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Imunidade Inata Extracelular Local da infecção Espaço intersticial, sangue, linfa Superfície epitelial Organismo Vírus, bactérias, fungos, protozoários, vermes Neisseria gonorrhoeae Mycoplasma spp. Streptococcus pneumoniae Vibrio cholerae Escherichia coli Helicobacter pylori Candida albicans Vermes Imunidade protetora Complemento Fagócitos Anticorpos Peptídeos antimicrobianos Anticorpos (especialmente IgA) Intracelular Citoplasmática Vesicular Vírus Chlamydia spp. Rickettsia spp. Listeria monocytogenes Protozoários Mycobacterium spp. Salmonella typhimurium Yersinia pestis Listeria spp. Legionella pneumophila Cryptococcus neoformans Leishmania spp. Tripanosoma spp. Histoplasma Células NK Células T citotóxicas Células NK dependentes de ativação pelos macrófagos, e células T É a imunidade inespecífica que Inclui as barreiras físicas e químicas pele, túnicas mucosas (externas), substâncias antimicrobianas, cél. nk, fagócitos, inflamação e febre; depende de receptores codificados na linhagem germinativa p/ reconhecer características comuns dos patógenos Primeira linha de defesa ● Endotoxinas: os componentes intrínsecos do micróbio ativam fagócitos a liberarem citocinas que produzem sintomas locais e sistêmicos ● Exotoxinas: liberadas por microorganismos e atuam na superfície das células hospedeiras Mecanismo direto de lesão no tecido pelo patógeno Mecanismo patogênico Produção de exotoxinas Endotoxinas Efeito citopático direto Mecanismo indireto de lesão no tecido pelo patógeno Mecanismo patogênico Complexos imunes Anticorpos contra o hospedeiro Imunidade mediada por células Superfície das mucosas Via de entrada Modo de transmissão Vias aéreas Gotículas inaladas Esporos Trato gastrointestinal Água ou alimento contaminado Trato reprodutivo Contato físico Epitélio externo Via de entrada Modo de transmissão Superfície externa Contato físico Ferimentos ou arranhões Arranhões na pele Ferimentos por perfuração Manipulação de animais infectados Picadas de insetos Picada de mosquitos Picadas de carrapato ● Epiderme: camada epitelial externa da pele composta por células queratinizadas que fornecem uma barreira física que ajuda a remover os microrganismos da superfície da pele ○ Se esta for rompida, os patógenos podem adentrar e invadir tecidos adjacentes ou circular no sangue até outras partes do corpo ● Túnicas mucosas: reveste as cavidades do corpo, secretando um muco pouco viscoso que contém mucinas (glicoprot.) que lubrificam e umedecem a superfície da cavidade, além de reter microorganismos e substâncias estranhas ● Tún. mucosa do nariz: possui pelos revestidos de uco que aprisionam e filtram microorganismos, poeira e poluentes do ar inalado ● Tún. mucosa das vias respiratórias: possuem cílios que acionados impulsionam a poeira inalada e microorganismos retidos no muco em direção a garganta, produzindo a tosse e os espirros que aceleram a expulsão desse muco ● Deglutição do muco: envia os patógenos (bactérias e toxinas bacterianas) p/ estômago, onde o suco gástrico produzido pelas glândulas gástricas o destrói, devido a sua composição de ácido clorídrico, enzimas e muco, que o conferem uma forte acidez c/ pH entre 1,2-3,0 ● Aparelho lacrimal: produz e drena as lágrimas em resposta a substâncias irritantes, ajudando a diluir microorganismos e a impedir que ele se fixem na superfície do olho ● Lisozima: enzima capaz de quebrar paredes celulares das bactérias, encontradas na saliva, suor, secreções nasais e líquidos teciduais ● Fosfolipase: induzida por endotoxinas e citocinas via processos autócrinos e/ou parácrinos ● Saliva: produzida pelas glândulas salivares, lavando os microrganismos das superfícies