LIVRO PROPRIETARIO - Fundam de imunologia e microbiol.pdf

8/20/2019 LIVRO PROPRIETARIO - Fundam de imunologia e microbiol.pdf

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autor

CAMILO DEL CISTI

1ª ediçãoSESESrio de janeiro 2015

FUNDAMENTOS DE

IMUNOLOGIA E

MICROBIOLOGIA



Conselho editorial sergio augusto cabral; roberto paes; gladis linhares.

Autor do original camilo del cistia

Projeto editorial roberto paes

Coordenação de produção gladis linhares

Projeto gráfico paulo vitor bastos

Diagramação bfs media

Revisão de conteúdo cássio f. coelho

Imagem de capa supachai salaeman | dreamstime.com

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitidapor quaisquer meios (eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada emqualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Editora. Copyrightseses, 2015.

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação(cip)

C579f Del Cistia, Camilo Del Fundamentos de Imunologia e Microbiologia / Camilo Del Cistia Rio de Janeiro : SESES, 2015. 160 p. : il.

isbn: 978-85-5548-124-6

1. Microrganismo. 2. Quimioterapia. 3. Anticorpos I. SESES. II. Estácio.

cdd 616

Diretoria de Ensino — Fábrica de ConhecimentoRua do Bispo,83, blocoF, Campus João UchôaRio Comprido — Rio de Janeiro —rj —cep 20261-063



Sumário

1. Imunologia e Microbiologia – SDE0276 7

1.1 História da evolução da Microbiologia 91.2 As primeiras observações 91.3 A importância da Microbiologia 141.4 Quem descobriu os microrganismos? 151.5 O que é biogênese e abiogênese ou geração espontânea? 15

1.6 Classificação dos microrganismos 171.7 Classificação dos 5 reinos 191.8 Principais características dos grupos de microrganismos 201.9 Quimioterapia antimicrobiana 231.10 Classificação dos antibióticos 241.11 Mecanismo de ação dos antimicrobianos de uso clínico 251.12 Visão geral dos antibióticos quanto ao mecanismo de ação 261.13 Biossegurança na prática fisioterápica 28

1.14 Evolução histórica da segurança do trabalho 291.15 Legislação brasileira – Lei 6.514/77 de Portaria nº 3.214/78 311.16 Conceitos básicos sobre assepsia, antissepsia etécnicas de esterilização. 311.17 Apresentação pessoal dos trabalhadores juntoàs normas institucionais 331.17.1 Luvas 331.17.2 Máscaras 351.17.3 Óculos de proteção 361.17.4 Batas ou jalecos 361.17.5 Gorros 371.18 Aprender sobre a higienização das mãos 37



2. Características das Bactérias 41

2.1 Características gerais das bactérias 432.2 Estruturas bacterianas 442.3 Estruturas externas a parede celular 462.4 Mecanismos de resistência bacteriana 502.5 Desenvolvimento de resistência 502.6 Mecanismos genéticos de resistência 532.7 Mecanismos de reprodução em bactérias 542.8 Mecanismos bacterianos de patogenicidade 562.9 Fatores de virulência 58

2.10 Características gerais dos fungos 622.11 Características dos fungos em relação às bactérias 632.12 Modo de vida dos fungos de acordocom o tipo de alimentação 642.13 Tipos de reprodução 652.14 Diversidade morfológica dos fungos 662.15 Caracteristicas gerais dos vírus 67

3. Elementos da Nutrição Microbiana,Ecologia e Crescimento. 71

3.1 Elementos da nutrição microbiana, ecologia e crescimento 733.2 Fontes dos nutrientes essências 733.2.1 Macronutrientes 733.2.2 Micronutrientes 753.3 Estudo do crescimento microbiano 753.4 Estudo do crescimento microbiano 803.5 Curva de crescimento bacteriano 803.6 Introdução a imunologia 883.7 Os componentes do sistema imune 903.8 Reconhecimento dos antígenos 933.8.1 Anticorpos e Antígenos 933.8.2 Desenvolvimento inicial da RIH 93



4. Estrutura do Anticorpo 95

4.1 Estrutura do anticorpo 974.2 Funções dos anticorpos 994.3 Resposta ao antígeno: processamento e apresentação 1004.4 Processamento e apresentação do antígeno 1004.4.1 Restrição do MHC 1024.5 Células apresentadoras de antígenos 1024.5.1 Apresentação de superantígenos 1034.5.2 Papel do Timo 1044.5.3 Seleção negativa na periferia 105

4.6 Mecanismos efetores da resposta imune 1054.6.1 Citocinas 1054.7 Existem dois tipos de imunidade: 1164.8 Imunidade mediada por células 1164.8.1 Papel central das células Th nas respostas imunes 1164.8.2 Interações célula-célula em respostas poranticorpos a antígenos exógenos dependentes de células T 1174.8.3 Interações célula-célula em respostas

humorais a antígenos exógenos independentes de células T 1194.8.4 Interações célula-célula em imunidademediada por células (geração de células Tc emresposta a antígenos endógenos no citosol) 1204.8.5 Interações célula-célula na imunidademediada por células (ativação de macrófagos em resposta a antígenos endógenos em vesículas) 1214.8.6 Interações célula-célula em imunidade mediadapor células (ativação de células Nk) 1234.9 Imunidade dos microrganismos 124

5. O Sistema Imune nas Doenças 127

5.1 Imunologia dos Transplantes 1295.1.1 Complexo Principal de Histocompatibilidade (Mhc) 1305.1.2 Seleção do Doador 131



5.1.3 Rejeição de Enxertos Alogênicos 1335.1.4 Rejeição hiperaguda 1345.1.5 Rejeição aguda 1355.1.6 Rejeição crônica 1375.1.7 Supressão da resposta imune e efeitos colaterais 1385.1.8 Supressão quimioterápica 1385.1.9 Anticorpos antilinfocitários 1405.1.10 Inibidores dos receptores de IL-2 1415.2 Transplantes clínicos 1425.2.1 Transplante de coração. 1425.2.2 Transplante de fígado 143

5.2.3 Transplante de pâncreas 1445.2.4 Medula óssea 1445.3 Imunologia dos tumores 1465.3.1 Causas dos tumores 1465.3.2 Mecanismos Imunológicos que atuam contra células tumorais 1485.3.3 Mecanismos de escape das células tumorais 1495.4 Doenças auto-imunes 1495.5 Mecanismo de formação dos auto-ac 150

5.6 Patogênese das doenças auto-imunes 151



Imunologia eMicrobiologia –

SDE0276

1



8 • capítulo 1

OBJETIVOS•

Reconhecer a importância da descoberta do microscópio para a Ciência.• Diferenciar a abiogênese da biogênese.• Identificar a importância de Louis Pasteur para a abiogênese.• Identificar o início da Microbiologia e a sua importância para a nossa vida.• A descoberta da quimioterapia, a vacinação, a quimioterapia moderna, o avanço da resistên-cia microbiana às drogas.• Identificar a célula como unidade comum a todos os seres vivos, bem como sua estrutura.• Reconhecer os reinos Monera, Protista, Plantae, Animalia e Fungi.•

Identificar as características dos reinos Monera, Protista, Plantae, Animalia e Fungi.• Biossegurança na prática fisioterápica ea relação dos fatos históricos com o avanço dastécnicas de anti-sepsia de mãos e da cirurgia asséptica, a lavagem das mãos.



capítulo 1 • 9

1.1 História da evolução da MicrobiologiaPara compreender o atual estágio da Microbiologia, precisamos conhecer como

ela chegou até onde estamos atualmente. Os primeiros cientistas que optarampor estudar Microbiologia foram motivados, no decorrer de suas descobertas,por competição, inspiração e sorte. Houve conceitos errôneos que levaram a

verdade e verdades que não foram inicialmente reconhecidas.

1.2 As primeiras observações

Robert Hooke: o Inglês Robert Hooke descreveu em 1665, a estrutura celu-lar da cortiça e publicou Micrographia, sobre suas descobertas em ótica e ini-ciando suas análises dos efeitosdo prisma, esferas e lâminas, coma utilização do microscópio. Como microscópio também deu im-portante contribuição ao estudoda estrutura das células, deven-

do-se a ele a origem deste termo.Hooke foi capaz de visualizar ascélulas individualmente. A des-coberta de Hooke marcou o inícioda teoria celular - todos os seres

vivos são compostos de células.Investigações posteriores sobrea estrutura e funcionamento dascélulas teve esta teoria como base.

CONEXÃOLink: http://gk12glacier.bu.edu/wordpress/hendrick2012/my-blog/page/2/.

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10 • capítulo 1

Anton van Leeuwenhoek:o holandês Leeuwenhoek foi, provavelmente, oprimeiro a realmente observar os microrganismos vivos através de lentes deaumento. Entre 1673 e 1723, ele escreveu uma série de cartas (mais de 300) à

Sociedade Real Inglesa descrevendo o que ele chamou de “animálculos” que ele via através de seu modesto microscópiode uma única lente. Os desenhos deta-lhados sobre os “animálculos” de águasde rios, saliva, fezes, líquido no qualgrãos de pimenta forma submersos e nomaterial removido de seus dentes, fo-ram identificados com representações

de bactérias e protozoários. Essas cartasalertaram o mundo para a existência deformas microscópicas de vida e origina-ram a microbiologia (Biologia das célu-las, vol. 1 – Amabis e Martho).

Edward Jenner contribuiu de forma revolucionária para a Medicina com odesenvolvimento inicial da vacinação. Conta-se que uma senhora que trabalha-

va em uma fazenda ordenhando vacas chamada, Sarah Nelmes gabava-se quenão pegava varíola (doença muito disseminada na Europa na época) porque játinha contraído antes a menos séria

varíola bovina das vacas que ela orde-nhava. Um surto de varíola em 1788provou que ela estava certa. Todos ospacientes de Jenner que já tinham tido

varíola bovina não contraíram varíola.No ano de 1796, Jenner provou sua te-oria infectando um garoto primeirocom varíola bovina e depois com varí-ola. Ele descobriu que o garoto estavaimune à doença. Jenner chamou seutratamento de vacinação (palavra de-rivada da palavra latina para varíolabovina - vaccina) (Riedel, 2005).

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capítulo 1 • 11

Os cientistas britânicos Edward Jenner e Alexander Fleming realizaram descobertasrevolucionárias no campo da Medicina e Fisiologia, marcando o início de uma revoluçãona área médica e biológica.

Louis Pasteur(1822 – 1895) era um químico francês bastante respeitado naépoca por seus inúmeros trabalhos científico, dedicou seus consideráveis ta-lentos ao estudo dos microrganismos. Interessou-se pela indústria de vinhosfranceses e pela função dos microrganismos na produção de álcool. Este inte-resse incentivou-o a continuar o debate sobre a origem dos microrganismos,uma vez que ainda persistiam alguns defensores da geração espontânea ou

abiogênese, a exemplo do naturalista francês Félix Archiméde Pouchet (1800– 1872). Pasteur fez uma série de experimentos definitivos. Um dos principaisprocessos foi o uso de frascos de colo longo e curvado, semelhante ao pescoçode cisnes, que foram preenchidos com caldo nutritivo e aquecidos. O ar podiapassar livremente através dos frascos abertos, mas nenhum microrganismosurgiu na solução. A poeira e os microrganismos depositavam-se na área sinu-osa em forma de V do tubo e, portanto, não atingiam o caldo. Seus resultadosforam comunicados com entusiasmo na Universidade de Sorbonna, em Paris,

em 7 de abril de 1864. Pasteur deu um grande impulso na tecnologia de alimen-tos. O processo de preservação dos ali-mentos pela pasteurização foi criadopor esse ilustre cientista, e o nome doprocesso de pasteurização foi dado emsua homenagem. Você terá a oportuni-dade de saber como funciona a pasteu-rização na disciplina de Microbiologiados alimentos (Biologia das células,

vol. 1 – Amabis e Martho).

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12 • capítulo 1

Robert Koch– foi um dos fundadores da microbiologia, o alemão foi o pri-meiro a descobrir o agente do carbúnculo e o baciloda tuberculose. O médico ecientista Robert Koch, um dos precursores da moderna bacteriologia, dedicou-

se a pesquisas acerca das relações entre agentes bacterianos e a transmissãode doenças, bem como ao estudo da higiene e de epidemias. Suas teses nãoaumentaram a expectativa de vida e melhoraram a saúde da população apenasna Alemanha, mas continuam, até hoje, sendo consideradas verdadeiros fun-damentos da microbiologia moderna. Durante a Guerra Franco-Prussiana, de1870 a 1871, Koch trabalhou como cirurgião. Após seu regresso ao país, assu-miu a função de médico oficial da cidade na antiga província alemã de Posen(Poznan). Ali começou a estudar a biologia das bactérias. Naquela época, não

havia ainda microscópios eletrônicos e, desta forma, as bactérias eram os me-nores agentes que podiam ser examinados através do microscópio. Koch des-cobriu o agente bacteriano causador do carbúnculo e descreveu, pela primeira

vez, como a transmissão da doença se dá através dos esporos – este foi seu pri-meiro grande trabalho científico,publicado em 1876. Mais tarde,Koch foi chamado a Berlim paraassumir a direção de um labora-

tório bacteriológico recém-criado,onde conseguiu detectar o agentecausador da tuberculose. Com aEtiologia da Tuberculose, Kochconseguiu, pela primeira vez nahistória, identificar um micro-or-ganismo patogênico. Por este tra-balho sobre a bactéria da tubercu-lose, ele recebeu o Prêmio Nobelde Medicina em 1905.

CONEXÃOLink: http://www.sbmicrobiologia.org.br/PDF/Koch.pdf.

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capítulo 1 • 13

Joseph Lister considerado pai da cirurgia moderna, pois foi o primeiro autilizar uma solução de fenol como um eficiente agente antisséptico – substân-cias que destroem ou impedem o crescimento de microrganismos em tecido

vivo- isso reduziu o número de mortes por infecções pós-operatórias. Lister co-municou os métodos para esterilização de bandagens, compressas cirúrgicas,instrumental cirúrgico e assepsia de feridas. Com isso ele introduziu a cirurgiaasséptica. Antes da descoberta, pelo médicoinglês Joseph Lister, em 1865, que o fenolpodia ser usado para esterilizar os instru-mentos cirúrgicos, campo operatório e mãosdos cirurgiões, os hospitais eram campos

de massacres, onde, a maioria dos pacien-tes que não morriam do trauma cirúrgico,pereciam de infecções. Juntamente com aanestesia e os antibióticos, a antissepsia foiresponsável pelo grande avanço da cirurgiacomo método científico de tratamento deinúmeras doenças, ao longo do século XX.

CONEXÃOLink: http://www.sciencemuseum.org.uk/broughttolife/people/josephlister.aspx.

Sir Alexander Fleming nasceu em 1881 na Escócia, formando-se emBacteriologia. Fleming trabalhou no St. Mary's Hospital, em Londres, e serviuno Corpo Médico durante a PrimeiraGuerra Mundial. Ele se tornou inte-ressado no problema de controlarinfecções causadas por bactérias econtinuou suas pesquisas depois daguerra. Fleming descobriu a peni-cilina, o primeiro antibiótico, o quemarcou uma revolução na Medicina.

Antibióticos são drogas que matam

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14 • capítulo 1

bactérias. Eles, atualmente, são usados para o tratamento de doenças. Conta-seque, em uma manhã de 1928, Fleming estava preparando sua rotineira amostrade culturas de bactérias quando notou que algo estava matando as bactérias. Ao

investigar, descobriu que era um bolor de pão chamado penicilina. Dois outrosexcelentes cientistas, Howard Walter Florey (1898-1968) e Ernst Boris Chain(1906-1979), ajudaram a aperfeiçoar a manufatura de penicilina, e eles dividi-ram em 1945 o Prêmio Nobel de Medicina em com Fleming.

CONEXÃOLinK: http://www.biography.com/people/alexander-fleming-9296894#synopsis.

Os argumentos sobre a geração espontânea continuaram até 1861, quando a questãofoi resolvida pelo cientista francês Louis Pasteur.

1.3 A importância da Microbiologia A Microbiologia é uma ciência que foi impulsionada com a descoberta do mi-croscópio por Leuwenhoek (1632 – 1723). A partir da descoberta do microscó-pio e a constatação da existência dos microrganismos, os cientistas começarama indagar sua origem, surgindo então, as teorias da abiogênese ou geração es-pontânea e a biogênese. Após os experimentos de Lazzaro Spallanzani (1729– 1799) que provaram que infusões quando aquecidas, esterilizadas e fechadashermeticamente para evitar recontaminação impediam o aparecimento de mi-crorganismos, a abiogênese foi descartada.

Acredita-se que os microrganismos (organismos pequenos só visíveis com oauxílio de lentes) apareceram na terra há bilhões de anos a partir de um mate-rial complexo de águas oceânicas ou de nuvens que circulavam a terra. Os mi-crorganismos são antigos, porém a microbiologia como ciência é jovem, uma

vez que os microrganismos foram evidenciados há 300 anos e só foram estuda-dos e compreendidos 200 anos depois.



capítulo 1 • 15

1.4 Quem descobriu os microrganismos? Anton Van Leuwenhoek(1632 – 1723) era um homem comum que possuía um

armazém, era zelador da prefeitura e servia como provador oficial de vinhospara a cidade de Delft na Holanda. Tinha como hobby polir lentes de vidro, asmontava entre finas placas de bronze ou prata para inspecionar fibras e tecela-gem de roupas, flores, folhas e pingos d’água. Na época, era comum o interessepelo mundo natural, mas Leuwenhoek tinha o cuidado de descrever, detalha-damente, tudo o que fazia e o que observava com suas lentes.

Usando seu precário microscópio, observava águas de rios, infusões de pi-menta, saliva, fezes, etc.; até que verificou nesses materiais, a presença de um

grande número de pequeníssimos objetos móveis e de formas diferentes, quenão poderiam ser vistos sem a ajuda das lentes, e os chamou de “animáculos”por acreditar que seriam pequeninos animais vivos.

Leuwenhoek fez observações magníficas sobre a estrutura microscópicadas sementes e embriões de vegetais, animais invertebrados, espermatozoides,sangue, circulação sanguínea etc. Uma dimensão inteiramente nova enrique-ceu a biologia (bio = vida, logia = estudo). Todos os tipos principais de micror-ganismos que hoje conhecemos – protozoários, algas, fungos e bactérias foram

primeiramente descritos por Leuwenhoek (Trabulsi, 1991).

1.5 O que é biogênese e abiogênese ougeração espontânea?

Após a revelação ao mundo da presença dos microrganismos, os cientistas co-meçaram a indagar a origem desses seres e se dividiram em duas correntes depensamento as quais veremos a seguir.

BIOGÊNESE

Alguns cientistas acreditavam, inclusive Leuwenhoek, que as “se-mentes” destas criaturas microscópicas estão sempre presentes noar, de onde ganham acesso aos materiais e ali crescem desde queas condições sejam adequadas ao seu desenvolvimento. A essa

forma de multiplicação dos microrganismos chamou-se biogênese.



16 • capítulo 1

ABIOGÊNESEOutros cientistas acreditavam que os microrganismos se formavamespontaneamente a partir da matéria orgânica em decomposiçãoou putrefação, essa forma de multiplicação chamou-se abiogênese.

CONEXÃOA abiogênese também ficou conhecida como geração espontânea.

Video complementar https://www.youtube.com/watch?v=EjyH5MkGdPY

A crença na geração espontânea de seres vivos teve uma longa existência. A ideia da geração espontânea teve origem na Grécia Antiga, que acreditavaque rãs e minhocas surgiam, espontaneamente, de um pequeno lago ou lama.Outros acreditavam que larvas de insetos e moscas eram produzidas a partirde carne em decomposição. Pouco a pouco, essas ideias foram perdendo for-ça, por demonstrações científicas como a do médico italiano Francesco Redi(1626 – 1697), que demonstrou que as larvas encontradas na carne em putre-

fação eram larvas de ovos de insetos e não um produto da geração espontânea.Convencer os que apoiavam a abiogênese de que um ser não poderia surgir

apenas da matéria orgânica, tornou-se bem mais difícil, principalmente, a par-tir do experimento de Heedham em 1749, que demonstrou que, de muitos tiposdiferentes de infusões, invariavelmente, emergiam criaturas microscópicas (mi-crorganismos), independentemente do tratamento que receberam, protegidasou não, fervidas ou não. Hoje, sabe-se que os experimentos de Heedham foramfalhos, pois este não tomava precauções higiênicas para proteger seus experimen-tos do ar circundante, permitindo dessa forma a contaminação de suas infusões.

Cinquenta anos após os experimentos de Heedham, Spallanzani eviden-ciou em centenas de experiências, que o aquecimento das infusões até esteri-lização, pode impedir a contaminação por microrganismos. Posteriormente,Spallazani concluiu que poderá haver recontaminação das infusões por con-dução dos microrganismos pelo ar, desde que o frasco que a contenha não es-teja hermeticamente fechado ou apresente rachadura, propiciando na infusão,o aparecimento de colônias de microrganismos (Biologia das células, vol. 1 –

Amabis e Martho).



capítulo 1 • 17

A tarefa dos microrganismos na natureza é algo sensacional, especialmente, quando selembra de seu papel como regulador do equilíbrio entre seres vivos e mortos.

1.6 Classificação dos microrganismosOs seres vivos são constituídos de unidades microscópicas chamadas de cé-lulas que formam, em conjunto, estruturas organizadas. As células são com-postas de núcleo e citoplasma. Quando o núcleo celular é circundado por uma

membrana nuclear ou carioteca, os organismos que as possuem são chamadosde eucarióticos, os que não possuem células com carioteca são os procarióticosa exemplo das bactérias.

Baseado na maneira pela qual os organismos obtêm alimentos, Robert H. Whittaker classificou os organismos vivos em 5 reinos:reino Monera, reinoProtista, reino Plantae, reino Animalia e reino Fungi.

Prokaryota Monera

Protista

Fungi

Animalia

Plantae

Eukaryota

CONEXÃOVideo complementar: https://www.youtube.com/watch?v=t63pCUzey3E



18 • capítulo 1

Os microrganismos pertencem a três dos cinco reinos: as bactérias são doreino Monera, os protozoários e algas microscópicas são Protistas e os fungosmicroscópicos como leveduras e bolores pertencem ao reino Fungi (Biologia

das células, vol. 1 – Amabis e Martho) .

Célula

A célula é uma estrutura típica microscópica comum a todos os seres vivos. Comos avanços da microscopia eletrônica na década de 1940, foi possível a visuali-zação de muitas estruturas da célula que seria impossível no microscópio ótico.

Todas as células se compõem de duas regiões internas principais conheci-

das como núcleo e citoplasma. O núcleo, que é circundado pelo citoplasma,contém todas as informações genéticas do organismo, sendo responsável pelahereditariedade. O citoplasma é a sede primária dos processos de síntese e ocentro das atividades funcionais em geral.

Em algumas células, o núcleo é circundado por uma membrana denomi-nada de membrana nuclear ou carioteca. Compreendem o grupo das eucarió-ticas, os protozoários, os fungos, a maior parte das algas. Estas células se asse-melham as dos animais e plantas. Em contraste, as bactérias e o pequeno grupo

de algas azul-verdes se caracterizam por células menores procarióticas por nãoapresentarem membrana nuclear.

Microtúbulos

Microfilamentos

Membranaplasmática

Mitocôndria Vesícula de secreção

Centríolos

Complexo de Golgi

Retículoendoplasmático liso

Retículoendoplasmático rugoso

Lisossomo

Vacúolo alimentar

Carioteca

NucléoloNúcleo–Nucleoplasma + DNA



capítulo 1 • 19

Nas plantas e microrganismos, a parede celular é a única estrutura limitan-te. Seu único papel parece ser o de proteção contra injúrias mecânicas e impe-dem, principalmente, a ruptura osmótica quando a célula é colocada em am-

biente com alto teor de água (Biologia das células, vol. 1 – Amabis e Martho).

1.7 Classificação dos 5 reinos A classificação dos organismos, mais recente, proposta por Robert H. Whit-taker em 1969, foi baseada a partir da maneira pela qual o organismo obtémnutrientes de sua alimentação. Veja:

FOTOSSÍNTESEProcesso pelo qual a luz fornece energia para converter odióxido de carbono em água e açúcares.

ABSORÇÃOA captação de nutrientes químicos dissolvidos em água.

INGESTÃO Entrada de partículas de alimentos não dissolvidas.

Nesse esquema de classificação, os procariotos que normalmente obtêmalimentos só por absorção constituem o reino Monera. O reino Protista incluios microrganismos eucarióticos unicelulares, que representam os três tiposnutricionais: as algas são fotossintéticas, os protozoários podem ingerir seualimento e os fungos limosos somente absorvem os nutrientes. Os organismoseucarióticos superiores são colocados no reino Plantae (plantas verdes fotos-sintéticas e algas superiores), Animalia (animais que ingerem alimentos) eFungi, organismos que têm parede celular, mas não apresentam o pigmentoclorofila encontrado em outras plantas para promover a fotossíntese, portantoeles absorvem os nutrientes. Como pode se observar, os microrganismos per-tencem a três dos cinco reinos.



20 • capítulo 1

1.8 Principais características dos grupos demicrorganismos

PROTOZOÁRIOS

São microrganismos eucarióticos unicelulares. Como osanimais ingerem partículas alimentares, não apresentamparede celular rígida e não contêm clorofila. Movem-seatravés de cílios, flagelos ou pseudópode. Estes microrga-nismos são estudados na ciência da Parasitologia (estudodos parasitas). São amplamente distribuídos na natureza,

principalmente, em ambientes aquáticos. Muitos são noci-vos ao homem como a ameba e a giárdia.

ALGAS

São semelhantes às plantas por possuírem clorofila que par-ticipa do processo de fotossíntese e apresentam uma pare-de celular rígida. São eucariotos e podem ser unicelulares oumulticelulares com vários metros de comprimento. Podem sernocivas por produzirem toxinas, obstruir caixas d’água ou cres-cerem em piscinas. Entretanto, algumas espécies são usadasnas indústrias de alimentos, farmacêuticas, cosméticos e parao uso em laboratório. As algas não são estudadas na Micro-biologia de alimentos.



capítulo 1 • 21

FUNGOSPodem ser unicelulares ou multicelulares. São eucariotos epossuem parede celular rígida. Os fungos não ingerem alimen-tos e obtêm os nutrientes do ambiente através de absorção.



22 • capítulo 1

BACTÉRIASSão procariotos, carecem de membrana nuclear e outras es-truturas celulares organizadas observadas em eucariotos.

VÍRUS

Representam o limite entre as formas vivas e as sem vida. Não sãocélulas como as descritas anteriormente, contêm somente um tipode ácido nucleico, RNA ou DNA que é circundado por um envelopeproteico ou capa. Devido à ausência de componentes celulares ne-

cessários para o metabolismo ou reprodução independente, o víruspode multiplicar-se somente dentro de células vivas, por isso não sãoconsiderados seres vivos por não possuírem vida própria.



capítulo 1 • 23

1.9 Quimioterapia antimicrobianaQuimioterapia corresponde ao advento do tratamento de doenças por meio de

substâncias químicas. Algumas são sintetizadas em laboratório, e por isso cha-madas quimioterápicas; outras são produzidas por seres vivos, e são chamadasde antibióticos. Os antibióticos são produzidos, na sua maioria, por microrga-nismos que fazem a síntese total ou parcial da molécula e, neste caso, são con-cluídos em laboratório (antibióticos semissintéticos).

