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Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 1 TUTORIA 1 – MÓDULO 6 – 23/10/2020 1. Anatomia e histologia dos órgãos linfáticos primários e secundários; 2. Reconhecer os diversos tipos de agentes agressores (físicos, químicos, biológicos e psicossociais); 6. Descrever os mecanismos de agressão pelos agentes químicos; 8. Explicar os mecanismos de agressão pelos agentes físicos: temperatura, radiações e trauma mecânico; 3. Descrever os tipos celulares que atuam na imunidade inata e adaptativa e suas respectivas funções; 4. Conceituar os tipos de resposta imune Inata, humoral e celular; 5. Entender o que são antígenos, epitopos, anticorpos (IgM, IgG, IgE e IgA); 7. Conceituar os tipos de resposta de hipersensibilidade e suas principais diferenças; 9. Descrever os mecanismos de agressão psicossociais com ênfase em estresse, doenças ocupacionais e psicossomáticas; 10. Diferenciar inflamação aguda da crônica – impressão I 11. Entender os mecanismos da resposta inflamatória aguda do organismo às agressões – impressão I 12. Descrever as medidas de cuidado imediato às queimaduras; 13. Explanar sobre o conhecimento popular de cuidados imediatos aos ferimentos. 1. ANATOMIA E HISTOLOGIA DOS ÓRGÃOS LINFÁTICOS PRIMÁRIOS E SECUNDÁRIOS + Impressão o Histologia Além dos vasos sangulneos, o corpo humano tem um sistema de canais de paredes finas revestidas por endotélio que coleta o fluido dos espaços intersticiais e o retorna para o sangue. Este fluido é denominado linfa e, diferentemente do sangue, circula somente na direção do coração. Os capilares linfáticos originam-se como vasos finos e sem aberturas terminais (fundo de saco). que consistem em uma única camada de endotélio e uma lâmina basal incompleta (Figuras 1 l. l, 11.21 e l l.22). Capilares linfáticos são mantidos abertos por meio de numerosas microfibrilas elásticas, as quais também se ancoram firmemente ao tecido conjuntivo que os envolve (Figura l l.21). Os finos vasos linfáticos convergem gradualmente e finalmente terminam em dois grandes troncos - o dueto torácico e o dueto linfático direito, que desembocam na junção das veias jugular interna esquerda com a veia subclávia esquerda na confluência da veia subclávia direita e a veia jugular direita interna. Ao longo de seu trajeto, os vasos linfáticos atravessam os li11fonodos, cujas características morfológicas e funções são discutidas no Capítulo 14. Vasos linfáticos são encontrados na maioria dos órgãos, com raras exceções, tais como o sistema nervoso central e a medula óssea. Os vasos linfáticos têm uma estrutura semelhante à das veias, a não ser pelas paredes mais finas e por não apresentarem uma separação clara entre as túnicas (íntima, média, adventícia). Eles também apresentam maior número de válvulas no seu interior (Figura 11.22). Nas porções entre as válvulas, os vasos linfáticos apresentam-se dilatados e exibem um aspecto nodular ou "em colar de contas''. Como nas veias, a circulação li11fática é ajudada pela ação de forças externas (p. ex., contração dos músculos esqueléticos circunjacentes) sobre as suas paredes. Essas forças, que agem intermitentemente, associadas à grande quantidade de válvulas, impulsionam a linfa em un1 fluxo unidirecional. A Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 2 contração rítmica da musculatura lisa da parede das veias linfáticas maiores ajuda a impulsionar a linfa na direção do coração. Estrutura e função dos vasos linfáticos A estrutura dos grandes duetos linfáticos (dueto torácico e dueto linfático direito) é semelhante à das veias, exibindo uma camada média reforçada por músculo liso. Esses feixes musculares se organizam nas direções longitudinal e circular, com predominância de fibras longitlldinais. A adventícia é relativamente pouco desenvolvida. Como as artérias e as veias, os duetos linfáticos de grande porte também contem vasa vasorum e uma rica rede neural. A função do sistema linfático é retornar ao sangue o fluido dos espaços intersticiais. Ao entrar nos vasos capilares linfáticos, esse fluido contribui para a formação da parte líquida da linfa. Contribui ainda para a circulação de linfócitos e outros fatores imunológicos que penetram os vasos linfáticos quando eles atravessam os órgãos linfoides. o Anatomia É um sistema formado por vasos e órgãos linfóides e nele circula a linfa; é basicamente um sistema auxiliar de drenagem, ou seja, auxiliar do sistema venoso. Nem todas as moléculas do líquido tecidual passam para os capilares sangüíneos. É o caso de moléculas de grande tamanho, que são recolhidas em capilares especiais - os capilares linfáticos, de onde a linfa segue para vasos linfáticos, e destes para troncos linfáticos, os mais volumosos, que por sua vez lançam a linfa em veias de médio ou grande calibre. Os capilares linfáticos são mais calibrosos e mais irregulares que os sangüíneos, e terminam em fundo cego; geralmente são encontrados na maioria das áreas onde estão situados os capilares sangüíneos. São extremamente abundantes junto aos grandes vasos do tórax, do abdome e da pelve, e ao longo dos ramos de artérias que irrigam órgãos viscerais. Os vasos linfáticos possuem válvulas em forma de bolso, como as das veias, e elas asseguram o fluxo da linfa numa só direção, ou seja, para o coração. Como o calibre do vaso é menor ao nível da localização das válvulas, ele apresenta-se irregular e lembra as contas de um rosário. O maior tronco linfático recebe o nome de dueto torácico, e geralmente desemboca na junção da v. jugular interna com a v. subclávia, do lado esquerdo. O dueto torácico drena a linfa de quase todo o corpo, enquanto um outro dueto importante, o dueto linfático direito, drena a linfa da metade direita da cabeça, do pescoço e do tórax, do pulmão direito, do lado direito do coração, da face diafragmática do fígado e do membro superior direito, desembocando na origem da veia braquiocefálica direita. Os vasos linfáticos estão ausentes no sistema nervoso central (SNC), na medula óssea, nos músculos esqueléticos (mas não no tecido conjuntivo que os reveste) e em estruturas avasculares. O sistema linfático assemelha-se ao sistema sanguífero em muitos aspectos, mas dele difere em outros. Assim, o sistema linfático está constituído de capilares onde ocorre a absorção do líquido tecidual, mas estes capilares são tubos de fundo cego. Por outro lado, o sistema linfático não possui um órgão central bombeador, apenas conduz a linfa para vasos mais calibrosos que desembocam principalmente em veias do pescoço. Uma outra importante diferença é que aos vasos linfáticos associam-se a estruturas denominadas linfonodos. - Linfonodos Estão interpostos no trajeto dos vasos linfáticos e agem como uma barreira ou filtro contra a penetração na corrente circulatória de microorganismos, toxinas ou substâncias estranhas ao organismo. Os linfonodos são, portanto, elementos de defesa para o organismo e, para tanto, produzem glóbulos brancos, principalmente linfócitos, a partir de um centro germinativo existente em cada linfonodo, além de produzirem anticorpos por intermédio de suas células reticulares. Os linfonodos variam muito em forma, tamanho e coloração; Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 3 ocorrem geralmente em gruposembora possam apresentarse isolados. Um linfonodo típico é ovóide, comparável a um grão de feijão. Através de sua margem côncava, penetra uma artéria e saem veias e um dueto linfático eferente, numa área conhecida como hilo. Pela margem convexa penetram muitos duetos linfáticos aferentes. O linfonodo é revestido por uma cápsula fibrosa que falta somente no hilo e da qual partem trabéculas que septam o linfonodo. Freqüentemente, os linfonodos estão localizados ao longo do trajeto de vasos sangüíneos, como ocorre no pescoço e nas cavidades torácica, abdominal e pélvica. Na axila e na região inguinal são abundantes, e são em geral palpáveis nesta última. Como reação a uma inflamação, o linfo nodo pode intumescer-se e tornar-se doloroso, fen6meno conhecido com o nome vulgar de íngua. - Fluxo da linfa O fluxo da linfa é relativamente lento durante os períodos de inatividade de uma área ou de um órgão. A atividade muscular provoca o aparecimento de fluxo mais rápido e regular. A circulação da linfa aumenta durante o peristaltismo (movimento das vísceras do tubo digestório) e também com o aumento dos movimentos respiratórios e contração da musculatura lisa da parede dos troncos linfáticos. É também influenciada pela pulsação arterial nos casos em que os troncos e os duetos linfáticos apresentam íntima relação com artérias. - Baço É um órgão linfóide, situado no lado esquerdo da cavidade abdominal, junto ao diafragma, ao nível das 9 ª , 1 ܪ e 11 ª costelas. Apresenta duas faces distintas, uma relacionada com o diafragma, a face diafragmática, e outra voltada para as vísceras abdominais, a face visceral. Nesta verifica-se a presença de uma fenda, o hilo do baço, onde penetram vasos e nervos. O baço é drenado pela veia esplênica, tributária da veia porta. - Timo Órgão linfóide, formado por massa irregular, situado em parte no tórax e em parte na porção inferior do