dos dentes e da túnica mucosa da boca ● Fluxo de urina: limpeza da uretra, retardando a colonização microbiana do sist. urinário ● Secreções vaginais: movem os microorganismos p/ fora do corpo das mulheres ● Defecação e vômito: a musculatura lisa da parte baixa do sist. digestório se contrai, em resposta a algumas toxinas microbianas, expelindo-as. ● Glândulas sebáceas: secretam o sebo, formando uma película de proteção sobre a superfície da pele; contém ác. graxos insaturados que inibem o crescimento de bactérias e fungos patogênicos devido ao pH entre 3-5 da pele. ● Trato intestinal: possuem peptídeos antibacterianos e antifúngicos, as criptidinas ou alfa-defensinas, produzidos por cél. de Paneth, residentes no intestino delgado Segunda linha de defesa Substâncias antimicrobianas ● Interferons: produzidas pelos linfócitos, macrófagos e fibroblastos infectados; se difundem p/ células vizinhas não infectadas, induzindo a síntese de proteínas antivirais que interferem na replicação viral; os tipos são IFN alfa, IFN beta e IFN gama ● Complemento: constituídas por proteínas normalmente inativas no plasma e nas membranas, que, quando ativadas, ‘’complementam’’ ou melhoram as reações imunológicas; provoca citólise, promove fagocitose e contribui p/ inflamação ● Proteínas de ligação ao ferro: inibe o crescimento de bactérias, reduzindo a quant. de ferro disponíveis; incluem a transferrina, a lactoferrina, a ferritin e a hemoglobina ● Proteínas antimicrobianas: peptídeos curtos c/ atividade antimicrobiana, matando microorganismos, atraindo células dendríticas e mastócitos; incluem a dermicidina, as defensinas, catelicidinas e a trombocidina ● Proteínas antibacterianas: secretadas nos fluidos que banham a superfície epitelial do pulmão e intestino, cobrindo a superfície dos patógenos, facilitando a fagocitose pelos macrófagos; são receptores capazes de reconhecer características comuns na superfície bacteriana ● Bactérias comensais: competem c/ microorganismos patogênicos por nutrientes e pelo sítio de adesão nas cél. epiteliais, produzindo subst. antimicrobianas; a sobrevivência destas é regulada entre o crescimento bact. e a eliminação de mecanismos da imunid. inata; falhas nessa regulação podem possibilitar que bactérias não-patogênicas se desenvolvam e causem doenças. Células Nk ● Constituem 5-10% dos linfócitos; ● Encontradas no baço, linfonodos e medula óssea ● Ativadas principalmente pelas IL-15 (importante no desenvolvimento e na maturação), a IFN-1 e a IL-12 (reforçam as funções); ● Apresentam moléculas de membrana que identificam os linfócitos B e t T; possuem a capacidade de matar uma variedade de patógenos e algumas células tumorais de cél. que apresentam membrana plasmática anormais ● A ligação Nk-CÉLULA ALVO infectado provoca a liberação de grânulos que contém subst. tóxicas das NK ○ Perforina: proteína que se insere na memb. plasmática da cél. alvo e cria canais de membrana, permitindo que o líquido extracelular venha a fluir p/ célula alvo, e esta ‘’explode’’; resultando em citólise ○ Granzimas: enzimas que digerem as proteínas e induzem as cél. alvo à apoptose; os microorganismos liberados podem ser destruídos por fagócitos. ● Quando ativadas, secretam a citocina IFN-gama, que ativa macrófagos efetivos na morte de microorganismos fagocitados e produzem IL-12, que ativa a secreção de IFN-gama das NK ● Expressam receptores de ativação como a NKG2D (reconhece moléc. que pertencem ao MHC classe 1 expresso em resposta aos estresses celulares) e a CD16 (específico p/ anticorpos imunoglobulina G (IgG), resultando na citotoxicidade celular dependente de anticorpo (ADCC) que mata as células cobertas com o anticorpo), e possuem subunidades que