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Introdução: A imunidade inata é a primeira linha de defesa contra micro-organismos Alguns componentes do sistema imune inato de mamíferos são semelhantes do encontrado com plantas, o que sugere que evoluíram de um ancestral em comum – EX: Defensina = peptídeo toxico a bactérias e fungos são encontradas em plantas e mamíferos com a mesma estrutura Receptores semelhantes a Toll: proteínas que respondem a micro-organismos patogênicos através da ativação de mecanismos de defesa antimicrobianos nas células em que são expressos – encontrados desde insetos até mamíferos A imunidade inata desempenha 3 grandes funções: ❖ Faz a primeira resposta a micro-organismos – as barreiras vão impedir a entrada dos micro-organismo; os fagócitos residentes e recrutados vão conferir proteção aos tecidos caso as barreiras sejam ultrapassadas e as proteínas plasmáticas e alguns fagócitos vão fazer a proteção caso o micro-organismo caia na corrente sanguínea ❖ Responsáveis pelo processo de reparo tecidual – seus mecanismos reconhecem os produtos das células mortas ou danificadas ❖ Estimula as respostas imunes adaptativas, podendo torna-las mais eficiente – os diferentes componentes da resposta inata respondem de formas diferenciadas a diferentes micro-organismos, influenciando o tipo de resposta adaptativa a ser desenvolvida As duas principais respostas do sistema imune inato são: inflamação e a defesa antiviral Inflamação: recrutamento dos leucócitos e proteínas plasmáticas ao sitio de infecção p/ destruir e eliminar os agentes ofensores Defesa antiviral: é composta por alterações nas células que impedem a replicação viral e aumentam a suscetibilidade à morte por linfócitos, eliminando os reservatórios virais intracelulares Reconhecimento de micro- organismos e estruturas orgânicas danificadas pelo S.I.I: O sistema imune inato reconhece estruturas moleculares que são características de patógenos microbianos, mas não de células mamíferas Padrões moleculares associados a patógenos (PAMP): são as substancias microbianas que estimulam a imunidade inata – diferentes classes de micro-organismos (bactérias, vírus, etc) expressam diferentes PAMP Essas estruturas (PAMP) incluem ácidos nucleicos, proteínas, lipídeos e carboidratos sintetizados por micro-organismos O sistema imune inato reconhece produtos microbianos que são frequentemente essenciais á sobrevivência destes micro-organismos – EX: O RNA viral de fita dupla (essencial aos micro-organismos), o qual desempenha a função de replicação de certos vírus Exemplos de estruturas também reconhecidas pela imunidade inata são a LPS e o ácido lipoteicoico – moléculas necessárias p/ a sobrevivência bacteriana!! O sistema imune inato também reconhece moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas (não por apoptose) – essas moléculas são denominadas Padrões de moléculas associadas a danos (DAMP) As DAMP podem ser originadas como resultado de processos de infecção mas também podem ser resultados de lesões celulares causadas por diversos mecanismos como toxinas, queimaduras, etc A imunidade inata possui diversos receptores, espalhados pelo corpo, em células, proteínas etc, para reconhecer as PAMP e DAMP – moléculas de reconhecimento da imunidade inata são = fagócitos (macrófagos e neutrófilos), células dendríticas, células epiteliais, entre outras Receptores de reconhecimento de padrões: são receptores celulares de patógenos e moléculas associadas a lesões – tais receptores são expressos na membrana plasmática e no citoplasma de diversas células Quando esses receptores se ligam aos PAMP ou DAMP, eles ativam eventos de transdução de sinal que promovem as funções antimicrobianas e pró- inflamatórias das células em que são expressas As proteínas presentes no sangue também são capazes de reconhecer os PAMPs, o que facilita a eliminação de micro-organismos no sangue Por que os receptores da imunidade adaptativa possui um repertório mais amplo que os receptores da imunidade inata? Os receptores da imunidade inata são codificados por genes em sua sequencia germinativa, enquanto os receptores da imunidade adaptativa são gerados por mecanismos de recombinação somática a partir de genes receptores em precursores de linfócitos maduros Uma característica importante do sistema imune inato é que ele não reage contra células e tecidos normais e saudáveis – determinado pela especificidade dos mecanismos