A quimioterapia antimicrobiana é um assunto de suma importância dentroda microbiologia clínica, uma vez que drogas dessas naturezas são importantespor lutar contra a infecção causada por microrganismos sem causar maléficos

á célula hospedeira, propriedade esta denominada de toxicidade seletiva. A maioria dos antibióticos usados na clinica é produzida por bacté-

rias do gênero Streptomyces e alguns por fungos dos gêneros Penicillium eCephalosporium.

Histórico

• 1900: Paul Ehrlich, bacteriologista alemão, desenvolveu a propriedade da

toxidade seletiva de alguns medicamentos.• 1928: Fleming, ao acaso, foi o principal responsável pela descoberta dos

antibióticos depois de ter observado que onde havia desenvolvimento do fungoPenicilum notatum, bactérias eram exterminadas.

• 1935: Gerhard Domagk cria o primeiro quimioterápico – as sulfona-midas – um medicamento de natureza quimioterápica mas sintetizado emlaboratório.

• 1940 – Chain e Florey, devido ao estopim da Segunda Guerra Mundial, apenicilina foi sintetizada em larga escala e nos últimos anos, a indústria farma-cêutica estabelece modificações químicas, adicionando um radical químico aoantimicrobiano para tentar aumentar o espectro de atividade da droga.

Recetemente os pesquisadores Annette Draeger e Eduard Bibiychuk nano-partículas especiais feitas de lipídios, os lipossomas, que muito se assemelhama células hospedeiras. Ao serem introduzidas no corpo de uma pessoa com umagrave infecção bacteriana, essas membranas artificiais, também conhecidascomo CALo2, devem atrair as toxinas produzidas por bactérias.



24 • capítulo 1

Conceitos

Antibióticos: são antibacterianos que provem de organismos vivos. Podem ser

naturais (quando a molécula da droga é totalmente de origem natural; Ex: peni-cilina, que é extraída de fungos) ou semissintéticos (quando uma molécula, deorigem natural, é alterada em laboratório; Ex: oxacilina).

Quimioterápicos: drogas sintetizadas completamente em laboratório, po-dendo ser classificadas apenas como sintéticas (Ex: sulfas). Para o nosso estu-do, este tipo de antibacterianos será, por critérios meramente didáticos, inseri-do nos grupos dos antibióticos.

1.10 Classificação dos antibióticos1. Quanto à origem:

• Naturais: de origem natural microbiana. Ex: Penicilina.• Semissintético: a molécula natural é adicionada a um radial químico

qualquer. Ex: Meticilina.• Sintética: totalmente produzidas em laboratório. Ex: Quinolonas.

2. Quanto ao mecanismo de ação:

• Bactericidas: provocam a morte das bactérias. Ex: Aminoglicosideos• Bacteriostáticas: inibem o metabolismo bacteriano, bloqueando o seu

crescimento. Ex: sulfas.

3. Quanto ao espectro de ação antimicrobiano:

• Pequeno espectro: realizam ação sobre determinados grupos de bactéria.Ex: A penicilina atua apenas sobre bactérias gram-positivas.

• Amplo espectro: atividade sobre bactérias sem grupo específico: atu-am contra bactérias gram-positivas e gram-negativas. Ex: tetraciclina ecloranfenicol.



capítulo 1 • 25

1.11 Mecanismo de ação dosantimicrobianos de uso clínico

O primeiro ponto para se observar a utilização dos antimicrobianos é a toxida-de seletiva: a droga deve atuar especificamente sobre uma estrutura da célulaprocariótica bacteriana, e não sendo tóxica a célula eucarionte. Os antibióticose os quimioterápicos interferem com diferentes atividades da célula bacteria-na, causando a sua morte ou somente inibindo o seu crescimento.

1. Ação Antimicrobiana Através Da Inibição Da Síntese Da Parede Celular:

Ex: Bacitracina, Cefalosporina, Penicilinas e Vancomicina Alguns antibióticos impedem a síntese da parede celular, estrutura respon-

sável pela proteção mecânica da bactéria. Já se sabe que o peptidioglicano quefornece estrutura à parede celular bacteriana é composta, basicamente, porN-acetilglicosamina e N-acetilmurâmico. A parede celular, então, é produzidaem três fases: (1) produção dos principais compostos da parede celular aindano citoplasma, (2) passagem dessas substâncias por meio da membrana cito-plasmática e (3) formação da malha de peptidoglicano através da ligação es-

tabelecida por enzimas (como a Transpeptidase), formando, em fim, a paredecelular.

Esses antibióticos inibem a atividade enzimática que forma o peptidioglica-no. Sem a formação da parede celular, a bactéria fica completamente vulnerá-

vel a ação do meio, morrendo logo em seguida.

2. Ação Antimicrobiana Através Da Inibição Da Membrana Celular Ex: Anfotericina B, Polimixinas e Nistatina

A maioria das reações químicas (até os mecanismos de obtenção de ener-gia) é realizada pela membrana citoplasmática. A membrana é destruída porcertos antibióticos, situação extremamente inadequada e incompatível com a

vida bacteriana.

3. Ação Antimicrobiana Através Da Inibição Da Síntese De ProteínasEx: Cloranfenicol, Tetraciclinas, Aminoaglicosídeos e Estreptomicina

A síntese de proteínas (tanto o processo de transcrição como o de tradução)acontece na região do citoplasma. As tetraciclinas bloqueiam a síntese protéica



26 • capítulo 1

porque, quando fixadas à subunidade 30S (menor), impedem a fixação dos RNAtransportadores ao ribossomo.

O cloranfenicol, lincomicina e clindamicina, aparentemente, possuem os

mesmos mecanismos de ação, que seria impedir a união dos aminoácidos pelainibição da peptidiltransferase. A eritromicina bloqueia a síntese protéica porque, quando fixada à subuni-

dade 50S, impede os movimentos de translocação. Embora a síntese proteicaseja muito semelhante nas bactérias e nas células do hospedeiro, existem di-ferenças entre seus ribossomos. Estas diferenças explicam a ação seletiva dosantimicrobianos.

4. Ação Antimicrobiana Através Da Inibição Da Síntese Dos ÁcidosNucleícos

Ex: Ácido nalidíxico, Novobiocina, Rifampicina e Fluorquinolonas.Outros antibióticos interferem em alguma fase da síntese do próprio MG da

bactéria. Estudos recentes têm mostrado alguns antimicrobianos interferemcom a síntese de DNA, inibindo a ação das enzimas girases. A função destasenzimas é promover o enrolamento das moléculas de DNA, para que ocupemum menor espaço dentro de célula.

OBS: Um antibiograma é um ensaio laboratorial que mede a susceptibili-dade/resistência de uma bactéria a um ou mais agentes antimicrobianos. Seuobjetivo é tanto a análise do espectro de sensibilidade/resistência a drogas deuma bactéria quanto a determinação da concentração mínima inibitória.

OBS²: Deve-se evitar o desenvolvimento da resistência combatendo o usoabusivo e indiscriminado dos antibióticos.

1.12 Visão geral dos antibióticos quanto aomecanismo de ação

De uma forma geral, podemos dividir os antibióticos nos seguintes grandes gru-pos, que serão mais bem detalhados nos materiais referentes à Farmacologia:

Antibióticos com ação na parede bacteriana:-Beta-lactâmicos



capítulo 1 • 27

• Penicilinas• Cefalosporinas• Carbapenêmicos e Monobactâmicos

– Glicopeptídeos– Polimixina B

Antibióticos com ação no citoplasma microbiano

• Macrolídeos e lincosamidas• Cloranfenicol

• Tetraciclinas• Aminoglicosídeos• Sulfonamidas + Trimetoprim• Fluorquinolonas• Metronidazol

CONEXÃOVídeo complemetar A aventura do Antibiótico. Link: https://www.youtube.com/watch?v=X-tP7WF8XjXU.



28 • capítulo 1

1.13 Biossegurança na prática fisioterápicaConceitos gerais.

Biossegurança é o conjunto de ações voltadas para a prevenção, minimizaçãoou eliminação dos riscos inerentes às atividades de pesquisa, produção, ensi-no, desenvolvimento tecnológico e prestação de serviços. Estes riscos podemcomprometer a saúde do homem e animais, o meio ambiente ou a qualidadedos trabalhos desenvolvidos (Teixeira; Valle, 1996). Há ainda outros conceitospara a biossegurança, como o que está relacionado à prevenção de acidentesem ambientes ocupacionais, incluindo o conjunto de medidas técnicas, admi-

nistrativas, educacionais, médicas e psicológicas (Costa, 1996). O tema abrangeainda a segurança no uso de técnicas de engenharia genética e as possibilida-des de controles capazes de definir segurança e risco para o ambiente e para asaúde humana, associados à liberação no ambiente dos organismos genetica-mente modificados (OGMs) (Albuquerque, 2001).

A Biossegurança envolve a análise dos riscos a que os profissionais de saúdee de laboratórios estão constantemente expostos em suas atividades e ambien-tes de trabalho. A avaliação de tais riscos engloba vários aspectos, sejam relacio-

nados aos procedimentos adotados, as chamadas Boas Práticas em Laboratório(BPLs), aos agentes biológicos manipulados, à infraestrutura dos laboratóriosou informacionais, como a qualificação das equipes (Brasil, 2006b).

Em Roma, no primeiro século antes de Cristo, Marcus Varro defendia a associaçãodos pântanos com as doenças "por hospedar criaturas diminutas, invisíveis, que flu-tuando pelo ar podiam entrar no corpo humano pela boca e nariz, causando doenças"

(MASTROENI, 2008).

Importância da Biossegurança.

Do ponto de vista prático, foi a partir da Conferência de Asilomar que se origi-naram as normas de biossegurança do National Institute of Health (NIH), dosEUA. Seu mérito, portanto, foi o de alertar a comunidade científica, principal-mente quanto às questões de biossegurança inerentes à tecnologia de DNA re-



capítulo 1 • 29

combinante. A partir de então, a maioria dos países centrais viu-se diante danecessidade de estabelecer legislações e regulamentações para as atividadesque envolvessem a engenharia genética (Almeida; Valle, 1999).

Na década de 1980 a Organização Mundial de Saúde (OMS) conceituou abiossegurança como prática de prevenção para o trabalho em laboratório comagentes patogênicos, e, além disto, classificou os riscos como biológicos, quí-micos, físicos, radioativos e ergonômicos. Na década seguinte, observou-se ainclusão de temas como ética em pesquisa, meio ambiente, animais e proces-sos envolvendo tecnologia de DNA recombinante em programas de biossegu-rança (Costa, Costa, 2002).

A biossegurança no Brasil só se estruturou, como área específica, nas déca-

das de 1970 e 1980, mas desde a instituição das escolas médicas e da ciência ex-perimental, no século XIX, vêm sendo elaboradas noções sobre os benefícios eriscos inerentes à realização do trabalho científico, em especial nos ambienteslaboratoriais em decorrência do grande número de relatos de graves infecçõesocorridas, e também de uma maior preocupação em relação às consequênciasque a manipulação experimental de animais, plantas e micro-organismos po-deriam trazer ao homem e ao meio ambiente (Almeida; Albuquerque, 2000,Shatzmayr, 2001).

1.14 Evolução histórica da segurança dotrabalho

Aspectos Legais

Descrever os aspectos legais da Segurança no Ambiente Hospitalar é possível,desde que seu desenvolvimento seja mostrado a partir de fatos ocorridos nas

várias atividades profissionais ocorridas em outras épocas. Para tanto, a tabela1 apresenta uma resumida evolução histórica dos direitos e conhecimento ad-quiridos pelos trabalhadores no mundo.

No Brasil, o fato marcante na legislação trabalhista se deu em 1943, atravésdo Decreto 5452, de 1º de maio de 1943, e atualmente as formas de dirimir asquestões legais referentes à segurança dos trabalhadores foram traduzidas nosconteúdos da Lei nº 6.514 de 22 de dezembro de1977.





capítulo 1 • 31

ÉPOCA ORIGEM CONTRIBUIÇÃO

1919 Tratado de VersalhesCriação da Organização Internacional do Trabalho (OIT),

com sede em Genebra, que substitui a Associação Interna-cional de Proteção Legal ao Trabalhador.

1921 EUA Estendidos os benefícios da Lei de 1903 a todos os traba-lhadores através da Lei Federal.

1927 França

Foram iniciados estudos de laboratórios relacionados coma inflamabilidade dos materiais e estabeleceram - se os

primeiros regulamentos específicos que adotaram medidase precauções a serem tomadas nos locais de trabalho e

nos locais de uso prático.

1943 BrasilO Decreto nº 5452, de 01/05/1943, regulamenta o Ca-pítulo V do Título II da Consolidação das Leis do Trabalho,

relativo à Segurança e Medicina no Trabalho.

Tabela 1.1 - História da Segurança no Trabalho

1.15 Legislação brasileira – Lei 6.514/77 dePortaria nº 3.214/78

No Brasil, o direito dos trabalhadores à segurança e medicina no trabalho é ga-

rantido pela Lei 6.514, de 22 de dezembro de 1977. Essa lei altera o Capítulo Vdo Título II da Consolidação das Leis do Trabalho no que se refere à Segurançae Medicina do Trabalho. Sua regulamentação foi feita através da Portaria nº3.214 de 08 de junho de 1978, do Ministério do Trabalho. Essa portaria aprovaas Normas Regulamentadoras (NR) do Capítulo V do Título II, da Consolidaçãodas Leis do Trabalho relativas à Segurança e Medicina do Trabalho e por umconjunto de textos suplementares (leis, portarias e decretos) decorrentes de al-terações feitas nos textos originalmente publicados.

1.16 Conceitos básicos sobre assepsia,antissepsia e técnicas de esterilização.

• Assepsia:é o conjunto de medidas que utilizamos para impedir a penetra-ção de microorganismos num ambiente que logicamente não os tem, logo umambiente asséptico é aquele que está livre de infecção.



32 • capítulo 1

• Antissepsia: é o conjunto de medidas propostas para inibir o crescimentode microorganismos ou removê-los de um determinado ambiente, podendo ounão destruí-los e para tal fim utilizamos antissépticos ou desinfetantes. É a des-

truição de micro-organismos existentes nas camadas superficiais ou profundasda pele, mediante a aplicação de um agente germicida de baixa causticidade,hipoalergênico e passível de ser aplicado em tecido vivo.

• Degermação: Significa a diminuição do número de microorganismos pa-togênicos ou não, após a escovação da pele com água e sabão. É a remoção dedetritos e impurezas depositados sobre a pele. Sabões e detergentes sintéticos,graças a sua propriedade de umidificação, penetração, emulsificação e dis-persão, removem mecanicamente a maior parte da flora microbiana existente

nas camadas superficiais da pele, também chamada flora transitória, mas nãoconseguem remover aquela que coloniza as camadas mais profundas ou floraresidente.

• Desinfecção: é o processo pelo qual se destroem particularmente os ger-mes patogênicos e/ou se inativa sua toxina ou se inibe o seu desenvolvimento.Os esporos não são necessariamente destruídos.

• Esterilização: é processo de destruição de todas as formas de vida micro-biana (bactérias nas formas vegetativas e esporuladas, fungos e vírus) mediante

a aplicação de agentes físicos e ou químicos, Toda esterilização deve ser prece-dida de lavagem e enxaguadura do artigo para remoção de detritos.

• Esterilizantes: são meios físicos (calor, filtração, radiações, etc) capazesde matar os esporos e a forma vegetativa, isto é, destruir todas as formas mi-croscópicas de vida.

• Esterilização: o conceito de esterilização é absoluto. O material é esterili-zado ou é contaminado, não existe meio termo.

• Germicidas: são meios químicos utilizados para destruir todas as formasmicroscópicas de vida e são designados pelos sufixos "cida" ou "lise", como porexemplo, bactericida, fungicida, virucida, bacteriólise etc.

Na rotina, os termos antissépticos, desinfetantes e germicidas são emprega-dos como sinônimos, fazendo que não haja diferenças absolutas entre desinfe-tantes e antissépticos. Entretanto, caracterizamos como antisséptico quandoa empregamos em tecidos vivo e desinfetante quando a utilizamos em objetosinanimados (Moriya; Módena, 2008).



capítulo 1 • 33

1.17 Apresentação pessoal dostrabalhadores junto às normas institucionais

Proteção da Equipe De Saúde

Medidas de precauções universais ou medidas padrão representam um conjunto de medidas de controle de infecção para serem adotadas universalmentecomo forma eficaz de redução do risco ocupacional e de transmissão de micror-ganismos nos serviços de saúde.

As Precauções Universais incluem:

a) uso de barreiras ou equipamentos de proteção individual;b) prevenção da exposição a sangue e fluidos corpóreos; c) prevenção de

acidentes com instrumentos pérfuro-cortantes;c) manejo adequado dos acidentes de trabalho que envolva a exposição a

sangue e fluidos orgânicos;d) manejo adequado de procedimentos de descontaminação e do destino

de dejetos e resíduos nos serviços de saúde. (Martins, 2001).

Barreiras de proteção pessoal, também chamadas de EPI – Equipamento deProteção Individual são métodos físicos que interrompem as rotas de contamina-ção, quebrando o ciclo que poderia ser estabelecido. As barreiras de proteção pes-soal devem ser utilizadas rigorosamente dentro das clínicas, tanto por alunos ope-radores como por seus auxiliares, professores e funcionários. (Stefani et al., 2002).

A imunização é indispensável para completar as barreiras de proteção pessoal. Todas aspessoas expostas à contaminação (profissionais, alunos e funcionários) devem ser vacina-das contra Hepatite B (Obrigatória!!!), tuberculose (BCG), tétano e difteria, sarampo e rubé-ola. O ideal é que alunos se imunizem no 4º semestre, antes do início das atividades clínicas.

1.17.1 Luvas

Sempre que houver possibilidade de contato com sangue, saliva contaminadapor sangue, contato com a mucosa ou com superfície contaminada, o profissio-nal deve utilizar luvas.



34 • capítulo 1

• Antes do atendimento de cada paciente, o profissional deve lavar suasmãos e colocar novas luvas; após o tratamento de cada paciente, ou antes, dedeixar a clínica, o profissional deve remover e descartar as luvas e lavar as mãos.

• Tanto as luvas para procedimento como as luvas cirúrgicas não devemser lavadas antes do uso, nem lavadas, desinfetadas ou esterilizadas parareutilização.

• As luvas de látex para exame não foram formuladas para resistir à exposi-ção prolongada às secreções, podendo ficar comprometidas durante procedi-mentos de longa duração.

Normas na utilização das luvas

• As luvas NÃO devem ser utilizadas fora das áreas de tratamento.• As luvas devem ser trocadas entre os tratamentos de diferentes pacientes.• A parte externa das luvas NÃO deve ser tocada na sua remoção.• As luvas devem ser checadas quanto à presença de rasgos ou furos antes e

depois de colocadas, devendo ser trocadas, caso isso ocorra.• Se as luvas se esgarçarem ou rasgarem durante o tratamento de um pacien-

te, devem ser removidas e eliminadas, lavando-se as mãos antes de reenluvá-las.• Se ocorrerem acidentes com instrumentos pérfuro-cortantes, as luvas

devem ser removidas e eliminadas, as mãos devem ser lavadas e o acidentecomunicado.

• Superfícies ou objetos fora do campo operatório NÃO podem ser toca-dos por luvas usadas no tratamento do paciente. Recomenda-se a utilização deSOBRE-LUVAS ou pinças esterilizadas.

• Em procedimentos cirúrgicos demorados ou com sangramento intenso,está indicado o uso de dois pares de luvas.

• Luvas usadas não devem ser lavadas ou reutilizadas.

Técnica para a colocação das luvas esterilizadas

• Colocar o pacote sobre uma mesa ou superfície lisa, abrindo-o sem conta-miná-lo. Expor as luvas de modo que os punhos fiquem voltados para si.

• Retirar a luva esquerda (E) com a mão direita, pela dobra do punho.Levantá-la, mantendo-a longe do corpo, com os dedos da luva para baixo.Introduzir a mão esquerda, tocando apenas a dobra do punho.



capítulo 1 • 35

• Introduzir os dedos da mão esquerda enluvada sob a dobra do punho daluva direita (D). Calçar a luva direita, desfazendo a seguir a dobra até cobrir opunho da manga do avental.

• Ajustar os dedos de ambas as mãos.• Após o uso, retirar as luvas puxando a primeira pelo lado externo do pu-nho, e a segunda pelo lado interno.

1.17.2 Máscaras

Durante o tratamento de qualquer paciente, deve ser usada máscara na facepara proteger as mucosas nasais e bucais da exposição ao sangue e saliva. A

máscara deverá ser descartável e apresentar camada dupla ou tripla, para filtra-ção eficiente.

Normas para a utilização

• As máscaras devem ser colocadas após o gorro e antes dos óculos deproteção.

• As máscaras devem adaptar-se confortavelmente à face, sem tocar lábios

e narinas.• Não devem ser ajustadas ou tocadas durante os procedimentos.• Devem ser trocadas entre os pacientes e sempre que se tornarem úmidas,

quando dos procedimentos geradores de aerossóis ou respingos, o que diminuisua eficiência.

• Não devem ser usadas fora da área de atendimento, nem ficar penduradasno pescoço.

• Devem ser descartadas após o uso.• As máscaras devem ser removidas enquanto o profissional estiver com lu-

vas. Nunca com as mãos nuas.• Para sua remoção, as máscaras devem ser manuseadas o mínimo possível

e somente pelos bordos ou cordéis, tendo em vista a pesada contaminação.• O uso de protetores faciais de plástico NÃO exclui a necessidade da utili-

zação das máscaras.• Máscaras e óculos de proteção não são necessários no contato social,

tomada da história clínica, medição da pressão arterial ou procedimentossemelhantes.



36 • capítulo 1

1.17.3 Óculos de proteção


• Óculos de proteção com vedação lateral ou protetores faciais de plástico,devem ser usados durante o tratamento de qualquer paciente, para proteçãoocular contra acidentes ocupacionais (partículas advindas de restaurações, pla-ca dentária, polimento) e contaminação proveniente de aerossóis ou respingosde sangue e saliva.

• Os óculos de proteção também devem ser usados quando necessário nolaboratório, na desinfecção de superfícies e manipulação de instrumentos na

área de lavagem.• Óculos e protetores faciais não devem ser utilizados fora da área de

trabalho.• Devem ser lavados e desinfetados quando apresentarem sujidade

1.17.4 Batas ou jalecos

Sempre que houver possibilidade de sujar as roupas com sangue ou outros flui-

dos orgânicos, devem ser utilizadas vestes de proteção, como batas (reutilizá- veis ou descartáveis), ou aventais para laboratório sobre elas.


• A bata fechada, com colarinho alto e mangas longas é a que oferece amaior proteção.

• As batas devem ser trocadas pelo menos diariamente, ou sempre que con-taminados por fluidos corpóreos.

• As batas utilizadas devem ser retiradas na própria clínica e, com cuida-do, colocados em sacos de plástico, para o procedimento posterior (limpeza oudescarte). Com essa atitude, evita-se a veiculação de microrganismos da clínicapara outros ambientes, inclusive o doméstico.





38 • capítulo 1

Técnica para lavagem das mãos

1. remover anéis, alianças, pulseiras e relógio;

2. umedecer as mãos e pulsos em água corrente;3. dispensar sabão líquido suficiente para cobrir mãos e pulsos;4. ensaboar as mãos. Limpar sob as unhas;5. esfregar o sabão em todas as áreas, com ênfase particular nas áreas ao

redor das unhas e entre os dedos, por um mínimo de 15 segundos antes de en-xaguar com água fria.

6. obedecer à seguinte seqüência: palmas das mãos; dorso das mãos; es-paços entre os dedos; polegar;articulações; unhas e pontas dos dedos e punhos.

7. repetir o passo anterior;8. secar completamente, utilizando toalhas de papel descartáveis.

Antissepsia das Mãos

É o processo utilizado para destruir ou remover microrganismos das mãos, uti-lizando antissépticos. Realizada antes de procedimentos cirúrgicos e de proce-dimentos de risco.

Soluções utilizadas:

• solução de digluconato de clorexidina a 2 ou 4% com detergente;• solução de PVPI 10%, com 1% de iodo livre, com detergente;• solução de álcool etílico 77% (v/v), contendo 2% de glicerina

Stiers et al., 1995; Guandalini, 1999

LEITURAhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteurhttps://www.youtube.com/watch?v=EnlBK8WjMwkhttps://www.youtube.com/watch?v=u9rAOfI5Mf4



capítulo 1 • 39

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASAMABIS, JOSÉ MARIANO E MARTHO, GILBERTO RODRIGUES.Biologia das células : origem da

vida, citologia, histologia, embriologia, 1 ed, Editora Moderna, 1194, págs 9846-9947.ILDEU DE CASTRO MOREIRA. Robert Hooke 1635-1703, (Físico, professor do Instituto de Física da

UFRJ e Jornalista da Folha de SP), 2003RIEDEL S. Edward Jenner and the history of smallpox and vaccination . Proc (Bayl Univ Med

Cent). 2005 Jan;18(1):21-5.

TRABULSI, ALTERTHUM.Microbiologia . 5 ed. São Paulo: Atheneu, 2008.PELCZAR, CHAN, KRIEG.Microbiologia : conceitos e aplicacoes. 2 ed. São Paulo: Makron, 1997.

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GUANDALINI, S. L.; MELO, N. S. F. O.; SANTOS, E. C. P.Biossegurança em odontologia . Curitiba:Odontex, 1999, 161 p

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TEIXEIRA, P. & VALLE,S.Biossegurança .Uma abordagem multidisciplinar . Rio de Janeiro:FIOCRUZ, 1998. 1.



40 • capítulo 1



Características das

Bactérias

2



42 • capítulo 2

OBJETIVOS•

Conhecer as características gerais dos diferentes grupos de microrganismos;• Conhecer a morfologia das bactérias, fungos e vírus;• Reconhecer os mecanismos bacterianos de Patogenicidade;• Identificar as Síndromes Infecciosas.



capítulo 2 • 43

2.1 Características gerais das bactérias• São seres unicelulares, aparentemente simples, sem carioteca, ou seja,

sem membrana nuclear. Há um único compartimento, o citoplasma.• O material hereditário, uma longa molécula de DNA, está enovelado na re-gião, aproximadamente central, sem qualquer separação do resto do conteúdocitoplasmático. Suas paredes celulares, quase sempre, contêm o polissacarídeocomplexo peptideoglicano.

• Usualmente se dividem por fissão binária. Durante este processo, o DNAé duplicado e a célula se divide em duas. A seguir, você irá estudar mais deta-lhadamente as características de maior importância para o entendimento das

aulas seguintes.

Tamanho

Invisíveis a olho nu, só podendo ser visualizada com o auxílio do microscópio,as bactérias são normalmente medidas em micrômetros (µm), que são equiva-lentes a 1/1000mm (10-3mm). As células bacterianas variam de tamanho de-pendendo da espécie, mas a maioria tem aproximadamente de 0,5 a 1µm de

diâmetro ou largura.

Morfologia

Há uma grande variedade de tipos de bactérias e suas formas variam, depen-dendo do gênero da bactéria e das condições em que elas se encontram. Apre-sentam uma das três formas básicas: cocos, bacilos e espirilos.

Cocos – são células geralmente arredondadas, mas podem ser ovoides ouachatadas em um dos lados quando estão aderidas a outras células. Os cocosquando se dividem para se reproduzir, podem permanecer unidos uns aos ou-tros, o que os classificam em:

Diplococos – são os que permanecem em pares após a divisão.Estreptococos - são aqueles que se dividem e permanecem ligados em for-

ma de cadeia.Tétrades – são aqueles que se dividem em dois planos e permanecem em

grupos de quatro.