pescoço. A porção torácica fica atrás do esterno e a porção cervical, anteriormente e dos lados da traquéia. O timo cresce após o nascimento até atingir seu maior tamanho na puberdade. A seguir, começa a regredir, e grande parte de sua substância é substituída por tecido adiposo e fibroso; entretanto, não desaparece rodo o tecido tímico. O Sistema Linfático é parte do sistema de defesa, sendo responsável pela drenagem do líquido intersticial e de possíveis invasores encontrados na linfa e por sua consequente “filtragem” por meio da apresentação destes antígenos a Linfócitos presentes nos Linfonodos. A estrutura do linfonodo é formada por um Ducto Linfático Aferente, que traz a linfa até o Linfonodo, um Ducto Linfático Eferente, que leva a linfa até a próxima estrutura; e por uma Cápsula que reveste e estrutura o órgão, com a emissão de Trabéculas, responsáveis pela divisão dos Folículos, regiões onde as células de defesa se encontram. Quanto aos Ductos Linfáticos, pode-se observar a presença de válvulas, assim como nas veias, para evitar refluxo de linfa. Além disso, há presença de poros na parede dos vasos para entrada de líquido intersticial. Os Linfonodos e Ductos Linfonodais se direcionam, ao final de seu percurso, para duas estruturas linfáticas: Ducto Linfático Direito e Ducto Torácico. O Ducto Linfático Direito é responsável pela drenagem do lado direito da Cabeça, Pescoço, Tórax e Membro Superior direito, sendo composto pelos Troncos Jugular, Subclávio e Broncomediastinal Direitos. Tal ducto drena para o Ângulo Venoso Direito, formado pela junção das Veias Jugular Interna e Subclávia. SAIBA MAIS! As características morfológicas dos Linfonodos podem ajudar a distinguir a etiologia de um aumento linfonodal. Tipicamente, se consideram duas condições básicas etiológicas: Neoplasia Maligna, em processo de metástase linfogênica e Inflamação. Devem ser analisadas as características como número, sensibilidade, volume, consistência, mobilidade, alterações Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 4 locais de pele e localização do linfonodo acometido. Os linfonodos reacionais, oriundos de uma inflamação, têm sensibilidade aumentada (dor), volume levemente aumentado (< 2cm), consistência fibroelástica, mobilidade preservada e alterações de pele típicas de uma inflamação, como rubor e calor. Enquanto linfonodos malignos geralmente têm sensibilidade reduzida, volume muito aumentado (> 2cm), consistência endurecida, mobilidade reduzida e normalmente não estão associados à alterações locais de pele. O Ducto Torácico é responsável pela drenagem linfática de todo o resto do corpo: lado esquerdo da Cabeça, Pescoço, Tórax, Membro Superior esquerdo, Membros Inferiores, Abdome e Pelve. Este é formado pela Cisterna do Quilo e seus componentes que incluem Tronco Intestinal, Tronco Lombar e Tronco Torácico Descendente. A Cisterna do Quilo se prolonga como Ducto Torácico, ascendendo em direção a região torácica para receber linfa dos Tronco Jugular, Tronco Subclávio e Tronco Broncomediastinal Esquerdos. Tal Ducto drena para o Ângulo Venoso Esquerdo, formado pela junção das Veias Jugular Interna e Subclávia. 1. CABEÇA E PESCOÇO A drenagem linfonodal da região da cabeça e pescoço conflui, direta ou indiretamente, para os Linfonodos Cervicais Profundos, tendo como contribuintes os Linfonodos Faciais; Mandibulares; Júgulo-digástricos ou Cervicais Profundos Superiores, que drenam a Raiz da Língua e o Palato mole; Linfonodos Omo-hioideos ou Cervicais Profundos Inferiores, relacionados a drenagem do Músculo Omo-hioideo e estruturas subjacentes; Linfonodos Submentuais, que drenam linfa do Mento, parte central do Lábio Inferior e ápice da Língua; Linfonodos Submandibulares, responsáveis pela drenagem do Lábio Superior, partes laterais do Lábio Inferior e margem lateral da Língua; Linfonodos Parotídeos, que drenam linfa da parte lateral da Face e Couro Cabeludo; Linfonodos Mastoideos, que drenam linfa da Orelha e da porção superior da Região Temporoparietal; e Linfonodos Occipitais, responsáveis pela drenagem do Couro Cabeludo da região Occipital. Os Linfonodos Cervicais Superficiais, que se localizam superficialmente ao Músculo Esternocleidomastóideo, situados ao longo da Veia Jugular Externa, drenam para Linfonodos Cervicais Profundos Inferiores (Linfonodos Omo-hioideos), que têm seus vasos eferentes direcionados para os Linfonodos Cervicais Profundos. Os Linfonodos Cervicais Profundos, que se situam profundamente ao Músculo Esternocleidomastóideo, localizados ao longo da Veia Jugular Interna, formam os Troncos Linfáticos Jugulares. 2. TÓRAX E MEMBROS SUPERIORES A drenagem linfática da região do Tórax é realizada por Linfonodos Parietais e Viscerais. Os Linfonodos Parietais, divididos entre os grupos Paraesternais, Intercostais e Diafragmáticos Anteriores, Médios e Posteriores, drenam diretamente para o Ducto Torácico ou Ducto Linfático Direito. Enquanto os Linfonodos Viscerais são divididos em dois grupos: Mediastinais, compostos pelos subgrupos Mediastinais Anteriores e Posteriores; e Traqueobronquiais, compostos pelos subgrupos Traqueais, Bronquiais, Broncopulmonares e Pulmonares. O grupo Mediastinal drena para o grupo Traqueobronquial, que desembocam no Tronco Broncomediastinal. Os Linfonodos Axilares são responsáveis pela drenagem da linfa dos Membros Superiores e Porção Superior do Tórax. Dentre tais linfonodos estão os Supraescapulares, Peitorais, Umerais, Centrais e Apicais. Os Linfonodos Supraescapulares, localizados ao longo da Prega Axilar Posterior e Vasos Supraescapulares, recebem linfa da face posterior da parte superior do Tórax e Região Escapular. Os Linfonodos Peitorais, localizados na parede medial da axila, ao redor da VeiaTorácica Lateral e da margem inferior do Músculo Peitoral Menor, recebem linfa da parede torácica anterior, incluindo Mamas. Os Linfonodos Umerais, localizados ao longo da parede lateral da Axila, mediais e posteriores à Veia Axilar, são responsáveis pela drenagem linfática de quase todo Membro Superior, por receber os Linfonodos Cubitais e Plexos Linfáticos Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 5 Profundos do Membro Superior. Os Linfonodos Centrais, localizados profundamente ao Músculo Peitoral Menor, próximos a segunda parte da Artéria Axilar, recebem vasos linfáticos que acompanham a Veia Cefálica. Os Linfonodos Apicais são o destino de drenagem de todos os grupos de linfonodos, e seus vasos eferentes atravessam o Canal Cervicoaxilar para formar o Tronco Linfático Subclávio. 3. MEMBROS INFERIORES E PELVE A drenagem linfática dos Membros Inferiores é feita por meio dos Linfonodos Profundos denominados Linfonodos Poplíteos, responsáveis pela drenagem de estruturas profundas, que drenam para os Linfonodos Inguinais Profundos; e por meio de um Plexo Linfonodal Superficial que drena para os Linfonodos Inguinais Superficiais, após receber linfa de estruturas superficiais do Membro Inferior. Os Linfonodos Inguinais são divididos em grupo Profundo e grupo Superficial, que ainda é subdividido em grupo Vertical e grupo Horizontal. Os Linfonodos Superficiais estão localizados superiormente à Fáscia Lata e recebem linfa oriunda da região do Pênis, Escroto ou Vagina e Vúlva, além de receber drenagem linfática de Vasos Linfáticos Superficiais do Membro Inferior. Os Linfonodos Inguinais Superficiais drenam para Linfonodos Inguinais Profundos. Os Linfonodos Inguinais Profundos, que se localizam profundamente à Fáscia Lata e medialmente à Veia Femoral no Canal Femoral da Bainha Femoral, recebem linfa da Veia Poplítea, oriunda do Membro Inferior e Períneo, Glúteos e Parede Abdominal inferior, e drenam para Linfonodos Ilíacos Externos. Os Linfonodos Ilíacos Internos, localizados ao longo da Artéria Ilíaca Interna, recebem linfa das Vísceras Pélvicas Inferiores, do Períneo Profundo e da Região Glútea. Enquanto os Linfonodos Ilíacos Externos, localizados ao longo dos Vasos Ilíacos Externos, recebem linfa dos Linfonodos Inguinais e das partes superiores de Órgãos Pélvicos Médios e Anteriores. Tais Linfonodos drenam para os Linfonodos Ilíacos Comuns, localizados próximos a Artéria Ilíaca Comum, que enviam linfa para os Linfonodos Lombares. Os Linfonodos Lombares recebem linfa da parede posterior do Abdome, Rins, Ureteres, Testículos ou Ovários, Útero e Tubas Uterinas. Tal grupo linfonodal ainda recebe a linfa oriunda dos Linfonodos Ilíacos Comuns e Mesentéricos Inferiores, que drenam Colo Descendente, parte da Pelve e Membros Inferiores. Os vasos eferentes deste grupo formam o Tronco Linfático Lombar, constituinte da Cisterna do Quilo. Os Linfonodos Retroperitoneais drenam a linfa da região do Fígado, Baço e Pâncreas, além do Sistema Digestório. Os vasos eferentes de tal sistema formam o Tronco Linfático Intestinal, constituinte da Cisterna do Quilo. Assim, o sistema linfático constitui um tipo de sistema de “hiperfluxo” que permite a drenagem do excesso de líquido tecidual e das proteínas plasmáticas que extravasam para a corrente sanguínea, e também a remoção de resíduos resultantes da decomposição celular e infecção. Os componentes importantes do sistema linfático são (Figura