da imunidade inata a PAMP e DAMP e por proteínas reguladoras que impedem a ativação de diversos componentes da imunidade inata Receptores celulares de reconhecimento de padrões: Os receptores de reconhecimento de padrões são associados a vias intracelulares de transdução de sinal que ativam diversas respostas celulares, incluindo a produção de moléculas que promovem a inflamação e defesa contra micro-organismos Receptores semelhantes a Toll (TLR): O gene Toll foi originalmente identificado em Drosophila como responsável pelo estabelecimento do eixo dorsoventralmente durante a embriogênese. Posteriormente foi descoberto que a proteína Toll também medeia respostas antimicrobianas nestes organismos. Esta descoberta possibilitou à identificação de homólogos a Toll em mamíferos, que foram denominados receptores semelhantes a Toll. Os TLR são uma classe de receptores localizados na membrana plasmática e estruturas endossômicas, estão presentes em: Células dendríticas; Linfócitos B; Fagócitos; Outros grupos celulares. células endoteliais Esta classe de receptores possui a capacidade de reconhecer padrões moleculares e desencadear respostas pró-inflamatórias relacionadas aos mais variados microrganismos. TLR 1, 2, 4, 5 e 6 são expressos na membrana plasmática, onde reconhecem diversos PAMPs no ambiente extracelular. TLR 3, 7, 8 e 9 são expressos principalmente no interior das células, no retículo endoplasmático e nas membranas endossômicas, onde detectam diferentes DAMPs. Receptores citosólicos de PAMP e DAMP: Além dos TLR, o sistema imune inato apresenta células equipadas com receptores de reconhecimento de padrões que detectam infecções ou danos celulares no citoplasma. As duas principais classes destes receptores citoplasmáticos são: receptores semelhantes a NOD e receptores semelhantes a RIG. → Receptores semelhantes a NOD: Esse tipo de receptor compreende uma família com mais de vinte proteínas citosólicas diferentes, algumas das quais são capazes de reconhecer PAMPs e DAMPs e recrutam outras proteínas para formar complexos de sinalização que promovem a inflamação. Estes receptores PRRs no citoplasma das células sugerem a existência de uma segunda linha de defesa capaz de ativar a resposta imune inata, caso haja a passagem de um agente patogênico através das barreiras primárias localizadas no meio extracelular e dos receptores TLRs localizados na membrana citoplasmática. Essa família de proteínas é chamada de NOD (proteína contendo domínio de oligomerização nucleotídica). São encontrados em diversos tipos celulares, como: células imunológicas, inflamatórias e barreiras epiteliais. As moléculas NOD1 e NOD2, são expressas no citoplasma de derivados tipos celulares. - NOD1: reconhece substâncias derivadas, principalmente de bactérias gram-negativas (dipeptídeo iE-DAP). - NOD2: reconhece uma molécula chamada dipeptídeo muramil (MDP), presentes em bactérias gram-negativas e gram-positivas. É bastante expresso nas células intestinais de Paneth, onde estimula a expressão de defensinas (substância antimicrobiana) → Receptores semelhantes a RIG: São sensores citosólicos de RNA viral que respondem a ácidos nucleicosde vírus através da indução da produção de interferons antivirais de tipo I. São expressos por leucócitos e outras células teciduais. Reconhecem RNA de fita simples e dupla, inclusive os genomas de vírus de RNA transcritos de RNA e DNA vírus. Os dois RLR mais bem caracterizados são: - RIG-1: reconhece RNA de fita simples, mas também pode reconhecer pequenos fragmentos de RNA de fita dupla. - MDA-5: reconhece fragmentos longos de RNA de fita dupla. Outros receptores celulares: Atuam reconhecendo carboidratos presentes na superfície de microrganismos, facilitando a fagocitose destes patógenos e estimulando o desenvolvimento das respostas imunológicas adaptativas subsequentes. Esses receptores pertencem a família das lectinas de tipo C, assim denominadas por se ligarem a carboidratos de modo dependente de Ca++. Essas proteínas podem ser encontradas, nos seguintes locais: Sangue; Células dendríticas; Fluidos extracelulares; Algumas células teciduais; Macrófagos. Os principais tipos de receptores de carboidratos são: receptores de manose e dectinas. Receptores de manose: Esses receptores reconhecem certos açucares terminais presentes nos carboidratos da superfície microbiana (D-manose, L-fucose e Nacetil-D- Glucosamina). Dectinas: Dectinas são receptores de