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Stella Fernandes - MEDUFMS/Turma LIII Defesa contra microrganismos infecciosos ○ Algumas substâncias estranhas não infecciosas ou restos de células danificadas podem gerar resposta imune ○ Sistema imune > células e moléculas responsáveis pela imunidade• Resposta imune > resposta coletiva e coordenada à entrada de substâncias estranhas pelo sistema imune > reação aos microrganismos independente da consequência fisiológica ou patológica • Mecanismos de proteção podem causar lesão tecidual e doenças • O termo imunidade é derivado da palavra latina imunitas, que signfica proteção contra processos legais oferecida aos senadores romanos durante seus mandatos. Imunidade Inata e Adaptativa Imunidade inata = Imunidade natural/nativa > defesa contra microrganismos nas primeiras horas ou dias após a infecção (antes que as repostas imunes adaptativas se desenvolvam) > mediada por mecanismos já existentes > resposta rápida contra os invasores • Reconhecimento e reação às substâncias microbianas e não microbianas > ANTÍGENOS ○ Imunidade adaptativa = Imunidade adquirida/específica > exposição a agentes infecciosos com consequente aumento da capacidade defensiva do organismo > exposição sucessiva ao microrganismo em questão • Patógenos evoluídos podem resistir à resposta imune inata, mas as respostas imunes adaptativas são mais fortes e especializadas, erradicando a infecção • Conexão entre imunidade adaptativa e imunidade inata > resposta imune inata fornece os primeiros sinais de perigo e estimula a resposta imune adaptativa <> resposta imune adaptativa intensifica os mecanismos protetores da imunidade inata • Sistema imune não reage contra antígenos e tecidos do próprio indivíduo > prevenção de reações contra células próprias sadias • IMUNIDADE SISTÊMICA > linfócitos percorrem todos os tecidos• Mecanismo de controle durante a resposta imune > previne a ativação excessiva de linfócitos > impede um dano colateral aos tecidos normais e previne respostas contra autoantígenos ○ Sistema de alças de feedback positivo > ativação de um pequeno grupo de linfócitos > amplificação da reação > mecanismo de controle de reações inapropriadas ou patológicas > erradicação da infecção • Imunidade adaptativa (como linfócitos com receptores antigênicos, anticorpos e tecidos linfoides) são encontrados apenas nos vertebrados mandibulados ○ CURIOSIDADE* > mecanismos de defesa do hospedeiro estão presentes em TODOS os organismos multicelulares > receptores antigênicos são proteínas com variabilidade limitada capazes de reconhecer antígenos (diferentes dos anticorpos e receptores de células T em humanos > altamente variáveis que surgiram tardiamente na evolução) • A defesa contra microrganismos é mediada por respostas sequenciais e coordenadas que são denominadas imunidade inata e adaptativa. Imunidade Inata < Defesa Inicial Receptores de imunidade inata > específicos para estruturas que são comuns a grupos de microrganismos relacionados > NÃO DISTINGUEM PEQUENAS DIFERENÇAS • Barreiras físicas e químicas > epitélios e agentes antimicrobianos produzidos nessas superfícies ○ Células fagocíticas (neutrófilos e macrófagos), células dendríticas (DCs), mastócitos, células natural killers (NK) e outras células linfoides inatas ○ Proteínas sanguíneas > componentes do sistema complementar + mediadores de inflamação + DCs + mastócitos > sentinelas em busca de microrganismos invasores ○ Componentes principais da imunidade inata:• Inflamação > recrutamento de fagócitos e leucócitos que destroem os microrganismos ○ Bloqueio de replicação viral (killing de células infectadas por vírus) > sem necessidade de reação inflamatória ○ Há duas reações principais:• O sistema imune inato responde quase imediatamente a microrganismos e células lesadas, e repetidas exposições invocam respostas imunes inatas praticamente idênticas. Imunidade Adaptativa Receptores altamente diversos > reconhecimento de vasto número de antígenos• Linfócitos B○ Linfócitos T○ Populações principais de linfócitos:• Determinantes ou epítopos > porções de antígenos complexos especificamente reconhecidas □ Resposta imune específica para antígenos distintos e para diferentes porções de um único complexo proteico, polissacarídico ou qualquer outra macromolécula ▪ Linfócitos individuais expressam receptores de membrana