44 • capítulo 2

Estafilococos - são aqueles que se dividem em múltiplos planos e formamcachos (forma de arranjo).

Sarcinas - são os que se dividem em três planos, permanecendo unidos em

forma de cubo com oito bactérias.Bacilos – são células cilíndricas ou em forma de bastão. Existem diferençasconsideráveis em comprimento e largura entre as várias espécies de bacilos.

As porções terminais de alguns bacilos são quadradas, outras arredondadas e,ainda, outras são afiladas ou pontiagudas.

Coco Diplococo

Estreptococo

Sarcina

Cocobacilo Bacilo

Diplobacilo

Estreptobacilo

Hifa Tallo Filamento Espiroqueta

Empalizada

Tétrada

Estafilococo

Barra alargadaFusobacterium

ComaBdellovibrio

BastónCorynebacteriaceae

HéliceHelicobacter pylori

SacacorchosBorrelia bugdorferi

Vibrio

DiplococoencapsuladoPneumococo

Cocos Otros

Bacilos

Apéndices bacterianos

2.2 Estruturas bacterianasCom a ajuda do microscópio, podemos observar uma diversidade de estrutu-ras, funcionando juntas numa célula bacteriana. Algumas dessas estruturas



capítulo 2 • 45

são encontradas externamente fixadas à parede celular, enquanto outras sãointernas. A parede celular e a membrana citoplasmática são comuns a todas ascélulas bacterianas.

CápsulaFímbriasCamada externa

Parede celular

Membrana plasmática

Flagelo

DNA em nucleóide

Camada depeptidoglucano

Parede celular

A parede celular é uma estrutura rígida que mantém a forma característica de

cada célula bacteriana. A estrutura é tão rígida que mesmo altas pressões oucondições físicas adversas raramente mudam a forma das células bacterianas.É essencial para o crescimento e divisão da célula. As paredes celulares das cé-lulas bacterianas não são estruturas homogêneas, apresentam camadas de di-ferentes substâncias que variam de acordo com o tipo de bactéria. Elas diferemem espessura e em composição. Além de dar forma à bactéria, a parede celularserve como barreira para algumas substâncias, previne a evasão de certas enzi-mas, assim como a entrada de certas substâncias químicas e enzimas indese-

jáveis, que poderiam causar danos à célula. Nutrientes líquidos necessários àcélula têm passagem permitida.

Membrana citoplasmática

Localiza-se imediatamente abaixo da parede celular. A membrana citoplasmá-tica é o local onde ocorre a atividade enzimática e do transporte de moléculaspara dentro e para fora da célula. É muito mais seletiva à passagem de substân-cias externas que a parede celular.



46 • capítulo 2

2.3 Estruturas externas a parede celularGlicocálice

Significa revestimento de açúcar – é um envoltório externo à membrana plas-mática que ajuda a proteger a superfície celular contra lesões mecânicas equímicas. É composto de moléculas de açúcar associadas aos fosfolipídios eàs proteínas dessa membrana. O glicocálice bacteriano é um polímero viscosoe gelatinoso que está situado externamente à parede celular. Na maioria doscasos, ele é produzido dentro da célula e excretado para a superfície celular. Oglicocálice é descrito como uma cápsula.

Em certas espécies, as cápsulas são importantes no potencial de produçãode doenças da bactéria. As cápsulas, frequentemente, protegem as bactériaspatogênicas da fagocitose pelas células do hospedeiro.

Flagelos e cílios

Flagelo significa chicote – longo apêndice filamentoso que serve para locomo-ção. Se as projeções são poucas e longas em relação ao tamanho da célula, são

denominados flagelos. Se as projeções são numerosas e curtas lembrando pe-los, são denominados cílios.

Existem quatro tipos de arranjos de flagelos, que são:

• Monotríquio (um único flagelo polar).• Anfitríquio (um único flagelo em cada extremidade da célula).• Lofotríquio (dois ou mais flagelos em cada extremidade da célula).• Peritríquio (flagelos distribuídos por toda célula).

As bactérias móveis contêm receptores em várias localizações, como dentroou logo abaixo da parede celular. Estes receptores captam os estímulos quími-cos, como o oxigênio, a ribose e a galactose. Em resposta aos estímulos, a infor-mação é passada para os flagelos. Se um sinal quimiotático (estímulo químico)é positivo, denominado atraente, as bactérias se movem em direção ao estímu-lo com muitas corridas e poucos desvios. Se um sinal é negativo, denominadorepelente, a frequência de desvios aumenta à medida que a bactéria se movepara longe do estímulo.



capítulo 2 • 47

Filamentos axiais

São feixes de fibrilas que se originam nas extremidades das células e fazem uma

espiral em torno destas. A rotação dos filamentos produz um movimento quepropele as espiroquetas (bactérias que possuem estrutura e motilidade exclusi- va) como a Treponema pallidum, o agente causador da sífilis, em um movimentoespiral. Este movimento é semelhante ao modo como o saca-rolha se move, per-mitindo que as bactérias se movam efetivamente através dos tecidos corporais.

Fimbrias e pili

São apêndices semelhantes a pelos mais curtos, mais retos e mais finos que os fla-gelos, são usados para fixação em vez de motilidade. Essas estruturas, que distribu-ídas de modo helicoidal em torno de um eixo central, são divididas em fimbrias epili, possuindo funções diversas. As fimbrias permitem as células aderir às superfí-cies, incluindo as de outras células. As fimbrias de bactérias Neisseria gonorhoeae,o agente causador da gonorreia, auxiliam o micróbio a colonizar as membranasmucosas e uma vez que a colonização ocorre, as bactérias podem causar doenças.

Os pili (singular pilus), normalmente, são mais longos que as fimbrias, ha-

vendo apenas um ou dois por célula. Os pili unem-se as células.

Área nuclear ou nucleoide

Contém uma única molécula circular longa de DNA de dupla fita, o cromosso-mo bacteriano. É a formação genética da célula que transporta toda informaçãonecessária para as estruturas e as funções celulares.bacterianas na preparaçãopara transferência de DNA de uma célula para outra.

Ribossomos

Servem como locais de síntese proteica. São compostos de duas subunidades,cada qual consistindo de proteínas e de um tipo de RNA denominado ribossô-mico (RNAr). Os ribossomos procarióticos diferem dos eucarióticos no númerode proteínas e de moléculas de RNA. Devido a essa diferença, a célula microbia-na pode ser morta pelo antibiótico, enquanto a célula do hospedeiro eucarióti-co permanece intacta.



48 • capítulo 2

Esporos

Os esporos se formam dentro da célula bacteriana, chamada de endósporos,

são exclusivos de bactérias. São células desidratadas altamente duráveis, comparedes espessas e camadas adicionais.Os gêneros Bacillus e Clostridium podem apresentar esporos, estruturas

que constituem formas de defesa e não devem ser confundidas com unidadesreprodutivas. Na forma de esporos, essas bactérias têm a capacidade de resistirà ação de agentes químicos diversos, às temperaturas inadequadas, aos meiosde radiação, ácidos e outras condições desfavoráveis.

PlasmídeosSão moléculas de DNA de dupla fita pequenas e circulares. Não estão conecta-dos ao cromossomo bacteriano principal e replicam-se, independentemente,do DNA cromossômico. Podem ser ganhos ou perdidos sem lesar a celular etransferidos de uma bactéria para outra. Podem transportar genes para ativida-des como a resistência aos antibióticos, tolerância aos metais tóxicos, produ-ção de toxinas e síntese de enzimas. Quanto mais alto o peso molecular maior

será sua importância. Cada plasmídeo tem uma função própria, os que não têmfunção são crípticos e apresentam baixo peso molecular.

Reprodução

Quando os microrganismos estão em um meio apropriado (alimentos, meiosde cultura, tecidos de animais ou plantas) e em condições ótimas para o cres-cimento, um grande aumento no número de células ocorre em um período detempo relativamente curto. A reprodução das bactérias se dá, principalmente,de forma assexuada, em que novas células iguais a que deu origem são produ-zidas. As bactérias se reproduzem assexuadamente por fissão binária, na qualuma única célula parental simplesmente se divide em duas células filhas idên-ticas. Anteriormente à divisão celular, os conteúdos celulares se duplicam e onúcleo é replicado. O tempo de geração, ou seja, o intervalo de tempo requeridopara que cada microrganismo se divida ou para que a população de uma culturaduplique em número é diferente para cada espécie e é fortemente influenciadopela composição nutricional do meio em que o microrganismo se encontra.



capítulo 2 • 49

Alguns procariotos se reproduzem assexuadamente por modelos de divisãocelular diferentes da fissão binária, tais como:

BROTAMENTOA célula-mãe expele, de forma lenta, uma célula-filha quebrota de maneira a originar uma nova bactéria. As células-filhas podem se manter agregadas às células-mães, apóssucessivos brotamentos forma-se uma colônia.

FRAGMENTAÇÃOFormação de filamentos, cada um deles inicia o crescimentode uma nova célula. Ex. Nocardia sp

FORMAÇÃO DEESPOROS Produção de cadeias de esporos externos.

Divisão das bactérias

As bactérias são divididas em dois grandes grupos: as eubactérias e as arqueo-bactérias. As eubactérias apresentam composição da parede celular diferentedas arqueobactérias, frequentemente aparecem aos pares, em cadeias, forman-do tétrades ou agrupadas. Algumas apresentam flagelos, favorecendo seu des-locamento rapidamente em líquidos. São de grande importância na natureza



50 • capítulo 2

e na indústria, sendo essenciais na reciclagem de lixo orgânico e na produçãode antibiótico como a streptomicina. As infecções causadas pelas eubactériasincluem as streptocócica de garganta, tétano, peste, cólera e tuberculose.

As arqueobactérias assemelham-se as eubactérias quando observadas pormeio de um microscópio, mas existem diferenças importantes quanto a suacomposição química, à atividade e ao meio ambiente em que se desenvolvemtais como em elevada concentração de salina ou acidez elevada e altas tempera-turas a exemplo de piscinas térmicas e lagoas salinas.

2.4 Mecanismos de resistência bacterianaDesde que Alexander Fleming descobriu o primeiro antibiótico, a penicilina,em 1928, o homem e a bactéria disputam uma corrida e a liderança da competi-ção vem se alterando o tempo todo. A previsão, porém, é de que os antibióticos,as drogas milagrosas do século XX, terminem vencidos pela bactéria, um dosseres mais primitivos na face da Terra.

Se isso de fato acontecer, a humanidade fará uma viagem no tempo em mar-cha ré: voltará a era em que as mulheres morriam de parto por causa de conta-

minação no sangue, quando uma simples infecção de ouvido infantil podia setransformar numa terrível meningite e pequenos cortes, as vezes, provocavamaté complicações fatais.

O uso indiscriminado (abusivo) dos antibióticos desde sua industrializaçãopromoveu uma seleção natural das bactérias patogênicas (causadoras de doen-ças). Por isso as populações atuais desses micróbios são bastante resistentesaos medicamentos. Muitas vezes torna-se quase impossível combatê-las e paratanto é preciso usar antibióticos tão poderosos que causam problemas ao pró-prio paciente, como danos ao fígado ou tecido ósseo.

2.5 Desenvolvimento de resistência Antes do desenvolvimento dos antibióticos, as infecções bacterianas sistêmi-cas eram tão sérias e tão temidas, quanto a AIDS, o é, nos dias de hoje, poiseram uma das principais causas de morte.



capítulo 2 • 51

Por mais de 50 anos, os antibióticos são empregados (na indústria, agricultu-ra, pecuária e mesmo nos ambientes domésticos), para tratar ou inibir de formarápida e eficaz a maioria das infecções comuns. Considerados como drogas mi-

lagrosas, em 1954, foram fabricadas 1000 toneladas de antibióticos, contra umaprodução atual estimada em mais de 25 mil. No entanto, não houve atenção paraas conseqüências adversas de seu uso indiscriminado, como ocorre ainda hoje,certa indiferença sobre qualquer problema potencialmente sério, relacionado aesses fármacos, porque assim como os antimicrobianos podem ser prescritas emtratamentos subterapêuticos, ou em superdoses, as bactérias são estimuladas aadquirir nova força em um processo seletivo. "A resistência é o preço a pagar parase ter e usar um antibiótico, pois a natureza rejeita o vácuo e fará o possível para

preenchê-lo.” Os custos dos tratamentos com antimicrobianos respondem por 20a 60% dos gastos com aquisição de medicamentos da maioria dos hospitais.

Quando a política administrativa pressiona para a aquisição de antimicro-bianos mais baratos, os gastos gerados para tratar os micro-organismos resis-tentes podem inviabilizar qualquer dotação orçamentária, pelo prolongamen-to do tempo de internação para o tratamento destas cepas, que muitas vezestornam-se endêmicas nos hospitais, além de gerar o desgaste profissional, pelaimpotência da equipe de saúde em obter sucesso no tratamento de pacientes

que adquirem essas infecções. A resistência à antibióticos é um problema que está se agravando, pelo de-

senvolvimento de micro-organismos, extremamente difíceis de se tratar.Para o paciente, a resistência antimicrobiana resulta no aumento da morbi-

dade, e da mortalidade. Para a instituição, no aumento dos custos da assistên-cia à saúde.

A prescrição de antibióticos para infecções de etiologia viral, que não neces-sitam tratamentos, potencializa certamente o desenvolvimento da resistência.São empregados também, rotineiramente, antibióticos de amplo espectro, emcasos onde um outro fármaco mais simples seria suficiente, para erradicar ainfecção.

As bactérias possuem um número notável de mecanismos genéticos paradesenvolvimento de resistência aos antimicrobianos: podem sofrer muta-ção cromossômica, manifestar um gene latente de resistência cromossomal,adquirir novo material de resistência genética através de troca direta de DNApor conjugação, através de bacteriófago (transdução), através de plasmídeo



52 • capítulo 2

extracromossomal de DNA (também por conjugação), ou ainda por aquisiçãode DNA, via transformação.

Não é incomum para uma única cepa de bactéria encontrada em um hospi-

tal, possuir vários desses mecanismos de resistência simultaneamente.Outros fatores que contribuem para o surgimento de resistência incluema severidade crescente da doença, o aumento do comprometimento do siste-ma imunológico, as intervenções invasivas, a transferência de pacientes entreclínicas, a falha nos procedimentos de controle de infecção e as precauções deisolamento ineficazes.

Verifica-se na prática clínica, que, quando os pacientes não respondem aum antimicrobiano particular, a resposta de muitos médicos, simplesmente é

substituir a droga e analisar seu êxito, ou sua ineficácia. O emprego de alterna-tivas terapêuticas sem embasamento nos testes bacteriológicos primários, ousem uma pesquisa nos dados da literatura médica, promove ou potencializa aresistência aos antimicrobianos.

O surgimento da resistência à antibióticos, é uma consequência direta deseu emprego, e a resistência é, então, estabelecida pela pressão seletiva mostra-da por estes fármacos.

Esse uso indiscriminado de antimicrobianos sobre certas cepas bacterianas

traz como consequência inevitável, o desenvolvimento de sua resistência. Paraaqueles antibióticos que são derivados de produtos naturais, a resistência estárelacionada à aquisição de genes codificadores de enzimas que inativam o an-tibiótico, como as betalactamases, modificam seu alvo, como a produção dePBP's (Penicilin Binding Proteins) modificadas, ou promovem o efluxo ativo doantibiótico, como os macrolídios.

Crê-se que esses genes de resistência desenvolveram-se há centenas demilhões de anos nas bactérias do solo, com a finalidade de proteger contra osantibióticos produzidos por outras bactérias do solo, ou contra seus própriosantibióticos. Segundo Stuart B. Levy, presidente da Aliança para Uso Prudentedos Antibióticos (APUA), a resistência pode ocorrer eventualmente para todosos antibióticos.

No processo inicial de desenvolvimento de resistência bacteriana hospi-talar, as bactérias ambientais recebem tratamento antimicrobiano em doseslimitadas, suficientes para impedir, na maioria dos casos, que um paciente



capítulo 2 • 53

manifeste sinais de infecção. No entanto, com o passar do tempo, o grau de re-sistência e o número de bactérias resistentes aumentam, invertendo o quadro afavor das bactérias. Este processo genético e anormal de aquisição de resistên-

cia, não permite que a mesma desapareça, quando estabelecida.

2.6 Mecanismos genéticos de resistênciaResistência Plasmidial

Além do DNA cromossômico, as células bacterianas podem conter pequenas

moléculas circulares de DNA denominadas plasmídios.Certos plasmídios possuem genes responsáveis pela síntese de enzimas

que destrõem um antibiótico antes que ele destrua a bactéria. São os chamadosplasmídios R (de resistência aos antibióticos). Eles também possuem genesque permitem sua passagem de uma bactéria para outra (fator F).

Quando dois ou mais tipos de plasmídios R estão presentes em uma mes-ma bactéria, os genes de um deles podem passar para outro por recombinaçãogênica: conjugação, transformação e transdução. Esse mecanismo faz com que

surjam plasmídios R portadores de diversos genes para resistência a diferentesantibióticos.

Os plasmídios podem estar integrados no cromossomo, sendo capazes detransferir genes cromossômicos. Muitos são promíscuos, isto é, passam o genede resistência para espécies não aparentadas geneticamente.

Resistência Cromossômica.

Como a resistência cromossômica depende de mutação espontânea, eventoraro, ela é dirigida quase sempre a uma só droga e os genes são transferidoscom freqüência relativamente baixa. Por isso, seu impacto clínico é menor queo da resistência plasmidial.

Não podemos nos esquecer ainda , que bactérias sensíveis podem receber,de graça, genes cromossômicos mutantes de bactérias já resistentes, atravésdos processos de transformação, conjugação e transdução.



54 • capítulo 2

Transposons

Descobriu-se em 1974 que grande parte dos genes de resistência considerados

plasmidiais ou cromossômicos estão localizados sobre transposons e apresentamas propriedades destes: disseminação rápida dentro da célula ou entre célula.Os transposons são segmentos de DNA com grande mobilidade, eles codifi-

cam a enzima transposase - responsável por sua transferência para outros seg-mentos de DNA. Eles são promíscuos: criam as variações invadindo diversossítios do DNA hospedeiro, mas às vezes exageram, produzindo mutações letais.

2.7 Mecanismos de reprodução em bactériasConjugação

É a transferência de material genético (DNA plasmidial e/ou do cromossomo)entre duas bactérias através de um tubo de conjugação.

Na conjugação bacteriana duas bactérias unem-se temporariamente atra- vés de uma ponte citoplasmática. Em uma das células, denominada "doadora”

ou macho”, ocorre a duplicação de parte do cromossomo. “Essa parte duplica-da separa-se e, através da ponte citoplasmática, passa para outra célula, deno-minada “receptora” ou fêmea”, unindo-se ao cromossomo dessa célula recep-tora. Esta ficará, então, com constituição genética diferente daquela das duascélulas iniciais. Essa bactéria "recombinante" pode apresentar divisão binária,dando origem a outras células iguais a ela.

Como regra geral, em qualquer mecanismo de recombinação gênica nasbactérias, somente uma fração do cromossomo da bactéria doadora é transfe-rida para a bactéria receptora. A fração doada corresponde a uma porção dupli-cada do cromossomo.

Transdução

É a transferência de material genético entre duas bactérias feitas por um vírusbacteriófago.



capítulo 2 • 55

Transformação

É a incorporação de um material genético livre no meio por uma célula

bacteriana.

Atuação dos Antibióticos

Medicamentos que revolucionaram a história da medicina, protegendo o ho-mem do ataque de bactérias antes mortais, os antibióticos são hoje um instru-mento indispensável na guerra mundial contra as doenças infecciosas bacte-rianas. Mas infectologistas do mundo todo estão cada vez mais preocupados

com o uso inadequado dessas substâncias, a partir da automedicação ou dodesconhecimento sobre o mecanismo de ação dos antibióticos, cuja pior con-seqüência é a criação das chamadas superbactérias, microorganismos para osquais dificilmente existe cura.

Uma associação internacional que visa alertar os médicos e a população emgeral para os problemas decorrentes do mau uso dos antibióticos, a Aliançapara o Uso Prudente de Antibióticos, tem agora uma regional no Brasil. De tem-pos em tempos, dá-se o alerta: identificou-se no hospital y, na maternidade x ou

em determinada comunidade uma cepa de bactérias que resiste a qualquer dosantibióticos conhecidos.

Normalmente eliminadas por uma das oito classes de antibióticos conheci-das, bactérias até então comuns tornam-se imbatíveis, praticamente imortais.E doenças que eram debeladas com o tratamento adequado transformam-seem moléstias fatais. “Em situações de multirresistência microbiana, é o comose voltássemos à era pré-antibiótica, quando os médicos não podiam intervirna evolução natural de uma infecção”.

A resistência bacteriana é responsável por um importante aumento na morbi-dade e na mortalidade das doenças infecciosas e mesmo de outros tipos de patolo-gias que evoluem com um quadro infeccioso. A resistência bacteriana é responsá-

vel também por um grande aumento nos custos diretos e indiretos envolvidos notratamento das infecções - que se tornam mais severas e prolongadas, aumentan-do assim o tempo de internação e o afastamento do paciente de suas atividades.

Uma das bactérias que acabaram se tornando monstruosas por causa douso repetidamente inadequado de antibiótico é justamente a da tuberculose, a Mycobacter tuberculosis , que se transmite de pessoa.



56 • capítulo 2

Isso explica os recentes picos de incidência da moléstia em países onde elaparecia ter sido controlada, como o Brasil e até os Estados Unidos.

Em geral, um paciente tuberculoso precisa tomar os antibióticos indicados

por um período médio de seis meses, ininterruptamente. Como os remédiosnão são isentos de efeitos colaterais e os sintomas desaparecem muito antesdo prazo de tratamento, boa parte dos pacientes deixa de tomar os antibióticospor sua conta e risco. O resultado? “O objetivo do tratamento antibiótico não éeliminar os sintomas, mas as bactérias. Se o tratamento é interrompido antesdo prazo, as bactérias que ainda estão vivas, que são justamente as mais fortes,estão prontas para um novo ataque".

Bactericidas Atuam na membrana plasmática ou parede celular bacteriana, inibindo suasíntese e provocando sua destruição. Como exemplo, temos os antibióticos pe-nicilina, cefalosporina e vancomicina que atuam sobre as enzimas responsá-

veis pela síntese da parede. A bactéria pode adquirir resistência produzindo enzimas (transferases e be-

talactamases), que alteram ou degradam drogas, por inibição da permeabilida-

de da membrana plasmática e pelo efluxo de drogas - bombeamento de drogaspara fora da célula.

Bacteriostáticos

Atuam sobre o material genético bacteriano (cromossomo e plasmídio) bloque-ando a replicação do DNA e a transcrição. Atuam também sobre os ribossomos,RNA mensageiro e transportador bloqueando a síntese de proteínas. Dessa for-ma, as bactérias ficam estáticas e morrem.

2.8 Mecanismos bacterianos depatogenicidade

A capacidade que tem um agente infeccioso tem de, uma vez instalado no orga-nismo do homem e de outros animais, produzir sintomas em maior ou menor



capítulo 2 • 57

proporção, chama-se patogenicidade. Portanto, microrganismos patogênicossão aqueles capazes de causar enfermidades em condições apropriadas. O graude patogenicidade dentro de um determinado gênero ou espécie È chamado

de virulência. A virulência não está• atribuída a um único fator, e sim, podedepender•de vários fatores relacionados com o microrganismo, ao hospedei -ro e á interação entre os dois. A virulência envolve duas características de ummicrorganismo patogênico: infecciosidade (capacidade de poder iniciar umainfecção) e a gravidade de condição da infecção. Podemos caracterizar as cepasem: com alto grau de virulência, com médio grau de virulência ou sem virulên-cia (avirulentas), dentro de um gênero ou espécies de microrganismos que namaioria das vezes são considerados patogênicos.

Como se inicia a Patogenicidade?

Para se estabelecer um processo infeccioso, o microrganismo dever•penetrarno hospedeiro e iniciar uma infecção. A capacidade do microrganismo de seaderir e sobreviver nas superfícies das mucosas do hospedeiro leva ao primei-ro contato. A união dos microrganismos em superfícies epiteliais, muitas das

vezes não invade os tecidos mais profundos. Nesses casos, uma ou mais toxi-

nas produzidas pelo patógeno são responsáveis pela patologia. Os microrga-nismos aderem ás células das mucosas epiteliais e em seguida atravessam estabarreira, posteriormente se multiplicarão em tecidos subepiteliais, causando adestruirão dos tecidos. Há organismos altamente invasivos que podem aderir eatravessar a superfície epitelial, multiplicando-se e invadindo tecidos mais pro-fundos, podendo eventualmente chegar se corrente sanguínea e causar infec-ção generalizada. Existem bactérias que se aderem, invadem, multiplicam-se,e se adaptam para continuarem no hospedeiro, mas normalmente dentro dascélulas do sistema reticuloendotelial.

Ex.: Micobactérias.

Há algumas bactérias que são especificas, pois infectam um determinadotipo de tecido. O Streptococcus pneumoniae, por exemplo, pode habitar a gar-ganta e a nasofaringe, mas quando causa doença, infecta preferencialmenteo trato respiratório inferior. A afinidade tecidual pode estar relacionada coma presença de receptores específicos para aderência bacteriana ou se há a



58 • capítulo 2

presença de nutrientes. Temos como exemplo da dependência nutricional, aBrucella abortus, que causa abortos contagiosos no gado. Esta bactéria neces-sita do •ácool-açucar eritritol, que está presente em elevadas concentrações nos

tecidos uterinos e placentários bovinos, logo, esse microrganismo poderá habi-tar o trato genital bovino devido a essa preferência nutricional.

2.9 Fatores de virulênciaAdesão

Capacidade das bactérias de se fixar nas células e tecidos do organismo. A ade-são se dá pela presença de estruturas da superfície da célula bacteriana, defini-da como adesinas. As adesinas funcionam quando interagem com os recepto-res que existem no organismo. Estes receptores se localizam na superfície dacélula ou são proteínas da matriz extracelular. As adesinas bacterianas incluemfimbrias, componentes da cápsula, ácidos lipoteicoicos das bactérias Gram-po-sitivas, Gram-negativas, ou outro antígeno de superfície celular.

As bactérias podem se aderir, por exemplo, a superfícies de vasos sanguí-

neos ou a diferentes dispositivos plásticos usados em medicina, onde formamos chamados biofilmes. Estes são microcolônias ou agregados bacterianos quesão envolvidos por uma película de exopolissacarídeos produzida pela bacté-ria que se forma na superfície dos dispositivos plásticos, quando colocados noorganismo.

Funcionam como uma fonte permanente de bactérias que podem causarinfecção em Órgãos distintos. Nos biofilmes, as bactérias estão bem resguarda-das das defesas do organismo e da ação dos antimicrobianos. Estes podem seformar tanto em superfícies plásticas quanto em mucosas (fibrose cística), nosdentes (placa dentária) e nas tubulações em geral.

Invasão

Alem de aderir, as bactérias também podem invadir diferentes células do nossoorganismo para causar infecção. A penetração bacteriana nas células do organis-mo se dá pelo processo que chamamos de fagocitose (defesa inata mais eficien-te). Há dois tipos de fagocitose: uma È exercida por células fagocitárias e a outra



capítulo 2 • 59

pelas células epiteliais ou células não fagocitárias. A fagocitose exercida pelas cé-lulas fagocitárias é um processo que acontece naturalmente, com o objetivo deproteger o organismo da bactéria. A fagocitose causada por células epiteliais ou

por células não fagocitárias é induzida pela bactéria, e tem como objetivo prote-gê-las das defesas do organismo. Quanto aos mediadores das duas fagocitoses,temos, na fagocitose natural, o auxilio de anticorpos e do complemento.