célula dendrítica que reconhecem padrões de dois estágios do ciclo de vida dos fungos. A dectina 1 reconhece a forma A dectina 2 reconhece hifas (oligossacarídeos ricos em manose) de Candida . Receptores scavenger: Os receptores scavenger pertencem a um grupo de proteínas de membrana celular e encontra-se presente em macrófagos. Esses receptores atuam como correceptores no reconhecimento e reposta ao ácido lipoteicoico e aos lipopetídeos diacilados de origem bacteriana. Receptores M-FORMIL e MET- LEUL-PHE: São expressos por neutrófilos e macrófagos e atuam reconhecendo peptídeos bacterianos contendo resíduos de metionida N-formilados (N- formilmetionil) e estimulam o movimento direcionada das células, além de permitir que os fagócitos detectem e respondam preferencialmente proteínas bacterianas. Componentes celulares do sistema imune inato: As células do sistema imune inato desempenham várias funções que são extremamente importantes para a defesa contra os microrganismos. Barreiras epiteliais: As células epiteliais formam barreiras físicas entre os microrganismos do ambiente externo e os tecidos do hospedeiro, como mucosas e pele. Além disso, essas células sintetizam substâncias químicas antimicrobianas que impedem a entrada dos microrganismos. Os principais peptídeos antimicrobianos produzidos são: defensinas e catelicidinas. → Defensinas: As defensinas são pequenos peptídeos catiônicos, com cerca de 29 a 34 aminoácidos de comprimento, que apresentam três pontes de dissulfeto intracadeias. São produzidas por células epiteliais de superfícies de mucosa e por leucócitos contendo grânulos, incluindo neutrófilos, células NK e linfócitos T citotóxicos. Essas substâncias apresentam efeitos tóxicos aos microrganismos e também ativam as células envolvidas nas respostas inflamatórias a microrganismos. → Catelicidinas: As catelicidinas são produzidas por neutrófilos e diversas barreiras epiteliais, incluindo a pele, o trato gastrointestinal e o trato respiratório. Sua função é proteger contra infecções por múltiplos mecanismos, incluindo efeitos tóxicos diretos a uma ampla gama de microrganismos e a ativação de diversas respostas em leucócitos e outro tipos celulares. A catelicidina é produzida como precursor que é proteoliticamente clivado em dois peptídeos. Fagócitos: Os fagócitos são células capazes de internalizar e matar os microrganismos e respondem aos microrganismos produzindo diversas citocinas que promovem a inflamação e aumentam a função antimicrobiana das células do hospedeiro no sitio de infecção. Os principais fagócitos são: Macrófagos (também realizam o reparo de tecidos danificados); Neutrófilos. Células dendríticas: As células dendríticas são derivadas da medula óssea, apresentam longos prolongamentos citoplasmáticos e são encontrados abundantemente em epitélios e muitos tecidos do corpo. Por apresentarem diversos tipos diferentes de TLR e receptores citoplásmicos de reconhecimentos de padrões, essas células são capazes de reconhecer microrganismos invasores. As células dendríticas plasmocitoides são relevantes, pois é a maior fonte de citocinas antivirais (interferons do tipo I), sintetizadas em resposta às infecções virais. Além disso, realizam a internalização de antígenos proteicos microbianos e apresentam para linfócitos T virgens nos órgãos linfoides secundários. Células NK: As células NK são linfócitos diferentes dos linfócitos T e B, que desempenha funções importantes nas respostas imunes inatas, principalmente contra vírus e bactérias intracelulares. Essas células são capazes de matar células infectadas sem a necessidade de expansão clonal e diferenciação. Esses linfócitos não expressam receptores de antígenos como os dos linfócitos B e T. As NK são capazes de diferenciar células infectadas e sob estresse de células, e sua ativação é regulada através do equilíbrio entre sinais gerados por receptores de ativação e de inibição. Estão em menor número no sangue e no baço, são raras em outros órgãos linfoides e muito encontradas no fígado e no útero gravídico. → Reconhecimento das células infectadas e sob estresse: As NK são capazes de diferenciar células infectadas e sob estresse de células, e sua ativação é regulada através do equilíbrio entre sinais gerados por receptores de ativação e de inibição. Os receptores de inibição reconhecem ligantes que são normalmente expressos em células saudáveis. Já os receptores de ativação reconhecem ligantes em