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Prof.Nayara Castro Aula 02: Introdução ao Sistema Imune Linhas de defesa Imunologia é o estudo das defesas do organismo Respostas que desenvolvemos contra infecções por patógenos potenciais Respostas Imunes Primária ou Inata Secundária ou Adaptativa Nasce com o indivíduo. Prontamente disponível, para uma gama de agentes. Não específica. Adquirida após a exposição a um patógeno. Confere memória imunológica. Age contra agentes específicos. CONCEITOS AULA 02: Introdução ao sistema imune Primeiro contato com um agente infeccioso: barreriras físicas e químicas não são consideradas parte do sistema imune quando o microrganismo supera essas barreiras sistema imune entra em ação. Fagocitose primeira resposta do sistema imune. Resposta inata. Ex. macrófagos Ingerem e matam micróbios pela produção de uma variedade de químicos tóxicos e enzimas de degradação poderosas. Resposta rápida Resposta imune adaptativamais eficiente, porém mais lenta no primeiro contato. Linfócitos são as células responsáveis. Presente apenas em vertebrados. Receptores de antígenos altamente especializados. Resposta mais forte. Bilhões de linfócitos variade incontável de receptores resposta a virtualemnte qualquer tipo de antígeno. Células de memória evitam reinfecção. Princípios da imunidade inata e adaptativa As células do sistema imune derivam de precursores da medula óssea Resposta imune inata e adaptativa dependem de atividades das células sanguíneas brancas ou de leucócitos todas originárias na medula óssea algumas migram e se desenvolvem e maturam em outros órgãos; Algumas residem dentro dos tecidos, outras circulam na corrente sanguínea e em um sistema especializado de vasos chamado de sistema linfático; Princípios da imunidade inata e adaptativa AULA 02: Introdução ao sistema imune Conceitos • O sistema imune inato responde rapidamente aos invasores, detectando- os e tentando eliminá-los; • As respostas do sistema inato são ativadas por proteínas receptoras presentes na membrana plasmática das células defensivas; • Ativadores • Receptores do tipo Toll (TLRs, de Toll like receptors) • Os TLRs ligam-se a vários componentes encontrados nos patógenos • Padrões moleculares associados a patógeno (PAMPs, pathogen-associated molecular patterns) AULA 02: Introdução ao sistema imune 6 Ativação da reposta imune • Quando os TLRs das células defensivas ( macrófagos e células dendríticas) encontram os PAMPs dos micróbios • Indução das células defensivas para liberação de Citosinas • =Proteínas que regulam a intensidade e a duração das respostas imunes • Função: recrutar outros macrófagos e outras células defensivas para isolar e destruir o patógeno 7 PRIMEIRA LINHA DE DEFESA: PELE E MEMBRANAS MUCOSAS IMUNIDADE INATA AULA 02: Introdução ao sistema imune 8 Pele e membranas mucosas Primeira linha de defesa do corpo contra patógenos do ambiente Fatores químicos e físicos Físicos: barreiras à entrada ou processos que removem micróbios da superfície do corpo Químicos: Substâncias produzidas pelo corpo que inibem o crescimento microbiano AULA 02: Introdução ao sistema imune 9 Fatores físicos • Pele intacta – maior órgão humano • Componente importante da primeira linha de defesa • Constitui duas partes: Epiderme e Derme 10 Parte externa e mais fina, está em contato direto com o ambiente externo. Ela consiste em muitas camadas de folhas contínuas de células epiteliais firmemente unidas, com pouco ou nenhum material entre as células. A secura da pele é um fator importante para inibir o crescimento microbiano Fatores físicos • As membranas mucosas também consistem em uma camada epitelial e uma camada de tecido conjuntivo subjacente; • Elas são um componente importante da primeira linha de defesa e inibem a entrada de muitos micro-organismos; • As membranas mucosas revestem internamente por completo os tratos gastrintestinal, respiratório e geniturinário; • Secreta um fluido chamado de muco, uma substância glicoproteica ligeiramente viscosa (espessa); • Entre outras funções, o muco impede o ressecamento dos tratos; AULA 02: Introdução ao sistema imune 11 Fatores Físicos • Aparelho lacrimal AULA 02: Introdução ao sistema imune 12 • Saliva • Trato respiratório • Trato gastrintestinal • Pelos e mucos Fatores Físicos AULA 02: Introdução ao sistema imune 13 • Trato respiratório • Trato intestinal • Pelos e mucos • Elevador ciliar • Fluxo de urina • Secreções vaginais • Peristalse • Defecação