Já na fagocitose induzida, temos a ação de diferentes proteínas, chamadasde invasinas. As invasinas podem se localizar na membrana externa da bacté-ria ou podem ser introduzidas no citosol. Podemos dizer que ambos os tiposde fagocitose envolvem o citoesqueleto de actina, tanto nas células fagocitáriascomo nas não fagocitárias, com projeções de extensões celulares chamadas

pseudópodos, que envolvem a célula bacteriana em vacúolos.Cada bactéria invasora é dotada de diferentes mecanismos próprios de in-

vasão e estes servirão ao propósito de cada uma delas. As respostas das célulasdo nosso organismo podem ser várias, as que mais conhecemos incluem a pro-dução de citocinas e prostaglandinas.

As citocinas, também chamadas de interleucinas, são produzidas por ma-crófagos ativados e estimulam o amadurecimento do linfócito. Já as prosta-glandinas podem causar morte celular por necrose (diminuição de nutrientes)

ou por apoptose (morte celular programada). Com relação ás bactérias, o maisimportante È a necessidade de regular a expressão dos seus genes de virulênciapara se adaptarem aos organismos onde vivem. Bactérias intra e extracelularesO crescimento e a multiplicarão de células bacterianas podem ocorrer dentro(intracelular) ou fora (extracelular) das células do nosso organismo.

Algumas bactérias são classificadas como intracelulares obrigatórias, porprecisarem de nutrientes produzidos pela célula hospedeira. Sua localizaçãointracelular permite que sejam protegidas de anticorpos, da fagocitose e de al-guns antimicrobianos.

Sideróforos

Íons metálicos, como o ferro, estão entre as necessidades do metabolismo bac-teriano. Os sideróforos são compostos de baixo peso molecular que têm grandeafinidade por ferro e formam complexos importantes para as células. Dentrodas células, o ferro È reduzido a uma forma solúvel (Fe II). O complexo sideró-foro-ferro é necessário porque Fe é insolúvel no pH fisiológico e, portanto, não



60 • capítulo 2

pode ser transportado entre células por meio de canais de Ìons. A produção desideróforos é uma estratégia bastante interessante para as bactérias presentesem nosso corpo. Para que este processo não ocorra, o nosso organismo criou

um mecanismo para retirar o ferro dos líquidos corpóreos. Assim, o ferro queexiste no sangue está quase que todo ligado á hemoglobina nas células verme-lhas (eritrócitos), á transferrina no plasma e á lactoferrina no leite e em outrassecreções (lágrima, muco, etc.). Quando se inicia uma infecção, nosso organis-mo aumenta a produção de proteínas que sequestram a maior quantidade deferro, tornando-o pouco disponível para a bactéria. Desta forma, bactérias quenão competem eficazmente com o hospedeiro pelo ferro disponível são poucopatogênicas e as que secretam os sideróforos (com ferro ligado) possibilitam

sua internalização pela célula bacteriana, após ligar-se a receptores específicos.

Toxinas

O termo usado em Microbiologia para nomear qualquer substância de origembacteriana capaz de causar danos no organismo animal. As toxinas bacterianassão classificadas, desde o século XIX, em: endotoxinas e exotoxinas.

Endotoxinas

O LPS (lipopolissacarídeo) È a endotoxina presente principalmente na mem-brana externa de membros da família Enterobacteriaceae. Sua estrutura È com-posta por três partes: lipídeo A (glicopeptídeo composto de dissacarídeo quese liga aos ácidos graxos), cerne (pequeno número de açucares comuns, comoo ácido deoxioctanoico (KDO) e a heptose) e antígeno O (composto formadopor uma variedade de resíduos oligossacarídeos, que protegem a bactéria daação de substâncias hidrofóbicas). O lipídio A é a parte toxigênica das bactériasGram-negativas, como, por exemplo, Neisseria spp.

O LPS induz a liberação de substâncias vasoativas, ativa o sistema comple-mento pela via alternativa, através da ação sobre o componente C3 (SistemaComplemento), e ativa a cascata de coagulação, provocando obstrução intra-

vascular. Todos estes processos podem resultar em instabilidade cardiovascu-lar e hemodinâmica, levando a uma septicemia. Manifestações semelhantespodem ser causadas por bactérias Gram-positivas, devido a componentes desua parede bacteriana.



capítulo 2 • 61

Exotoxinas

As exotoxinas podem ser divididas em três grupos ou tipos: I, II, III. Essa divisão

é de acordo ás interações com as células do hospedeiro.

• Grupo I

As toxinas pertencentes a este grupo correspondem aos superantígenos e ástoxinas da família ST (termoestáveis).

Os superantígenos não sofrem a ação dos macrófagos, mas possuem a ca-pacidade de se ligar ás moléculas de MHC da superfície dos macrófagos e aos

receptores na superfície dos linfócitos. Isso permite que haja a produção degrandes quantidades de interleucinas, interferons e outras citocinas por outrascélulas alem dos linfócitos. Um exemplo de bactéria que produz superantígenoé o Staphylococcus aureus.

Assim como os superantígenos, as toxinas ST agem somente na superfíciedas células. As toxinas ST compreendem uma família de pequenos peptídeosnão imunogênicos produzidos por algumas bactérias, como, por exemplo, aEscherichia coli.

• Grupo II

As toxinas deste grupo têm como característica lesar a membrana citoplasmá-tica, através da formação de poros, que leva a morte da célula. Como os glóbulos

vermelhos (hemácias) são as células mais estudadas em relação a essas toxinas,estas receberam o nome de hemolisinas, mas isso não quer dizer que outras cé-lulas não possam ser lesadas. A virulência dessas toxinas È demonstrada, princi-palmente, pela capacidade de matarem os fagócitos, rompendo à membrana dosfagossomas, e lisar as hemácias para captura do ferro da hemoglobina. Outrosmecanismos também podem estar envolvidos, como a presença de toxinas queretiram o fosfato dos fosfolipídios (fosfolipases), desestruturando a membrana.

• Grupo III

Este grupo possui o maior número de toxinas e fatores de virulência, poresse motivo acreditamos ser o grupo mais importante. As toxinas deste grupo



62 • capítulo 2

possuem uma característica comum entre elas, que é a presença das subunida-des A e B em sua molécula. A subunidade A corresponde se porção enzimática eativa da toxina, penetrando na célula e exercendo os efeitos biológicos da toxi-

na (na maioria das vezes, remove a ADP-ribose da NAD (nicotinamida adeninadinucleotídeo) e as transfere para diferentes proteínas das células, que perdemas suas funções normais). A subunidade B (binding ) È responsável pela ligaçãoda toxina ao seu receptor celular. Essas toxinas também recebem o nome detoxinas A-B.

Enzimas hidrolíticas

Enzimas como hialuronidase, colagenase e proteases são hidrolíticas, sendocapazes de degradarem componentes da matriz extracelular, desorganizandotoda a estrutura dos tecidos. Esta degradação forma vários nutrientes que sãoutilizados pelas bactérias. Dificilmente se consegue distinguir o papel desen-

volvido pelos fatores bacterianos daquele desenvolvido pelo processo inflama-tório, visto que os fagócitos também produzem enzimas hidrolíticas.

2.10 Características gerais dos fungosOs fungos são organismos eucarióticos, heterotróficos e, geralmente, multice-lulares. São encontrados na superfície de alimentos, formando colônias algo-donosas e coloridas.



capítulo 2 • 63

Os mais conhecidos são os bolores, os cogumelos, as orelhas-de-pau e asleveduras (fermentos). Os fungos, em sua maioria, são constituídos por fila-mentos microscópicos e ramificados, as hifas. O conjunto de hifas de um fun-

go constitui o micélio. Os fungos têm nutrição heterotrófica porque necessi-tam de matéria orgânica, provenientes dos alimentos, para obtenção de seusnutrientes.

A maioria vive no solo, alimentando-se de cadáveres de animais, de plantase de outros seres vivos. Esse modo de vida dos fungos causa o apodrecimento dediversos materiais e por isso são chamados de saprofágicos. Certas espécies defungos são parasitas e outras vivem em associações harmoniosas com outrosorganismos, trocando benefícios.

2.11 Características dos fungos em relaçãoàs bactérias

Os fungos são geralmente adaptados a ambientes que poderiam ser hostis àsbactérias. São encontrados na superfície de alimentos formando colônias algo-donosas e coloridas. Todavia, diferem das bactérias em determinadas necessi-dades ambientais e nas características estruturais e nutricionais apresentadasa seguir:

• Apresentam a parede celular com presença de substâncias quitinosas e cé-lulas com organelas membranosas (mitocôndrias, complexo de golgi, vacúolo).



64 • capítulo 2

• Não possuem células móveis em todos os estágios do ciclo de vida.• Reserva de energia na forma de glicogênio.• Os fungos normalmente crescem melhores em ambientes em que o pH é

muito ácido, o qual são desfavoráveis para o crescimento da maioria das bacté-rias comuns.• Quase todos possuem forma aeróbica. Algumas leveduras são anaeróbi-

cas facultativas.• A maioria dos fungos é mais resistente à pressão osmótica que as bac-

térias; muitos, consequentemente, podem crescer em altas concentrações deaçúcar ou sal.

• Podem crescer sobre substâncias com baixo grau de umidade, geralmen-

te tão baixo que impede o crescimento de bactérias.• Necessitam de menos nitrogênio para um crescimento equivalente ao das

bactérias.• São capazes de metabolizar a carboidratos complexos, tais como lignina

(madeira), que as bactérias não podem utilizar como nutriente.

As características citadas, anteriormente, nos mostram que os fungos se de-senvolvem em substratos diversos como paredes de banheiro, couro de sapatos

e jornais velhos.

2.12 Modo de vida dos fungos de acordocom o tipo de alimentação

Os fungos apresentam grande variedade em relação aos modos de vida, massempre obtêm alimento por absorção de nutrientes do meio.

DECOMPOSITORESOs fungos decompositores obtêm seus alimentos peladecomposição de matéria orgânica. Eles podem atuarcomo saprófagos, degradando a matéria orgânica pre-sente no corpo de organismos mortos.



capítulo 2 • 65

PARASITASSão parasitas os fungos que se alimentam de substân-cias retiradas do corpo de organismos vivos, nos quais seinstalam, prejudicando-os. Esses fungos provocam doen-

ças em plantas e em animais, inclusive no ser humano.

MUTUALÍSTICOS

Certas espécies de fungos estabelecem relações mu-tualísticas com outros organismos, nos quais ambosse beneficiam. Dentre os fungos mutualísticos, algunsvivem associados a raízes de plantas formando as mi-corrizas (raízes que contêm fungos). Nesses casos, elas

absorvem água do solo, degradam a matéria orgânicae absorvem os nutrientes liberados, transferindo partedeles para a planta, que cresce mais sadia. Esta, por suavez, cede ao fungo certos açúcares e aminoácidos deque ele necessita como alimento.

PREDADORES

Entre os fungos mais especializados estão os predado-res, que desenvolvem vários mecanismos para capturarpequenos organismos, especialmente nematódeos, uti-lizando-os como alimento.

2.13 Tipos de reproduçãoAssexuada

• Ocorre pela fragmentação do micélio, brotamento, cissiparidade ou pro-dução de esporos assexuais.

• Não ocorre fusão de núcleos, apenas mitoses sucessivas.• Mitose - divisão celular na qual os cromossomos das células são duplica-

dos e as células formadas apresentam a mesma constituição genética.• Este tipo de reprodução corresponde à fase imperfeita, também chamada

de anamórfica dos fungos.



66 • capítulo 2

Sexuada

• Aumenta a variabilidade genética, pois os indivíduos formados podem

apresentar constituição genética diferente.• Corresponde à fase perfeita ou teleomórfica dos fungos.• Envolve a ocorrência de três processos:

PLASMOGAMIAFusão de protoplasmas, resultante da anastomose deduas células.

CARIOGAMIAFusão de dois núcleos haploides (n) e compatíveis for-mando um núcleo diploide (2n).

MEIOSE Núcleo diploide (2n) sofre divisão reducional após a ca-riogamia para formar dois núcleos haploides (n).

2.14 Diversidade morfológica dos fungosFungos unicelulares (leveduras)

• Células ovais ou esféricas – 1 a 10 µm.• Reprodução por brotamento ou cissiparidade.• Crescimento geralmente rápido formando colônias cremosas ou mem-

branosas e ausência de hifas aéreas.• Em determinadas condições, células em reprodução permanecem liga-

das à célula-mãe, formando pseudo-hifas.

Fungos filamentosos (bolores)

• Multicelulares formados por estruturas tubulares (hifas – 2 a 10µm) oconjunto dessas estruturas constitui o micélio.

• As hifas podem ser contínuas (cenocíticas ou asseptadas) ou apresentardivisões transversais (hifas septadas).



capítulo 2 • 67

Fungos dimórficos

• Apresentam em determinadas condições a fase leveduriforme (37° C, alta

tensão de CO2) e em outras a fase filamentosa.• A fase de levedura se reproduz por brotamento, enquanto que a fase fila-mentosa produz hifas aéreas e vegetativas.

• O dimorfismo nos fungos dependente da temperatura de crescimento.Crescido a 37 °C, o fungo apresenta forma de levedura. Crescido a 25° C, eleapresenta a forma filamentosa.

Observe em alimentos com colônias de fungos (pães, extrato de tomate, tomates, quei- jo e outros), as hifas que em conjunto formam o micélio, e as diversas colorações.

2.15 Caracteristicas gerais dos vírusOs vírus não são considerados organismos vivos porque são inertes fora dascélulas hospedeiras. Diferem dos demais seres vivos pela ausência de organi-

zação celular, por não possuírem metabolismo próprio e por necessitarem deuma célula hospedeira. No entanto, quando penetram em uma célula hospe-deira, o ácido nucleico viral torna-se ativo ocorrendo a multiplicação.

Características dos vírus

• Possuem um único tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA.• Possuem uma cobertura proteica, envolvendo o ácido nucleico.• Multiplicam-se dentro de células vivas, usando a maquinaria de síntese

das células.• Induzem a síntese de estruturas especializadas, capazes de transferir o

ácido nucleico viral para outras células.• Parasitas obrigatórios apresentando incapacidade de crescer e se dividir

autonomamente.• Replicação somente a partir de seu próprio material genético.



68 • capítulo 2

Estrutura viral

Um vírion é uma partícula viral completa, composta por um meio ácido nuclei-

co, envolto por uma cobertura proteica que protege do meio ambiente e servecomo veículo na transmissão de um hospedeiro para o outro. Os vírus são clas-sificados de acordo com as diferenças na estrutura desses envoltórios.

Capsídeo e envelope

O ácido nucleico dos vírus é envolvido por uma cobertura proteica chamadade capsídeo. A estrutura deste é denominada pelo genoma viral e constitui a

maior parte da massa viral. O capsídeo é formado por subunidades protéicaschamadas de capsômeros. Em alguns vírus, o capsídeo é coberto por um en-

velope que, consiste de uma combinação de lipídios, proteínas e carboidratos. Alguns vírus animais saem do hospedeiro por um processo de extrusão, no quala partícula é envolvida por uma camada de membrana plasmática celular que

vai constituir o envelope viral. Os vírus cujos capsídeos não estão cobertos porum envelope são conhecidos como vírus não-envelopados.

Classificação morfológica

Podem ser classificados com base na arquitetura do capsídeo.

• Vírus helicoidais– O genoma viral está no interior de um capsídeo cilín-drico oco com estrutura helicoidal.

• Vírus poliédricos– O capsídeo da maioria deles tem a forma de um icosa-edro. São exemplos o adenovírus e o poliovírus.

• Vírus envelopados – o capsídeo é coberto por um envelope.• Vírus complexos – alguns vírus, especialmente os bacterianos, possuem

estruturas complicadas e por isso são denominados complexos. Um bacteriófa-go ou gagos (vírus que atacam bactérias) é um exemplo de vírus complexo. Umfago é capaz de aderir à parede celular de uma bactéria hospedeira, perfuran-do-a e nela injetando seu DNA. O capsídeo proteico do fago, formado por uma“cabeça” e uma “cauda”, permanece fora da bactéria.





70 • capítulo 2

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TRABULSI, ALTERTHUM.Microbiologia . 5 ed. São Paulo: Atheneu, 2008.



Elementosda NutriçãoMicrobiana,Ecologia e

Crescimento.

3



72 • capítulo 3

OBJETIVOS•

Elementos da nutrição microbiana, ecologia e crescimento• Estudo do crescimento microbiano• Curva de crescimento bacteriano• Métodos de controle de crescimento microbiano• Introdução a imunologia• Reconhecimento dos antígenos



capítulo 3 • 73

3.1 Elementos da nutrição microbiana,ecologia e crescimento

O crescimento e divisão celulares necessitam de um ambiente propício com to-dos os constituintes químicos e físicos necessários para o seu metabolismo. Es-sas necessidades específicas são dependentes de informações genéticas paracada espécie bacteriana. Algumas espécies com vasta flexibilidade nutricional,como as Pseudomonas, são capazes de sintetizar muitos de seus metabólitosa partir de precursores simples, enquanto outras espécies são mais exigentes,como as Porphyromonas e Treponemas, que necessitam de nutrientes comple-

xos para o crescimento e reprodução.

3.2 Fontes dos nutrientes essências A análise das estruturas bacterianas revela que sua arquitetura é formada pordiferentes macromoléculas, em particular, proteínas e ácidos nucleicos. Osprecursores das macromoléculas podem ser retirados do meio ambiente ou ser

sintetizados pelas bactérias a partir de compostos mais simples. A alternativaescolhida vai depender da disponibilidade do composto no meio e da capaci-dade de síntese do microrganismo. As substâncias ou elementos retirados doambiente e usados para construir novos componentes celulares ou para obterenergia são chamados nutrientes. Os nutrientes podem ser divididos em duasclasses, macronutrientes e micronutrientes.

3.2.1 Macronutrientes

CARBONO

Está presente na maioria das substâncias que compõem as cé-lulas. As bactérias podem utilizar o carbono inorgânico existen-te no ambiente, na forma de carbonatos ou de CO2 como únicafonte de carbono. São neste caso chamadas de autotróficas.Os microrganismos que obrigatoriamente requerem uma fonteorgânica de carbono são denominados heterotróficos e as prin-cipais fontes, são os carboidratos.





capítulo 3 • 75

3.2.2 Micronutrientes

Macronutrientes e Micronutrientes . Ambos os tipos são imprescindíveis, mas os pri-meiros são requeridos em grandes quantidades por serem os principais constituintesdos compostos orgânicos celulares e / ou serem utilizados como combustível.

Os elementos ferro, magnésio, manganês, cálcio, zinco, potássio, sódio, co-bre, cloro, cobalto, molibdênio, selênio e outros são encontrados sempre naforma inorgânica, fazendo parte de minerais. São necessários ao desenvolvi-

mento microbiano, mas em quantidades variáveis, dependendo do elemento edo microrganismo considerados.

Os micronutrientes podem atuar de diferentes maneiras, incluindo as se-guintes funções principais:

• Componentes de proteínas, como o ferro que participa da composição de várias proteínas enzimáticas ou não, de citocromos, etc.;

• cofatores de enzimas, como o magnésio, potássio, molibdênio, etc.• Componentes de estruturas, como o cálcio, presente em um dos envoltó-

rios dos esporos;• Osmorreguladores.

3.3 Estudo do crescimento microbianoPara se cultivar microrganismos deve-se obedecer a requisitos básicos obriga-tórios, quais sejam incubá-los em meios de cultura adequados e incubá-los emcondições ambientais igualmente adequadas.

Um inóculo é uma amostra de material contendo geralmente uma pequenaquantidade de microrganismos; obedecidas as condições citadas, os microrga-nismos contidos no inóculo multiplicam-se, aumentando em número e massae, com isto, atingindo o objetivo desejado.



76 • capítulo 3

Meios de Cultura

Meio de cultura é uma mistura de nutrientes necessários ao crescimento mi-

crobiano. Basicamente deve conter a fonte de energia e de todos os elementosimprescindíveis à vida das células. A formulação de um meio de cultura develevar em conta o tipo nutritivo no qual o microrganismo pertence, conside-rando-se a fonte de energia (luz ou substância química), o substrato doador deelétrons (orgânico ou inorgânico) e a fonte de carbono (orgânica ou inorgâni-ca). Estabelecidas as condições gerais, o meio de cultura deve ainda atender asnecessidades específicas do grupo, da família, do gênero ou da espécie que sedeseja cultivar. Assim, é imprescindível acrescentar ao meio vitaminas, cofa-

tores, aminoácidos, etc., quando estes compostos não são sintetizados pelosmicrorganismos que se deseja cultivar.

Fatores de crescimento

Entre as bactérias heterotróficas há uma imensa variedade de exigências nutri-tivas. Algumas são capazes de crescer em meio muito simples, constituído deuma solução de glicose, sal de amônio e alguns sais minerais. A partir desses

compostos, sintetizam todos os componentes do protoplasma: proteínas, po-lissacarídeos, ácidos nucléicos, coenzimas, etc. Outras, todavia, são incapazesde sintetizar determinados compostos orgânicos essenciais para o seu metabo-lismo. Para que estes microrganismos possam crescer, tais compostos devemser obtidos do meio natural ou artificial em que vivem. Essas substâncias sãodenominadas fatores de crescimento. Muitos desses fatores são componentesde coenzimas, que, para o homem, são vitaminas. Na realidade, certas vitami-nas, como o ácido fólico, foram descobertas por serem necessárias ao cresci-mento de determinadas bactérias. As composições dos meios de cultura, por-tanto, podem ser muito variadas. Um meio pode ter uma composição simples,contendo um único carboidrato como fonte de energia e carbono e alguns saisminerais; em outro extremo estão os meios requeridos por microrganismosmais exigentes, apresentando composição complexa, contendo várias fontesde carbono e energia, vitaminas e aminoácidos, podendo ainda ser acrescidosde sangue ou soro de animais.

Além da composição qualitativa, o meio de cultura deve obedecer aos limi-tes de quantidade de cada componente suportáveis pelos microrganismos.



capítulo 3 • 77

Muitas vezes o meio de cultura deve conter substâncias para neutralizar a açãode produtos tóxicos lançados pelos próprios microrganismos, que sofrem os efeitosde seu acúmulo. Um exemplo rotineiro é adição de tampões para impedir a queda

de pH provocada pelos ácidos orgânicos produzidos por fermentação bacteriana.Os meios podem ser líquidos, quando são uma solução aquosa de nutrien-tes, ou sólidos, quando a solução aquosa é gelificada por um polissacarídeo ex-traído de algas, o ágar.

O meio sólido é obrigatoriamente usado quando se pretende separar célu-las. Cada célula individualizada ou agrupamento isolado dá origem, por multi-plicação, a um aglomerado que constitui uma colônia. Colônias de diferentesespécies geralmente apresentam características morfológicas diferentes.

Os meios de cultura podem ser seletivos, quando contêm uma substânciaque inibe o crescimento de um determinado grupo de microrganismos, maspermite o desenvolvimento de outros.

Influência de fatores ambientais

A tomada de nutriente e posterior metabolismo é influenciada por fatores físi-cos e químicos do meio ambiente. Os principais fatores são: temperatura, pH,

presença de oxigênio, pressão osmótica e luz.

Temperatura

Cada tipo de bactéria apresenta uma temperatura ótima de crescimento, emtorno desta temperatura observa-se um intervalo dentro do qual o desenvolvi-mento também ocorre, sem, no entanto, atingir o seu máximo. Ultrapassado olimite superior, rapidamente ocorre desnaturação do material celular e, con-seqüentemente, a morte da célula. As temperaturas inferiores à ótima levam auma desaceleração das reações metabólicas, com diminuição da velocidade demultiplicação celular, que em caso extremo, fica impedida.

As variações quanto ao requerimento térmico permite classificar as bacté-rias segundo a temperatura ótima para o seu crescimento, em:

• psicrófilas: entre 12 e 17 °C• mesófilas: entre 28 e 37 °C• termófilas: 57 e 87 °C



78 • capítulo 3

Embora grupos excêntricos, que necessitam de altas temperaturas para oseu crescimento, a maioria concentra-se no grupo de mesófilas, principalmen-te as de interesse médico, veterinário e agronômico.

pH

Os valores de pH em torno da neutralidade são os mais adequados para absor-ção de alimentos para a grande maioria das bactérias. Existem, no entanto, gru-pos adaptados a viver em ambientes ácidos e alcalinos.

Oxigênio

O oxigênio pode ser indispensável, letal ou inócuo para as bactérias, o que per-mite classificá-las em:

AERÓBIASESTRITAS

Exigem a presença de oxigênio, como as do gênero Aci-netobacter.

MICROAERÓFILASNecessitam de baixos teores de oxigênio, como oCampylobacter jejuni .

FACULTATIVASApresentam mecanismos que as capacitam a utilizar ooxigênio quando disponível, mas desenvolver-se tam-bém em sua ausência. Escherichia coli e várias bacté-rias entéricas tem esta característica.

ANAERÓBIASESTRITAS

Não toleram o oxigênio. Ex.: Clostridium tetani, bactériaprodutora de potente toxina que só se desenvolve emtecidos necrosados carentes de oxigênio.



capítulo 3 • 79

Exoenzimas

A seletividade da membrana citoplasmática impede que macromoléculas

como proteínas, amido, celulose e lipídeos sejam transportadas para o interiorda célula. Para essas moléculas serem utilizadas pelos microrganismos, é ne-cessário cindidas, dando origem a compostos menores, aos quais as membra-nas são permeáveis.

A quebra das moléculas é promovida por enzimas hidrolíticas, denomina-das exoenzimas por atuarem fora da membrana citoplasmática. As exoenzimasapresentam especificidade pelo substrato, atuando sobre proteínas ou amidos,ou determinados lipídeos, e constituem um fator de virulência, uma vez que

podem hidrolisar componentes estruturais de tecidos, conferindo ao micror-ganismo capacidade invasora e de permanência em outros organismos vivos.

Além de estarem associadas à nutrição dos microrganismos, as exoenzimaspodem contribuir para a sua sobrevivência, uma vez que catalisam a hidrólisede substâncias que lhes são tóxicas ou mesmo letais.



80 • capítulo 3

3.4 Estudo do crescimento microbianoReprodução bacteriana

• Crescimento: aumento do protoplasma celular pela síntese de ácidos nu-cléicos, proteínas, polissacarídeos e lipídeos; e, absorção de água e eletrólitos.Termina na divisão celular.

• Multiplicação: resposta necessária à pressão de crescimento.

Modo de reprodução

• Cissiparidade: formação de um septo equatorial na região do mesossomoe divisão da célula-mãe, em duas células filhas. "Cocos" em qualquer direção,"bacilos e espirilos", no sentido transversal.

3.5 Curva de crescimento bacterianoEmbora as bactérias desenvolvam-se bem em meios de cultura sólidos , os estu-

dos de crescimento são feitos essencialmente em meios líquidos e as conside-rações que seguem são válidas para essas condições.

Quando uma determinada bactéria é semeada num meio líquido de com-posição apropriada e incubada em temperatura adequada, o seu crescimentosegue uma curva definida e característica.

Fase lag (A): esta fase de crescimento ocorre quando as células são trans-feridas de um meio para outro ou de um ambiente para outro. Esta é a fase deajuste e representa o período necessário para adaptação das células ao novoambiente. As células nesta fase aumentam no volume total em quase duas ouquatro vezes, mas não se dividem pois as Células estão sintetizando DNA, novasproteínas e enzimas, que são um pré-requisito para divisão.