I.27): Plexos linfáticos, redes de capilares linfáticos cegos que se originam nos espaços extracelulares (intercelulares) da maioria dos tecidos. Como são formados por um endotélio muito fino, que não tem membrana basal, proteínas plasmáticas, bactérias, resíduos celulares, e até mesmo células inteiras (principalmente linfócitos), entram neles com facilidade junto com o excesso de líquido tecidual Vasos linfáticos (linfáticos), uma rede presente em quase todo o corpo, com vasos de paredes finas que têm muitas válvulas linfáticas. Em indivíduos vivos, há saliências nos locais de cada uma das válvulas, que estão bem próximas, o que deixa os vasos linfáticos com a aparência de um colar de contas. Os capilares e os vasos linfáticos estão presentes em quase todos os lugares onde há capilares sanguíneos, com exceção, por exemplo, dos dentes, ossos, medula óssea e todo o sistema nervoso central (o excesso de líquido tecidual drena para o líquido cerebrospinal) Linfa, o líquido tecidual que entra nos capilares linfáticos e é conduzido por vasos linfáticos. Geralmente, a linfa transparente, aquosa e Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 6 ligeiramente amarela tem composição semelhante à do plasma sanguíneo Linfonodos, pequenas massas de tecido linfático, encontradas ao longo do trajeto dos vasos linfáticos, que filtram a linfa em seu trajeto até o sistema venoso (Figura I.27B) Linfócitos, células circulantes do sistema imune que reagem contra materiais estranhos Órgãos linfoides, partes do corpo que produzem linfócitos, como timo, medula óssea vermelha, baço, tonsilas e os nódulos linfáticos solitários e agregados nas paredes do sistema digestório e no apêndice vermiforme. Os vasos linfáticos superficiais, mais numerosos que as veias no tecido subcutâneo e que se anastomosam livremente, acompanham a drenagem venosa e convergem para ela. Esses vasos finalmente drenam nos vasos linfáticos profundos que acompanham as artérias e também recebem a drenagem de órgãos internos. É provável que os vasos linfáticos profundos também sejam comprimidos pelas artérias que acompanham, o que leva ao ordenhamento da linfa ao longo desses vasos que têm válvulas, da mesma forma descrita antes sobre as veias acompanhantes. Os vasos linfáticos superficiais e profundos atravessam os linfonodos (geralmente vários conjuntos) em seu trajeto no sentido proximal, tornando-se maiores à medida que se fundem com vasos que drenam regiões adjacentes. Os grandes vasos linfáticos entram em grandes vasos coletores, denominados troncos linfáticos, que se unem para formar o ducto linfático direito ou ducto torácico (Figura I.27A): O ducto linfático direito drena linfa do quadrante superior direito do corpo (lado direito da cabeça, pescoço e tórax, além do membro superior direito). Na raiz do pescoço, entra na junção das veias jugular interna direita e subclávia direita, o ângulo venoso direito O ducto torácico drena linfa do restante do corpo. Os troncos linfáticos que drenam a metade inferior do corpo unem-se no abdome, algumas vezes formando um saco coletor dilatado, a cisterna do quilo. A partir desse saco (se presente), ou da união dos troncos, o ducto torácico ascende, entrando no tórax e atravessando-o para chegar ao ângulo venoso esquerdo (junção das veias jugular interna esquerda e subclávia esquerda). Embora esse seja o padrão de drenagem típico da maior parte da linfa, os vasos linfáticos comunicam-se livremente com as veias em muitas Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 7 partes do corpo. Sendo assim, a ligadura de um tronco simpático ou mesmo do próprio ducto torácico pode ter apenas um efeito transitório enquanto se estabelece um novo padrão de drenagem por intermédio das anastomoses linfaticovenosas — e posteriormente interlinfáticas — periféricas. Outrasfunções do sistema linfático incluem: Absorção e transporte da gordura dos alimentos. Capilares linfáticos especiais, denominados lácteos, recebem todos os lipídios e vitaminas lipossolúveis absorvidos pelo intestino. Em seguida, o líquido leitoso, quilo, é conduzido pelos vasos linfáticos viscerais para o ducto torácico, e daí para o sistema venoso Formação de um mecanismo de defesa do corpo. Quando há drenagem de proteína estranha de uma área infectada, anticorpos específicos contra a proteína são produzidos por células imunologicamente competentes e/ou linfócitos e enviados para a área infectada. 3. DESCREVER OS TIPOS CELULARES QUE ATUAM NA IMUNIDADE INATA E ADAPTATIVA E SUAS RESPECTIVAS FUNÇÕES; - Inata COMPONENTES DA IMUNIDADE INATA BARREIRAS Camadas epiteliais: impedem a entrada de microrganismos, atuando como barreira para entrada de componentes estranhos para o organismo. Defensinas: enzimas com função microbicida (morte microbiana). Linfócitos intra-epiteliais: linfócitos presentes no epitélio (que não têm características de resposta adquirida) que causam a morte microbiana. CÉLULAS EFETORAS CIRCULANTES Neutrófilos: fagocitose inicial e morte de microrganismos. Macrófagos: fagocitose eficiente de microrganismos, secreção de citocinas que estimulam a inflamação. Caso seja necessário, ele serve como um apresentador de antígeno, solicitando um outro tipo de resposta imune. Células NK: responsável pela lise de células infectadas e ativação de macrófagos. É um tipo de linfócito que, como exceção, não participa da reposta imune adquirida por não possuir TCR ou BCR (receptores de alta especificidade). PROTEÍNAS EFETORAS CIRCULANTES Complemento: causam a morte de microrganismos, opsonização (facilitação da fagocitose) e ativação de leucócitos. Quando as células do complemento são ativadas, geram uma cascata de ativações que terminam na formação de um complexo de ataque à membrana, que se liga ao microrganismo, na tentativa de causar lise no mesmo. Lectina de ligação à manose (colectina): opsonização de microrganismos, ativação do complemento (via da lectina). Proteína C-reativa (pentraxina): opsonização de microrganismos e ativação do complemento. A presença da bactéria ativa a PCR, servindo como um fator facilitador da fagocitose, se ligando a bactéria e eliminando cargas que repelem a bactéria e o macrófago. A PCR é mensurada em processos de inflamação aguda. Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 8 Fatores da coagulação: bloqueio dos tecidos infectados. CITOCINAS TNF, IL-1, quimiocinas: inflamação; IFN-α, IFN-β: resistência à infecção viral; IFN-γ: ativação de macrófagos; IL-12: produção de IFN-γ pelas células NK e pelas células T; IL-15: proliferação de células NK; IL-10, TGF-β: controle da inflamação. RESISTÊNCIA NATURAL EXTERNA PELE A pele é a principal barreira externa do sistema imune inato. A sua superfície lipofílica é constituída de células mortas ricas em queratina, uma proteína fibrilar, que impede a entrada de micro-organismos. As secreções ligeiramente ácidas e lípidicas das glândulas sebácea e sudorípara criam um microambiente cutâneo hostil ao crescimento excessivo de bactérias. Podemos destacar alguns componentes da mesma, como: Queratinócitos: células que formam uma placa protetora impedindo a entrada de agentes estranhos no organismo por meio da pele. Pelo: função de controlar e limitar a entrada e contato de microrganismos com a superfície epitelial. Glandulas sebácias e sebo Enzimas como defensinas, catalecidinas e lisosimas. Microbiota da pele EPITÉLIO RESPIRATÓRIO Está em contato com o meio externo por meio da boca e nariz. Tem como mecanismos de resistencias naurais: Microbiota Cílios Muco Enzimas (amilase, lisozima) EPITÉLIO GASTRO-INTESTINAL Microbiota Peristaltismo Ác. Clorídrico Saliva/ Enzimas (amilase, lisozima) SISTEMA UROGENITAL Microbiota Urina (pH e fluidez) Muco (canal endocervical) Enzimas (esperminas e espermidinas) RESISTÊNCIA NATURAL INTERNA – CÉLULAS DO SISTEMA IMUNE INATO A resistência natural interna do sistema imune inato reúne aquelas células que, sem uma avidez específica por antígenos, têm capacidade de fagocitá-los, produzir citocinas (e outros mediadores), além de apresentar esses antígenos, ativando o sistema imune adaptativo. Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 9 MACRÓFAGOS (MØ) São células de grandes dimensões do tecido conjuntivo, ricos em lisossomos, que fagocitam elementos estranhos ao corpo. Os macrófagos derivam dos monócitos do sangue (que se direcionam aos tecidos e se denominam como macrófagos) e de células conjuntivas ou endoteliais. Intervêm na defesa do organismo contra infecções. Possuem duas grandes funções na resposta imunitária: fagocitose e destruição do microrganismo; e apresentação de antigénios a linfócitos T. Suas funções mais relevantes são: Fagocitose APC (apresentação de antígenos para os linfócitos) Secreção de citocinas e mediadores NEUTRÓFILOS Os neutrófilos são uma classe de células sanguíneas leucocitárias, que fazem parte do sistema imunitário do corpo humano. São leucócitos polimorfonucleados, têm um tempo de vida médio de 6h no sangue e 1-2 dias nos tecidos e são os primeiros a chegar às áreas de inflamação, tendo uma grande capacidade de fagocitose. Estão envolvidos na defesa contra bactérias e fungos. Os neutrófilos possuem receptores na sua superfície como os receptores de proteínas do complemento, receptores do fragmento Fc das imunoglobulinas e moléculas de adesão. Tem como funções: Fagocitose: Ao fagocitar forma-se o fagossomo onde os microrganismos serão mortos pela liberação de enzimas hidrolíticas e de espécie reativa de oxigénio. O consumo de oxigênio durante a reação de espécies de oxigênio é chamado de queima respiratória que nada tem a ver com respiração celular ou produção de energia; Secreção de Citocinas e Mediadores; Degranulação: liberam grânulos específicos ou "secundários" (Lactoferrina e Catelicidina); Grânulos azurófilos ou "primários" (Mieloperoxidase, Proteína de aumento da permeabilidade /bactericida (BPI), Defensina e Serino protease neutrófilo elastase e Catepsina G); Grânulos terciários (Catepsina, Gelatinase). CÉLULAS NK As células exterminadoras naturais ou células NK (do inglês Natural Killer Cell) são um tipo de linfócito (glóbulos brancos do sangue) e naturais do sistema imunológico de defesa. Elas são activadas em resposta a vários diferentes estímulos, nomeadamente por citocina produzidos por outros elementos do sistema imunitário, por estimulação dos receptores FcR, presentes na sua membrana celular, que reconhecem a porção Fc das imunoglobulinas e pelos receptores de ativação ou inibição, específicos das células NK. As células NK são citotóxicas (tóxicas para a célula) e identificam as células que estão com vírus (consequentemente comprometidas) e as destroem. As células NK são componentes importantes na defesa imunitária não especifica. Partilham um progenitor comum com os linfócitos T. São originárias da medula óssea e são descritos como grandes e granulares. Estas células não destroem os micro-organismos patogênicos Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II)UCV – Funções biológicas 10 diretamente, tendo uma função mais relacionada com a destruição de células infectadas ou que possam ser cancerígenas. Não são células fagocíticas. Destroem as outras células através do enfraquecimento da membrana plasmática, causando difusão de água e íons para o interior da célula e aumentando o seu volume interno até um ponto de ruptura no qual ocorre a lise. São quimicamente caracterizadas pela presença de CD56 e ausência de CD3. Podemos destacar as seguintes funções: Vigilância Apoptose OBS1: PAMPs e PRRs. Os patógenos possuem moléculas altamente conservadas presentes em suas células. Essas moléculas são chamadas de PAMPs (padrões moleculares associados aos patógenos). O S.I. Inato reconhece esses PAMPs por meio dos PRRs (receptores de reconhecimento de padrões; Ex: receptores Toll-like ou TLRs). Receptor Toll-like LPS, RAS, bactérias GRAM negativas; Receptor Manose manose presente nos microrganismos. Receptor Transmembrana 7 α-hélice peptídeos N-formil metionil. OBS²: Função microbicida dos fagócitos - Fagocitose 1. Reconhecimento: reconhecimento dos padrões (PAMPs) pelos PRRs. 2. Emissão dos pseudópodes para que ocorra o envolvimento dos microrganismos 3. Formação da vesícula endocítica (fagossoma) ou engolfamento. 4. Fusão do lisossomo com o fagossoma, formando o fagolisossomo, no qual ocorre a liberação de enzimas lisossômicas. 5. Morte dos micro-organismos: os mecanismos de morte interacelular, induzidos nos neutrofilos e nos macrófagos, podem ser de dois tipos: Mecanismo de morte intracelular independente de oxigênio: o microrganismo morre devido ao acúmulo de ácido láctico produzido pela própria célula hospedeira, proveniente do metabolismo anaeróbio da glicose. O acumulo desse acido causa diminuição do pH intracelular, criando um abiente bactericida ou bacteriostático, dependendo da bactéria em questão. Mecanismos de morte intracelular dependente de oxigênio: a endocitose de microrganismos aumenta o consumo de oxigenio nas células fagocíticas, o que desencadeia o chamado desvio da hexose monofosfato (“explosão respiratória”) e a formação de intermediários reativos de oxigênio (ROI, reactive oxygen intermediates). A ativação desses mecanismos envolve a participação de duas enzimas principais: o A NADPH oxidase (fagócito oxidase), que remove um hidrogenio do NADPH para formar NADP+, convertendo simultaneamente o O2 e, radical superóxido. O radical superóxido, pela presença de um elétron não partilhado, torna- se extremamente reativo e é toxico para várias espécies bacterianas. o A superóxido dismutase (SOD), que catalisa a reação na qual radicais de superóxidos são convertidos em peróxido de hidrogênio (H2O2) e O2. O H2O2, produzido pela ação superóxido dismutase, é degradado pela mieloperoxidase, na presença de íons cloro e iodo para produzir Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 11 hipoclorito ou hipoiodeto, também tóxicos para espécies bacterianas. Esses produtos gerados pela ação da mieloperoxidase são tóxicos para uma série de microrganismos incluindo bactérias, vírus, fungos, Mycoplasma, Chlamydia, Leishmania donovani e Schistossoma mansoni. • Mecanismo de morte intracelular dependente de nitrogênio (RNI): uma via de morte intracelular dependente de oxigenio leva a produção de intermediários reativos de nitrogênio. A principal molécula produzida por esta via é o oxido nítrico (NO), uma molécula diatomica sintetizada e a partir do aminoácido L- arginina, tóxica para bactérias, protozoários e células tumorais. A produção de NO por macrófagos depende da expressão da enzima iNOS (sintase induzida de óxido nítrico), cuja a produção é estimulada por moléculas como o LPS (em bactérias gram-negativas). O iNOS catalisa a reação que remove de forma oxidativa o átomo de nitrogenio guanidino terminal da L- arginina para formar o NO e L- citrulina. O NO, em meio líquido, é altamente reativo e instável. Essa alta instabilidade faz essas moléculas reagirem entre si, com água e oxigenio, gerando outro radial, o dióxido de nitrogenio (NO2), nitrito e nitrato. OBS³: Função das células NK As NK cells são responsáveis por eliminar células infectadas com vírus e células tumorais. O macrófago infectado produz citocinas (como a IL-12) que servem como mediadores para as células NK (que possuem receptores para a IL-12), que, quando estimuladas por esta interleucina, passam a produzir o IFN-γ, que tem a função de estimular a lise do macrófago. De forma mais detalhada, há duas formas de as células NK reconhecerem macrófagos infectados e macrófagos normais: Os macrófagos normais expressam um MHC de receptor de células próprias. A célula NK apresenta dois receptores: um receptor que ativa e outro que inativa a sua ação. Quando ocorre a ligação NK-macrófago, o receptor ativante se liga com o MHC específico do macrófago e o receptor inativante se liga com o MHC da classe I próprio (presente em organelas próprias do organismo). Agindo simultaneamente, o receptor inibitório predomina, realizando a remoção de fosfatos da NK, induzindo a sua inibição. Macrófagos infectados apresentam o seu MHC da classe I inativado, o que impede o reconhecimento inibitório pela NK, ativando a ação citotóxica da NK. - Adaptativa humoral É importante lembrar também que a resposta imune adquirida é divida em fases: fase de reconhecimento, fase de ativação (proliferação dos linfócitos), fase efetora (diferenciação dos linfócitos B e produção de anticorpos pelos mesmos; auxílio dos linfócitos T com a produção de citocinas) e o fim da resposta (declínio ou homeostase), na qual resta apenas células de memória Na fase efetora da imunidade adquirida divide-se, como já visto, as repostas imune humoral e celular. A imunidade humoral acontece, portanto, quando o microrganismo apresenta uma natureza de ação extracelular (microrganismos extracelulares), sendo esta resposta mediada pelos linfócitos B. Já a resposta imune celular, a qual apresenta uma participação muito intensa dos linfócitos T com a secreção de citocinas, está relacionada com a defesa do corpo contra microrganismos intracelulares (vírus e bactérias) A função, portanto, da resposta imune humoral é a mesma função desempenhada pelos anticorpos: neutralização dos antígenos (ligação íntima do anticorpo com o antígeno fazendo com que este perca sua constituição espacial elementar, eliminando a sua antiga afinidade por um receptor alvo), opsonização (facilitação da fagocitose), citotoxicidade dependente de Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 12 anticorpo e ativação do sistema complemento (responsável por realizar a lise de microrganismos, fagocitose de microrganismos opsonizados com fragmentos do complemento e inflamação), sendo este ativado mediante o anticorpo ou não. - Adaptativa celular A imunidade mediada por células (IMC) é a função efetora dos linfócitos T e atua como um mecanismo de defesa contra os microrganismos que sobrevivem dentro dos macrófagos ou que infectam células não-fagocíticas. Assim como a resposta humoral, a resposta celular é um tipo de imunidade específica (imunidade adquirida ou adaptativa). Porém, esses dois tipos de respostas apresentam diferenças peculiares: A resposta imune adquirida contra microrganismos residindo dentro dos fagossomas dos fagócitos é mediada pelos linfócitos T, que reconhecem os antígenos microbianos e produzemcitocinas