células infectadas e danificadas. Células em condições normais expressam o complexo MHC de classe I, e muitos vírus e outros eventos que estressam as células levam à perda da expressão dessas moléculas. Diante disso as NK interpretam a presença das moléculas de MHC de classe I como marcadores de células normais. → Receptores de inibição das células NK: Os receptores inibidores das células NK apresentam uma característica em comum em suas caudas citoplasmáticas, chamado motivo de inibição à base de tirosina do imunorreceptor (ITIM), que se liga às moléculas que bloqueiam as vias de sinalização dos receptores de ativação. Os principais grupos de receptores são: - Receptores imunoglobulina-símile de células killer (KIR): são membros da superfamília da imunoglobulina (Ig). Os KIR se ligam a diversas moléculas de MHC de classe I; - CD94/KNG2A: é um receptor heterodímero que reconhece a molécula de MHC de classe I denominada de HLA-E. Pertencem a família das lectinas de tipo C, que inclui proteínas que se ligam a carboidratos. - Receptores leucocitários Ig-símile (LIR): também é membro da superfamília da Ig que se liga a moléculas de MHC de classe I, porém com menor afinidade que os KIR. → Receptores de ativação das células NK: A maioria dos receptores de ativação das células NK apresentam uma característica em comum em suas caudas citoplasmáticas, chamado de motivo de ativação à base de tirosina do imunorreceptor (ITAM), que participa de eventos de sinalização que promovem a morte da célula alvo e a secreção de citocinas. Os principais tipos de receptores de ativação, são: - NKG2D: participa da família das lectinas de tipo c e se liga a proteínas semelhantes às moléculas de MHC de classe I (MIC-A e MICB), que estão presentesem células infectadas por vírus e células tumorais. - CD16: é um receptor de baixa afinidade por anticorpos IgG. Ele se liga à região Fc de certos tipos de anticorpos e gera sinais de ativação que fazem com que as células NK matem as células infectadas. → Citocinas e as células NK: Algumas citocinas do sistema imune inato (IL-12, IlL- 15, IL-18 e interferon de tipo I) aumentam a atividade citotóxica das células NK e aumenta a produção da citocina IFN-γ secretada pelas células NK que atuam aumentando a capacidade dos macrófagos de matarem bactérias fagocitadas. Além disso algumas citocinas são fatores importantes para o crescimento das células NK. → Funções efetoras das células NK: Quando as células NK são ativadas, a exocitose de seus grânulos libera proteínas nas proximidades das células-alvo. Uma das proteínas presentes nos grânulos é denominada de perforina, ela facilita a entrada de outras proteínas presentes no grânulo (granzimas) no citoplasma da célula-alvo. As grazimas são enzimas que provoca a morte das células-alvo por apoptose. Mastócitos: Os mastócitos são células que apresentam abundantes grânulos citoplasmáticos e encontra-se presente na pele e no epitélio de mucosa. Seus grânulos contem diversos mediadores inflamatórios que são liberados quando essas células são ativadas por produto microbianos ou por um mecanismo especial dependente de anticorpo. Os grânulos contem aminas vasoativas (como a histamina), que provocam vasodilatação e aumento da permeabilidade capilar, e enzimas proteolíticas que podem matar bactérias ou inativar toxinas microbianas. Além disso também produzem mediadores lipídicos e citocinas. Mediadores humorais da imunidade inata: Diferentes tipos de moléculas que reconhecem microrganismos e promovem respostas inatas são encontradas em forma solúvel no sangue e nos fluídos extracelulares. Essas moléculas forma a primeira linha de defesa contra patógenos presentes fora das células do hospedeiro. As moléculas efetoras solúveis atuam de duas formas principais: • Atuam como opsoninas: essas moléculas ligam-se aos microrganismos e aumentam a capacidade de fagocitose pelos fagócitos e as células dendríticas. • Promovem respostas inflamatórias: essas respostas inflamatórias induzem o recrutamento adicional de mais fagócitos para os sítios de infecção. Anticorpos naturais: Imunoglobulinas produzidas por um subtipo de linfócito B que possui um número limitado de especificidades. Estão presentes antes da infecção e reconhecem padrões comuns aos microrganismos ou células estranhas ou mortas. Geralmente são específicos para moléculas de carboidrato ou lipídio. Sistema complemento: O sistema complemento é formado por várias