Fase exponencial ou log (B): nesta fase, as células estão se dividindo a umataxa geométrica constante até atingir um máximo de crescimento. Os compo-nentes celulares como RNA, proteínas, peso seco e polímeros da parede celu-lar estão também aumentando a uma taxa constante. Como as células na faseexponencial estão se dividindo a uma taxa máxima, elas são muito menoresem diâmetro que as células na fase Lag. A fase de crescimento exponencial



capítulo 3 • 81

normalmente chega ao final devido à depleção de nutrientes essenciais, dimi-nuição de oxigênio em cultura aeróbia ou acúmulo de produtos tóxicos.

Fase estacionária (C): durante esta fase, há rápido decréscimo na taxa de di-

visão celular. Eventualmente, o número total de células em divisão será igual aonúmero de células mortas, resultando na verdadeira população celular estacio-nária. A energia necessária para manter as células na fase estacionária é deno-minada energia de manutenção e é obtida a partir da degradação de produtosde armazenamento celular, ou seja, glicogênio, amido e lipídeos.

Fase de morte ou declínio (D): quando as condições se tornam fortementeimpróprias para o crescimento, as células se reproduzem mais lentamente eas células mortas aumentam em números elevados. Nesta fase o meio se en-

contra deficiente em nutrientes e ricos em toxinas produzidas pelos própriosmicrorganismos.

estacionária

Nº de bactérias (log)

log morte

Tempolag



82 • capítulo 3

Métodos de controle de crescimento microbiano

O controle dos microrganismos é um assunto abrangente e de inúmeras apli-

cações práticas envolvendo toda a microbiologia e não só aquela aplicada àmedicina.

A Esterilização é o processo que promove completa eliminação ou destruição de todasas formas de micro-organismos presentes em um determinado local: vírus, bactérias,fungos, protozoários, esporos, para um aceitável nível de segurança. O processo deesterilização pode ser físico, químico, físico- químico.

Métodos Físicos de controle:

O método mais empregado para matar microrganismos é o calor, por ser eficaz, baratoe prático. Os microrganismos são considerados mortos quando perdem a capacidadede multiplicar.

Calor úmido: A esterilização empregando calor úmido requer temperaturasacima da de fervura da água (120º). Estas são conseguidas nas autoclaves, e esteé o método preferencial de esterilização desde que o material ou substânciaa ser esterilizado não sofra mudanças pelo calor ou umidade. A esterilizaçãoé mais facilmente alcançada quando os organismos estão em contato diretocomo vapor, nestas condições o calor úmido matará todos os organismos.

Calor seco: A forma mais simples de esterilização empregando o calor secoé a flambagem. A incineração também é uma forma de esterilizar, empregandoo calor seco. Outra forma de esterilização empregando o calor seco é feita emfornos, e este binômio tempo e temperatura deve ser observado atentamente.

A maior parte da vidraria empregada em laboratório é esterilizada deste modo.

Pasteurização: consiste em aquecer o produto a uma dada temperatura,num dado tempo e a seguir, resfria-lo bruscamente. A pasteurização reduz onumero de microrganismos presentes, porém não assegura uma esterilização.



capítulo 3 • 83

Radiações: As radiações têm seus efeitos dependentes do comprimento deonda, da intensidade, da duração e da distância da fonte. Há pelo menos doistipos de radiações empregadas no controle dos microrganismos: ionizantes e

não ionizantes.

Indicadores biológicos: São suspensões-padrão de esporos bacterianossubmetidos a esterilização juntamente com os materiais a serem processadosem autoclave, estufas e câmera de radiação. Terminado o ciclo, são colocadosem meio de cultura adequada para o crescimento de esporos, se não houvercrescimento, significa que o processo está validado.

Micro-ondas: Os fornos de micro-ondas são cada vez mais utilizados em la-boratórios e as radiações emitidas não afetam o microrganismo, mas geramcalor. O calor gerado é responsável pela morte dos micro-organismos.

Filtração: A passagem de soluções ou gases através de filtros, retêm os mi-crorganismos, então pode ser empregada na remoção de bactérias e fungos,entretanto, não retém a maioria dos vírus.

Pressão Osmótica: A alta concentração de sais ou açúcares cria um ambien-te hipertônico que provoca a saída de água do interior da célula microbiana.Nessas condições os micro-organismos deixam de crescer e isto tem permitidoa preservação de alimentos.

Dessecação: Na falta total de água, os micro-organismos não são capazesde crescer, multiplicar, embora possam permanecer viáveis por vários anos.Quando a água é novamente reposta, os micro-organismos readquirem a capa-cidade de crescimento. Esta peculiaridade tem sido muito explorada pelos mi-crobiologistas para preservar micro-organismos e o método mais empregado éa liofilização.

Métodos Químicos de controle

Os agentes químicos são apresentados em grupos que tenham em comum, ouas funções químicas, ou elementos químicos, ou mecanismo de ação.





capítulo 3 • 85

de formas vegetativas das bactérias, tendo também ação sobre fungos, vírus eesporos bacterianos.

Metais pesados e derivados: O baixo índice terapêutico dos mercuriais e operigo de intoxicação por absorção fizeram com que aos poucos deixassem deserem usados, curiosamente alguns derivados mercuriais tiveram grande acei-tação, embora dotados de fraca atividade bactericida e bacteriostática in vivo,como o Merbromino.

Agentes oxidantes: A propriedade comum destes agentes é a liberação deoxigênio nascente, que é extremamente reativo e oxida, entre outras subs-

tâncias o sistemas enzimáticos indispensáveis para a sobrevivência dosmicro-organismos.

Esterilizantes gasosos: Embora tenha atividade esterilizante lenta o óxidode etileno tem sido empregado com sucesso na esterilização de instrumentoscirúrgicos, fios de agulhas para suturas e plásticos.

Terminologias

Esterilização: Processo de destruição de todas as formas de vida de um ob- jeto ou material. É um processo absoluto, não havendo grau de esterilização.

Desinfecção: Destruição de microrganismos capazes de transmitir infecção.São usadas substâncias químicas que são aplicadas em objetos ou materiais.Reduzem ou inibem o crescimento, mas não esterilizam necessariamente.

Antissepsia: Desinfecção química da pele, mucosas e tecidos vivos, é umcaso da desinfecção.

Germicida: Agente químico genérico que mata germes.

Bacteriostase: A condição na qual o crescimento bacteriano está inibido,mas a bactéria não está morta. Se o agente for retirado o crescimento poderecomeçar.



86 • capítulo 3

Assepsia: Ausência de microrganismos em uma área. Técnicas assépticasprevinem a entrada de microrganismos.

Degermação: Remoção de microrganismos da pele por meio de remoçãomecânica ou pelo uso de antissépticos.

A microbiota humana: generalidades

Todo ser humano nasce sem microrganismos. A aquisição da microbiota bac-teriana envolve uma transmissão horizontal, ou seja, pela colonização por mi-crorganismos. A colonização de superfícies expostas como a pele, o trato respi-

ratório superior, o sistema geniturinário inferior e o trato digestório, começamimediatamente após o nascimento. Padrões de alimentação, hospitalização etratamento com antibióticos são fatores que afetam a composição da micro-biota intestinal.

As diversas partes do corpo humano apresentam condições ambientais diversas que oferecem certas vantagens e desvantagens para a vida microbiana.Diferentes espécies de microrganismos adaptam-se aos distintos ambientes docorpo.

A microbiota normal humana desenvolve-se por sucessões, desde o nasci-mento até as diversas fases da vida adulta, resultando em comunidades bacte-rianas estáveis. Os fatores que controlam a composição da microbiota em umadada região do corpo estão relacionados com a natureza do ambiente local, taiscomo temperatura, pH, água, oxigenação, nutrientes e fatores mais complexoscomo a ação de componentes do sistema imunológico.

Estima-se que o corpo humano que contém cerca de 10 trilhões de célulasseja rotineiramente portador de aproximadamente 100 trilhões de bactérias.

A composição da microbiota bacteriana humana é relativamente estável comgêneros específicos ocupando as diversas regiões do corpo durante períodosparticulares na vida de um indivíduo. A microbiota humana desempenha fun-ções importantes na saúde e na doença.

Os microrganismos membros da microbiota humana podem existir comomutualistas, quando protegem o hospedeiro competindo por microambien-tes de forma mais eficiente que patógenos comuns (resistência à colonização),



capítulo 3 • 87

produzindo nutrientes importantes e contribuindo para o desenvolvimentodo sistema imunológico; (2) comensais, quando mantêm associações aparen-temente neutras sem benefícios ou malefícios detectáveis e (3) oportunistas,

quando causam doenças em indivíduos imunocomprometidos devido à infec-ção pelo Vírus da Imunodeficiência Humana, terapia imunossupressora detransplantados, radioterapia, quimioterapia anticâncer, queimaduras exten-sas ou perfurações das mucosas.

A microbiota humana constitui um dos mecanismos de defesa contra a pa-togênese bacteriana, mas ainda que a maioria dos componentes da microbiotanormal seja inofensiva a indivíduos sadios, esta pode constituir um reservató-rio de bactérias potencialmente patogênicas. Muitas bactérias da microbiota

normal podem agir como oportunistas. Nestas condições a microbiota resi-dente pode ser incapaz de suprimir patógenos transitórios, ou mesmo, algunsmembros da microbiota podem invadir os tecidos do hospedeiro causando do-enças muitas vezes graves.

Em indivíduos sadios, algumas espécies de bactérias da microbiota oral causam cáriesem 80% da população.

A microbiota normal exerce papel importante na proteção contra agentesinfecciosos por mecanismos ecológicos e imunológicos, além de contribuirpara a nutrição do hospedeiro. Distúrbios na microbiota acarretam prejuízosdesses efeitos.

A ingestão de probióticos pode prevenir os efeitos dos distúrbios da microbiota.

Vários mecanismos de ação, obtidos a partir de estudos experimentais, jáforam propostos para os probióticos: a proteção ecológica seja pela prevençãoda multiplicação dos patógenos ou pela inibição da ação patogênica e modula-ção do sistema imune, por ativação do sistema fagocitário, produção de imuno-globulinas e citocinas.



88 • capítulo 3

3.6 Introdução a imunologia A Imunologia é uma ciência relativamente nova. Sua origem é geralmente atri-

buída a Edward Jenner, que descobriu em 1796 que a varíola bovina, ou Vacci-nia, proteção induzida contra a varíola humana, uma doença muitas vezes fa-tal. Jenner chamou o seu procedimento de vacinação, e esta expressão é aindausada para descrever a inoculação de indivíduos saudáveis com cepas atenua-das ou enfraquecidas de agentes causadores de doenças, para fornecer prote-ção contra a doença. Embora ousado, o experimento de Jenner foi bem-suce-dido, porém demorou quase dois séculos para vacinação contra a varíola parase tornar universal, um avanço que permitiu para a Organização Mundial de

Saúde anunciar em 1979 que a varíola havia sido erradicada, sendo sem dúvida,o maior triunfo da medicina moderna.

Quando Jenner introduziu a vacinação não sabia nada dos agentes infec-ciosos que causam a doença: sendo demonstrado mais tarde, no século 19,por Robert Koch que as doenças infecciosas são causadas por micro-organis-mos, cada um responsável por uma doença ou patologia em particular. Agorareconhecemos quatro grandes categorias de micro-organismos causadores dedoença, ou patógenos: são eles os vírus, bactérias, fungos patogênicos, e outro

relativamente grande e complexo, sendo organismos eucarióticos designadoscoletivamente como parasitas.

As descobertas de Koch e outros grandes microbiologistas do século 19estimularam a extensão da estratégia da Jenner de vacinação para outras do-enças. Na década de 1880, Louis Pasteur inventou a vacina contra a cólera emgalinhas, e desenvolveu uma vacina contra a raiva que provou ser eficiênte emum menino mordido por um cão raivoso. Estes triunfos práticos levaram a umabusca pelo mecanismo de proteção e para o desenvolvimento da Imunologiacomo ciência.

Em 1890, Emil von Behring e Shibasaburo Kitasato descobriram que o soro de indiví-duos vacinados, continha substâncias denominadas anticorpos que se ligam especifi-camente ao agente patogênico pertinente.

Uma resposta imune específica, tal como a produção de anticorpos con-tra um agente patogênico específico, é conhecida como Resposta Imune



capítulo 3 • 89

Adaptativa, porque ocorre durante o tempo de vida de um indivíduo como umaadaptação a uma infecção com um patógeno. Em muitos casos, uma respos-ta imune adaptativa confere imunidade protetora ao longo da vida contra a

reinfecção pelo mesmo agente patogênico. Este fato se distingue da RespostaImune Inata, que, foi descoberta principalmente por meio da obra do grandeimunologista russo Elie Metchnikoff. Metchnikoff descobriu que muitos mi-cro-organismos podem ser “engolidos e digeridos” pelas células fagocíticas,que ele chamou de Macrófagos. Estas células estão disponíveis no organismopara combater uma vasta gama de agentes patogênicos, sem a necessidade deexposição prévia ao antígeno e são um componente essencial do sistema imuneinato. Os anticorpos, por outro lado, são produzidos apenas após a infecção, e

são específicos para o patógeno infectante. Os anticorpos presentes em umadada pessoa portanto, refletem diretamente as infecções para que ele ou elatenha sido expostos.

Na verdade, se tornou claro que os anticorpos específicos podem ser indu-zidos contra uma vasta gama de substâncias. Tais substâncias são conhecidascomo antígenos, porque eles podem estimular a geração de anticorpos. No en-tanto, nem todas as respostas Imune adaptativas implicam a produção de an-ticorpos, e o termo antígeno é agora utilizado com um sentido mais abrangen-

te para descrever qualquer substância que pode ser reconhecida pelo SistemaImune Adaptativo.

Tanto a imunidade inata e respostas imunes adaptativas dependem das atividades de células brancas do sangue, ou leucócitos. A imunidade inata envolveem grande parte Granulócitos e Macrófagos. Granulócitos, também chamadode leucócitos polimorfo nucleares, é um conjunto diversificado de glóbulosbrancos, cujos grânulos conferem sua característica padrão de coloração; sen-do células fagocitárias chamadas de Neutrófilos. Presume-se que os macrófa-gos dos seres humanos e outros vertebrados podem ser descendentes evolu-tivos diretos de células fagocíticas presentes em animais mais simples, taiscomo estrelas do mar observadas por Metchnikoff. Respostas imunes adaptati-

vas dependem de linfócitos, os quais proporcionam a Imunidade Vitalícia quepode seguir a exposição à doença ou a vacinação.

O Sistema Imune Inato e Adaptativo juntos oferecem um sistema de defesaextremamente eficaz. Ele garante que, apesar de nós passarmos nossas vidascercados por micro-organismos potencialmente patogênicos, ficamos doen-tes relativamente raras vezes. Muitas infecções são tratadas com sucesso pelo





capítulo 3 • 91

• Células B: Cada célula B está geneticamente programada para codificarum receptor de superfície específico para um determinado antígeno. Uma veztendo reconhecido seu antígeno específico, as células B se multiplicam e se di-

ferenciam em plasmócitos, que produzem e secretam, na forma solúvel, umaenorme quantidade destas moléculas receptoras, que também são conhecidascomo anticorpos, que por sua vez são glicoproteínas de alto peso molecular,distribuídas no sangue e fluidos corpóreos; como os anticorpos são virtualmen-te idênticos à molécula receptora original, são capazes de se ligar ao antígenoque inicialmente induziu a ativação das células B.

Os linfócitos B não apresentam corpúsculos de Gall, são agranulares, seu

citoplasma é predominantemente ocupado por ribossomos avulsos dispersos.Ocasionalmente pode-se encontrar um retículo endoplasmático rugoso em de-senvolvimento nas células B ativadas. Compreendem 5-15% dos linfócitos cir-culante e apresentam imunoglobulinas de membrana.

• Células T: Os linfócitos T constituem vários tipos diferentes com uma va-riedade de funções. Um grupo interage com as células B auxiliando-as na di-

visão, diferenciação celular e na produção de anticorpos; outro tipo interage

com os fagócitos mononucleares auxiliando-os na destruição de patógenos in-tracelulares. Estes dois grupos constituem as chamadas células T – auxiliares(TH). Um terceiro grupo de linfócitos T é responsável pela destruição das célu-las do hospedeiro que se tornaram infectadas por vírus ou outros patógenos in-tracelulares – atividade conhecida como citotóxica; portanto, estas células sãodesignadas de linfócitos T citotóxicos (TC). Em qualquer de suas funções, ascélulas T reconhecem antígenos, porém, apenas em associação com marcado-res conhecidos nas células hospedeiras. Os linfócitos T geram seus efeitos pelaliberação de citocinas que emitem sinais para outras células, ou por interaçõesdiretas célula a célula.

Essas células apresentam duas morfologias: são agranulares e apresentamcorpúsculo de Gall (consiste de um agrupamento de lisossomos primários as-sociados com gotículas de lipídios); ou apresentam morfologia de LGG com li-sossomos primários dispersos no citoplasma, além de um aparelho de Golgibem desenvolvido (granulares).



92 • capítulo 3

Eosinófilos: Estas células constituem um grupo especializado de leucócitos,com capacidade de apreender e lesar parasitas extracelulares grandes como osesquistossomos.

Os eosinófilos sanguíneos humanos geralmente possuem um núcleo bi-lobulado e muitos grânulos citoplasmáticos e perfazem 2 a 5% dos leucócitossanguíneos em indivíduos saudáveis, não-alérgicos. Embora não seja sua fun-ção primária, os eosinófilos parecem ser capazes de fagocitar e destruir mi-croorganismos ingeridos. Os eosinófilos exercem um papel especializado naimunidade a helmintos. Os eosinófilos são atraídos por produtos como fatorquimiotático dos eosinófilos na anafilaxia, liberados por células T, mastócitose basófilos. Os eosinófilos ligam-se aos esquistossômulos revestidos com IgG

ou IgE e sofrem degranulação, liberando uma toxina conhecida como "proteínabásica principal". Também liberam histaminas e aril-sulfatase, que inativam osprodutos dos mastócitos, histamina e substância de reação lenta da anafilaxia.O efeito dos fatores eosinofílicos é o de diminuir a resposta inflamatória e redu-zir a migração dos granulócitos para o local de invasão.

Basófilos e mastócitos: Estas células possuem grânulos no seu citoplasmacontendo uma série de mediadores que produzem inflamação nos tecidos cir-cundantes e são liberados quando as células são ativadas. Os mastócitos situ-

am-se próximos aos vasos sanguíneos em todos os tecidos, e alguns dos media-dores agem nas células das paredes dos vasos. Os basófilos são funcionalmentesemelhantes aos mastócitos, mas são células circulantes.

Os basófilos perfazem menos de 0,2% dos leucócitos, são encontrados emconcentrações pequenas na circulação e apresentam grânulos de cor azul viole-ta intenso irregularmente distribuído, circundados pelas membranas.

Existem dois tipos de mastócitos: de mucosas (dependentes das células Tpara sua proliferação) e os de tecido conjuntivo (independentes das células T).

Os mediadores como a histamina, liberados pela degranulação, causamsintomas adversos da alergia, mas também podem exercer um papel positivona imunidade contra os parasitas.

Macrófagos: Derivam da medula óssea e são encontrados em muitos ór-gãos. Os macrófagos fagocíticos têm como função remover antígenos parti-culados. Os macrófagos ligam-se aos agentes agressores através de receptoresespecializados.



capítulo 3 • 93

3.8 Reconhecimento dos antígenos

3.8.1 Anticorpos e Antígenos A Resposta Imune mediada por anticorpos (Ac) é chamada Resposta ImuneHumoral (RIH). Os anticorpos proteínas sintetizadas e secretadas pelos plas-mócitos (linfócitos B diferenciados). Os Ac são produzidos de forma específicacontra o antígeno (Ag) que estimulou sua produção e têm como função princi-pal a neutralização e eliminação deste antígeno. Este processo de eliminação éfeito de diversas formas, quais sejam: ativação do complemento, opsonização,

neutralização de microorganismos e toxinas, etc. Os anticorpos são tambémchamados de imunoglobulinas (Ig), e divididos em classes e subclasses. Porexemplo, IgG é uma classe, IgM é outra, e assim por diante.

Há regiões na molécula de Ig que são extremamente variáveis (regiões hi-pervariáveis e variáveis) e que dão a ela a característica específica contra o antí-geno. Por exemplo, quando um antígeno X entra no organismo e é apresentadoao sistema imune, estimulando uma resposta imune humoral, as IgM produzi-das contra o antígeno X terão a região variável da molécula específica para o X

e irão combatê-lo. Se no organismo penetrar um antígeno Y, as IgM com região variável anti-X não irão atacar o antígeno Y e haverá a produção de IgM comregião variável anti-Y.

A resposta imune primária se desenvolve quando o indivíduo entra em con-tato com o antígeno pela primeira vez, havendo como resultado a produçãode Ac (pelos linfócitos B efetores) e células B de memória. Quando o indivíduoentra em contato pela segundo vez, a produção de anticorpos será muito maisrápida e eficiente, pois os anticorpos serão produzidos pelas células B de me-mória, então ativadas (resposta imune secundária).

3.8.2 Desenvolvimento inicial da RIH

Para se desenvolver uma RIH, é necessária a exposição do antígeno ao linfócitoB. Isso é feito de forma direta, ou seja, o LB entra em contato direto com o antí-geno sem a necessidade de célula apresentadora de antígeno, pois a célula B écapaz de reconhecer o antígeno diretamente pela ligação com seus receptoresde superfície (BCR), como a IgM monomérica e a IgD.



94 • capítulo 3

Nesse contato, há interação do antígeno com o receptor de superfície IgM.Essa interação antígeno-IgM vai estimular a ativação e proliferação dos linfóci-tos B (expansão clonal) e em seguida síntese de imunoglobulinas, todas com a

mesma especificidade. Esse mecanismo básico de RIH é eficaz contra antíge-nos de natureza lipídica, polissacáride ou glicídica.Quando o antígeno é de natureza protéica, o mecanismo inicial para a ati-

vação da RIH não é apenas a interação LB-antígeno, mas também a extremaparticipação dos linfócitos T auxiliares (LTh). O antígeno protéico necessita daparticipação dos LTh. Se o paciente tiver deficiência de linfócitos T ou ausênciade timo, terá deficiência na resposta imune humoral contra antígenos protéi-cos (resposta humoral T-dependente). Por isso esses antígenos são denomina-

dos antígenos timo-dependentes. Os antígenos não-protéicos, que podem sereliminados pelas RIH sem o auxílio dos LTh são denominados antígenos timo-independentes (de natureza lipídica, polissacáride ou glicídica).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASMEDICAL IMMUNOLOGY, 9 ed Daniel P. Stites, Abba I, Terr, Tristram G. Parslow.

ABBAS, Abul K.; LICHTMAN, Andrew H.; POBER, Jordan S.Imunologia celular e molecular .

Tradução Raymundo Martagão Gesteira. 6 ed. Rio de Janeiro: Revinter, 2008.



Estrutura do

Anticorpo

4



96 • capítulo 4

OBJETIVOS•

Estrutura do anticorpo• Funções dos anticorpos• Resposta ao antígeno: processamento e apresentação• Células apresentadoras de antígenos• Mecanismos efetores da resposta imune• Imunidade mediada por células• Imunidade dos microrganismos



capítulo 4 • 97

4.1 Estrutura do anticorpo A estrutura básica da molécula de imunoglobulina consiste de quatro cadeias

polipeptídicas, sendo duas cadeias leves e duas cadeias pesadas, unidas porpontes dissulfeto formando uma proteína globular em forma de Y. A haste doY é denominada fragmento Fc e é responsável pela atividade biológica (funçãoefetora) dos anticorpos. Diferenças estruturais no Fc definem os cinco isotiposprincipais ou classes de imunoglobulinas: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Tanto as ca-deias pesadas quanto as cadeias leves tem uma região constante e uma região

variável. A região variável é responsável pela interação com o antígeno – são os“braços” da molécula de anticorpo e são denominados fragmentos Fab (Frag-

ment antigen binding). As moléculas de imunoglobulinas ou anticorpos apre-sentam diferenças na seqüência de aminoácidos nas porções Fab. A diversida-de nesses sítios de ligação ao antígeno garante que haja um repertório quaseilimitado de especificidades de anticorpos.

A classe de um anticorpo é definida pela estrutura de sua cadeia pesada,algumas das quais possuem vários subtipos, e esses determinam a atividadefuncional de uma molécula de anticorpo. As cinco classes principais de imuno-globulinas são IgA, IgD, IgE, IgG e IgM:

IgA - Representa 15-20% das imunoglobulinas do soro humano. No homem,mais de 80% da IgA ocorre sob a forma monomérica e está presente no sanguesob esta forma. A IgA é a imunoglobulina predominante em secreções: saliva,lágrima, leite, mucosas do trato gastrintestinal (TGI), respiratório e genituri-nário. Nestas secreções ela se une a um componente secretor, e forma a IgAsecretora. Esta é composta por duas unidades (dimérica) ligadas a uma cadeia Junida pelas porções Fc no componente secretor. A função desse componente éproteger a molécula das enzimas hidrolíticas (destrutivas). O principal papel daIgA é proteger o organismo de invasão viral ou bacteriana através das mucosas(neutralização).

IgD - perfaz menos de 1% do total de imunoglobulinas plasmáticas e a fun-ção biológica precisa dessa classe de imunoglobulina é ainda incerta. A IgD éco-expressa com a IgM na superfície de quase todas as células B maduras e ina-tivas (fase de reconhecimento), sendo que a IgD é expressa mais tardiamente,indicando uma célula B mais madura.



98 • capítulo 4

IgE - é encontrada nas membranas superficiais dos mastócitos e eosinófilosem todos os indivíduos. Essa classe de imunoglobulina sensibiliza as célulasnas superfícies das mucosas conjuntiva, nasal e brônquica. A IgE pode ter ain-

da importante papel na imunidade contra helmintos, embora nos países de-senvolvidos esteja mais comumente associada a reações alérgicas como asmae rinite. Metade dos pacientes com doenças alérgicas tem altos níveis de IgE.

A interação entre o antígeno e a IgE ligada no mastócito resulta em liberaçãode histamina, importante mediador inflamatório, causando vasodilatação, au-mento da permeabilidade vascular, contração de músculo liso e quimioatraçãode outras células inflamatórias.

IgG - É uma imunoglobulina monomérica que perfaz 80% das imunoglobu-linas do organismo. É a imunoglobulina mais abundante no soro e está distri-buída uniformemente entre os espaços intra e extravasculares. É o anticorpomais importante da resposta imune secundária. Em humanos, as moléculas deIgG de todas as subclasses atravessam a barreira placentária e conferem umalto grau de imunidade passiva ao feto e ao recém-nascido. É o anticorpo prin-cipal nas respostas imunes secundárias e a única classe antitoxinas. A regiãoFc ativa o complemento (quando unida ao antígeno) e auxilia a fagocitose por

se ligar a macrófagos (opsonização). Com a ativação do complemento, há umaamplificação da resposta inflamatória (com geração de quimiotaxia de neutró-filos, aumento da permeabilidade vascular), opsonização e montagem do MAC(complexo de ataque à membrana).