que ativam os fagócitos e estimulam a inflamação. As células T responsáveis pela ativação dos macrófagos são as células T CD4+ auxiliares (LTa) diferenciados, bem como os linfócitos T CD8+, cuja característica compartilhada seria a capacidade de secretar a citocina interferon- gama (IFN-γ) que é ativadora de macrófagos. O linfócito T auxiliar é a principal célula da resposta imune celular. Ele apresenta como principais proteínas de membrana: TCR (receptor de linfócito T), CD4+ (marcador fenotípico exclusivo de linfócito T auxiliar), CD3+ (marcador de linfócito T em geral) e moléculas co-estimuladoras (CD28 e CD40-Ligante). O TCR é o receptor de linfócito T que caracteriza a resposta imune adquirida, uma vez que ele apresenta ampla especificidade, encaixando-se perfeitamente com o epítopo apresentado pelo MHC da célula apresentadora de antígeno (APC). A apresentação básica TCR-PEPTÍDEO-MHC é o sinal 1, que ocorre depois que a APC fagocita o antígeno. Porém, apenas estes participantes não são capazes de desencadear a resposta imune. Para isso, entra em ação dos co- estimuladores: o CD40L (L=ligante) se liga ao CD40 da APC e o CD28 ao B7. Após a fagocitose, o macrófago (representando a APC) pode apresentar o epítopo oriundo do antígeno para os dois tipos de linfócitos T: tanto para o linfócito T CD4+ quanto para o linfócito T CD8+. Ambas se proliferam, produzem citocinas e desempenham as suas funções. A imunidade adquirida celular entra em cena quando este macrófago, oriundo de respostas inatas não- específicas, não consegue destruir por si só o antígeno. Será necessário então a intervenção citotóxica celular dos linfócitos, por meio da apresentação antigênica. O linfócito T auxiliar, ao ser ativado, produz citocinas como o IFN- γ, responsável por fazer do macrófago que apresentou o epítopo capaz de destruir este antígeno por si só. Portanto, o linfócito T auxiliar não é o responsável direto por dar fim ao antígeno (função esta desempenhada pela própria APC), mas a célula que realiza esta função só será capaz de sofrer influência deste leucócito. Se o macrófago apresentar o epítopo ao linfócito T citotóxico (o que normalmente acontece com infecções virais ou células tumorais), este se responsabilizará por secretar citocinas que lisam a APC (apoptose) para gerar a morte do antígeno e eliminar os reservatórios de infecção. 4. CONCEITUAR OS TIPOS DE RESPOSTA IMUNE INATA, HUMORAL E CELULAR; IMUNIDADE INATA O sistema imune inato é a forma de imunidade que nasce com a pessoa, sem precisar de substâncias ou estruturas exteriores, ou seja, é a primeira resposta de defesa do organismo. É a imunidade fornecida pelos macrófagos (células fagocitárias); pela pele, que é uma barreira de proteção contra micro-organismos invasores; por Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 13 substâncias químicas presentes no corpo (na pele principalmente); pelo sistema complemento (um complexo de proteínas que atuam na imunidade). Portanto, é uma imunidade nativa, natural e inespecífica, ou seja, não tem preferência de qual micro-organismo invasor esse tipo de sistema atua. Ele apenas defende o organismo de forma rápida, inespecífica e aguda. Apesar de ser inespecífica e rápida (respostas agudas), a resposta imune inata ativa a imunidade adaptativa. Podemos indentificar, portanto, algumas diferenças entre esses dois tipos de resposta imune: Especificidade: Os micro-organismos apresentam estruturas comuns entre eles denominadas de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs), de modo que é por meio desses padrões que as células da resposta imune inata os reconhece. É por isso que não há diferença de especificidade pelo sistema imune inato, uma vez que os PAMPs são estruturas em comum a todos os micro-organismos. Diferentemente da imunidade adaptativa, que reconhece peptídios específicos dos micro- organismos, que serão degradados e apresentados, para serem reconhecidos especificamente por receptores dos linfócitos (TCR e BCR). Receptores: os receptores das células dos dois tipos de respostas são codificados de maneira diferente. Os receptores da imunidade inata são representados por receptores da linhagem germinativa (lipopolissacarídeos, resíduos de N-formil metionina, receptores de manose e de scavenger), com uma diversidade limitada. Já a produção dos receptores da resposta imune adaptativa acontece por recombinação somática de genes para que haja uma alta especificidade de receptores. Distribuição dos receptores: células do sistema imune inato apresentam receptores não-clonais (receptores idênticos em todas as células de uma mesma linhagem). Já as células do sistema imune adaptativo são da série clonal (clones de linfócitos com especificidades distintas expressam receptores diferentes). Discriminação entre peptídeos próprios e não-próprios: a imunidade inata é capaz de diferenciar as células do hospedeiro das do agente invasor, de modo que as células do primeiro não são reconhecidas. Bem como ocorre no sistema imune adaptativo, sendo que nesta, a diferenciação é baseada na seleção contra-linfócitos auto-reativos (que quando falha, dá origem a autoimunidade). IMUNE ADAPTATIVA Existem dois tipos de respostas imunes adaptativas, denominadas imunidade humoral e imunidade mediada por célula, que são mediadas por diferentes componentes do sistema imune e atuam para eliminar diferentes tipos de microrganismos. A imunidade humoral é mediada por moléculas no sangue e secreções mucosas, denominadas anticorpos, que são produzidos pelos linfócitos B (também chamados de células B). Os anticorpos reconhecem os antígenos microbianos, neutralizam a infectividade dos microrganismos e focam nos microrganismos para sua eliminação por vários mecanismos efetores. A Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 14 imunidade humoral é o principal mecanismo de defesa contra microrganismos extracelulares e suas toxinas, porque os anticorpos secretados podem se ligar a esses microrganismos e toxinas e auxiliar na sua eliminação. Os próprios anticorpos são especializados e podem ativar diferentes mecanismos para combater os microrganismos (mecanismos efetores). Por exemplo, diferentes tipos de anticorpos promovem a ingestão de microrganismos pelas células do hospedeiro (fagocitose), ligação e ativação da liberação de mediadores inflamatórios das células e são ativamente transportados para os lumens de órgãos mucosos e através da placenta para fornecer defesa contra microrganismos ingeridos e inalados e contra infecções do recém-nascido, respectivamente. A imunidade mediada por célula, também denominada imunidade celular, é mediada pelos linfócitos T (também chamados de células T). Os microrganismos intracelulares, tais como vírus e algumas bactérias, sobrevivem e proliferam dentro dos fagócitos e outras células do hospedeiro. A defesa contra essas infecções é uma função da imunidade mediada por células, que promove a destruição de microrganismos que residem nos fagócitos ou a morte das células infectadas para eliminar reservatórios de infecção. Alguns linfócitos T também contribuem para a erradicação de microrganismos extracelulares por meio do recrutamento de leucócitos que destroem esses patógenos e auxiliando as células B na produção efetiva de anticorpos. A imunidade protetora contra um microrganismo normalmente é induzida pela resposta do hospedeiro ao microrganismo. A forma de imunidadeque é induzida pela exposição a um antígeno estranho é chamada de imunidade ativa, porque o indivíduo imunizado tem papel ativo na resposta ao antígeno. Indivíduos e linfócitos que não encontraram um antígeno particular são ditos como sendo inativos (imaturos ou naïve), implicando que eles são Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 15 imunologicamente inexperientes. Indivíduos que responderam a um antígeno microbiano e são protegidos de exposições subsequentes àquele microrganismo são tidos como imunes. FIGURA 1-3 Imunidade ativa e passiva. A imunidade ativa é conferida pela resposta do hospedeiro a um microrganismo ou antígeno microbiano, ao passo que a imunidade passiva é conferida pela transferência adaptativa de anticorpos ou linfócitos T específicos para o microrganismo. Ambas as formas de imunidade fornecem resistência à infecção e são específicas para antígenos microbianos, mas somente as respostas imunes ativas geram memória imunológica. A transferência terapêutica passiva de anticorpos, mas não linfócitos, é feita rotineiramente e também ocorre durante a gravidez (da mãe para o feto). A imunidade também pode ser conferida a um indivíduo pela transferência de soro ou linfócitos de um indivíduo especificamente imunizado em situações experimentais, um processo conhecido como transferência adaptativa. O recebedor de tal transferência se torna imune a um antígeno particular sem nunca ter sido exposto ou ter respondido àquele antígeno. Portanto, esta forma de imunização é chamada de imunidade passiva. A imunidade passiva é um método útil para conferir rapidamente resistência, sem ter que esperar pelo desenvolvimento de uma resposta imune. Um exemplo fisiologicamente importante de imunidade passiva é a transferência de anticorpos