capazes de distinguir diferenças sutis na estrutura de epítopos distintos ▪ Um antígeno introduzido se liga (seleciona) às células do clone antígeno-específico preexistente e as ativa > reprodução celular > milhares de descendentes com a mesma especificidade > EXPANSÃO CLONAL □ REPERTÓRIO DOS LINFÓCITOS > número total de especificidade antigênicas em um indivíduo > 107 a 109 determinantes antigênicos distintos > DIVERSIDADE > variabilidade dos receptores antigênicos dos linfócitos nas estruturas dos sítios de ligação ao antígeno □ SELEÇÃO CLONAL > clones de linfócitos com diferentes especificidades estão presentes em indivíduos não imunizados > capacidade de reconhecer e responder aos antígenos estranhos antes e independentemente da exposição ao antígeno ▪ Existem muitos clones distintos de linfócitos e cada clone possui um único receptor antigênico e, consequentemente, uma única especificidade antigênica, contribuindo para um repertório total extremamente diverso ▪ Diferentes receptores antigênicos para diferentes clones de células T e B > receptores clonalmente distribuídos ▪ Especificidade e diversidade○ Memória○ Propriedades do sistema imune adaptativo• A resposta imune adaptativa é mediada por células chamadas linfócitos e seus produtos. Imunidade Inata Página 1 de Princípios Existem muitos clones distintos de linfócitos e cada clone possui um único receptor antigênico e, consequentemente, uma única especificidade antigênica, contribuindo para um repertório total extremamente diverso ▪ Diferentes receptores antigênicos para diferentes clones de células T e B > receptores clonalmente distribuídos ▪ Exposição do sistema imune a um antígeno estranho aumenta sua capacidade de responder novamente àquele antígeno > RESPOSTA IMUNE SECUNDÁRIA > rápidas, com maior magnitude e diferentes da primeira resposta imune (primária) àquele antígeno ▪ Células de memória de vida longa > exposição a determinado antígeno ▪ Após a resposta primária, as células de memória se acumulam e se tornam mais numerosas e, em uma resposta imune secundária, reagem mais rápida e vigorosamente ao desafio antigênico ▪ Respostas aumentadas a exposições persistentes ou recorrente de um mesmo antígeno ▪ Memória○ Eliminação de linfócitos que expressam receptores específicos para alguns autoantígenos, inativando linfócitos autorreativos ou suprimindo essas células através de células reguladoras □ Não reatividade ao próprio antígeno > mantida por diversos mecanismos:▪ Anormalidades na indução ou manutenção dessa propriedades desencadeiam respostas imunes contra os autoantígenos (antígenos autólogos) > DOENÇAS AUTOIMUNES ▪ Autotolerância ○ Imunidade Humoral e mediada por celulas Reconhecimento de antígenos microbianos, neutralização da infectividade dos microrganismos e marcação dos microrganismos para eliminação pelos fagócitos e pelo sistema complementar ○ PRINCIPAL MECANISMO DE DEFESA contra microrganismos e suas toxinas ○ Localizados fora das células > lúmen dos tratos gastrointestinais e respiratórios e no sangue > anticorpos secretados se ligam aos microrganismos e toxinas > neutralizam-nos e os eliminam ○ Imunidade humoral > mediada por moléculas no sangue e em secreções mucosas > anticorpos produzidos por LINFÓCITOS B • Vírus infectam e se replicam em diversas células do hospedeiros ▪ Muitos microrganismos são ingeridos e sobrevivem dentro dos fagócitos > microrganismos inacessíveis aos anticorpos circulantes ○ Destruição de microrganismos dentro dos fagócitos + mortedas células infectadas (para eliminar os reservatórios da infecção) ○ Imunidade mediada por células (imunidade celular) > mediada por LINFÓCITOS T • Existem dois tipos de respostas imunes adaptativas, denominadas imunidade humoral e imunidade mediada por células, as quais são induzidas por diferentes tipos de linfócitos e atuam para eliminar diferentes tipos de microrganismos. Imunidade induzida pela exposição a um antígeno estranho > IMUNIDADE ATIVA > indivíduo imunizado tem papel ativo na resposta ao antígeno • Indivíduos e linfócitos que nunca encontraram um antígeno particular são considerados naive > ambos são imunologicamente inexperientes • Indivíduos que responderam a um antígeno microbiano e estão protegidos de exposições subsequentes àquele microrganismo são ditos imunes • Transferência de anticorpos maternos através da placenta para o feto > recém-nascido combatem infecções por vários meses até eles próprios desenvolverem a capacidade de produzirem anticorpos ○ Resistência rápida sem necessidade de esperar o desenvolvimento de uma resposta imune ativa ○ Imunização passiva contra toxinas potencialmente letais pela administração de anticorpos de animais ou pessoas imunizadas ○ Imunodeficiências genéticas > imunização passiva pela transferência de um pool de anticorpos de doadores saudáveis ○ Transferência de anticorpos > imunidade adquirida por um indivíduo que nunca encontrou o antígeno > IMUNIDADE PASSIVA • A reação indica que o indivíduo sensibilizado é capaz de montar uma resposta protetora ao microrganismo ○ Cenário clínico > imunidade a um microrganismo previamente encontrado é avaliado indiretamente > ensaios detectam a presença de produtos das respostas imunes (anticorpos séricos específicos para antígenos microbianos) + administração de substâncias purificadas de microrganismos e suas reações a antígenos (em indivíduos que entraram previamente em contato com o antígeno = indivíduos sensibilizados) • A imunidade protetora contra um microrganismo normalmente pode ser fornecida tanto pela resposta do hospedeiro ao microrganismo quanto pela transferência de anticorpos que defendem contra o microrganismo. Iniciacao e desenvolvimento das respostas imunes adaptativas Antígenos entram no organismo através de barreiras epiteliais > resposta imune se desenvolve em órgãos linfoides periféricos (secundários) • APC especializada > células dendríticas > capturam antígenos microbianos que entram no organismo, transportam até os órgãos linfoide e os apresentam aos linfócitos T naive ○ Iniciação da resposta imune > antígenos são capturados e expostos aos linfócitos específicos > células apresentadoras de antígeno (APCs) • Células efetoras > macrófagos e neutrófilos > participam da eliminação do antígeno ○ Ativação de linfócitos naive pelo antígeno > proliferação celular > aumento do número de clones antígeno-específicos > expansão clonal > diferenciação dos linfócitos ativados em células capazes de eliminar o antígeno > células efetoras > medeiam o efeito final da resposta imunes > células de memória > sobrevivência por longos períodos e manutenção de fortes respostas após encontros repetidos com o antígeno • Ativação de linfócitos demoram alguns dias > resposta inata é essencial para proteção do organismo durante esse período • Resposta imune adaptativa erradica a infecção > estímulo para ativação dos linfócitos se dissipa > células efetoras morrem > declínio da resposta imune > células de memória permanecem • As respostas imunes adaptativas se desenvolvem em diversas etapas, iniciando pela captura do antígeno, seguida pela ativação de linfócitos específicos. TODAS as células do sistema imune secretam alguma citocina e expressam ○ Interações mediadas por citocinas > grupo de proteínas secretadas que regulam e coordenam atividades das células da imunidade inata e adaptativa • As células do sistema imune interagem umas com as outras e com outras células do hospedeiro durante os estágios de iniciação e efetor das respostas imunes inata e adaptativa. Página 2 de Princípios TODAS as células do sistema imune secretam alguma citocina e expressam receptores de sinalização específicos para diversas citocinas ○ Promoção de crescimento e diferenciação das células imunes○ Ativação das funções efetoras de linfócitos e fagócitos ○ Estimulação de movimento direcionado das células imunes a partir do sangue para outros tecidos e dentro dos tecidos ○ Interações mediadas por citocinas > grupo de proteínas secretadas que regulam e coordenam atividades das células da imunidade inata e adaptativa • Quimiocinas > subgrupo das citocinas que regulam a migração e movimento celular • As células do sistema imune interagem umas com as outras e com outras células do hospedeiro durante os estágios de iniciação e efetor das respostas imunes inata e adaptativa. Imunidade humoral Polissacarídeos + lipídeos > estimulam a secreção principalmente do anticorpo da classe das imunoglobulinas M (IgM) ▪ Proteínas > induzem a produção de anticorpos de diferentes classes > IgG, IgA e IgE ▪ Antígenos que elicitam resposta imune > proteínas, polissacarídeos, lipídeos e moléculas pequenas ○ Clone de células B > expressão de um receptor antigênico de superfície celular > anticorpo