos infecciosos são os chamados de padrões microbianos, sendo estes ácidos nucleicos, proteínas e demais metabólitos produzidos por vírus, bactérias, fungos, protozoários e parasitas. Este conjunto de proteínas é formado em cascata e na forma de longos filamentos, o que é associado com o controle negativo de sua ativação. A ativação do inflamossomo nem sempre é benéfica, uma vez que pode gerar dano oxidativo aos tecidos. 47 6. PROCESSAMENTO ANTIGÊNICO 6.1. Células I. Macrófagos: São as mais acessíveis das células apresentadoras e as mais importantes quando não existem anticorpos circulantes, os quais aumentam grandemente a atividade de apresentação de antígeno por Linfócitos B e Células Dendríticas. II. Células Dendríticas: também são células mononucleares. Localizam-se por todo corpo, especialmente em órgãos linfóides. Formam uma grande rede para captura e processamento de antígenos. Ex.: Células de Langehans na pele, enolvidas nas repostas alérgicas a picada de insetos. III. Linfócitos B: é uma célula apresentadora eficiente, especialmente para Linfócito T. As células apresentadoras de antígenos são um grupo heterogêneo de células muito importante para conectar as respostas inata e adpativa e desempenham um papel fundamental na ativação dos linfócitos T auxiliares do tipo II. Pela maior quantidade de MHC II as células dendríticas são consideradas as melhores apresentadoras. 6.2. Processamento de antígenos exógenos IV. Envolve MHC do tipo II. Estes complexos se associam a antígenos fagocitados e digeridos e são apresentados aos Linfócitos T auxiliares, para que estes possam reconhecer o antígeno. Os macrófagos que possuem MHC II são encontrados especialmente no baço, timo e fígado. Alguns macrófagos expressam o MHC II somente quando ativados. A apresentação de antígenos via MHC II pode ser observada no esquema abaixo: Obs. Existem cerca de 2x 105 MHC II nas células apresentadoras de Ag. 48 6.3. Processamento de antígenos endógenos: V. São antígenos que disparam a resposta imune sem serem fagocitados em destruídos, sendo gerados dentro da própria célula. Temos como exemplo células infectadas por vírus. São apresentados por MHC tipo I Obs. Processamento cruzado: ocorre quando antígenos exógenos ou endógenos tomam rotas erráticas na célula. Ex.: antígenos exógenos soltos no citoplasma e partículas virais endocitadas. Nestes casos as proteínas de choque térmico são muito importantes na correção da rota. 49 7. ANTÍGENOS São moléculas capazes de elícita/desencadear a resposta imunológica do organismo. Os antígenos (Ag) podem ser endógenos ou exógenos. Sua origem pode ser de agentes infecciosos, como vírus, bactérias e parasitas. Fonte: www.carola4u.blogspot.mx Para que reconheçamos o papel dos antígenos torna-se importante a diferenciação de duas propriedades: I. Antigenicidade: Capacidade de uma substância em estimular a resposta imune. Envolve a ligação a receptores específicos como anticorpos e RCTs. II. Imunogenicidade: Capacidade de uma substância em induzir uma resposta imune específica. Logo podemos dizer que todo imunógeno é um antígeno, mas nem todo antígeno é um imunógeno De acordo com a classificação bioquímica, estas substâncias podem variar quanto a imunogenicidade e podem ser: a) Proteínas: Possuem diversos determinantes antigênicos, que são grupamentos protéicos externos capazes de estimular o sistema imune. b) Ácidos Nucleicos: Maus imunógenos c) Polissacarídeos d) Lipídeos e) Moléculas Pequenas. http://www.carola4u.blogspot.mx/ 50 Vários fatores tornam um antígeno bom ou ruim, entre eles os descritos abaixo: Proteínas em geral são bons imunógenos, pois são grandes e apresentam uma variedade na sua composição (aa - aminoácidos). Como exemplo, de bons imunógenos protéicos temos toxinas bacterianas, flagelo, membrana das células de protozoários, venenos de cobra, proteínas séricas (incluindo anticorpos), proteínas do leite. Os polissacarídeos não são bons antígenos, entretanto antígenos de parede celular são adequados. Os lipídeos são muito instáveis e de composição muito simples, logo são maus antígenos (ex.: lipídeo A bacteriano). Os ácidos nucléicos também são maus antígenos pela sua composição química homogênea (A, C, G e T). De forma geral, compostos com menos de 1KDa não são imunogênicos, compostos de 1KDa a 6KDa são imunogênicos em certas situações. Compostos com mais de 6KDa são usualmente imunogênicos. 7.1 Epítopos ou determinantes antigênicos São as MENORES partículas capazes de elicitar/desencadear uma resposta imune específica (conjugação antigênica). Apenas uma pequena porção da molécula antigênica interage com receptores específicos nas células T e B. Os receptores de células T são compostos por 12 a 15 aminoácidos. Fonte: www.labs.icb.ufmg.br http://www.labs.icb.ufmg.br/ 51 7.2 Haptenos São menores que os epítopos, logo não são capazes de induzir uma resposta imune específica. Contudo, quando associadas às moléculas maiores, podem funcionar como antígenos. A penicilina funciona como um hapteno na resposta alérgica, logo esta só desenvolve a reação quando combinadas a proteínas maiores como a albumina. Fontes: www.pt.dreamstime.com (Penicilina) e www.teliga.net (Albumina) 7.3 Classificação dos Antígenos (Ag) Os antígenos podem ser classificados quanto a sua origem como: 1. Antígenos Microbianos: a) Antígenos Bacterianos: Podem ser externos ou internos. Os principais antígenos bacterianos são Flagelar (H), Capsular (K) Fimbrial (F) e de Parede Celular (O). As exotoxinas também são bons imunógenos. b) Antígenos Virais: As proteínas virais, mesmo quando produzidas no interior da célula do hospedeiro podem ser detectados (antígenos endógenos). c) Outros: Compreendem antígenos fúngicos e parasitários. 2. Auto-antigenos: São moléculas próprias do organismo, que em certas situações podem ativar o sistema de defesa do organismo. Entre alguns destes compostos podemos citar hormônios, como a Tireoglobulina, lipídeos complexos, proteínas mitocondriais, receptores hormonais. 3. Antígenos T dependentes: Envolvem o processamento antigênico via Linfócito T e induzem tanto a formação de anticorpos como a memória imunológica. 4. Antígenos T independentes: Envolvem o processo de estimulação somente via Linfócito B. São geralmente lipopolissacarídeos de E.coli, flagelina de Salmonella sp. e polissacarídeo de pneumococos. Resposta Cruzada: Ocorrem quando encontramos epítopos iguais em proteínas diferentes. Desta forma, anticorpos produzidos podem reconhecer os epítopos de modo não específico. Ex.: antígenos bacterianos e alimentares nos suínos, B. abortus e Y. enterocolítica, PIF e GET. Os anticorpos produzidos contra a proteína original são denominados homologo, enquanto que o produzido contra a proteína semelhante é denominado heterólogo. http://www.pt.dreamstime.com/ http://www.teliga.net/2011/05/aspectos-gerais-das-proteinas.html 52 8. ANTICORPOS 8.1 Estrutura São proteínas encontradas no soro que podem estar na forma livre ou associadas a células do Sistema Imune como os Linfócitos B (RCB – Receptor de Célula B). Estas moléculas se conjugam especificamente com os antígenos (epítopos) e aceleram a sua destruição ou eliminação. Os anticorpos nos defendem de uma série de agentes agressores e podem ser encontrados
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