maternos através da placenta para o feto, o que permite aos recém-nascidos o combate a infecções antes de eles próprios desenvolverem a habilidade de produzir anticorpos. A imunização passiva contra toxinas pela administração de anticorpos de animais imunizados é um tratamento salvador para infecções letais, tais como raiva e picadas de cobras. A técnica de transferência adaptativa tornou possível definir as várias células e moléculas que são responsáveis por mediar a imunidade específica. De fato, a imunidade humoral foi originalmente definida como o tipo de imunidade que pode ser transferida para indivíduos não imunizados, ou imaturos, com porções livres de células contendo o anticorpo do plasma (i.e., plasma ou soro) obtido de indivíduos previamente imunizados. Similarmente, a imunidade mediada por célula foi definida como o tipo de imunidade que pode ser transferida a animais imaturos, mas não com plasma ou soro. Características principais das respostas imunes adaptativas Todas as respostas imunes humoral e mediada por célula a antígenos estranhos têm uma quantidade de propriedades fundamentais que refletem as propriedades dos linfócitos que medeiam essas respostas. • Especificidade e diversidade. Respostas imunes são específicas para antígenos distintos e, de fato, para diferentes porções de um único complexo Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 16 de proteína, polissacarídio ou outras macromoléculas. As partes de tais antígenos que são especificamente reconhecidas por linfócitos individuais são denominadas determinantes ou epítopos. Esta fina especificidade existe porque os linfócitos individuais expressam receptores de membrana que podem distinguir sutis diferenças na estrutura entre epítopos distintos. Clones de linfócitos com diferentes especificidades estão presentes em indivíduos não imunizados e são capazes de reconhecer e responder aos antígenos estranhos.. O número total de especificidade antigênica dos linfócitos em um indivíduo, chamado de repertório dos linfócitos, é extremamente grande. É estimado que o sistema imune de um indivíduo possa discriminar 107 a 109 determinantes antigênicos distintos. Esta habilidade do repertório de linfócitos em reconhecer um grande número de antígenos é o resultado da variabilidade nas estruturas dos locais de ligação do antígeno de receptores de linfócitos para antígenos, que se chama diversidade. Em outras palavras, existem muitos clones de linfócitos que diferem nas estruturas de seus receptores de antígenos e, assim, nas suas especificidades para antígenos, contribuindo para o repertório total que é extremamente diverso. A expressão de diferentes receptores para antígenos em distintos clones de células T e B é a razão pela qual esses receptores são considerados clonalmente distribuídos. Os mecanismos moleculares que produzem tal diversidade de receptores de antígenos são discutidos no Capítulo 8. • Memória. Exposição do sistema imune a um antígeno estranho aumenta sua habilidade em responder novamente àquele antígeno. Respostas a uma segunda exposição ou exposições subsequentes ao mesmo antígeno, denominadas respostas imunes secundárias, normalmente são mais rápidas, maiores e, com frequência, quantitativamente diferentes da primeira resposta imune, ou primária, àquele antígeno. A memória imunológica ocorre porque cada exposição a um antígeno gera células de memória de vida longa e específicas para aquele antígeno, e são mais numerosas do que os linfócitos imaturos específicos para o antígeno que existia antes da exposição ao antígeno. Além disso, as células de memória têm características especiais que as tornam mais eficientes em responder e eliminar um antígeno do que os linfócitos imaturos que não foram previamente expostos ao antígeno. Por exemplo, os linfócitos B de memória produzem anticorpos que se ligam aos antígenos com maiores afinidades do que os anticorpos produzidos nas respostas imunes primárias, e as células T de memória reagem muito mais rápido e vigorosamente ao desafio do antígeno do que as células T imaturas. • Expansão clonal. Linfócitos específicos para um antígeno se submetem a considerável proliferação após a exposição a um antígeno. O termo expansão clonal se refere a um aumento no número de células que expressam receptores idênticos para o antígeno e, assim, pertencem a um clone. Este aumento nas células específicas para um antígeno permite a adaptação da resposta imune em manter o ritmo com os patógenos infecciosos em rápida divisão. Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 17 • Especialização. Como já observamos, o sistema imune responde de maneiras diferentes a diferentes microrganismos, maximizando a efetividade dos mecanismos de defesa antimicrobianos. Assim, a imunidade humoral e a imunidade mediada por célula são elicitadas por diferentes classes de microrganismos ou pelo mesmo microrganismo em diferentes estágios de infecção (extracelular ou intracelular) e cada tipo de resposta imune protege o hospedeiro contra a classe de microrganismo. Mesmo entre as respostas imunes humoral e mediada por célula, a natureza dos anticorpos ou linfócitos T que são gerados pode variar de uma classe de microrganismos para outra. Retornaremos aos mecanismos e significância funcional de tal especialização em capítulos posteriores. • Contração e homeostasia. Todas as respostas imunes normais diminuem com o tempo após a estimulação pelo antígeno, retornando, assim, ao seu estadode repouso basal, o estado chamado de homeostasia. Esta contração das respostas imunes ocorre grandemente porque as respostas que são disparadas por antígenos funcionam, para eliminar os antígenos, eliminando um estímulo essencial para a sobrevivência e ativação dos linfócitos. Os linfócitos (exceto as células de memória) que são privados destes estímulos morrem por apoptose. • Não reatividade ao próprio. Uma das propriedades mais marcantes do sistema imune de todos os indivíduos normais é sua habilidade em reconhecer, responder e eliminar muitos antígenos estranhos (não próprios) enquanto não reagem negativamente às suas próprias substâncias antigênicas. A irresponsividade imunológica também é chamada de tolerância. A tolerância aos próprios antígenos, ou autotolerância, é mantida por vários mecanismos. Estes incluem a eliminação de linfócitos que expressam receptores específicos para alguns autoantígenos, inativando os linfócitos autorreativos ou suprimindo essas células pela ação de outras células (regulatórias). Anormalidades na indução ou manutenção da autotolerância levam a respostas imunes contra os próprios antígenos (autólogos), o que pode resultar em distúrbios denominados doenças autoimunes. A autotolerância é vital para a prevenção de reações prejudiciais contra as próprias células e tecidos e manutenção de um repertório diverso de linfócitos específicos para antígenos estranhos. As respostas imunes são reguladas por um sistema de alças de retroalimentação positivas que amplificam a reação e por mecanismos de controle que previnem reações inapropriadas ou patológicas. Quando os Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 18 linfócitos são ativados, eles disparam mecanismos que aumentam a magnitude da resposta. Esta retroalimentação positiva é importante para permitir que um pequeno número de linfócitos que são específicos para qualquer microrganismo produza a resposta necessária para erradicar aquela infecção. Muitos mecanismos de controle se tornam ativos nas respostas imunes para prevenir a ativação excessiva dos linfócitos, o que pode causar dano colateral aos tecidos normais, e para evitar respostas contra os autoantígenos. De fato, um balanço entre sinais ativadores e inibidores é uma característica de todas as respostas imunes. Mencionaremos exemplos específicos dessas características fundamentais do sistema imune ao longo deste livro. 