e vômito Fatores Químicos AULA 02: Introdução ao sistema imune 14 • O Baixo pH da pele, entre 3 e 5, é causado em parte pela secreção de ácidos graxos e ácido lático. • A acidez da pele provavelmente desestimula o crescimento de muitos outros micro- organismos. As glândulas sebáceas (de óleo) da pele produzem uma substância oleosa chamada de sebo, que impede que os pelos fiquem ressecados ou quebradiços. O sebo também forma um filme protetor sobre a superfície da pele. Componentes do sebo consistem em ácidos graxos insaturados, que inibem o crescimento de certas bactérias e fungos patogênicos. Fatores Químicos AULA 02: Introdução ao sistema imune 15 • A saliva contém não somente uma enzima (amilase salivar) que digere o amido, mas também várias substâncias que inibem o crescimento microbiano, entre elas a lisozima, a ureia e o ácido úrico. O pH da saliva (6,55 a 6,85) também inibe alguns micróbios. • A saliva contém um anticorpo (imunoglobulina A) que impede a fixação de micróbios, de modo que eles não possam penetrar o estômago. • As glândulas sudoríparas da pele produzem a perspiração, que mantém a temperatura corporal, elimina certos resíduos e lava os micro-organismos da superfície da pele. A perspiração também contém lisozima, uma enzima capaz de decompor a parede celular de bactérias gram-postivas e, em menor extensão, bactérias gram- negativas. Fatores Químicos AULA 02: Introdução ao sistema imune 16 • As secreções vaginais desempenham uma função na atividade antibacteriana de duas maneiras. O glicogênio produzido pelas células epiteliais da vagina é quebrado a ácido lático pelo Lactobacillus acidophylus. Isso cria um pH ácido (pH 3 a 5) que inibe os micróbios. • Suco gástrico é produzido pelas glândulas do estômago. Ele é uma mistura de ácido hidroclorídrico, enzimas e muco. A acidez bastante elevada do suco gástrico (pH 1,2 a 3,0) é suficiente para destruir as bactérias e muitas toxinas bacterianas, exceto as de Clostridium botulinum e Staphylococcus aureus. • A bactéria Helicobacter pylori neutraliza o ácido estomacal, permitindo desse modo que a bactéria cresça no estômago. Seu crescimento inibe uma resposta imune, o que resulta em gastrite e úlcera. Microbiota normal e imunidade inata • Tecnicamente, a microbiota normal em geral não é considerada parte da primeira linha de defesa do sistema imune inato, mas oferece proteção considerável; • Relações entre a microbiota normal e as células hospedeiras. Algumas dessas relações ajudam a prevenir o crescimento excessivo de patógenos e dessa maneira podem ser consideradas um componente da imunidade inata. AULA 02: Introdução ao sistema imune 17 Ex: A presença da microbiota normal na vagina, altera o pH, impedindo desse modo a superpopulação por Candida albicans, uma levedura patogênica que causa a vaginite. Ex: No intestino grosso, a bactéria E. coli produz bacteriocinas que inibem o crescimento da Salmonella e da Shigella. Segunda linha de defesa Elementos constituintes do sangue Elementos constituintes do sangue O sangue consiste em fluido, chamado de plasma, e elementos constituintes – isto é, célulase fragmentos celulares suspensos no Plasma. Aqueles que nos interessam agora são os leucócitos, ou células brancas do sangue Os leucócitos são divididos em duas categorias principais com base em sua aparência ao microscópio óptico: granulócitos e agranulócitos. Os granulócitos possuem este nome devido à presença de grandes grânulos em seu citoplasma que podem ser vistos ao microscópio óptico após coloração histológica. AULA 02: Introdução ao sistema imune 20 Fagocitose Granulócitos ou leucócitos polimorfonucleares: grânulos densamente corados em seu citoplasma e núcleo com forma diferenciada. Vida relativamente curta (apenas alguns dias) são produzidos em maiores quantidades durante as respostas imunes deixam o sangue e migram para os locais de infecção ou inflamação Elementos constituintes do sangue Neutrófilos: fagocíticos. Células mais numerosas e importantes nas respostas imunes inatas. Capturam uma variedade de microrganismos por fagocitose e os destroem eficientemente em vesículas intracelulares usando enzimas de degradação e outras substâncias antimicrobianas armazenadas em seus grânulos citoplasmáticos. Elementos constituintes do sangue São ativos no estágio inicial de uma infecção Basófilos: Liberam substâncias como a histamina inflamação e respostas alérgicas. Eosinófilos: de algum modo fagocíticos e também têm a