contém a ativação de quimiorreceptores via tirosina, que tornam-se fosforilados quando reconhecem seus ligantes, promovendo a ativação de proteínas tirosina quinase citoplasmática, ativando substratos em diferentes vias de transdução, levando a exocitosede grânulos citotóxicos e a produção de IFN-gama. ● Os receptores inibitórios de N são específicos p/ molécula de MHC 1, expressas em células nucleadas saudáveis; as principais são os recep. de cél. NK tipo imunoglobulinas (KIR) e os que consistem em uma CD94 e uma subunidade de lectina NKG2, ambas contendo imunoreceptores de tirosina baseado em motivos inibitórios (ITIM), que se tornam fosforilados nos resíd. de tirosina quando se ligam às MHC 1, ativando as tirosina fosfatase citoplasm., que removem grupos de fosfatase dos resíduos de tirosina de moléculas de sinalização, neutralizando a função dos ITIM e bloqueando a ativação de NK através de recep. de ativação. Fagócitos ● Células especializadas localizados abaixo da superfície epitelial, que induzem a fagocitose, a ingestão de microrganismos ou restos celulares; os principais são os neutrófilos e os macrófagos ● Macrófagos fixos: montam guarda em tec. específicos; são os histiócitos, as células reticuloendoteliais estreladas, os macrófagos alveolares, as células microgliais e os macrófagos teciduais Fases da fagocitose Proteção Aderência ao epitélio Flora normal Fatores químicos locais Fagócitos Infecção local e penetração no epitélio Indução da cicatrização Proteínas e peptídeos antimicrobianos, fagócitos e destruição dos microrganismos invasores pelo complemento Ativação das células T Infecção local dos tecidos Complemento, citocinas, quimiocinas, Fagócitos e células NK Ativação de macrófagos Células dendríticas migram p/ os linfonodos para iniciar a resp. imune adaptativa Coágulos sanguíneos limitam a disseminação da infecção Imunidade adaptativa Eliminação da infecção por anticorpos Ativação de células T dependentes de macrófagos e citotoxicidade das células T 1. Quimiotaxia: movimento estimulado dos fagócitos p/ local de dano pelos microrganismos, os leucócitos, células teciduais danificadas ou proteínas do complemento ativada, que liberam produtos químicos. 2. Aderência: fixação do fagócito; 3. Ingestão: feia pelos pseudópodes que quando se fundem, engolfam o microorganismo e formam o fagossomo 4. Digestão: o fagossomo se funde aos lisossomos no citoplasma e forma o fagolisossomo; auxiliado pela lisozima e outras enzimas digestivas ● Explosão oxidativa: formação de oxidantes letais pelo fagócito, como o ânion superóxido, o ânion hipoclorito e o peroxido de hidrogenio 5. Apoptose; os materiais que não puderam ser degradados permanecem em corpos residuais ● Macrófagos e neutrófilos produzem também toxinas, como os peptídeos antimicrobianos, o ânion superóxido, produzido pela NADPH oxidase (respiração oxidativa (causada pelo aumento no consumo de O2 durante a produção de metabólitos microbicidas de O2); converte moléc. de O2 em íon superóxido O2-, convertida pela superóxido dismutase em H2O2), o peróxido de hidrogênio (convertido em íons hipoclorito e radicais pela enzima peroxidase e o ferro) e o óxido nítrico, produzido através do rendimento do óx. nítrico sintetase (iNOS2) Inflamação ● Resposta inespecífica à lesão tecidual na tentativa de eliminar microorganismos, toxinas ou materiais estranhos em locais de lesão, evitando sua propagação e preparando o local p/ reparo tecidual; patógenos, abrasões, irritações químicas, distúrbios celulares e temperaturas extremas condicionam a inflamação. Fases da inflamação 1. Vasodilatação e aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos; produzem calor e a vermelhidão (eritema) resultantes