IgM - Perfaz aproximadamente 10% do conjunto de imunoglobulinas. Suaestrutura é pentamérica, As cinco cadeias são ligadas entre si por pontes dissul-feto e por uma cadeia polipeptídica inferior chamada de cadeia J. É a primeiraimunoglobulina a ser expressa na membrana do linfócito B inativo. Na mem-brana das células B, a IgM está na forma monomérica. O primeiro anticorpoproduzido numa resposta imune primária é sempre IgM pentamérica. A IgMé encontrada principalmente intravascular, sendo uma classe de anticorpos"precoces" (são produzidas nas fases iniciais agudas das doenças que desenca-deiam resposta humoral).



capítulo 4 • 99

4.2 Funções dos anticorpos Anticorpo de Membrana como receptor de linfócito B – Linfócitos B maduros

(mas inativos) expressam IgD e IgM na superfície. O encontro do antígeno comesses receptores constitui as fases de reconhecimento e ativação (expansão clo-nal e diferenciação) da resposta imune.

NEUTRALIZAÇÃO DOANTÍGENO

Toxinas bacterianas, drogas, agentes virais e outrosparasitas, iniciam a lesão celular pela ligação a recep-tores específicos da superfície celular. Os anticorpospodem impedir esta interação, neutralizando o pro-cesso tóxico ou infeccioso.

Ativação do complemento por IgG ou IgM – O sistema complemento consis-te numa família de proteínas plasmáticas que podem ser ativadas por duas viasprincipais. A ativação pela via clássica é inicia pela ligação do componente C1qdo complemento com um imunocomplexo (Ag+Ac). O ponto crucial da cascatade eventos que ocorre após a ativação do complemento é a clivagem de c3 em

c3a e c3b. O c3a tem várias funções, como por exemplo, ativar a degranulaçãode mastócitos e realizar quimiotaxia. O c3b (além de opsonizar fagócitos) liga-se a outros fragmentos e entra na via da c5 convertase que vai então, clivar o c5em c5a e c5b, o qual vai juntar-se a outros componentes formando o MAC (com-plexo de ataque à membrana – c5b9), um poro que vai levar a lise da célula-α lvo(bactéria), através da interação com sua membrana. Esse processo ocorre emquestão de segundos.

OPSONIZAÇÃOOs anticorpos envolvem a bactéria ou vírus em questão,e se ligam a receptores na superfície dos macrófagos.Isso melhora a eficiência da fagocitose.

Citotoxidade mediada por células dependente de anticorpo – As células NK,em determinadas ocasiões, matam o microorganismo se ele estiver revestidopor anticorpos. Também os eosinófilos têm receptores para a região Fc da IgE,que reveste helmintos (muito grandes para serem fagocitados). É um processochamado de citotoxidade mediada por células dependente de anticorpo.



100 • capítulo 4

4.3 Resposta ao antígeno: processamento eapresentação

Células B e células T reconhecem diferentes substâncias como antígenos ereconhecem de uma forma diferente. A célula B usa a imunoglobulina ligadaà superfície da célula como um receptor e a especificidade deste receptor é amesma da imunoglobulina que ela é capaz de secretar após a ativação. CélulasB reconhecem os seguintes antígenos na forma solúvel: 1) proteínas (ambosdeterminantes conformacionais e determinantes expostos pela denaturaçãoou proteólise); 2) ácidos nuclêicos; 3) polissacarídeos; 4) alguns lipídios; 5) pe-

quenos agentes químicos (haptenos).Contrariamente, a esmagadora maioria dos antígenos de células T são pro-

teínas, e estas precisam ser fragmentadas e reconhecidas em associação comprodutos do MHC (Major Histocompatibility Complex) expressos na superfíciede células nucleadas, não em forma solúvel. Células T estão agrupadas funcio-nalmente de acordo com a classe de moléculas de MHC que se associa comos fragmentos peptídicos da proteína: células T auxiliares reconhecem apenasaqueles peptídios associados com moléculas de MHC classe II, e células T ci-

totóxicas reconhecem apenas aqueles peptídios associados com moléculas deMHC classe I.

4.4 Processamento e apresentação doantígeno

Processamento e apresentação do antígeno são processos que ocorrem no in-terior da célula e que resultam na fragmentação de proteínas (proteólise), as-sociação dos fragmentos com moléculas do MHC, e expressão das moléculas“peptidio-MHC” na superfície onde elas poderão ser reconhecidas pelo recep-tor de célula T na célula T. Entretanto, a etapa que leva à associação de frag-mentos de proteína com moléculas de MHC diferem no MHC classe I e classeII. Moléculas de MHC classe I apresentam produtos de degradação derivadosde proteínas intracelulares (endógenas) no citosol. Moléculas de MHC classe IIapresentam fragmentos derivados de proteínas extracelulares (exógenas) queestão localizadas em um compartimento intracelular.



capítulo 4 • 101

1. Processamento e apresentação do antígeno em células expressandoMHC classe I.

Todas as células nucleadas expressam MHC classe I. Como mostrado na

Figura 1, proteínas são fragmentadas no citosol por proteossomos (um com-plexo de proteínas com atividade proteolítica) ou por outras proteases. Osfragmentos são então transportados através da membrana do retículo endo-plasmático por proteínas de transporte. (As proteínas de transporte e algunscomponentes do proteossomo tem seus genes no complexo MHC). A síntesee organização das cadeias pesada e beta2 microglobulina ocorre no retículoendoplasmático. No interior do retículo endoplasmático, a cadeia pesada doMHC classe I, a beta2microglobulina e o peptídio formam um complexo estável

que é transportado à superfície da célula.

2. Processamento e apresentação do antígeno em células expressandoMHC classe II.

Enquanto todas as células nucleadas expressam MHC classe I, apenas umlimitado grupo de células expressam MHC classe II, que inclui as células apre-sentadoras de antígenos (APC). As principais APCs são macrófagos, célulasdendríticas (células de Langerhans), e células B, e a expressão de moléculas de

MHC classe II é tanto constitutiva como induzível, especialmente pelo interfe-ron-γama no caso dos macrófagos.

Como mostrado na Figura 2, proteínas exógenas incorporadas por endoci-tose são fragmentadas por proteases em um endossomo. As cadeias alfa e betado MHC classe II, junto com uma cadeia invariante, são sintetizadas, monta-das no retículo endoplasmático e transportadas através do aparelho de Golgi etrans-γolgi para chegar no endossomo, onde a cadeia invariante é digerida, e osfragmentos de peptídios da proteína exógena são capazes de se associar commoléculas de MHC classe II, que finalmente são transportadas para a superfí-cie da célula.

3. Outras informações sobre o processamento e apresentação deantígenos

a) Uma maneira de entender o desenvolvimento de duas vias diferentes éque cada uma delas finalmente estimula a população de células T que é maiseficiente na eliminação do antígeno.





capítulo 4 • 103

léculas de MHC classe II, (e.g., células epiteliais do timo) possam agir comocélulas apresentadoras de antígenos em alguns casos. Células dendríticas, quesão encontradas na pele e outros tecidos, ingerem antígenos por pinocitose e

transportam antígenos para os linfonodos e baço. Nos linfonodos e baço elassão encontrados predominantementemente nas áreas de células T. Célulasdendríticas são as células apresentadoras de antígenos mais eficientes e po-dem apresentar antígenos a células não iniciadas (virgens). Além disso, elaspodem apresentar antígenos internalizados em associação com moléculas deMHC classe I ou classe II (apresentação cruzada), embora a via predominan-te para antígenos internalizados é a via de classe II. O segundo tipo de célulaapresentadora de antígeno é o macrófago. Essas células ingerem antígenos por

fagocitose ou pinocitose. Macrófagos não são tão eficientes na apresentação deantígenos a células T não iniciadas mas eles são muito bons na ativação de célu-las T de memória. O terceito tipo de célula apresentadora de antígeno é a célulaB. Essas células se ligam ao antígeno via sua Ig de superfície e ingere antíge-nos por pinocitose. Assim como macrófagos essas célula não são tão eficientescomo as células dendríticas na apresentação de antígeno a células T não inicia-das. Células B são muito eficientes na apresentação de antígeno a células T dememória, especialmente quando a concentração de antígeno é baixa devido às

Ig de superfície nas células B se ligarem a antígenos com alta afinidade.

4.5.1 Apresentação de superantígenos

Superantígenos são antígenos que ativam células T policlonalmente para pro-duzir grandes quantidades de citocinas que podem ter efeitos patológicos. Es-ses antígenos devem ser apresentados às células T em associação com molé-culas de MHC classe II mas o antígeno não precisa ser processado. A figura 5compara como antígenos convencionais e superantígenos são apresentados acélulas T. No caso de um superantígeno a proteína intata se liga a moléculas doMHC classe II e a uma ou mais regiões V β do TCR. O antígeno não é ligado à fen-da de ligação ao peptídio da molécula de MHC ou à região de ligação ao antíge-no do TCR. Assim, qualquer célula T que usa uma V β particular no seu TCR seráativada por um superantígeno, resultando na ativação de um grande número decélulas T. Cada superantígeno se ligará a um conjunto diferentes de regiões V β .



104 • capítulo 4

4.5.2 Papel do Timo

Tanto células Th como Tc tem restrição do MHC ao próprio. Além disso, células

T normalmente não reconhecem antígenos próprios. Como são geradas célu-las T com restrição do MHC ao próprio e por que não são produzidas células Tautorreativas? Rearranjos aleatórios VDJ nas células T poderiam gerar algumascélulas T que poderiam reconhecer antígenos próprios. É papel do timo se cer-tificar de que somente células T que chegam à periferia tenham restrição doMHC ao próprio e que sejam incapazes de reagir com antígeno próprio. CélulasT funcionais na periferia têm que reconhecer antígenos estranhos associadoscom MHC próprio, porque células APC ou células alvo apresentam antígenos

estranhos associados com MHC próprio. Entretanto, um indivíduo não pre-cisa de células T funcionais na periferia que reconheçam antígenos (própriosou estranhos) associados com MHC não-próprio. Um indivíduo especialmentenão deseja células T funcionais na periferia que possam reconhecer antígenospróprios associados com MHC próprio porque eles poderiam levar a danos emtecidos sadios, normais.

Como resultado de eventos de recombinação aleatória VDJ que ocorremem células T imaturas no interior do timo, TCRs de todas as especificidades

são produzidos. Processos no timo determinam quais as especificidades deTCR que serão mantidas. Há duas etapas sequenciais mostradas na Figura 6.Primeira, células T com a habilidade de se ligar a moléculas de MHC própriasexpressadas pelas células epitelias corticais do timo são mantidas. Isso é co-nhecido como seleção positiva. Aqueles que não se ligam, entram em apoptose.

Assim, células T com a habilidade de se ligar a moléculas de MHC próprias as-sociadas com moléculas próprias expressadas pelas células epiteliais do timo,células dendríticas e macrófagos são mortas. Isso é conhecido como seleçãonegativa. Aqueles que não se ligam são mantidos. Como resultado dessas duasetapas, células T tendo um TCR que reconhece MHC próprio e antígeno estra-nho sobrevivem. Cada célua T que sobrevive a seleção positiva e negativa notimo e é liberada na periferia mantém seu receptor de célula T (TCR) específico.

Enquanto a seleção positiva e negativa está ocorrendo no timo as células Timaturas estão também expressando antígenos CD4 ou CD8 nas suas superfí-cies. Inicialmente a célula pré-T que entra no timo é CD4-CD8-. No timo ela setorna CD4+CD8+ e à medida que a seleção positiva e negativa se processa a cé-lula se torna ou uma célula CD4+ ou CD8+. O compromisso de se tornar células



capítulo 4 • 105

CD4+ ou CD8+ depende de qual seja a classe de molécula de MHC que a célulaencontra. Se uma célula CD4+CD8+ é apresentada com uma molécula de classeI ela irá regular negativamente CD4 e se tornará uma célula CD8+. Se a célula

é apresentada com uma molécula de MHC de classe II ela irá regular negativa-mente CD8 e se tornará uma célula CD4+.

4.5.3 Seleção negativa na periferia

A seleção positiva e negativa no timo não é um processo 100% eficiente. Alémdisso, nem todos os antígenos próprios são expressados no timo. Assim, algu-mas células T autorreativas podem chegar à periferia. Assim, existem mecanis-

mos adicionais elaborados para eliminar células T autorreativas na periferia.Esses serão discutidos na aula de tolerância.

Uma vez que células B não têm restrição ao MHC não há necessidade deseleção positiva de células B. Entretanto, seleção negativa (i.e., eliminação declones autorreativos) de células B é necessária. Isso ocorre durante o desenvol-

vimento de célula B na medula óssea. Entretanto, seleção negativa de células Bnão é crítica como no caso das células T uma vez que, na maioria das vezes, cé-lulas B requerem a ajuda de célula T para se tornarem ativadas. Assim, se uma

célula B autorreativa chega à periferia ela não será ativada devido à falta da aju-da da célula T.

4.6 Mecanismos efetores da resposta imune4.6.1 Citocinas

Citocinas são moléculas proteicas, glicosiladas ou não, que enviam diversossinais estimulatórios, modulatórios ou mesmo inibitórios para as diferentescélulas do sistema imunológico. Tem função autócrina agindo na própria célu-la produtora, parácrina atuando em células próximas e endócrina quando suaação é à distância. Atuam em concentrações baixíssimas e sua síntese habitual-mente ocorre após estimulação antigênica.



106 • capítulo 4

INTERFERONS

Os IFN-α e IFN-β (tipo 1) são produzidos por monócitos,macrófagos, células linfoblásticas, fi-broblastos e célulasinfectadas por vírus. Existem 23 membros funcionais identi-

ficados como IFN tipo 1, além de análogos sintéticos, princi-palmente de IFN-β, como o consensus interferon1. O IFN-β apesar de agir nos mesmo receptores que IFN-α , tem ativi-dade biológica mais diferenciada. As principais atividadesbiológicas dos interferons tipo 1 são a limitação da propaga-ção de infecções virais e das parasitoses. Células infectadaspor vírus produzem IFN-α e IFN-β . Estes irão atuar em ou-tras células infectadas pelo mesmo vírus, fazendo com queo núcleo desta segunda célula sintetize uma proteína anti-viral. IFN-α e, em menor grau IFN-β, atuam assim na res-posta anti-viral basicamente de duas formas: degradando omRNA-viral e inibindo a síntese proteica, com consequenteinibição da replicação viral2. O IFN-β é uma molécula extre-mamente lipofílica, o que possibilita maior utilização clínica,podendo ser utilizado em injeções intralesionais, como nosarcoma de Kaposi1,3. Os interferons tipo1 são usados emdoenças, como AIDS, em combinação a outras drogas. Do-enças neurológicas como a esclerose múltipla são tratadascom sucesso através de injeções intramusculares de IFN-β. Nas hepatites virais B e C também são utilizados IFN-α como adjuvante no tratamento. Alguns carcinomas de cé-lulas renais apresentam redução da massa neoplásica notratamento com IFN-β e muitas vezes em associação com

IL-2 e anticorpos monoclonais.

O IFN-γ, anteriormente denominado interferon imune, é produzido princi-palmente por células T, B e NK. É sinérgico ao IFN-α e IFN-β na atividade anti-

viral e antiparasitária, mas sua principal atividade é imunomoduladora. Assim,entre as principais atividades do IFN-γ encontram-se a inibição da proliferaçãode células que sintetizam IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 e a diminuição da pro-dução de algumas imunoglobulinas em situações especiais, como IgG, e IgE.O IFN-γ aumenta a expressão dos genes do MHC classe I e II. Em monócitos



capítulo 4 • 107

e macrófagos estimula a produção de receptores de alta afinidade para IgG(FcgRI), além de induzir a síntese de TNF-α por estas células. As células T au-xiliares em repouso (Th0) podem se diferenciar em Th1 ou Th2 conforme as

citocinas produzidas. Th1 são responsáveis pela síntese de IL-2, IFN-γ, IL-12,IL-16, IL-18, todas aumentando a resposta inflamatória, enquanto que Th2 temcomo característica a produção de IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, e IL-13, as quaispodem atuar na defesa contra parasitas e fa-zer parte dos processos alérgicos.IFN-γ é indutor da IL-2 agindo no perfil da resposta imunológica Th2 para Th12.

Os análogos sintéticos de IFN-γ também têm uso clínico, apesar de acen-tuados efeitos colateral. O IFN-γ-1b em associação à prednisolona retarda aprogressão da fibrose pulmonar idiopá-tica, mas não impede sua evolução.

Neoplasias como o melanoma maligno apresentam menor recidiva quando nopré-operatório é utilizado IFN-γ, sendo que IFN-α -2b e IL-12 podem reduzir adose de IFN-γ quando administrados em conjunto9. Existem ainda evidênciasque o IFN-γ esteja envolvido na patogênese da arteriosclerose.

INTERLEUCINA-1

Monócitos e macrófagos são a principal fonte de IL-1, pro-duzindo principalmente IL-1γ, enquanto os queratinócitosproduzem IL-1γ. Outros tipos celulares podem produzir IL-1, como células endoteliais, fibroblastos, miócitos, célulasde Langerhans e linfócitos B e T10. Macrófagos infecta-dos por vírus produzem grandes quantidades de IL-1γ. Asíntese de IL-1 pode ser induzida por TNF-α , IFN-α ,β e g,LPS, vírus e antígenos.

As formas a eβ da IL-1 têm atividades semelhantes, entretanto, uma tercei-ra forma descrita, a IL-1γ, também chamada antagonista de receptor de IL-1, éum inibidor competitivo, bloqueando os efeitos da IL-111. Uso de IL-1γ podeprevenir efeitos maléficos da IL-1. As ações da IL-1 (a eβ) podem ser diretas ouatravés de mediadores, como PGE2, CSF’s, IL-6 e IL-812.

As atividades biológicas primordiais da IL-1 incluem a estimulação de célu-las CD4+ a que secretem IL-2 e produzam receptores para a IL-2; proliferaçãoe ativação de linfócitos B, neutrófilos, monócitos/macrófagos, aumentando asatividades quimiotáticas e fagocitárias. Estimula a adesão de leucócitos, au-menta a expressão das moléculas de adesão pelas células endoteliais, inibe a



108 • capítulo 4

proliferação das células endoteliais, aumenta a atividade de coagulação, tendoparticipação na gênese da coagulação intravascular disseminada. A IL-1 tam-bém estimula hepatócitos a produzirem proteínas de fase aguda de inflama-

ção. Ainda estimula a hematopoese, tanto por atuar na própria célula primor-dial quanto por aumentar a liberação de CSF’s, tendo ação sinérgica a estes.Pode ser utilizada com a finalidade de aumentar a hematopoese.

A IL-1β atua no hipotálamo, exercendo a função de pirógeno endógeno; ori-gina ainda uma alça de inibição da sua própria produção, pois estimula a libe-ração de CRH pela hipófise posterior. CRH atua na hipófise anterior fazendocom que haja liberação de ACTH, o qual estimula a região fasciculada do cór-tex da adrenal, aumentando a produção de corticosteróides, os que irão inibir

a síntese primária de IL-1 e são responsáveis pela hiperglicemia em pacientesdiabéticos com processo infeccioso. Também atua aumentando a atividade deosteoclastos e adipócitos, sendo grande responsável pelo emagrecimento e ten-dência a fraturas de pacientes com processos infecciosos crônicos.

A IL-1γ pode ser utilizada em doenças inflamatória crônicas progressivas,retardando o curso natural da doença.

FATOR DENECROSE

TUMORAL (TNF)

Sintetizado principalmente por macrófagos, sendo quemonócitos, neutrófilos, células T e NK, após estimulaçãopor LPS, também o sintetizam. A produção é estimula-da por IFN, IL-1, IL-2, GM-CSF, substância P, bradicini-na, imunocomplexos, inibidores da cicloxigenase e PAF.A produção é inibida por ciclosporina, dexametasona,PGE2, IL-6 e antagonistas do PAF. TNF-α e TNF-β li-gam-se aos mesmos receptores no início, mas intrace-

lularmente, após a endocitose deste complexo, exercematividades distintas.

A principal atividade biológica do TNF é uma acentuada citólise e citoestaseem diferentes linhagens neoplásicas, tendo ação antitumoral importantíssi-ma. É o principal mediador na caquexia das neoplasias malignas. As demaisações do TNF são semelhantes às da IL-1. As alterações endoteliais, princi-palmente a perda da função de diminuição de coagulação, a atividade qui-miotática e estímulo ao metabolismo oxidativo de fagócitos são ações do TNF



capítulo 4 • 109

compartilhadas com a IL-1. Tem também atividade de pirógeno endógeno, au-menta a reabsorção óssea, a atividade de adipócitos e a expressão de MHC-I eII. Diferentemente da IL-1, o TNF não tem ação em córtex da adrenal. Estimula

a produção de IL-6 fazendo com que os hepatócitos produzam proteínas da faseaguda da inflamação. Altas concentrações de TNF no sangue de pacientes com septicemias cor-

relacionam-se com a piora do prognóstico18. Em animais de laboratório, inje-ções de TNF, mesmo na ausência de bactérias, levam a quadro semelhante aochoque séptico, sugerindo uma importante ação deletéria quando sintetizadoem quantidades excessivas.

O TNF também pode ser útil no tratamento de neoplasias secundárias a

AIDS, principalmente no sarcoma de Kaposi. Injeções intralesionais ou sis-têmicas são aplicadas, havendo certa regressão da neoplasia. Receptores so-lúveis de TNF (sTNF-R1) podem ser utilizados como adjuvante na terapêuticaconvencional.

INTERLEUCINA-2

É produzida principalmente por células T ativadas,principalmente CD4+, sendo sintetizada em menorquantidade por células B e monócitos. O principalestímulo para sua produção são as bactérias e seusprodutos; alguns parasitas também podem induzirsua síntese, além de outras citocinas como IFN-α eIL-1. São necessários sinais, principalmente presençade IFN-α e IL-1 para que haja máxima produção deIL-2. A síntese desta citocina pode ser inibida por ci-closporina A e dexametasona.

Suas atividades são mediadas por um receptor de membrana, expresso emcélulas T ativadas, em menor número em T não ativadas e B ativadas; monóci-tos raramente expressam este receptor. Existem três tipos de receptores de afi-nidades alta, baixa e intermediária. A subunidade g deste receptor (necessáriapara os de alta afinidade e os de afinidade intermediária) faz parte dos recepto-res de IL-4, IL-7 e provavelmente também dos receptores de IL-13.

A IL-2 é o principal fator estimulador de células T, sendo um fator de cresci-mento e ativação para todas as subpopulações de linfócitos T, induzindo ciclo



110 • capítulo 4

celular para células T não ativadas e expansão clonal de células T ativadas. Éum agente proliferativo antígeno inespecífico. Ativa ainda célula B, necessitan-do para tal de fatores adicionais, como IL-4. Estimula a proliferação e ativação

de células NK, tendo assim atividade anti-humoral. Promove a síntese de IL-1,TNF-α , TNF-β , sendo esta ação mediada pela produção de IFN-γ.Terapia anti-humoral associada à administração de IL-2 tem apresentado

remissões em até 30% dos pacientes com carcinoma renal metastático, aumen-tando também a sobrevida de pacientes com melanoma e leucemia mielóideaguda21. Imunodeficiências celulares e humorais têm apresentado bons resul-tados com a administração de IL-2.

INTERLEUCINA-12,IL-18 E IL-20

Interleucina-12, IL-18 e IL-20: O mRNA codificanteda IL-18 e da IL-12 pode ser encontrado nas célulasde Kupffer e em macrófagos ativados, suas principaisfontes. Também chamada de IGIF (fator indutor de in-terferonγ), a IL-18 não tem estrutura similar às outrasproteínas. Os receptores da IL-18 foram primeiro iden-tificados em células de linhagem 428 da doença deHodgkin, podendo ser um dos fatores de crescimentoe de marcadores prognósticos da doença. Estes re-ceptores depois de clonados mostraram-se idênticosao IL-1Rp (proteína receptora de IL-1).

A ação principal da IL-12 é estimular células NK, efeito bloqueado por anti-corpos anti-TNF-α . Aumenta a síntese de IFN-γ em linfócitos periféricos. Estáenvolvida na seleção do isotipo de imunoglobulinas, inibindo a síntese de IgE.

A IL-18 ativa células NK, leva a proliferação de linfócitos T, e estimula a pro-dução de GM-CSF, além de inibir a produção de IL-10. Aumenta a produção deIL-12, apresentando sinergismo com esta citocina para a produção de IFN-γ.

Há dois receptores descritos para IL-20:α e β , ambos presentes em quanti-dades consideravelmente altas nas células da epiderme, sendo que o receptor aestá presente também em outros locais, como líquido sinivial e fígado.

A IL-20 é uma citocina estimulatória. Sua atividade biológica primor-dial é promover a proliferação e a ativação de linfócitos nas respostas



capítulo 4 • 111

antígeno-específicas. Não atua na migração de neutrófilos. Ativa ainda a proli-feração de queratinócitos, tendo importância na gênese da psoríase.

INTERLEUCINA-3,IL-7, IL-9 E IL-11

A IL-3 é sintetizada principalmente por células T ati-vadas por antígenos e mitógenos, mas queratinócitos,células NK, células endoteliais também podem sinte-tizar IL-3. Sua produção pode ser inibida por substân-cias inativadoras de linfócitos. A IL-3 habitualmenteassocia-se à matriz extracelular, formando complexoscom heparam/sulfato, mas ainda assim exerce açãoparácrina. Os mecanismos pelos quais dissocia-se damatriz extra-celular, ainda não foram bem elucidados.

Macrófagos, mastócitos, eosinófilos, megacariócitos, basófilos e célulasprogenitoras da medula óssea produzem e expressam receptores para esta ci-tocina, os quais também podem ser encontrados em leucemia mielóide crôni-ca, participando da patogênese desta. Uma subunidade do receptor conhecidacomo β (beta) C está envolvida na formação de receptores para IL-3, IL-5 e para

GM-CSF. A IL-3 é uma citocina que liga o sistema imune ao sistema hematopoético,

favorecendo a proliferação e o desenvolvimento de várias linhagens celularescomo os granulócitos, macrófagos, eritrócitos e megacariócitos. Sua presen-ça não é obrigada para que haja o desenvolvimento da hematopoese normal.Clinicamente pode ser útil no tratamento da aplasia de medula ou na preven-ção da mielotoxicidade causada por outras drogas.

A IL-7 é secretada por células estromais da medula óssea e também por cé-lulas tímicas. Receptores de IL-7 são expressos em células pré-B e em suas pro-genitoras. Basicamente esta citocina estimula a proliferação das células pre-cursoras de linfócitos B, sem afetar sua diferenciação, sendo também um dosmarcadores mais precoces da rejeição de enxertos. Estimula ainda a maturaçãode megacariócitos.

A IL-9 é produzida por células CD4+ estimuladas por mitógenos ou antí-genos. Seu efeito principal sobre as células do sistema imune é a proliferaçãoprincipalmente de células CD4+, mastócitos/macrófagos, sendo este efeito



112 • capítulo 4

acentuado na medula óssea em presença de IL-3. Estimula blastos formadoresde colônias de eosinófilos a responderem a IL-3.

A IL-11 é produzida por fibroblastos do estroma da medula óssea e um gran-

de número de células mesenquimais32. Biologicamente IL-11 promove a res-posta imune primária e secundária, modulando reações antígeno específicas. Apresenta ação sinérgica com a IL-6, G-CSF, IL-3 em relação às colônias de me-gacariócitos, sendo um importante regulador da megacariopoese. Está aindaenvolvida na patogênese da leucemia mielóide aguda M7.