capacidade de deixar o sangue. Sua função principal é produzir proteínas tóxicas contra certos parasitas, como os helmintos. Embora sejam fisicamente muito pequenos para ingerir e destruir os helmintos, eles podem se fixar à superfície externa dos parasitas e liberar íons peróxido que os destroem. Envolvidos nas reações inflamatórias alérgicas Elementos constituintes do sangue AULA 02: Introdução ao sistema imune 24 Os monócitos e macrófagos são fagocíticos maioria das infecções ocorre nos tecidos macrófagos. Também auxiliam a induzir a inflamação pré- requisito a uma resposta imune bem-sucedida. Além disso, secretam proteínas de sinalização que ativam outras células do sistema imune e as recrutam para a resposta imune. Elementos constituintes do sangue Células dendríticas: células fagocíticas. As imaturas migram da medula óssea para a corrente sanguínea para entrar nos tecidos. Capturam substâncias particuladas por fagocitose e ingerem continuamente grandes quantidades de fluído extracelular e seu conteúdo, por um processo conhecido como macropinocitose. Capazes de ativar uma determinada classe de linfócitos, os linfócitos T. Ligação crucial entre a resposta imune inata e a resposta imune adaptativa. Início da resposta imune adaptativa Elementos constituintes do sangue Os linfócitos do sistema imune adaptativo e as células matadoras naturais da imunidade inata pertencem à linhagem linfoide Linfócitos (B e T): antígeno-específicos. Sistema imune adaptativo. Células Natural Killers (NK): Responde à presença de infecção, mas não é específico para antígeno. Parte do sistema imune inato. Elementos constituintes do sangue Células NK: reconhecem e matam células anormais (tumores e células infectadas). Atacam quaisquer células do corpo que apresentem proteínas de membrana plasmática anormais ou incomuns. Ligam-se às células infectadas liberam substâncias tóxicas Perforina: se insere na membrana plasmática da célula-alvo e cria canais (perfurações) na membrana o fluido extracelular flui para dentro da célula-alvo rompimento: citólise. Granzimas: enzimas digestoras de proteínas induzem a célula-alvo a sofrer apoptose Matam as células infectadas mas não os micróbios dentro das células. Elementos constituintes do sangue Receptores de antígenos altamente variáveis presentes em sua superfície reconhecem e ligam os antígenos. Cada linfócito maduro possui uma variante única de um protótipo de receptor de antígeno grande repertório de receptores altamente diversos em relação aos seus sítios de ligação do antígeno. Entre os bilhões de linfócitos circulantes no organismo, em um dado momento, sempre haverá algum que possa reconhecer um antígeno estranho. Elementos constituintes do sangue Linfócitos B: antígenos se ligam aos receptores nos linfócitos proliferam em células plasmáticas (céls efetoras) produzem anticorpos O antígeno que ativa uma determinada célula B se torna o alvo dos anticorpos produzidos pela progênie desta célula Elementos constituintes do sangue Linfócitos T: ativa-se na presença do antígeno diferencia-se em um dos tipo de linfócitos T efetores células T citotóxicas, células T auxiliares ou células T reguladoras Citotóxicas: matam as células que estão infectadas com vírus ou outro tipo de patógeno intracelular Auxiliares: produzem outros sinais adicionais essenciais que ativam as células B ativadas por antígenos a diferenciar e produzir anticorpos Reguladoras: suprimem a atividade de outros linfócitos e auxiliam a controlar as respostas imunes Elementos constituintes do sangue Alguns diferenciam-se em células de memória: responsáveis pela imunidade de longa-duração, que é produzida após uma doença ou vacinação. As células de memória irão, prontamente, diferenciar-se em células efetoras numa segunda exposição a seu antígeno específico. Elementos constituintes do sangue Resumo das defesas da imunidade inata AULA 02: Introdução ao sistema imune 32 Próxima aula AULA 02: Introdução ao sistema imune 33 Segunda linha de defesa Exercício 1) Diferenciar imunidade inata e imunidade adaptativa. 2) Que sistema de defesa, imunidade inata ou adaptativa, impede a entrada de micróbios no corpo? 3) Qual a função da pele e das membranas mucosas na imunidade inata. 4) Diferenciar fatores físicos e químicos e listar 3 exemplos de cada. Pesquisa para casa: Pesquisar sobre a microbiota dos índios Yanomamis. Pontos importantes: - Microbiota - Imunidade inata - Resistência a antibióticos - Artigo e a Revista