da quantidade de sangue acumulado na área danificada e do aumento da temperatura local; e tumefação (edema), possibilitando que o líquido se mova do plasma p/ tecidos ● Dilatação das arteríolas: possibilita maior fluxo sanguíneo nas áreas danificadas, ajudando a eliminar toxinas microbianas e células mortas; ● Aumento da permeabilidade: as substâncias retidas no sangue são autorizadas a sair dos vasos, possibilitando que anticorpos e fatores de coagulação entrem na área da lesão; a cascata de coagulação se movimenta e o fibrinogênio é convertido em fibrina, que aprisiona microorganismos invasores ○ Histamina: liberadas em resposta a uma lesão pelos mastócitos, basófilos, neutrófilos e macrófagos, causando a vasodilatação e o aumento da permeabilidade dos vasos ○ Cininas: polipeptídeos formados no sangue a partir de precursores inativos que induzem a vasodilatação e o aumento da permeabilidade, além de servir como agentes quimiotáticos p/ fagócitos ○ Prostaglandinas: liberadas por cél. danificadas e intensificam os efeitos de histaminas e cininas, podendo também estimular a migração de fagócitos através das paredes dos capilares ○ Leucotrienos: produzidos por basófilos e mastócitos, causam aumento da permeabilidade e atuam na adesão dos fagocitos aos patogenos e como agentes quimiotaticos ● Complemento: estimulam a liberação de histamina, atraindo neutrófilos por quimiotaxia e promovendo a fagocitose 2. Migração dos fagócitos do sangue p/ líquido intersticial (‘’extravasamento’’); adesão dos neutrófilos a superfície interna do endotélio dos vasos, que começam a se espremer para alcançar a área danificada, e tentam destruir os microorganismos invasores por fagocitose; os monócitos seguem os neutrófilos, englobando o tecido danificado, os neutrófilos rompidos e os microorganismos invasores ● Os monócitos podem se diferenciar em macrófagos teciduais (induzido pela citocina M-CSF) ou em células dendríticas (induzido pela citocina GM-CSF + IL-4) ● Quando os macrófagos e neutrófilos morrem, forma-se um bolsão de celulas fagociticas mortas e tecidos danificados (pus) pelas bactérias piogênicas, que continua até o desaparecimento da infecção. 3. Reparo tecidual: recuperação da arquitetura e da função do tecido lesionado; ● Os macrófagos adquirem funções e receptores para vários componentes bacterianos (recep. de manose, e glicano, de LPS (lipídios), recep. semelhantes ao Toll (TLRs; reconhecem lipopolissacarídeos presentes nas bactérias gram-negativas) e de varredura (são componentes da parede cel. de bact. gram-positivas) quando se tornam cél. em repouso no tecido conjuntivo pelo organismo; a ligação bactéria-receptores estimula a fagocitose e a captura de patógenos p/ vesículas intracelulares; alguns causam a secreção de citocinas pró-inflamatórias ● A interação macrófago-patógeno desencadeia a liberação de citocinas , quimiocinas e outros mediadores da inflamação, atraindo neutrófilos e proteínas plasmáticas, além de induzir a expressão de moléc. coestimuladoras de cél. dendríticas e macrófagos ● Sistema quinina: cascata enzimática de pró-enzimas plasmáticas induzida pelo dano aos tecidos, produzindo mediadores inflamatórios, como a bradicinina (peptídeo vasoativo que causa um aumento na permeabilidade vascular, promovendo um influxo de proteínas plasmáticas p/ local lesionado, causando dor e podendo levar a imobilização da região, limitando a disseminação da infecção) Febre ● Temperatura anormalmente elevada do corpo que ocorre porque o termostato hipotalâmico é reconfigurado em resposta a toxinas bacterianas que desencadeiam citocinas; intensifica as interferons, inibindo o crescimento e microorganismos e auxiliando a reação do corpo ao