proteínas plasmáticas que trabalham juntas na opsonização de microrganismos, promovendo o recrutamento de fagócitos para o sítio de infecção e, em alguns casos, na morte direta de patógenos. Ativação do sistema complemento podo ocorrer através de três vias distintas: via clássica, via alternativa e via das lectinas. → Via clássica: Utiliza uma proteína plasmática denominada C1q para detectar anticorpos à superfície de um microrganismo ou outra estrutura. Após a ligação de C1q à porção Fc dos anticorpos, duas serinas proteases associadas, chamadas C1r e C1s, são ativadas e iniciam a cascata proteolítica das demais proteínas do sistema complemento. Além disso outras proteínas solúveis, denominadas de pentraxinas, podem se ligar a C1q e iniciar a via clássica. → Via alternativa: É desencadeada, a partir do momento que uma proteína do sistema complemento denominada de C3, reconhece estruturas especificas da superfície microbiana, como o LPS bacteriano. Esta via diferencia estruturas próprias de microrganismos com base na presença ou ausência de proteínas reguladoras que estão presentes apenas em mamíferos. → Via das lectinas: É inicializada por uma proteína plasmática conhecida como lectina ligante de manose (MBL), que reconhece resíduos terminais de manose presentes em glicolipídios microbianos. Após a ligação da MBL aos microrganismos, dois zimógenos chamados MASP1 (serina protease associada a lectina ligante de manana) e MASP2 se associam a ela e iniciam as etapas proteolíticas finais idênticas às da via clássica. → Finalização da atuação do sistema complemento: O reconhecimento de microrganismos por qualquer uma das três vias do sistema complemento resulta no recrutamento sequencial e na montagem de um complexo denominado de C3 convertase. A C3 convertase cliva a proteína central do sistema complemento (C3) produzindo C3a e C3b. C3b se liga de forma covalente à superfície microbiana onde a via do sistema complemento foi ativada. C3a estimula inflamação por agir como quimiotático para neutrófilos. O C3b se liga a outras proteínas do sistema complemento formando uma protease chamada C5 convertase, que cliva C5 gerando C5a e C5b. C5b permanece ligado à membrana microbiana, já o C5a, além de ser quimiotático, induz alterações nos vasos sanguíneos, levando ao extravasamento de proteínas plasmáticas e fluídos nos sítios de infecção. O C5b da inicio a formação de um complexo proteico do sistema complemento formado por C6, C7, C8 e vários C9, que são montados em uma estrutura denominada de complexo de ataque à membrana (MAC). Esse MAC é responsável por provocar a lise das células em que o complemento é ativado. Pentraxinas: As pentraxinas são proteínas plasmáticas que reconhecem estruturas microbianas e participam da imunidade inata. Os principais membros desta família são: • Pentraxinas curtas: CRP e SAP que se ligam a diversas espécies de bactérias e fungos. • Pentraxinas longas: PTX3 que reconhece diversas moléculas de fungos, de algumas bactérias gram-positivas e gram-negativas e de vírus. CRP, SAP e PTX3 ativam o sistema complemento por ligação a C1q, iniciando a via clássica. Células do fígado produzem a CRP E SAP. Já as PTX3 são sintetizadas por células dendríticas, macrófagos, células endoteliais e também são armazenadas em grânulos de neutrófilos. Colectinas: As colectinas pertencem a uma família de proteínas triméricas ou hexaméricas, em que cada subunidade contém uma cauda colagenosa conectada à região do pescoço por uma cabeça de lectina do tipo C. Três membros desta família atuam como moléculas efetoras solúveis no sistema imune inato, são elas: • Lectina ligante de manose (MBL): se liga a terminais dos carboidratos ricos em manose e fucose e atua como uma opsonina. • Proteínas surfactantes pulmonares SP-A e SP-D: são colectinas com propriedades lipofílicas. São encontradas nos alvéolos pulmonares e se ligam aos microrganismos atuando como opsoninas, facilitando sua ingestão por macrófagos alveolares. Também podem inibir o crescimento bacteriano e ativar macrófagos. Ficolinas: São proteínas plasmáticas, estruturalmente similares às colectinas, porém ao invés de apresentar lectinas do tipo C, têm um domínio de reconhecimento de carboidratos. Estas proteínas se ligam a diversas espécies de bactérias, opsonizando-as e ativando o sistema complemento de maneira similar à MBL. A resposta inflamatória: A principal forma pela qual o sistema imune inato lida com