INTERLEUCINA-4, IL-5, IL-6,IL-10, IL-13 E IL-19

A IL-4 é uma citocina sintetizada por célulasTh2, entretanto existem dúvidas se esta seriaa principal citocina de células Th2, ou se seriaIL-5 ou IL-6. As células Th1 também podem pro-duzi-la, mas em quantidades menores quandocomparadas à população Th2.

A atividade principal da IL-4 é determinar o perfil da resposta imune emTh2. A IL-4 induz a proliferação e diferenciação de células B, aumenta a expres-

são de MHC-II, possibilitando maior ativação de Th2. aumenta ainda a expres-são de receptores de alta afinidade para IgE (FcεRI) em mastócitos e basófilose de baixa afinidade para IgE (FcεRII) em células B não-ativadas34. Nas célulasB ativadas estimula a síntese principalmente de IgE e de IgG1, sendo seu efeitoantagonizado por IFN-g35.

A IL-5 é produzida principalmente por linfócitos T36. A IL-5 é um fator espe-cífico de crescimento e diferenciação dos eosinófilos. Produz o crescimento dascélulas BFU-E, mas não causa diferenciação de células primordiais em CFU-E.

Assim, estimula a proliferação de precursores e ativação de eosinófilos. Em cé-lulas B atua como importante fator na mudança de classe para produção de IgA.

A IL-6 pode ser produzida por vários tipos celulares, sendo as células B, T emonócitos as principais fontes. Os estímulos para a sua síntese são IL-1, LPSe TNF. Os antibióticos macrolídeos podem atuar estimulando sua síntese pormonócitos. Os glicocorticoides inibem a síntese de IL-6, enquanto TGF-β ape-nas a diminui.

A IL-6 é uma citocina pleiotrópica que influencia respostas imune antígenoespecíficas e rea-ções inflamatórias, sendo um dos maiores mediadores da fase



capítulo 4 • 113

aguda da inflamação. Estimula a produção de proteínas da fase aguda da inflama-ção nos hepatócitos e aumenta a concentração de zinco intracelular nestas célulaso que, teoricamente, previne a toxicidade causada pelo tetracloreto de metila. Tem

ainda ação importante na atração de eosinófilos para o local de inflamação. Assim como a IL-1, a IL-6 também estimula a produção de ACTH pela hi-pófise, estabelecendo um “feedback negativo” entre o sistema imune e o eixoneuroendócrino.

A IL-10 é produzida principalmente por células CD8+ ativadas. Células Th0,Th1, Th2 ativadas, linfócitos B, mastócitos e monócitos ativados por LPS tam-bém podem produzir IL-10, sendo fontes menos importantes. Pacientes com

AIDS e linfoma de Burkitt secretam grandes quantidades de IL-10. A síntese é

inibida por IL-4 e pela própria IL-10.O efeito principal da IL-10 é inibir a síntese de outras citocinas, como o

IFN-g, IL-2, IL-12, TNF-β. Inibe ainda a proliferação de células Th1, mas nãode Th2, diminuindo ainda a função citolítica e secretora de citocinas por Th1 efacilitando o desenvolvimento de respostas Th240. IL-10 atua como um co-es-timulador para a proliferação de mastócitos e seus progenitores. É ainda co-es-timulador no crescimento dos timócitos imaturos, agindo como fator de dife-renciação para as células T citotóxicas, sendo esta ação de menos intensidade.

A IL-13 é produzida por células Th0, Th1, Th2 e CD8+, mas não se expressano coração, pulmão, cérebro, placenta, fígado ou músculo esquelético. A IL-13inibe a atividade quimiotática e fagocitária de monócitos/macrófagos; reduzexpressão de citocinas pró-inflamatórias (IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12) e quimio-cinas (MIP-1 e MCP); aumenta a produção de IL-1γ. Desta forma IL-13 atua di-minuindo a resposta inflamatória. Por outro lado, a IL-13 induz a diferenciaçãode monócitos e de células B, aumentando os níveis de IgM, IgG, mas não deIgA e é sinérgica quanto à produção de IFN-γ por linfócitos grandes granulares,sendo estas ações inflamatórias bem menos intensas, que muitas vezes e útilpara conter infecções virais.

A estrutura química da IL-19 lembra a da IL-10, com 5943 pares bases. Apresenta cerca de 21% de homologia com a estrutura quaternária da IL-10 hu-mana. Apenas um receptor foi descrito. A IL-19 é produzida pelo estímulo de li-popolissacarídeos bacterianos, sendo potencializada por IL-4, IL-13 e GM-CSF.Sua síntese é feita principalmente por monócitos ativados.

Quanto à atividade biológica, a IL-19 faz parte do grupo de citocinas queinibe a resposta imunológica, tanto por ação direta nas células inflamatórias,



114 • capítulo 4

quanto pela inibição de outras citocinas, tendo como efeito importante a dimi-nuição da síntese de IL-2.

INTERLEUCINA-8

Produzida principalmente por monócitos/macrófagose em menor quantidade por fibroblastos, células en-doteliais, queratinócitos, melanócitos, hepatócitos econdrócitos. Seus estímulos normalmente são a IL-1,TNF-α e IFN-γ. Pode ser inibi-da por corticosteróidese ciclosporina A. É uma quimiocina: aumenta a qui-miocinese e é fator qui-miotático.

A principal ação da IL-8 é o grande estímulo migratório para as células dosistema imune, principalmente neutrófilos, determinando ainda um aumen-to da expressão de moléculas de adesão por células endoteliais. Também ati-

va polimorfonucleares neutrofílicos, aumentando o metabolismo oxidativo. Antagoniza a produção de IgE estimulada pela IL-4, mas não afeta a produçãodas demais imunoglobulinas.

Altas concentrações são observadas em psoríases, o que pode explicar a pa-

raceratose e a hiper-ceratose observadas, uma vez que esta citocina estimula adivisão dos queratinócitos. Os micro-abscessos de Munro também podem seratribuídos a esta citocina, pois são formados por neutro-filos.

INTERLEUCINA-14, IL-15,IL-16 E IL-17

IL-14, também chamada HMW-BCGF (fator decrescimento de células B de alto peso molecular),é isolada de células T e de algumas linhagens

de B após estimulação com fitohemaglutinina. Émitógeno para células B48. Propriedades antigê-nicas e atividades funcionais desta citocina mos-tram pronunciada homologia ao fator Bb do com-plemento. Anticorpos contra IL-14 afetam tambémo fator Bb e inibem a atividade mitogênica das cé-lulas B sensíveis a IL-14.



capítulo 4 • 115

A IL-15 é produzida principalmente por monócitos, mas astrócitos e micró-glia fetal também podem produzi-la, em resposta a IL-1-β , IFN-γ, TNF-α , suge-rindo que esta citocina tenha importância na resposta imune mediada por cé-

lulas T no SNC. Algumas atividades da IL-15 lembram atividades da IL-2, mas diferem quan-to à expressão e secreção. Seus principais alvos são linfócitos T e B ativados,levando ambos à proliferação, em especial células CD8+. Induz a proliferaçãode mastócitos e parece ativar células NK.

A IL-16 é secretada por células CD8+ e, em menor grau, por eosinófilos, emresposta à histamina liberada. É um potente fator quimiotático para linfócitos,sendo seu principal alvo células CD4+. Em também alguma ação quimiotática

pa-ramonócitos e eosinófilos. A descoberta de que células CD4+ transfectadascom a proteína IL-16 (130 aminoácidos) mostram-se resistentes à infecção peloHIV-1, a transformou em alvo de intensas pesquisas. A IL-16 também impede areplicação do SIV e do HIV, por mecanismos ainda obscuros.

A IL-17 é produzida principalmente por células T CD4+, mas células epite-liais, fibroblastos e células endoteliais também a produzem51. A IL-17 aumen-ta a expressão de ICAM-1 em fibroblastos, epitélios, endotélios e estimula asecreção de IL-6, IL-8, GM-CSF, PGE2 por estas células. Mantém a proliferação

de progenitores hematopoéticos e sua maturação preferencial em neutrófilos.Citocinas são um grupo heterogêneo de moléculas, tendo ações antagôni-

cas, porém muito bem balanceadas. Existem citocinas que podem ser conside-radas como “inflamatórias”, pois aumentam as diferentes etapas da respostaimunológica: IL-1 IL-2, IL-6, IL-9, IL-12, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-20TNF e IFNa. Outras citocinas atuam preferencialmente na maturação de célu-las, sendo exemplos principais a IL-3, IL-7, IL-9, IL-11, e os fatores estimulado-res de crescimento de colônias. IL-4, IL-5, IL-6 atuam na defesa contra parasitastendo também importância nos processos alérgicos. A IL-8 agrupa os fatoresquimiotáticos. Outras citocinas atuam como imunomoduladoras, como IL-2,TNF-g, IL-10, IL-13, IL-19 sendo as IL-10, IL-13 e IL-19 imunossupressoras.

Distúrbios no equilíbrio da produção e liberação das citocinas têm papelsignificativo no desencadeamento e agravamento de diversas patologias e aelucidação deste papel será importante para compreender a patogenia e parainfluir no seu controle.



116 • capítulo 4

4.7 Existem dois tipos de imunidade:

IMUNIDADE INATA

É a imunidade presente desde o nascimento, sem especifi-cidade nem “memória imunológica”. É a defesa de primeiralinha contra os organismos desconhecidos, invasores, sendoque a exposição não muda sua intensidade. Os três compo-nentes da imunidade inata são: físico – químico (pele, secre-ções, mucosas e cílios); humoral (complemento, opsoninase enzimas presentes nas secreções, mucosas, sangue, etc.)e celular (célula NK, neutrófilo, eosinófilo e o mastócito). Aimunidade inata protege contra fungos, vermes e bactérias.

IMUNIDADEADQUIRIDA

Também conhecida como específica ou adaptativa, é ausenteno nascimento, sendo adquirida por meio da exposição, quealiás, aumenta sua intensidade. Tem memória é especificida-de. Seus componentes são os produtos secretados e células(linfócitos). A imunidade adquirida protege contra vírus, bac-

térias (inclusive infecções intracelulares) e protozoários.

Qualquer disfunção no complexo sistema imunológico aumenta o risco deinfecções, doenças auto-imunes e até mesmo câncer. A isso se dá o nome deimunodeficiência, sendo que tal quadro pode surgir causado por anormalida-des genéticas ou congênitas (evento primário), ou surgir como conseqüênciade um tratamento, ou outras condições (como uso de esteróides ou imunossu-pressão para transplantes de medula ou órgãos).

4.8 Imunidade mediada por células4.8.1 Papel central das células Th nas respostas imunes

Há três subpopulações de células Th: Células Th0, Th1 e Th2. Quando cé-lulas não iniciadas Th0 encontram um antígeno em tecidos linfóides secun-dários, elas são capazes de se diferenciar em células inflamatórias Th1 ou em



capítulo 4 • 117

células auxiliares Th2, que podem ser distinguidas pelas citocinas que elas pro-duzem. Se uma célula Th0 se torna uma Th1 ou uma Th2 depende das citocinasno meio, que são influenciadas pelo antígeno. Por exemplo, alguns antígenos

estimulam a produção de IL-4 o que favorece a geração de células Th2 enquantoque outros antígenos estimulam a produção de IL-12, que favorece a geração decélulas Th1. Células Th1 e Th2 afetam células diferentes e influenciam o tipoda resposta imune. Citocinas produzidas pelas células Th1 ativam macrófagose participam na geração de células Tc, resultando em uma resposta imune me-diada por células.

Contrariamente, citocinas produzidas pelas células Th2 ajudam a ativar cé-lulas B, resultando na produção de anticorpos. Além disso, citocinas Th2 tam-

bém ativam granulócitos. Igualmente importante, cada subpopulação podeexercer influências inibitórias uma em relação à outra. IFN- produzido pelascélulas Th1 inibem a proliferação de células Th2 e Il-10 produzida pelas célulasTh2 inibe a produção de IFN- pelas células Th1. Além disso, embora não mos-trado, IL-4 inibe a produção de células Th1. Assim, a resposta imune é dirigidaao tipo de resposta que é requerida para lidar com o patógeno encontrado – res-postas mediadas por células para patógenos intracelulares ou respostas humo-rais contra patógenos extracelulares.

4.8.2 Interações célula-célula em respostas por anticorpos aantígenos exógenos dependentes de células T

a) Modêlo do carreador-haptenoHistoricamente, uma das mais importantes descobertas em imunologia

foi que células T e células B eram necessárias para a produção de anticorpospara uma proteína complexa. Uma grande contribuição para a nossa compre-ensão deste processo veio de estudos de formação de anticorpos anti-hapteno.Estudos com conjugados carreador-hapteno estabeleceram que: 1) Células Th2reconheceram os determinantes em carreadores e células B reconheceram osdeterminantes em haptenos; 2) interações entre células B hapteno-específicase células Th carreador-específicas apresentavam restrição ao MHC; e 3) CélulasB podem atuar tanto no reconhecimento como na apresentação do antígeno.

Células B ocupam uma posição especial nas respostas imunes porqueelas expressam imunoglobulina (Ig) e moléculas de MHC classe II na sua su-perfície. Elas são portanto capazes de produzir anticorpos que têm a mesma



118 • capítulo 4

especificidade que é expressa pelos seus receptores de imunoglobulina; alémdisso elas podem funcionar como uma célula apresentadora de antígeno. Emtermos do modêlo conjugado carreador-hapteno, acredita-se que o mecanismo

seja o seguinte: o hapteno é reconhecido pelo receptor de Ig, o carreador-hapte-no é trazido para o interior da célula B, processado, e os fragmentos peptídicosda proteína carreadora são apresentados à célula T auxiliar. A ativação da célulaT leva à produção de citocinas que fazem com que as células B hapteno-especí-ficas se tornem ativadas para produzir anticorpos solúveis anti-hapteno. A figu-ra 4 sumariza as interações que ocorrem entre célula B e célula T.

Observe que há sinais múltiplos emitidos às células B neste modêlo de in-teração de células Th2-célula B. Como no caso da ativação de células T onde o

sinal derivado do reconhecimento pelo TCR de uma molécula peptídio-MHCque foi por si só insuficiente para a ativação da célula T, o mesmo acontece paraa célula B. A ligação de um antígeno ao receptor de imunoglobulina libera umsinal para a célula B, mas este é insuficiente. Sinais secundários liberados pe-las moléculas co-estimulatórias são necessários; o mais importante destes éCD40L na célula T que liga a CD40 na célula B para iniciar a liberação de umsegundo sinal.

b) Respostas humorais primáriasCélulas B não são as melhores células apresentadoras de antígenos em

uma resposta humoral primária; células dendríticas ou macrófagos são maiseficientes. Entretanto, com algumas poucas modificações o modelo carrea-dor-hapteno de interações célula-célula descrito acima também se aplica parainterações em uma resposta humoral primária. Em uma resposta primária acélula Th2 encontra primeiro o antígeno apresentado pelas células dendríticasou macrófagos. A célula Th2 “iniciada” pode então interagir com células B queencontraram antígeno e estão apresentando peptídios em associação com mo-léculas de MHC classe II. As células B ainda requerem dois sinais para a ativa-ção – um sinal é a ligação do antígeno à Ig de superfície e o segundo sinal vemdo acoplamento CD40/ligante CD40 durante a interação célula-célula de Th2/B.

Além disso, citocinas produzidas pelas células Th2 ajudam as células B a proli-ferarem e se diferenciarem em plasmócitos secretores de anticorpos.



capítulo 4 • 119

c) Respostas humorais secundáriasComo consequência da resposta primária, muitas células de memória T e

células B são produzidas. Células B de memória têm um receptor de Ig de alta

afinidade (devido à maturação de afinidade), que os permite ligar e apresentarantígeno em concentrações muito menores do que é necessário para macró-fagos ou células dendríticas. Além disso, células T de memória são mais facil-mente ativadas do que células T não iniciadas. Assim, interações celulares B/Thsão suficientes para gerar respostas humorais secundárias. Não é necessário(embora possa ocorrer) “iniciar” células Th de memória com antígenos apre-sentados pelas células dendríticas ou macrófagos.

d) Mudança de classeCitocinas produzidas por células Th2 ativadas não apenas estimulam a pro-

liferação e diferenciação de células B, elas ajudam a regular a classe do anticor-po produzido. Diferentes citocinas influenciam a mudança para classes dife-rentes de anticorpos com diferentes funções. Dessa forma a resposta humoralé desenhada para se ajustar ao tipo de patógeno encontrado (ex. Anticorpos IgEpara infecções parasitárias por vermes).

4.8.3 Interações célula-célula em respostas humorais a antígenosexógenos independentes de células T

Respostas humorais a antígenos independentes de células T (T-independen-tes) não requerem interações célula-célula. A natureza polimérica desses an-tígenos permite a ligação cruzada de receptores de antígenos em células B re-sultando na ativação. Não ocorre resposta secundária, maturação de afinidadeou mudança de classe. Respostas a antígenos T-independentes são devidas àativação de uma subpopulação de células B chamada células CD5+ B (tambémchamadas células B1), que as distinguem das células B convencionais que sãoCD5- (também chamadas células B2).

Células CD5+ (B1)

Células CD5+ são as primeiras células B a aparecerem na ontogenia. Elas ex-pressam IgM de superfície mas muito pouco ou nenhum IgD e elas produzemprimariamente anticorpos IgM de genes da linhagem germinativa minima-



120 • capítulo 4

mente e somaticamente mutados. Anticorpos produzidos por essas células sãode baixa afinidade e são frequentemente poli-reativos (ligam múltiplos antíge-nos). A maioria das IgM no soro é derivada de células B CD5+. Células B CD5+

não produzem células de memória. Uma característica importante dessas célu-las é que elas se auto-renovam, contrariamente às células B convencionais queprecisam ser substituidas na medula óssea. Células B CD5+ são encontradasem tecidos periféricos e são a célula B predominante na cavidade peritoneal.Células B1 são uma defesa importante contra muitos patógenos bacterianosque caracteristicamente têm polissacarídeos nas suas paredes celulares. Aimportância dessas células na imunidade é ilustrada pelo fato de que muitosindivíduos com defeitos em células T ainda são capazes de resistir a muitos pa-

tógenos bacterianos.

4.8.4 Interações célula-célula em imunidade mediada por células(geração de células Tc em resposta a antígenos endógenos nocitosol)

Linfócitos T citotóxicos não estão totalmente maduros quando eles deixam otimo. Eles têm um TCR funcional que reconhece antígeno, mas eles não lisam

uma célula-alvo. Eles precisam diferenciar-se em células efetoras totalmentefuncionais. Células citotóxicas diferenciam-se a partir de uma "pré-LTC" emresposta a dois sinais: Antígeno específico associado com MHC classe I, emuma célula estimuladora Citocinas produzidas por células Th1, especialmenteIL-2, e IFN-gama. Isto é mostrado na.

a) Aspectos da lise mediada por LTC1. A morte por LTC é antígeno-específica. Para ser morta por uma LTC, a

célula-alvo deve carregar o mesmo antígeno associado a MHC classe I que dis-parou a diferenciação do pré-LTC.

2. A morte por LTC requer contato celular. LTCs são estimuladas a ma-tar quando elas reconhecem o antígeno alvo associado com uma molécula deMHC de superfície. Células adjascentes desprovidas do alvo apropriado antíge-no-MHC não são afetadas.

3. LTCs não são comprometidas quando elas lisam as células-alvos. CadaLTC é capaz de matar sequencialmente inúmeras células-alvos.



capítulo 4 • 121

b) Mecanismos de morte mediada por LTCLTCs utilizam vários mecanismos para matar células-alvos, alguns dos quais

requerem contato direto célula-célula e outros resultam da produção de certas

citocinas. Em todos os casos a morte das células-alvos é resultado de apoptose.1. Morte mediada por Fas- e TNF: Assim que são produzidas as LTCs ex-pressam o ligante Fas na sua superfície, que se liga aos receptores Fas nas célu-las-alvos. Além disso, TNF- secretado pelas LTCs podem se ligar aos receptoresde TNF nas células-alvos. Os receptores de Fas e TNF são famílias de receptoresestreitamente relacionadas, quando encontram seus ligantes, pois encurtamos receptores. Esses receptores também contém domínios de morte na porçãocitoplasmática do receptor, que após o encurtamento pode ativar caspases que

induzem apoptose na célula-alvo.2. Morte mediada por grânulos: LTCSs totalmente diferenciadas têm nu-

merosos grânulos que contém perforina e granzimas. Por ocasião do contatocom células-alvos, perforina é liberada e polimeriza a formação de canais namembrana da célula-alvo. Granzimas, que são proteases de serina, penetramna célula-alvo através dos canais e ativam caspases e nucleases na célula-alvoresultando em apoptose.

4.8.5 Interações célula-célula na imunidade mediada por células(ativação de macrófagos em resposta a antígenos endógenos emvesículas)

Macrófagos têm um papel central no sistema imune e estão envolvidos em:

• Defesa inicial como parte do sistema imune inato• Apresentação de antígeno a células Th• Várias funções efetoras (ex., produção de citocina, atividade bactericida

e tumoricida). De fato macrófagos têm um papel importante não somente naimunidade mas também na reorganização dos tecidos. Entretanto, devido à suapotente atividade, macrófago pode também danificar tecidos. A Tabela a ser-guir sumariza as várias funções dos macrófagos na imunidade e na inflamação.



122 • capítulo 4

Inflamação – Febre

Produção de:IL-6, TNF alfa, IL-1 – age como pirogênico

Dano em tecidos HidrolasesProdução de peróxido de hidrogênio

C3a do complementoProdução de TNF alfa

Imunidade

Seleção de linfócitos a serem ativa-

dos

IL-12 resulta na ativação de Th1

IL-10 resulta na ativação de Th2Ativação de linfócitos :Produção de IL-1Processamento e apresentação de an-tígeno

Ação antimicrobiana Produção oxigênio dependente de:peróxido de hidrogêniosuperóxido

radical hidroxílicoácido hipocloroso

Produção oxigênioindependente de:

hidrolases ácidasproteínas catiônicaslisozima

Reorganização de tecidos

Secreção de uma variedade de fatores:Enzimas degradativas (elastase,hialuronidase,colagenase)Fatores de estimulação defibroblastosEstimulação de angiogênese

Atividade anti-tumoral

Fatores tóxicosPeróxido de hidrogênioC3a do complementoProteasesArginaseÓxido nítricoTNF alfa

Muitas destas funções dos macrófagos podem ser realizadas apenas pormacrófagos ativados. A ativação de macrófagos pode ser definida como alte-rações quantitativas na expressão de vários produtos gênicos que permitem omacrófago ativado executar algumas funções que não podem ser realizadas pormacrófagos não ativados.





124 • capítulo 4

4.9 Imunidade dos microrganismos A interação do sistema imunológico com organismos infecciosos é um jogo di-

nâmico dos mecanismos do hospedeiro visando a eliminar as infecções e asestratégias microbianas projetadas para permitir a sobrevivência em face dospoderosos mecanismos de defesa. Diferentes tipos de agentes infecciosos es-timulam tipos distintos de respostas imunológicas e desenvolveram mecanis-mos ímpares para escapar da imunidade. Em algumas infecções, a respostaimunológica é causa da lesão tecidual e da doença.

A imunidade natural contra as bactérias extra-celulares é mediada pelos fa-gócitos e pelo sistema de complemento (as vias alternativa e de lectina).

A principal resposta imunológica adquirida contra bactérias extra-celula-res consiste em anticorpos específicos que opsonizam as bactérias para a fa-gocitose e ativam o sistema do complemento. As toxinas produzidas por taisbactérias também são neutralizadas por anticorpos específicos. Algumas toxi-nas bacterianas são indutoras potentes de produção de citocina, e as citocinasrespondem pela maior parte da doença sistêmica associada a infecções graves,disseminadas por esses microrganismos.

A imunidade natural contra bactérias intra-celulares é mediada principal-

mente pelos macrófagos. Entretanto, as bactérias intra-celulares são capazesde sobreviver e se replicar dentro das células do hospedeiro, incluindo os fagó-citos, porque elas desenvolveram mecanismos para resistir á degradação den-tro dos fagócitos.

A imunidade adquirida contra as bactérias intra-celulares é principalmentemediada por células e consiste na ativação de macrófagos por células T CD4+(como na DTH), bem como na destruição de células infectadas pelos CTLsCD8+. A resposta patológica característica á infecção por bactérias intra-celula-res é a inflamação granulomatosa.

As respostas protetoras aos fungos consistem principalmente em imuni-dade natural, mediada por neutrófilos e macrófagos, e imunidade adquirida,mediada por células e humoral. Os fungos são, em geral, imediatamente elimi-nados pelos fagócitos e por um sistema imunológico competente, razão pelaqual as infecções fúngicas disseminadas são vistas principalmente em pessoasimuno-deficientes.



capítulo 4 • 125

A imunidade natural contra vírus é mediada por IFNs tipo I e células NK.Os anticorpos neutralizantes protegem contra a entrada dos vírus nas célulasno início do curso da infecção, e, mais tarde, se os vírus forem liberados das

células infectadas mortas. O principal mecanismo de defesa contra a infecçãoestabelecida é a morte das células infectadas mediadas por CTL. Os CTLs po-dem contribuir para a lesão tecidual mesmo quando o vírus infeccioso não éperigoso por si só. Os vírus escapam das respostas imunológicas por meio da

variação antigênica, da inibição da apresentação de antígeno e da produção demoléculas imuno-supressoras.

Os parasitas, tais como protozoários e helmintos, dão origem ás infecçõescrônicas e persistentes porque a imunidade natural contra eles é fraca e os

parasitas desenvolveram múltiplos mecanismos para escapar e resistir á imu-nidade específica. A diversidade estrutural e antigênica dos parasitas patogê-nicos é refletida nas diferentes respostas imunológicas adquiridas que elesdesencadeiam. Os protozoários que vivem dentro das células do hospedeirosão destruídos pela imunidade mediada por células, enquanto os helmintossão eliminados do corpo por IgE e destruição mediada por eosinófilos e poroutros leucócitos. Os parasitas escapam do sistema imunológico pela variaçãodos seus antígenos durante a residência nos vertebrados, pela aquisição de re-

sistência aos mecanismos imunológicos efetores e mascaramento e expulsãode antígenos superfície.




126 • capítulo 4



O Sistema Imune

nas Doenças

5



128 • capítulo 5

OBJETIVOS•

O sistema imune nas doenças• Imunologia dos transplantes• Imunologia dos tumores• Doenças auto-imunes



capítulo 5 • 129

5.1 Imunologia dos TransplantesO transplante como forma de tratamento para inúmeras deficiências do orga-

nismo tem apresentado grandes avanços nos últimos anos. Embora muitas dasquestões básicas relativas aos mecanismos responsáveis pela rejeição ou acei-tação dos transplantes ainda não estejam completamente elucidadas, o conhe-cimento de alguns destes processos tem auxiliado no desenvolvimento de no-

vas formas de supressão do sistema imune, permitindo assim, uma sobrevidacada vez maior do enxerto. Para que seja efetuado um transplante, é necessárioque exista um "doador", que irá ceder um órgão ou tecido a ser enxertado no"receptor".

De acordo com o tipo de doador, os transplantes podem ser classificadoscomo autotransplantes (transplantes autólogos), alotransplantes (transplantesalogênicos) ou xenotransplantes (transplantes xenogênicos). Os transplantesautólogos ocorrem quando o tecido enxertado provém do próprio receptor.Este é o caso dos transplantes de pele, utilizados no tratamento de queimadu-ras não muito extensas, ou mesmo das pontes de safena para tratamento deproblemas cardiovasculares.