reparo. Receptores de reconhecimento de padrões Característica do receptor Inata Adaptativa Especificidade herdada no genoma Sim Não Expresso pelas cél. de um determinado tipo Sim Não Ativa resposta imediata Sim Não Reconhece vários patógenos Sim Não Interage com várias estruturas moleculares de um determinado tipo Sim Não Codificado por múltiplos segmentos gênicos Não (receptores codificados por genes completos da linhagem germinal) Sim (reunidos em genes de receptores de cél. e B durante o desenvolvimentodos linfócitos) Requer rearranjo gênico Não Sim Distribuição clonal (todas as cél. do mesmo tipo) Não Sim (distribuídos em todos os linfócitos do mesmo tipo) Reconhece várias estruturas moleculares Não Sim ● Usado pelos fagócitos para identificar patógenos e distingui-los dos antígenos próprios, resultando na imediata destruição dos patógenos; Funções ● Estimulam a ingestão de patógenos que reconhecem (r. fagociticos) ● Guiam as células p/ local de infecção (r. quimioatraentes) ● Indução da produção de moléculas efetoras que contribuirão na indução de recep. da imune inata e de proteínas que influenciam a iniciação e o amadurecimento subsequente de resp. imune adaptativa Moléculas padrões associadas aos patógenos (PAMPS) ● Estruturas repetidas dos microorganismos (não no hospedeiro) para indicar que elas estão presentes em patógenos e são compartilhadas por micróbios do mesmo tipo Receptores de reconhecimento padrão (PRRs) ● Receptores de sinalização que reconhecem os PAMPs e ativam a resposta imune inata; TLRs (toll-like); transmembrânicos, NLRs (Nod-like), RLRs (RIG-1-like); citoplasmáticos ● Lectina ligadora de manose (MBL): receptores presente no plasma como proteína livre que inicia a via lectina do complemento a partir do reconhecimento da orientação de resíduos de manose e fucose do patógeno, formando o complexo MBL-patógeno, que se liga ao fagócito através dos receptores do complemento dos fagócitos, tendo como consequência a fagocitose e a morte do patógeno, induzindo a produção de respostas celulares como as quimiocinas; isso é facilitado pela opsonização, que é o revestimento do microorganismo com proteínas ● Proteínas surfactantes A e D: presentes nos fluidos que banham o epitélio do pulmão, se ligando e cobrindo a superfície do patógeno, marcando-o p/ fagocitose pelo macrófago que deixou o tec. subepitelial p/ entrar no alvéolo pulmonar. Receptores de fagócitos ● Receptor de manose de macrófago: lectina tipo C ligada à célula dependente de cálcio, que se liga a moléc. de açúcar da superfície de bactérias e vírus, como o HIV ● Receptores de varredura: reconhece polímeros aniônicos e lipoproteinas acetiladas de baixa densidade que reconhecem estruturas protegidas por ácido siálico nas cél. normais do hospedeiro Receptor quimioatraente ● Receptor fMet-Le-Phe (fMLP): iniciam c/ resíduo de metionina formilado, presente nos macrófagos e neutrófilos, direcionando-os p/ local de infecção, estimulando a fagocitose e a expressão de moléculas coestimuladoras pelos macrófagos e cél. dendríticas, tornando a célula uma apresentadora de antígeno p/ linfócitos T, iniciando a resposta adaptativa ● Recep. de sinalização que distingue diferentes patógenos e direcionam uma resposta adequada, agindo na defesa contra bactérias e infecções fúngicas em insetos adultos, plantas e vertebrados; possuem especificidade limitada, especializando-se em reconhecer moléc. padrões associadas aos micróbios ● Podem atuar como recept. de superfície celular, ou intracelularmente (membrana dos endossomos), onde existem patógenos capturados por endocitose ou macropinocitose; os diacil e os triacil são derivados do ác. lipoteicóico da parede celular de bactérias gram-positivas