infecções e lesões teciduais é através da indução da inflamação aguda, que compreende o acúmulo de leucócitos, proteínas plasmáticas e fluidos derivados dos sangues em um sitio de infecção ou lesão no tecido extravascular. O principal leucócito que é recrutado do sangue aos sítios de infecção aguda é o neutrófilo, mas monócitos circulantes, que viram macrófagos nos tecidos, tornam-se cada vez mais proeminentes com o passar do tempo. Esses leucócitosrealizam funções efetoras que matam os patógenos e iniciam o reparo do dano tecidual. Para a chegada de proteínas plasmáticas (proteínas do sistema complemento, anticorpos e as proteínas de fase aguda) nos sítios inflamatórios, ocorre alterações reversíveis nos vasos sanguíneos do tecido infectado ou danificado. Estas alterações incluem: ➢ Aumento do fluxo sanguíneo, através da dilatação arteriolar; ➢ Maior adesão dos leucócitos circulantes ao revestimento endotelial das vênulas; ➢ Aumento da permeabilidade de capilares e vênulas às proteínas plasmáticas e aos fluidos. Todas essas alterações são induzidas por citocinas e por pequenos mediadores moleculares derivados de células residentes nos tecidos, como mastócitos, macrófagos e células endoteliais, em resposta a estimulação de PAMP e DAMP. Fator de necrose tumoral: O TNF-a é o primeiro a ser sintetizado por macrófagos, células dendríticas e outras células. O principal estímulo para a sua produção é a presença de lipopolissacarídeos presentes na membrana de bactérias gram-negativas. Após ser produzido e liberado, o TNF-a irá ligar- se a receptores específicos denominados de receptores de TNF (TNF-R) I e II, para que possa produzir o seu efeito biológico. Atua nas células endoteliais promovendo vasodilatação e estimulandoas a secretarem citocinas que tem ação quimiotáxica em relação aos leucócitos, desta forma promovendo um processo inflamatório local que possibilita o combate a quadros infecciosos. No hipotálamo ele age como pirógeno endógeno induzindo febre, enquanto que no fígado vai estimular a produção das proteínas da fase aguda do processo inflamatório e de fibrinogênio. E além disso, podem destruir algumas células tumorais ou infectadas por vírus, ativando as caspases e induzindo a apoptose. Os músculos e o tecido adiposo iniciam catabolismo. Interleucina 1: A Interleucina 1 é primariamente produzida por macrófagos, neutrófilos, células endoteliais e epiteliais. A IL-1 produz a inflamação sistêmica. e estimula o hipotálamo anterior, causando febre. Além disso também estimula o fígado a sintetizar proteínas de fase aguda. Interleucina 6: A Interleucina 6 é uma citocina pró-inflamatória produzida por diversas células, incluindo células endoteliais, linfócitos T e macrófagos. A IL-6 induz a diferenciação de linfócitos B em células produtoras de anticorpos, a proliferação de linfócitos T e a produção de proteínas de fase aguda e fibrinogênio. Fagocitose e morte dos micro- organismos: A fagocitose é um processo ativo (depende de energia), onde partículas grandes são colocadas em vesículas. As vesículas fagocíticas se fundem aos lisossomos, onde as partículas ingeridas são destruídas. Os neutrófilos e os macrófagos expressam receptores que especificamente reconhecem os microrganismos, e a ligação deste patógenos a estes receptores é a primeira etapa da fagocitose. Os principais receptores são: Receptores de reconhecimento de padrões (PPRs); Receptores para a porção Fc de anticorpos; Receptores para o componente C3 do sistema complemento e para citocinas. A fusão dos vacúolos fagocíticos com os lisossomos resulta na formação dos fagolisossomos, onde está concentrada a maioria dos mecanismos microbicidas. Existem Três tipos de mecanismos microbicidas principais, são eles: espécies reativas de oxigênio, óxido nítrico e enzimas proteolíticas. Espécies reativas de oxigênio: Os neutrófilos e os macrófagos ativados convertem o oxigênio molecular, através da oxidase fagocitária, em espécies reativas de oxigênio (ROS), que são agentes oxidativos altamente reativos (superóxido e peróxido de hidrogênio) que destroem microrganismos e outras células. O processo de produção de ROS é denominado de explosão (ou burst) respiratório, uma vez que ocorre durante o consumo de oxigênio (respiração celular). A produção de ROS é importante para a função da oxidase fagocítica e promove condições favoráveis no interior do vacúolo fagocíticos, necessárias à atividade das enzimas