5. ENTENDER O QUE SÃO ANTÍGENOS, EPITOPOS, ANTICORPOS (IGM, IGG, IGE E IGA); OBS1: Antígeno é toda partícula ou molécula capaz de iniciar uma resposta imune, a qual começa pelo reconhecimento pelos linfócitos e cumula com a produção de um anticorpo específico. Anticorpo (imunoglobulinas) são glicoproteínas sintetizadas e excretadas por células plasmáticas derivadas dos linfócitos B, os plasmócitos, presentes no plasma ,tecidos e secreções que atacam proteínas estranhas ao corpo(antígenos), realizando assim a defesa do organismo(imunidade humoral). Depois que o sistema imunológico entra em contato com um antígeno (proveniente de bactérias, fungos, etc.), são produzidos anticorpos específicos contra ele. OBS²:Epítopo(determinante antigênico) são sequências de aminoácidos presentes na estrutura proteica do antígeno que é reconhecida por receptores específicos nos anticorpos. ANTÍGENO Antígenos (Ag) são substâcias particuladas (células, bactérias, esporos de fungos e vírus, entre outras) ou moléculas solúveis (proteínas, glicoproteínas, lipoproteínas, polissacarídios) que apresentam duas características principais: imunogenicidade (capacidade de ativar linfócitos T e/ou B) e antigenicidade (capacidade de reagir com os produtos específicos dessas celulas, no caso os anticorpos (Acs) produzidos por linfócitos B ou receptores de LT) CARACTERÍSTICAS DA IMUNOGENICIDADE O elemento deve ser estranho; Peso molecular acima de 10 mil daltons; Ter configuração espacial que propicie a resposta imune; Ter determinantes antigênicos acessíveis; Ser administrados em doses adequadas; Ter um bom estado nutricional; Idade funcional do sistema imune Pelas suas caracterísitcas fisico-quimicas, as proteinas e alguns polissacarídios complexos são as principais moléculas que apresentam essas duas propriedades (imunogenicidade e antigenicidade). Essa definição é utilizada porque há moléculas que, apesar de terem antigenicidade, não são imunogênicas; essas moléculas são denominadas de haptenos. Haptenos são, portanto, moléculas de baixo peso molecular que não tem poder imunogênico, apesar de ter antigenicidade. As características físico-químicas de lipídios, carboidratos simples e ácidos nucleicos propiciam que estas moléculas atuem como haptenos. OBS: Os haptenos (como a insulina, penicilina, anilina) podem até serem fagocitados por macrófagos e apresentados aos linfócitos, mas por já Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 19 serem pequenos e ainda degradados (ficarem menor ainda), não são capazes de apresentar imunogenicidade. Já quando um hapteno se liga a uma proteína carreadora, ao ser fagocitado, degradado e apresentado, pode sim, de maneira sucinta, desencadear uma resposta imune. DETERMINANTE ANTIGÊNICO Determinantes antigênicos (epítopos) são sequências específicas de aminoácidos capazes de desencadear uma resposta imune. Quando ocorre a degradação de microrganismos pela APC, esta apresenta apenas essa sequência específica chamada de epítopo ao linfócito, que inicia, por sua vez, a resposta imune. Um anticorpo não apenas reconhece a sequência dos aminoácidos (estrutura primária) como também a sua conformação espacial (estruturas secundária e terciária). Cada estrutura pode formar diferentes determinantes antigênicos, as estruturas reconhecidas pelos anticorpos. Existem proteínas que, por exemplo, precisam ser desnaturadas ou clivadas para desvendarem seu determinante antigênico, uma vez que este estava inacessível. Outro caso importante são aquelas proteínas que apresentam um epítopo específico e quando elas são desnaturadas, perdem essa afinidade com o anticorpo. OBS1: Determinantes neoantigênicos são aquelas proteínas que apresentam sequencias típicas que poderiam desencadear uma resposta imune, mas estão inacessíveis na molécula peptídica. Daí, ao entrar em ação uma protease, o peptídeo é clivado dando origem a um novo determinante. REAÇÃO CRUZADA O reconhecimento dos determinantes antigênicos por anticorpos, apesar de específico, não é tão rigoroso, podendo ocorrer reações de maior ou menor avidez com diferentes antígenos. Quando o anticorpo reage com outros antígenos, alem daquele que induziu a resposta imune, ocorre o que chamamos de reação cruzada. A reação cruzada, no entanto, só ocorre quando os determinantes antigênicos são similares àqueles que induziram à produção do anticorpo. Por exemplo, uma gripe pode ser causada por um vírus “A” e a partir dele, são produzidos anticorpos contra ele. No entanto, ao entrar em contato com um vírus B, com determinantes antigênicos similares aos dos vírus A, propicia-se que os anticorpos contra o vírus A associem-se ao vírus B. Isso é uma das explicações de que as gripes serem tão comuns. INTERAÇÃO ANTÍGENO x ANTICORPO Todas as ligações entre o antígeno e o anticorpo são do tipo não- covalentes (pontes de hidrogênio, eletrostática, força de Van der Waals, interações hidrofóbicas), ou seja, a interação intermolecular Antíngeno-Anticorpo se dá por uma atração de forma fraca Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 20 ANTICORPOS Anticorpos (Ac), ou imunoglobulinas (Ig), são glicoproteínas sintetizadas e excretadas por células plasmáticas derivadas dos linfócitos B, os plasmócitos, presentes no plasma, tecidos e secreções que atacam proteínas estranhas ao corpo, chamadas de antígenos, realizando assim a defesa do organismo (imunidade humoral). Depois que o sistema imunológico entra em contato com um antígeno (proveniente de bactérias, fungos, etc.), são produzidos anticorpos específicos contra ele. Apresentam como características: Maior variedade de estruturas antigênicas; Maior habilidade de discriminação; Maior força de ligação com o antígeno OBS2: A descoberta da presença de imunoglobulinas no sangue se deu a partir da injeção de antígenos no soro de camundongos fazendo, logo depois, eletroforese do mesmo. Observou-se que, além do pico eminente de albumina, picos na fração γ de proteínas. Concluiu-se que γ-proteínas (γ-globulinas) corriam no plasma sanguíneo e aumentavam de concentração diante de respostas imunes. A maioria das imunoglobulinas séricas apresenta migração do tipo gama (na eletroforese) e por isso são consideradas imunoglobulinas. O termo anticorpo é utilizado quando estamos nos referindo a moléculas da família das Igs que têm capacidade de reagir especificamente com um determinado antígeno. LOCALIZAÇÃO DAS IMUNOGLOBULINAS As imunoglobulinas podem ser de dois tipos: membranar (presentes na membrana do LB) ou secretoras (livres no plasma). As Ig membranares são o próprio BCR, complexo receptor presente na mebrana do LB. Os anticorpos presentes no fluido sanguíneo são aqueles sintetizados pelos plasmócitos (uma verdadeira industria de anticorpos), que é a diferenciação do LB. Os anticorpos membranares se diferenciam dos secretores por possuir uma cauda bem maior em sua estrutura, responsável por fixá-lo firmemente à membrana do LB. Quando ocorre a ligação antígenoXanticorpo, pode-se diferenciar duas fases: • Fase inicial (reconhecimento): realizado pelos Ig membranares (que apresenta AA hidrofóbicos). • Fase efetora: função dos Ig secretores presentes no plasma (com AA hidrofílicos). Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 21 MECANISMO DE AÇÃO (DE MORTE) O anticorpo, ao reconhecer o antígeno, passado a fase incial, tem início a fase efetora, passando, então, pelos seguintes passos: Ativação do sistema complemento através da interação antígenoXanticorpo. Esse sistema é responsável por lisar o microrganismo por meio do MAC. Opsonização: o anticorpo se liga ao antígeno para facilitar a fagocitose. Neutralização espacial: o anticorpo se liga ao antígeno, fazendo com que aquele, ao ser modificado estruturalmente, perca sua função patogênica. Citotoxicidade dependente de anticorpo (ADCC): liberação de citocinas (principalmente pelas células NK) se houver interação anticorpo- antígeno. ESTRUTURA DAS IMUNOGLOBULINAS A estrutura das Igs só foi estudada na década de 1970, com o uso das enzimas proteolíticas pepsina e papaína. Esses experimentos levaram à conclusão de que as Igs são formadas por quatro cadeias polipeptídicas de diferentes pesos moléculares. Duas dessas cadeias possuem PM mais alto, sendo compostas de 450 AA e denominadas cadeias pesadas (H). As outras duas cadeias, as leves (L), apresentam PM menor e 212 resíduos de aminoácidos. Estas cadeias estão associadas entre si por pontes de dissulfeto (ligação forte, de natureza covalente) que ocorrem quando existem duas cisteínas próximas, formando um tipo de estrutura globular característico das Igs. Essa estrutura tem forma globular porque cada ligação dissulfeto intracadeia forma uma alça peptídica de 60 a 70 AA. As pontes dissulfeto intracadeia dividem as regiões variáveis e constantes pertencenteas às cadeias pesadas e leves em domínios específicos a cada tipo de Ig. No ápice de das cadeias leve e pesada (na região N-terminal), tem-se a região variável (V) que determina a alta especificidade de cada tipo de Ig. Em outras palavras, as regiões contantes apresentam função meramente estrutural, enquanto as regiões variáveis são as responsáveis pelas características específicas de cada Ig, sendo seus genes produtores muito mais aleatórios que as outras regiões. Nos ensaios utilizando a papaína ocorre clivagem da molécula de Ig em regiões acima da ponte de dissulfeto que associa as duas cadeias pesadas originando três fragmentos: dois que se unem ao antígeno e são denominados de fragmentos Fab (estão sempre associados) e um que se cristaliza quando quebram, o Fc. São as Fab que entram em contato com os antígenos (e em sua extremidade variável está a associação específica do antígeno com os anticorpos) e a Fc, completamente composta de região constante, é responsável pela fixação da Ig. OBS3: Em relação à região variável das Igs, há sequencias de aminoácidos hipervariáveis complementares à sequencia de aminoácidos dos determinantes atigênicos presentes nos antigenos. As regiões hipervariáveis da cadeia pesada estão presentes entre resíduos de 30-35, 50-62 e 94-102 aminoácidos, formando o que se chama de CDR1 (complementarity determining regions 1 = região determinante de complementariedade), CDR2 e CDR3, respectivamente. Os domínios das imunoglobulinas são duas camadas β-laminadas pregueadas distribuídas em 3 a 5 camadas de cadeias polipeptídicas antiparalelas. Essas regiões conferem ao anticorpo: Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 22 