e lipoproteínas da superfície de bactérias gram-negativas TLRs Ligante TLR-1, TLR-2 heterodímero (triacil) Peptideoglicano Lipoproteínas Micobactéria GPI (T. cruzi) Zimosan (levedura) TLR-2; TLR-6 heterodímero (diacil) ‘’ TLR-3 (produz citocinas antivirais e interferon) Dupla fita de RNA de vírus TLR-4 dímero (mais MD-2 (sinaliza a presença de lipopolissacarídeos bacterianos) e CD14 (receptor de macrófagos para lipopolis.)) LPS (bactéria Gram-negativa) Ácido lipoteicóico (bactérias Gram-positivas); infecções bacterianas comuns e do vírus sincicial respiratório TLR-5 Flagelina TLR-7 ssRNA TLR-8 Nucleotídeos ricos em G TLR-9 DNA CpG não-metilado Ligação do CD14: TLR-4 na ação eftiva dos macrófatos no lipopolissacarídeo bacteriano ● MD-2:TLR-4: ligação dentro da célula necessário p/ direcionamento do TLR-4 para a superfície e para o reconhecimento do LPS (lipopolissac. componente da parede celular de bactérias gram-negativas, indutora de reações no hospedeiro infectado através da expressão predominante de citocinas, como o TNF-alfa, produzida através da ativação das TLR-4 e TLR-5), que é ligada ao CD14, mandando um sinal p/ núcleo da célula, ativando o fator de transcrição NFkB ● Fator de transcrição NFkB: caminho usado pelos TLR para a formação de um peptídeo antimicrobiano em resposta a infecções, induzindo a resposta imune inata em vertebrados. ● Choque séptico: resultante de uma infecção bacteriana sistêmica incontrolável (septicemia) causado pela expressão predominante do TNF-alfa, causando um colapso no sistema circulatório e respiratório ● Sistema de secreção tipo 3: habilita a bactéria a secretar moléc. proteolíticas através da membrana das cél. de mamíferos p/ dentro do citosol dos macrófagos, tornando a bactéria Salmonella typhi (causa a febre tifóide) capaz de inibir o caminho de sinalização que leva à produção de TNF-alfa, tornando a resp. imune inata menos efetiva. Proteínas NOD ● Atuam como sensores intracelular de infecções bacterianas, presentes no citoplasma e tornam-se capazes de ligar-se a produtos microbiano e ativando o NFkb, iniciando a inflamação ● Contém domínios de oligomerização de ligação de nucleotídeos (NOD) e proteínas que recrutam caspases (.) expressas em cél. epiteliais que formam uma barreira (a NOD1 é um ativador de resp. imune e a NOD2 atua nas células de Paneth do intestino, induzindo a expressão de alfa-defensinas (peptídeo antimicrobiano); em macrófagos e células dendríticas (nesse caso, atuam em conjunto com os TLRs) ● Reconhecem fragmentos de proteoglicanos da parede cel. de bactérias; a NOD1 liga-se ao ácido diaminopimélico gama-glutâmico (iE-DAP; produto da decomposição dos proteoglicanos das bactérias gram-negativas) e a NOD2 liga-se ao dipeptideo uramil (bact. gram-positivas e negativas) Ativação dos Toll e proteínas NOD ● A ativação do NFkB pelo Toll e pelo NOD leva à produção de citocinas, quimiocinas e moléculas coestimulatória (indução da resp. imune adaptativa); as CD80 e CD86 são produzidas pelos macrófagos e cél. dendríticas em resposta a sinalização da LPS através do TLR-4, atuando em conjunto c/ peptídeos bacterianos antigênicos apresentados pelo MHC 2, que ativam cél. T CD4 virgens, encontradas através da migração das cél. dendríticas apresentadoras de antígeno p/ linfonodo, por onde passam cél. T virgens circulantes, estimuladas por citocinas (como TNF-alfa) ● Substâncias adjuvantes: induzem atividades coestimulatórias; misturas injetadas c/ antígenos proteicos para aumentar sua imunogenicidade, podendo conter componentes bacterianos que podem induzir macrófagos e cél. dendríticas do tecido p/ expressar moléc. coestimulatórias e citocinas
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