proteolíticas. Óxido nítrico: Os macrófagos produzem também, espécies reativas de nitrogênio, principalmente o óxido nítrico, através da ação da enzima óxido nítrico sintase indutível (iNOS). O óxido nítrico produzido em macrófagos que foram ativados, se combina com peróxido de hidrogênio ou ao superóxido, gerados pela oxidase fagocitária, produzindo radicais de peroxinitrito altamente reativos que matam microrganismos. Enzimas proteolíticas: Neutrófilos e macrófagos ativados sintetizam diversas enzimas proteolíticas nos fagolisossomos que promovem a destruição dos microrganismos. As principais enzimas são: Elastase: enzima necessária para realizar a morte de muitos tipos de bactérias; Catepsina G. Outras funções de macrófagos ativados: Além de matarem microrganismos fagocitados, macrófagos ativados produzem fatores de crescimento para fibroblastos e células endoteliais que participam do remodelamento de tecidos após infecções e lesões. Outras citocinas produzidas durante a R.I.I: Além de TNF, IL-1 e IL-6, células dendríticas e macrófagos ativados por PAMP e DAMP produzem outras citocinas que estimulam a IIA. A IL-12 é secretada por células dendríticas e macrófagos e estimula a produção de IFN-γ por células NK e linfócitos T, aumenta a citotoxidade mediada por NK e CTL e promove a diferenciação de células TH1. A IL-8 aumenta as funções das células NK. A IL-15 é um estimulados de crescimento e da sobrevida de células NK e linfócitos T. Consequências sistêmicas e patológicas de respostas inflamatórias agudas: TNF, IL-1 e IL-6 produzidos durante a RII a infecções ou danos teciduais têm efeitos sistêmicos que contribuem para a defesa do hospedeiro e são responsáveis por muitos dos sinais clínicos de doenças infecciosas e inflamatórias. TNF, IL-1 e IL-6 agem no hipotálamo induzindo o aumento da temperatura corpórea (febre) e são chamados pirógenos endógenos por serem agentes causadores de febre produzidos pelo próprio hospedeiro. A febre é mediada pelo aumento da síntese de prostaglandinas por células hipotalâmicas estimuladas por citocinas. Inibidores da prostagladina reduzem a febre por meio do bloqueio dessas citocinas. Vantagens da febre ainda são estudadas, mas podem estar relacionadas com o aumento da função metabólica de células imunológicas, redução da função metabólica de microrganismos e às alterações de comportamento do hospedeiro febril. Elevados níveis de proteínas de fase aguda são usados como sinais da presença de infecções ou outra processo inflamatório. TNF, IL-1 e IL-6 induzem a expressão dessas proteínas pelos hepatócitos. AS proteínas podem ser: CRP e SAP, que tem papel protetor em inflamações, e fibrilogênio, precursor da fibrina que contribui para a homeos tasia e reparo tecidual. Em infecções graves o TNF pode ser produzido de forma sistêmica causando: Inibição da contratibilidade do miocárdio e do tônus da musculatura lisa vascular, provocando redução da pressão arterial. Trombose intravascular, devida à perda de propriedades anticoagulantes normais do endotélio, pois o TNF estimula a expressão de um ativador de coagulação que inibe a expressão de trombomodulina, o inibidor da coagulação. Fadiga de células musculares e adiposas, a chamada caquexia. Choque séptico é uma complicação da sepse grave bacteriana que pode ser causada e é caracterizado por um colapso vascular, coagulação intravascular disseminada e alterações metabólicas, tudo isso por causa da sinalização por TLR induzido LPS liberado por bactérias G- ou pelo ácido lipoteicoico de bactérias G+, que leva à produção de TNF e outras citocinas como IL-12 e IL-1. A inflamaçãoaguda pode provocar lesão tecidual, uma vez que os mecanismos efetores que os fagócitos usam para matar microrganismos são altamente tóxicos aos tecidos dos hospedeiros. Resposta antiviral: A principal forma utilizada no combate às infecções virais é a indução da expressão de interferons do tipo I, que: Quando em interação com seu receptor, ativa a transcrição de genes que conferem resistência à infecção viral, bloqueando a transcrição e inibindo sua replicação viral. São capazes de retirar linfócitos dos gânglios linfáticos, e isso faz com que tenham mais facilidade no encontro de antígenos microbianos. Aumentam a citotoxicidade das células NK e dos CTL CD8 e promovem a diferenciação de linfócitos T virgens em T auxiliares. Regulam a expressão das moléculas de MHC de classe I ligadas nas superfícies de células infectadas. CTL