Superfície específica de ligação com o antígeno; Múltiplos contatos com o antígeno; Superfície complementar a estrutura tridimensional do antígeno TIPOS DE IMUNOGLOBULINAS (ISOTIPOS) Os anticorpos podem existir em diferentes formas conhecidas como isotipos ou classes. Nos mamíferos existem cinco isotipos diferentes de anticorpos, conhecidos como IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Eles possuem o prefixo "Ig" que significa imunoglobulina, um outro nome utilizado para anticorpo. Os variados tipos se diferenciam pelas suas propriedades biológicas, localizações funcionais e habilidade para lidar com diferentes antígenos, como mostrado na tabela ao lado. O fragmento Fab (mais especificamente, a sua região variável) das Igs confere a essas moléculas o reconhecimento específico dos determinantes antigênicos enquanto o fragmento Fc, que distingue as classes de Igs, confere funções efetoras distintas, de acordo com a capacidade dessas regiões em se associar a diferentes receptores ou outras moléculas do sistema imune. • IgA (IgA1, IgA2): imunoglobulina dimérica (mais comum, podendo ser monomérica e trimérica) encontrado em grandes concentrações nas mucosas e em secreções externas (saliva, colostro, lágrimas, secreções urogenitais). Sua meia vida é em torno de 6 dias. Tem como função a imunidade das mucosas; ativa o sistema complemento pela via alternativa. • IgD: é encontrada apenas na BCR, não estando presente nos líquidos sanguíneos. Responsável apenas por servir como receptor de antígenos das células B. Tem meia vida de 3 dias. • IgE: imunoglobulina presente nos liquidos internos do corpo em concentrações inferiores a 1%. Tem meia vida de 2 dias.Esta relacionado com as reações de hipersensibilidade; combate a helmintos; estimula a secreção de histamina pelos basófilos e monócitos. • IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4): imunoglobulina monomérica (uma única unidade básica) presente nos liquidos internos do corpo, correspondendo a 70- 75% do total das Igs séricas. Sua meia vida é longa: 23 dias. As moléculas das subclasses da IgGs apresentam capacidade de interagir com antígenos de diversos tipos de estruturas quimicas e ativam diferentes mecanismos de eliminação antigênica. Tem como funções: opsonização, ativação do complemento, citotoxicidade celular dependente de anticorpo, imunidade neonatal, inibição por feedback das células B (tem capacidade de atravessas a barreira placentária). • IgM: imunoglobulina pentamérica (cinco unidades básicas) presente nos liquidos internos do corpo e nas secreções externas. Suas cadeias (como em todos os Ig poliméricos) são ligados pela cadeia J. Tem media vida de 5 dias. Tem como funções: receptor de antígenos das células B inativas, ativação do complemento pela via clássica. OBS4: A IgG faz parte de respostas secundárias (respostas de memória muito mais rápida e eficiente), já a IgM está relacionada a respostas primárias (fase aguda). Caso a criança tenha IgG sem nunca ter contato com uma infecção, por exemplo, a explicação é o fato da IgG da mãe ter atravessado a barreira placentária e imunizado a criança. Mas se for identificado IgM na criança, significa que a mesma está desenvolvento imunidade para uma doença que está se iniciando ainda. OBS5: O que classifica a imunoglobulina ser IgA, IgD, IgE, IgG ou IgM é o gene que codificou a cadeia Fc de cada uma: α, δ, ε, γ, μ. Com isso, a Fc das Ig não só tem carater estrutural, mas classificatório. Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 23 7. CONCEITUAR OS TIPOS DE RESPOSTA DE HIPERSENSIBILIDADE E SUAS PRINCIPAIS DIFERENÇAS; As respostas imunológicas que normalmente são protetoras são também capazes de causar lesões teciduais. As reações imunológicas prejudiciais estão agrupadas como hipersensibilidade, e as doenças resultantes são chamadas de doenças de hipersensibilidade. Esse termo tem origem na ideia de que indivíduos que desenvolvem respostas imunológicas contra um antígeno são chamados de “sensibilizados” para aquele antígeno e, portanto, reações patológicas ou excessivas são manifestações de “hipersensibilidade”. Normalmente, um sistema apurado de verificações e equilíbrios otimiza a erradicação de organismos infecciosos sem causar lesão grave aos tecidos do hospedeiro. Entretanto, as respostas imunológicas podem ter um controle inadequado ou ser mal direcionadas contra tecidos do hospedeiro e, nessas situações, a resposta normalmente benéfica é a causa da doença. Causas das Reações de Hipersensibilidade Respostas imunológicas patológicas podem ser direcionadas contra diversos tipos de antígenos, podendo ser causadas pelas anormalidades listadas a seguir. • Autoimunidade: reações contra antígenos próprios. Normalmente, o sistema imunológico não reage contra os antígenos do próprio indivíduo. Esse fenômeno é chamado de autotolerância, significando que todos nós “toleramos” nossos próprios antígenos. Algumas vezes, a autotolerância falha, resultando em reações contra células e tecidos do próprio indivíduo, reações que coletivamente constituem uma autoimunidade. As doenças causadas pela autoimunidade são chamadas de doenças autoimunes. • Reações contra os microrganismos. Diversos tipos de reação contra os antígenos microbianos podem causar doença. Em alguns casos, a reação parece ser excessiva ou o antígeno microbiano é atipicamente persistente. Se forem produzidos anticorpos contra tais antígenos, eles podem se ligar aos antígenos microbianos, produzindo complexos imunes que se depositam nos tecidos e desencadeiam inflamação; esse é o mecanismo por trás da glomerulonefrite pós-estreptocócica. As respostas das células T contra patógenos persistentes podem originar inflamação grave, algumas vezes com formação de granulomas; essa é a causa da lesão tecidual na tuberculose e outras infecções. Raramente os anticorpos ou as células T reativas a um microrganismo apresentam reação cruzada com um tecido do hospedeiro; acredita-se que essa seja a base da doença cardíaca reumática. Algumas vezes, a resposta imunológica capaz de causar doença pode ser completamente normal, mas no processo de erradicar a infecção os tecidos do hospedeiro são danificados. Nas hepatites virais, o vírus que infecta as células do fígado não é citopático, mas é reconhecido como estranho pelo sistema imunológico. As células T citotóxicas tentam eliminar as células infectadas, e essa resposta imunológica normal danifica as células hepáticas. • Reações contra antígenos ambientais. A maioria dos indivíduos saudáveis não apresenta reação forte contra substâncias normais existentes no meio ambiente (p. ex., pólen, pelo de animais ou ácaros de poeira), mas quase 20% da população é “alérgica” a essas substâncias. Esses indivíduos são geneticamente predispostos a realizar uma resposta imunológica não usual a vários antígenos não infecciosos, por outro lado inofensivos, aos quais todas as pessoas são expostas mas apenas algumas reagem contra. Em todas essas condições, a lesão tecidual é causada pelos mesmos mecanismos que normalmente eliminam patógenos infecciosos, ou seja, anticorpos, linfócitos T efetores e outras células efetoras. O problema nessas doenças é que a resposta é desencadeada e mantida impropriamente. Como os estímulos para essas respostas imunológicas anormais são difíceis ou impossíveis de ser eliminados (p. ex., autoantígenos, patógenos persistentes ou antígenos ambientais) e o sistema imunológico tem muitas vias intrínsecas de feedback positivo (mecanismos de amplificação), uma vez que a resposta imunológica patológica se inicia é difícil controlá-la ou finalizá-la. Consequentemente, essas doenças Pâmela Brandão da Silva – Medicina UniFG 2020.2 (Semestre II) UCV – Funções biológicas 24 de hipersensibilidade tendem a ser crônicas, quase sempre debilitantes, representando um desafio terapêutico. Já que a inflamação, tipicamente a inflamação crônica, é o principal componente da patologia dessas desordens, às vezes elas são agrupadas sob a nomenclatura doenças inflamatórias mediadas pelo sistema imunológico. Tipos de Reações de Hipersensibilidade As reações de hipersensibilidade são tradicionalmente subdivididas em quatro tipos baseados no principal mecanismo imunológico para danos; três são variações da lesão mediada por anticorpos, enquanto a quarta é mediada por células T. A razão para essa classificação é que o mecanismo de lesão imunológica é frequentemente uma ótima maneira de prever as manifestações clínicas e pode até mesmo ajudar a guiar o tratamento. Entretanto, essa classificação das doenças imunológicas não é perfeita, pois diversas reações imunológicas podem coexistir em uma doença. • A hipersensibilidade imediata (tipo I), frequentemente chamada de alergia, resulta da ativação do subtipo TH2 de linfócitos T auxiliares CD4+ pelos antígenos ambientais, levando à produção de anticorpos IgE, que se ligam aos mastócitos. Quando essas moléculas de IgE se ligam ao antígeno (alérgeno), os mastócitos são estimulados a liberar mediadores que afetam, por algum tempo, a permeabilidade vascular e induzem a contração dos músculos lisos em diversos órgãos e podem estimular uma inflamação mais prolongada