ligado à membrana com especificidade antigênica única • Motivo pelo qual as células T são chamadas de células auxiliares○ Alguns antígenos não proteicos elicitam a resposta sem a participação de células T auxiliares ○ Resposta das células B requer sinais de ativação das células T CD4+ • Alguns plasmócitos migram para a medula óssea ou tecidos de mucosa e vivem por anos, produzindo continuamente baixos níveis de anticorpos > proteção imediata em caso de reinfecção ○ Plasmócitos secretam anticorpos com o mesmo sítio de ligação ao antígeno > receptor antigênico da superfície celular que reconheceu primeiro o antígeno • Maturação de afinidade > células T auxiliares estimulam a produção de anticorpos com afinidade aumentada ao antígeno > melhora da qualidade da resposta imune humoral • Anticorpos se ligam aos microrganismos e os impedem de infectar as células > neutralização > único mecanismo da imunidade adaptativa que impede uma infecção ○ Meia-vida na circulação de três semanas (outras classes tem meia-vida de poucos dias) ▪ Anticorpos IgG recobrem os microrganismos e os marcam para fagocitose > fagócitos (neutrófilos e macrófagos) expressam receptores para partes das moléculas de IgG ○ Sistema complementar é ativado por IgM e IgG > produtos promovem a fagocitose e a destruição dos microrganismos ○ IgA é secretada pelo epitélio da mucosa e neutraliza microrganismos no lúmen dos tecidos de mucosa, tratos respiratórios e gastrointestinal > microrganismos inalados e ingeridos não infectam o hospedeiros ○ IgG materna é ativamente transportada através da placenta e protege o recém-nascido até que o sistema imune do bebê esteja maduro ○ Células de memória > proteção efetiva > ativadas pelo microrganismos > rápida diferenciação > grande número de plasmócitos ○ Formas de combate de microrganismos:• Linfócitos B que reconhecem antígenos proliferam e se diferenciam em plasmócitos que secretam diferentes classes de anticorpos com funções distintas. Imunidade mediada por celulas Não produzem moléculas de anticorpo • Receptores antigênicos > moléculas de membranas distintas estruturalmente relacionadas aos anticorpos • Reconhecem e respondem aos antígenos associados à superfície celular, mas não aos antígenos solúveis ○ Especificidade restrita para antígenos > reconhecimento de peptídeos derivados das proteínas estranhas que estão ligadas às proteínas do hospedeiros > complexo principal de histocompatibilidade > expressas nas superfícies de outras células • Células T auxiliares > secreção de citocinas• Linfócitos T citotóxicos/citolíticos (CTLs) > produção de moléculas que matam outras células•Células T reguladoras > inibição de resposta imune • Os linfócitos T, células da imunidade celular, reconhecem os antígenos dos microrganismos associados às células e diferentes tipos de células T auxiliam os fagócitos a destruir esses microrganismos ou matar as células infectadas. Ativação nos órgãos linfoides secundários > linfócitos T naive se diferenciam em células efetoras > migração para os sítios de infecção > encontro das células efetoras e dos microrganismos associados a célula > ativação > eliminação dos microrganismos • Algumas células T auxiliares CD4+ secretam citocinas que ajudam as células B a produzir um anticorpo da classe IgE > ativam os eosinófilos (tipo de leucócito capaz de matar parasitas grandes demais para serem fagocitado) ○ Algumas células T auxiliares CD4+ permanecem nos órgãos linfoides > estimulam respostas das células B ○ Células T auxiliares CD4+ > secretam citocinas que recrutam leucócitos > estimulação da produção de substâncias microbicidas nos fagócitos > auxiliam os fagócitos a matar os patógenos infecciosos • CTLs CD8+ matam as células que abrigam microrganismos no citoplasma > vírus que infectam muitos tipos celular + bactérias que são ingeridas pelos macrófagos, mas escapam das vesículas fagocíticas no citoplasma (inacessíveis à maquinaria de morte dos fagócitos) > destruição das células infectadas > CTLs eliminam reservatórios de infecção • CTLs matam as células tumorais que expressam antígenos estranhos • Diferentes classes de linfócitos podem ser distinguidas pela expressão de proteínas de superfície celular, muitas das quais são denominadas por um único número “CD”, tais como CD4 ou CD8. Página 3 de Princípios
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