CD8 vírus específicos reconhecem peptídeos derivados de proteínas virais ligadas a moléculas de MHC, então acabam aumentando a probabilidade de que células infectadas por vírus sejam reconhecidas e mortas. Estimulação da imunidade adaptativa: A resposta imune inata fornece sinais que induzem, juntamente com antígeno, a proliferação e a diferenciação de linfócitos T e B antígeno- específicos A ativação dos linfócitos requer 2 sinais distintos, sendo o primeiro a apresentação do antígeno e o segundo sendo mediado por moléculas não sintetizadas durante respostas imunes inatas contra micro-organismos ou dirigidas por células danificadas – Tal ideia é chamada de hipótese dos dois sinais O antígeno garante que as respostas sejam especificas, enquanto o outro estimulo vindo de reações imunes inatas garante que as respostas adaptativas sejam induzidas na presença de um potencial de infecção, e não quando os linfócitos reconhecem antígenos inofensivos As moléculas da imunidade inata que ajudam na estimulação da resposta adaptativa são: Coestimuladores (p/ linfócitos T) Citocinas (p/ linfócitos T e B) Produtos de degradação do sistema complemento ( p/ linfócitos B) Os agentes infecciosos que reagem com TLR e outros receptores de reconhecimento de padrões tendem a estimular respostas imunes mediadas por linfócitos T – Isto ocorre pois a sinalização desses receptores aumenta a capacidade de diferenciação de linfócitos T CD4 virgens em células efetoras chamadas Th1 e Th17: Th1: produzem as citocinas IFN-y que estimula os macrófagos a matar micro-organismos intracelulares Th17: produzem as citocinas IL-17 que induz um processo inflamatório rico em neutrófilos As citocinas produzidas por células durante a resposta imune inata aos micro-organismos vão estimular a proliferação e diferenciação de linfócitos durante as respostas imunes adaptativas. Exemplo de citocinas: IL-6 = promove a produção de anticorpos por linfócitos B ativados IL-1, IL-6 e IL-13 = estimulam a diferenciação de linfócitos T CD4 virgens no subtipo Th17 de células efetoras IL-12 = estimula a diferenciação de linfócitos T CD4 virgens no subtipo Th1 de células efetoras IL-15 = promove a sobrevivência de linfócitos T CD8 de memória Adjuvantes = substancias administradas juntamente com antígenos proteicos purificados p/ maximizar o desenvolvimento das respostas imunes dependentes de linfócitos T, agem estimulando as reações imunes inatas no sítio de exposição ao antígeno Os adjuvantes são usados nas vacinas. Muitos não são usados rotineiramente, somente o alúmen (o qual é usado em vacinas humanas) Entre todos os seus efeitos, os adjuvantes ativam células dendríticas, que passam a expressar mais moléculas de histocompatibilidade principal que são responsáveis pela apresentação do antígeno (sinal 1) que são reconhecidos pelos linfócitos T, aumenta a expressão dos coestimuladores (sinal 2) e citocinas necessárias à ativação do linfócito T e estimula a migração das células dendríticas p/ os linfonodos, onde estarão os linfócitos T Mecanismo de retroalimentação que regulam a imunidade inata: Os mecanismos de retroalimentação regulam a magnitude e duração das respostas imunes para limitar a possibilidade de danificar tecidos próprios As respostas inflamatórias, além de serem o principal meio de combate a micro-organismos, também pode lesionar tecidos próprios se não for devidamente regulada A IL-10 é uma citocina produzida por macrófagos e células dendríticas que vai inibir a produção de diversas citocinas inflamatórias, incluindo a IL-1, TNF e IL-12 – Logo, a IL-10 é um ótimo exemplo de um mecanismo de retroalimentação negativa (feedback negativo) IL-IRA = molécula produzida por fagócitos mononucleados que funciona como antagonista da IL- 1- a principal função desse receptor é competir o sitio de ligação da IL-1, inibindo-a A secreção de citocinas inflamatórias por diversos tipos celulares parece ser regulada pelos produtos de genes autofágicos (Atg) Existem varias vias de sinalização de regulação negativa que bloqueiam os sinais de ativação gerados por receptores de reconhecimento de padrões e citocinas inflamatórias – por exemplo: Proteinas supressoras de sinalização por citocinas (SOCS) = inibem as vias de sinalização JAK-STAT ligada a receptores de citocinas SHP-1 = regulam negativamente as respostas pró- inflamatórias das células à sinalização por TLR
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