Um dos principais problemas do transplante esta na possibilidade de re-

jeição do órgão ou tecido por parte do receptor, o que, evidentemente, não iráocorrer no caso dos autoenxertos devido ao reconhecimento do tecido comocomponente próprio. Existem animais desenvolvidos e criados para fins depesquisa científica que constituem as linhagens isogênicas de camundongos,ratos, hamsters e outras espécies. Estes animais, obtidos através de endocru-zamentos, isto é, entre irmãos, ao longo de pelo menos 20 gerações passam ater a mesma bagagem genética, diferindo apenas nas características ligadas aosexo. Em outras palavras, é como se fossem todos irmãos gêmeos. O transplan-te realizado entre estes animais é referido como singênico ou isogênico e, damesma maneira que nos transplantes autólogos, o receptor não reconhece oenxerto como estranho e, portanto, não desenvolve uma reação de rejeição. Umexemplo clínico seria o dos os transplantes entre irmãos gêmeos.

Um terceiro tipo de transplante, que constitui o caso mais comum nostransplantes clínicos, é o alogênico, realizado entre indivíduos da mesma espé-cie, mas que tenham uma bagagem genética distinta. No transplante alogênicopodemos distinguir 3 tipos de doador. O doador vivo aparentado é representa-do por familiares como os irmãos, pais e primos. De um modo geral, quanto



130 • capítulo 5

mais próximo o grau de parentesco, maior a semelhança genética entre doadore receptor. O doador vivo não-aparentado pode ser qualquer pessoa que nãoesteja geneticamente relacionada com o receptor, como é o caso da esposa ou

namorada, amigos ou mesmo doadores 'voluntários'. Com mais freqüência, osórgãos são provenientes de indivíduos que tenham ido a óbito em período re-cente, desde que clinicamente estejam aptos como doadores, sendo estes refe-ridos como doadores cadáveres.

Existem ainda os transplantes xenogênicos, nos quais doador e receptor sãoanimais de espécies diferentes, como, p. ex. o transplante de coração de umprimata não-humano para um membro da espécie humana.

Em virtude das dificuldades de obtenção de órgãos da própria espécie hu-

mana, os transplantes xenogênicos representam um dos caminhos em que ospesquisadores concentram muitos esforços. Ainda quanto a classificação dostransplantes, eles podem ser ortotópicos ou heterotópicos, de acordo com a lo-calização anatômica do enxerto.

5.1.1 Complexo Principal de Histocompatibilidade (Mhc)

No homem, o MHC é chamado de sistema HLA e compreende uma série de

genes intimamente relacionados que se localizam ao longo de um dos braçoscurtos do cromossomo 6. Os genes do MHC compreendem 3 loci (A, B e C), res-ponsáveis pela codificação dos antígenos de classe I, de ampla distribuição te-cidual, presente em todas células nucleadas do organismo. Como foram os pri-meiros antígenos descobertos quanto a participação no processo de rejeição,estes foram anteriormente chamados de antígenos de transplante. Os Ag Clas-se I são cadeias polipeptídicas glicosiladas (glicoproteínas), com peso molecu-lar aproximado de 45.000 dáltons, constituindo 3 domínios globulares deno-minados alfa1, 2 e 3. Intimamente ligada à cadeia alfa, localiza-se uma cadeiapeptídica não-glicosilada denominado beta 2-microglobulina, presa por forçasnão-covalentes. Este peptídio de aproximadamente 12.000 dáltons é codificadopor um segmento no cromossomo 15, diferente daquele em que se encontra oMHC (cromossomo 6), mas é essencial para que haja expressão dos antígenosde classe I. A molécula de classe I tem ainda um segmento intramembrana euma porção intracitoplasmática em sua terminação carboxila, pela qual ficaancorada na membrana. Os sítios antigênicos responsáveis pelas diferençasalogênicas parecem ocorrer nos domínios alfa1 e alfa 2, que são justamente



capítulo 5 • 131

aqueles mais externos à membrana citoplasmática. Os loci DQ, DP E DR, porsua vez, codificam os antígenos de classe II. De distribuição mais restrita, elesestão presentes na superfície de linfócitos B, macrófagos, células dendríticas

e linfócitos T ativados. Os antígenos de classe II consistem de 2 cadeias poli-peptídicas distintas denominadas alfa e beta, unidas entre si através de forçasnãocovalentes.

Cada cadeia apresenta 2 domínios globulares, glicosilados ou não. A cadeiaalfa mais longa, tem peso aproximado de 35 kd. A cadeia beta, mais curta, tempeso aproximado de 28 kd, e é a que apresenta os sítios alogênicos. Cada indiví-duo apresenta um par de alelos, de cada locus, responsáveis pela codificação deantígenos na superfície das células, de expressão codominante. Em outras pa-

lavras, uma determinada pessoa expressa em suas células, 2 antígenos HLA-A,2 HLA-B, 2 HLA-C, 2 HLA-DQ, 2 HLA-DP e 2 HLA-DR. Assim, a possibilidade deque um transplante seja bem sucedido se deve, em grande parte, ao grau decompatibilidade entre doador e receptor.

5.1.2 Seleção do Doador

Evidentemente, a probabilidade de maior grau de compatibilidade entre do-

ador vivo parente e o receptor, aumenta a sobrevida do enxerto e do receptor.Os resultados obtidos com doadores vivos não parentes são comparáveis aosque envolvem doadores parentes haploidênticos, enquanto os transplantescom doador cadáver resultam em menor sobrevida tanto do enxerto quanto doreceptor. Quando a situação possibilita a seleção de um doador adequado (nocaso dos doadores vivos) alguns critérios devem ser adotados para aumentar aprobabilidade de que o transplante seja bem sucedido.

Em linhas gerais, o doador deve ser adulto, com idade superior a 21 anos,dando-se preferência aos indivíduos acima de 30 anos, com idade máxima de70 anos. O doador deve ser normal, do ponto de vista clínico e emocional. O pri-meiro aspecto a ser considerado é a compatibilidade ABO entre doador e recep-tor, respeitando-se as mesmas regras utilizadas para as transfusões sanguíneas.Esta compatibilidade é importante porque os Ag do sistema ABO são expressosna superfície das células endoteliais, podendo servir de alvo para as isohema-glutininas naturais presentes no sangue do receptor. Tais anticorpos, sendo daclasse IgM, são eficientes fixadores de complemento, e poderiam mediar a re-

jeição hiperaguda do enxerto. O sistema Rh não é levado em consideração, por





capítulo 5 • 133

é sinônimo de mau prognóstico para o enxerto/receptor. Assim, nos casos su-prareferidos, se o cros-match for positivo para linfócitos totais do sangue peri-férico, o teste é repetido com suspensão ricas em células T ou em células B. Se o

este for negativo para células B, o transplante pode ser realizado. Se for positivopara B, o teste é repetido para verificar se os antígenos reconhecidos são anti-MHC I ou anti-MHC II. A presença de anticorpos (ou linfócitos B) anti-MHC II,não contra-indica o transplante.

Para os receptores politransfundidos, multíparas ou aqueles que já rece-beram um transplante, com cross-match positivo, às vezes é necessário que seavalie sua reatividade frente a um painel de linfócitos, que traduz o grau de rea-tividade do indivíduo contra a população de potenciais doadores.

Outros exames a que o doador deve se submeter para o caso do transplanterenal, são Ca, P, ácido úrico, enzimas hepáticas, coagulograma, glicemia, hemo-grama completo e sorologia para as doenças crônicas Chagas, hepatites B e C,toxoplasma, citomegalovírus, mononucleose e aids. Entre os critérios adotadospara exclusão de doadores estão: a) idade abaixo dos 7 anos e acima dos 70, comavaliação rigorosa pela equipe, nos casos de indivíduos entre 7 e 15 anos ou en-tre 65 e 70; b) patologias prévias com comprometimento renal como diabetesmellitus, hipertensão arterial sistêmica, anormalidades ou lesões anatômicas;

c) infecções bacterianas em processos sépticos com comprometimento renaldireto ou em uso de antibioticoterapia com drogas nefrotóxicas; d) infecçãopelo HIV (doadores com sorologia positiva para HCV, HbsAg, T. cruzi ou CMV,poderão ser utilizados em situação específicas à critério da equipe médica), e)instabilidade hemodinâmica persistente ou transitória e f) neoplasias, que nãosejam o câncer de pele localizado ou alguns tipos de tumor primário do SNC.

Assim como na escolha do doador, alguns critérios devem também norteara seleção do receptor, entre eles a idade inferior a 1 ano ou peso inferior a 7 qui-los, ocorrência de vasculopatia periférica, doença pulmonar crônica, tubercu-lose em atividade ou com tratamento incompleto, sorologia positiva para HIV,entre outros.

5.1.3 Rejeição de Enxertos Alogênicos

A reação de rejeição é caracteristicamente uma reação de hipersensibilidadedo tipo IV, isto é, uma reação imunológica tardia que envolve principalmentea ação de linfócitos T e monócitos. Trata-se de uma reação específica, uma vez



134 • capítulo 5

que determina uma memória imune celular, capaz de induzir rejeição mais rá-pida de um segundo enxerto proveniente do mesmo doador. De acordo comas características gerais da reação e tempo de sobrevida do enxerto, a rejeição

pode ser classificada como hiperaguda, aguda e crônica.

5.1.4 Rejeição hiperaguda

Em raras ocasiões um transplante sofre rejeição imediata, forma denomina-da rejeição hiperaguda, causada pela presença de anticorpos pré-formadosno soro do receptor. A rejeição hiperaguda se caracteriza pela presença de umgrande número de células polimorfonucleares (PMN) na vasculatura, associada

com intensa formação de microtrombos e acúmulo de plaquetas. Isto ocorrequando anticorpos anti-HLA ou isohemaglutininas (ABO) circulantes ligam-seao endotélio vascular e desencadeiam uma reação de hipersensibilidade cito-tóxica (tipo II).

Inicialmente os anticorpos que reagem com os antígenos presentes no en-dotélio fixam componentes do sistema complemento, resultando em intensainfiltração de células PMN nos vasos do enxerto. Em seguida estes componentesprovocam lesão da parede vascular, ativando a cascata de coagulação em vários

pontos, refletindo em deposição de plaquetas e formação de microtrombos noscapilares do órgão. O comprometimento dos vasos é evidenciado pela hemorra-gia que se segue. Este processo impede a vascularização do órgão transplanta-do, levando à isquemia severa e posterior necrose do enxerto. Células PMN sãopraticamente ausentes no interstício.

A rejeição hiperaguda ocorre minutos ou horas após o transplante, depen-dendo do tipo e concentração de anticorpos presentes em circulação. Entre ospacientes que podem apresentar anticorpos anti-HLA estão os politransfundi-dos, as multíparas e indivíduos previamente submetidos a transplante. Ë estatambém a forma de rejeição que se observa nos transplantes xenogênicos, de-

vido a presença de isohemaglutininas naturais, constituindo-se em uma dasprincipais barreiras para a prática deste tipo de transplante na clínica.

Diferentemente do que ocorre na rejeição aguda, o processo de rejeição hi-peraguda não pode ser interrompido por medicamentos ou agentes biológicosassim, a conduta se restringe à prevenção da reação pela escolha cuidadosado doador. Via de regra, a compatibilidade ABO e o cross-match (prova cru-zada) negativo são os parâmetros utilizados para \evitar este tipo de rejeição.



capítulo 5 • 135

Classicamente o cross-match é realizado por reação de linfocitotoxicidade masatualmente, alguns centros têm realizado a prova através de técnicas mais sen-síveis como a citometria de fluxo e o ELISA.

5.1.5 Rejeição aguda

A rejeição aguda é a forma mais comumente encontrada nos transplantes clí-nicos, podendo ocorrer semanas ou messe após o transplante. Caracteriza-sepela presença de macrófagos e linfócitos (especialmente T) no interstício doenxerto, enquanto as células PMN são raramente encontradas, a não ser quehaja infecção concorrente. De acordo com a classificação de Banff, os acha-

dos mais característicos dessa forma de rejeição são a tubulite (infiltração doepitélio tubular por leucócitos) e a arterite intimal ( espessamento da camadaíntima, com diferentes graus de inflamação subendotelial). Evidências indi-cam que leucócitos passageiros presentes na peça cirúrgica são capazes depromover o estímulo primário do sistema imune do receptor. Estes leucócitospassageiros correspondem à linfócitos T e B, alguns monócitos e macrófagos,além de células dendríticas, fortemente ligadas ao tecido transplantado. Todasestas células, principalmente as células dendríticas, apresentando antígenos

de histocompatibilidade em sua superfície, funcionam como células apresen-tadoras de antígenos. É importante lembrar que para que uma resposta imuneseja desencadeada de maneira eficiente, é necessária que haja internalização,processamento e reapresentação do antígeno, em associação com determi-nantes de histocompatibilidade. Esta função é fisiologicamente exercida pelosmacrófagos, linfócitos B e células dendríticas (APCs). No caso da estimulaçãoalogênica não parece ser importante que haja fagocitose, processamento e re-apresentação. Os próprios leucócitos passageiros, funcionam tanto como Agquanto como APCs, estimulando diretamente o sistema imune do receptor.

Aparentemente, os antígenos de histocompatibilidade classe I e classe II dodoador são vistos pelo sistema imune do receptor como o "própriomodificado".

Estas células, apresentando antígenos de classe II estranhos, interagemcom linfócitos T auxiliares e fornecem-lhes um segundo sinal, representadopelo antígeno B-7 e pela produção de IL-1. A IL-1, não esta envolvida apenas naestimulação de linfócitos Ta mas, provavelmente, é importante também paraa ativação de linfócitos T citotóxicos e B virgens. À luz dos novos conceitos, olinfócito T auxiliar ativado na resposta alogênica pertence preferencialmente à



136 • capítulo 5

subpopulação TH1, que desenvolve uma resposta imune essencialmente celu-lar, do tipo DTH. Uma vez ativado pelo duplo sinal, o linfócito T auxiliar assumeo controle central da resposta produzindo e secretando ativamente a IL-2, um

cofator essencial para a ativação tanto de linfócitos Tc quanto de B.Como conseqüência da exposição ao aloantígeno mais as interleucinas, háuma expansão clonal e maturação das células aloreativas. Este fenômeno levaao desenvolvimento de células T efetoras que migram do tecido linfóide parao sangue, atingindo todos os tecidos, inclusive o enxerto, onde irão mediar adestruição dos sítios que expressam o antígeno. Linfócitos B estimulados pas-sam a produzir anticorpos específicos, liberados localmente ou no sangue, in-teragindo também com os antígenos apropriados. As células efetoras capazes

de destruir o enxerto se desenvolvem a partir das subpopulações CD4+ e CD8+.Linfócitos CD4+ reconhecem antígenos de classe II expressos no enxerto, en-quanto os CD8+, reconhecem apenas os antígenos de classe I do doador. Éinteressante notar que no caso do desafio alogênico, células CD4+ podem Teratividade citotóxica, tornando possível a destruição de células com antígenosde classe II de superfície. Células do enxerto normalmente não expressam antí-genos de classe II, mas se células TH1 forem ativadas pelos leucócitos passagei-ros do doador, poderá haver produção de INF gama. O INF gama, entre outros

efeitos, promove o aumento da expressão de antígenos de histocompatibilida-de e induz a expressão dos antígenos de classe II no endotélio humano. Assim,as células endoteliais com os antígenos de classe II neoexpressos, passariam aservir de alvo para as células T CD4+ citotóxicas.

Por outro lado, para que uma resposta contra os antígenos de classe I sejagerada, é necessário que células Th sejam também estimuladas. Na ausênciade diferenças entre os antígenos de classe II, esta ativação fica prejudicada.Entretanto, células Tc, anti-classe I, podem ser estimuladas caso haja citocinaspro-inflamatórias em quantidade suficiente para tanto. Assim no caso de umainfecção concorrente, a IL-2 e outras citocinas produzidas poderão estar atuan-do na ativação de células aloreativas. Este mecanismo explica o fato de que arejeição aguda é muito mais freqüente quando há diferença entre os antígenosde classe II do que diferenças exclusivamente entre os antígenos de classe I.Outra conseqüência importante da ativação de linfócitos T e também de ma-crófagos, é a liberação de várias linfocinas, especialmente do interferon gama.O interferon gama, ou interferon imune, é capaz de induzir o aumento da ex-pressão de antígenos de histocompatibilidade, tornando-os mais vulneráveis





138 • capítulo 5

Infelizmente, este tipo de reação pode ocorrer mesmo quando a compatibi-lidade HLA é satisfatória, ocorrendo uma rejeição devido a antígenos menoresde histocompatibilidade, como é o caso do sistema endotelial-monocitário.

5.1.7 Supressão da resposta imune e efeitos colaterais

Os transplantes clínicos requerem alguma forma de supressão da respostaimune para permitir a sobrevida do enxerto. Os tratamentos imunossupresso-res são, em sua maioria, não-específicos determinando maior risco de infec-ções e tumores ao hospedeiro.

5.1.8 Supressão quimioterápicaO método convencional de supressão do sistema imune no transplante clínicoconsiste na administração de drogas como a azatioprina (AZA), corticosterói-des (principalmente a predinizona) e a ciclosporina A (CyA). A azatioprina é umpotente inibidor de mitoses, administrado antes e logo depois do transplante,para diminuir a proliferação de linfócitos T em resposta aos aloantígenos. Éum análogo e purina que se integra no DNA e promove a morte da célula quan-

do esta entra em mitose, podendo também inibir a síntese de proteínas. Comouma resposta imune se inicia com proliferação celular e induz produção deimunoglobulinas, a AZA atua nas etapas inicias de resposta.

Dois outros antimitóticos são comumente utilizados em associação comoutros agentes imunossupressores, a ciclofosfamida e o metotrexato.

Entretanto, o efeito desta droga sobre o metabolismo celular é inespecífico,atuando sobre a geração de outros tipos celulares, não necessariamente envol-

vidos com a resposta alogênica. Assim seu uso pode resultar em efeitos sobrea medula óssea que incluem leucopenia, trombocitopenia e anemia, além deuma imunossupressão generalizada que predispõe o paciente ao desenvolvi-mento de inúmeras doenças infecciosas.

Os esteróides prednisone, prednisolone e metilprednisolone são adminis-trados como profiláticos ou em episódios de rejeição devido à sua ação antiin-flamatória. A natureza lipofílica destes hormônios permite que atravessem amembrana citoplasmática, ligando-se a receptores no citosol, que os transpor-tam para o núcleo, onde se ligam a seqüências reguladoras específicas do DNA,interferindo em sua transcrição. Sua administração resulta na depressão da



capítulo 5 • 139

síntese de proteínas, DNA e RNA, morte de pequenos linfócitos no sangue e ór-gãos linfóides, imunidade celular debilitada, inibição de migração de T ao sítiode reação, inibição da síntese de linfocinas, redução de monócitos e bloqueio

da interação celular entre as células imunocompetentes. Como efeitos colate-rais importantes, têm sido descritos casos de diabetes por esteróides, interfe-rência no crescimento de crianças, ulceração péptica, hipertensão, desenvolvi-mento de catarata, distúrbios psiquiátricos, osteoporose e necrose avascular dacabeça do fêmur. Na clínica, inibidores de mitose e esteróides são usualmenteadministrados em associação, promovendo uma sobrevida superior a 1 ano em50-60% dos casos de transplante de rim de cadáver. A ciclosporina A é obtidade um fungo e observou-se que é capaz de promover forte imunossupressão

no homem e uma variedade de outras espécies animais. No homem, inibe aresposta proliferativa de linfócitos a Con A, PHA e PWM 'in vitro', bem comoinibe completamente a reação mista de linfócitos. Tem sido sugerido que a CyAatua predominantemente sobre linfócitos T, inibindo a produção de IL-2 ouinibindo a resposta a ela. Através deste mecanismo haveria uma supressão nageração de linfócitos Tc, responsáveis pela fase efetora da rejeição. Alguns ex-perimentos tem demonstrado que a utilização desta droga pode levar a geraçãode células T supressoras específicas, o que resultaria em efeito menos severo

sobre a reatividade geral do sistema imune. Alguns efeitos colaterais, entretan-to, também têm sido descritos, como a ocorrência de nefro e hepatotoxicidade,hipertensão, tremores, fraqueza muscular, entre outros. O micofenolato mofe-til, transforma-se no organismo em ácido micofenólico, uma droga antiprolife-rativa que atua na biossíntese das purinas. Essa droga é mais potente que a AZAe pode ser empregada também em substituição aos corticóides e à ciclosporinanos casos de resistência a essas drogas ou ocorrência de efeitos colaterais im-portantes. O tacrolimus e o sirolimus são drogas mais recentes sendo, comoa ciclosporina A metabólitos obtidos de fungos. Embora sejam quimicamentenão-relacionados sua ação é similar à da ciclosporina A.

O Tacrolimus (FK506) é um macrolídeo isolado do fungo Streptomycestsukubaiensis que tem com principal efeito a inibição da geração de linfócitosT citotóxicos. Além de ser empregado como tratametmno imunossupressor ini-cial, em associação com AZA ou micofenolato mofetil, pode também ser usadoem substituição à ciclosporina A nos casos de efeitos colaterais ou persistên-cia de episódios de rejeição. O emprego de tacrolimus possibilita a suspensãode corticoide, principalmente quando associado a micofenolato mofetil, Os



140 • capítulo 5

efeitos colaterais mais importantes dessa droga são os neurológicos, nefrotoxi-cidade e aumento de incidência de diabete mellitus. O sirolimus (rapamicina)é outro macrolídeo imunossupressor usado em associação com ciclosporina e

corticóides, que representa uma alternativa nova para o controle da rejeição.

5.1.9 Anticorpos antilinfocitários

A supressão do sistema imune pode ser obtida através de destruição das célu-las imunocompetentes, utilizando-se anticorpos dirigidos contra eles. Estesanticorpos podem ser policlonais ou monoclonais. Os anticorpos policlonaisusualmente empregados são o ATG (anti-thymocyte globulin) e o ALS (anti-lym-

phocyte serum), produzidos em coelhos, cavalos ou cabras. Estes anticorposheterólogos são potentes agentes imunossupressores que eliminam seletiva-mente os linfócitos T circulantes. Uma das desvantagens desta terapia é a varia-bilidade de potência e pureza dos reagentes empregados. ATG e ALS têm sidoempregados profilaticamente e para tratamento durante os episódios de rejei-ção aguda, em conjunto com a terapia supressora convencional. As complica-ções devido ao uso de ATG ou ALS podem estar relacionadas com a reatividadedo pacientes às imunoglobulinas, por se tratarem de proteína heteróloga, ou ao

estado de imunossupressão geral do paciente. Tem sido descritos quadros defebre, reação anafilática, trombocitopenia, artralgia, e doença do soro. Casosmais sérios podem apresentar linfomas, especialmente nos casos de supressãomais drástica.

Alternativamente, tem sido utilizados anticorpos monoclonais, em substi-tuição aos policlonais. Teoricamente, a utilização dos monoclonais tende a sermais específica do que um soro policlonal, mesmo que altamente purificado.

Além disso, os monoclonais tem a vantagem de melhor controle de qualidadequanto a concentração e potência das amostras, aumentando assim a efetivi-dade do tratamento. Embora inúmeros anticorpos contra diferentes subpopu-lações celulares tenham sido estudadas em modelos experimentais, na práti-ca clínica tem sido utilizado o anticorpos OKT3 dirigido contra os linfócitos TCD3+ (panT).

A avaliação das subpopulações celulares após 1 hora de administração doanticorpo elimina quase que totalmente os linfócitos T circulantes, confirman-do a alta capacidade supressora do agente. Dois a cinco dias após esta dramá-tica eliminação das células, células CD4+ e CD8+ começam a ser novamente



capítulo 5 • 141

detectados na circulação, porém na ausência de células CD3+. O uso de OKT3tem forte impacto imunossupressor porém com baixa toxicidade, não induztolerância e seus efeitos colaterais parem estar restritos à reatividade contra a

porção isotípica da imunoglobulina ou a formação de anticorpos anti-idiotípi-cos, provocando quadros de febre, náusea e vômito, à semelhança do uso depoliclonais, porém em menor intensidade e freqüência.

5.1.10 Inibidores dos receptores de IL-2

Dois anticorpos monoclonais desenvolvidos contra os receptores de IL-2 têmsido empregados com sucesso nos transplantes de órgãos. O basiliximab é um

Ac monoclonal quimérico que bloqueia os receptores de IL-2 e diminui signifi-cativamente os episódios de rejeição no primeiro ano pós-transplante, quandoassociadoa AZA e ciclosporina, com efeitos colaterais inexistentes.

O daclizumab é um Ac monoclonal humanizado, que bloqueia a cadaeiaalfa do receptor de IL-2 (CD25), e é usado como profilático, em associação cama ciclosporina, AZA e corticóides, diminuindo a incidência de episódios de re-

jeição aguda. Infecções pós-transplante O aumento na suscetibilidade a infec-ções continuam a ser a complicação mais frequente nos pacientes transplan-

tados/imunossuprimidos e a principal causa de óbito dos pacientes em nossomeio. A incidência de infecções é maior nos receptores de órgãos de doadorcadáver, submetidos a um regime imunossupressor mais intenso do que os re-ceptores de órgão de doadores vivos, e nos primeiros meses pós-transplante,quando a dose das drogas supressoras é maior. Embora a literatura mundial serefira aos vírus como os principais agentes infeciosos envolvidos nos pacien-tes transplantados/imunossuprimidos, no Brasil as bacterias são as principaiscausas de infecção e óbito desse grupo de pacientes. Um estudo retrospectivodos pacientes submetidos a transplante renal entre 1983 e 1990 no Hospitaldas Clínicas de São Paulo, revela que 48,6% dos óbitos foram decorrentes deinfecções, dos quais 82,4% causadas por bactérias.

Bactérias Gram negativas são as mais freqüentes e o pulmão o órgão maisafetado. A tuberculose pós-transplante também representa um problema im-portante no Brasil, com prevalência de 5,6%, contra 0,5% na população normal.Micobacterioses atípicas, causadas por agentes como M. avium intracelula-re, M. cheloney, M. ulcerans, M. bovis e as infecções por M. leprae, tambémconstituem problema importante entre os pacientes transplantados. Entre os



142 • capítulo 5

causadores de infecções virais, os mais importantes são o citomegalovírus, ví-rus da hepatite B e C e varicella-zoster. Infecções por herpes simplex, Epstein-Barr, adenovírus e papilomavírus são agentes mais raramene encontrados nos

pacientes transplantados. O CMV é o mais freqüente patógeno diagnosticadoem pacientes imunossuprimidos submetidos a transplante de órgãos, po-dendo atingir até 50% dos casos, dependendo do esquema imunossupressoradotado. A infecção pode ser primária ou reativação de um estado de infecçãolatente do receptor. No caso da infecção primária, via de regra o órgão trans-plantado é a fonte de infecção, resultando em infecção mais grave e com evolu-ção de maior risco. As infecções por HBV e HCV ocorrem geralmente duranteas sessões de diálise a que os pacientes são submetidos no período pré- trans-

plante e, no Brasil, a positividade nos pacientes transplantados atinge 20 e 35%respectivamente.

5.2 Transplantes clínicos Os transplantes renais são os mais conhecidos sob o ponto de vista clínico ebiológico, respondendo pelo número mais elevado de transplantes clínicos

realizados em todo o mundo. Na realidade, a maior parte dos conhecimentosadquiridos sobre a imunobiologia dos transplantes e muitos dos conhecimen-tos atuais sobre a imunologia em geral, devem-se aos estudos envolvendo essetipo de cirurgia. Assim, podemos considerar que as informações apresentadasaté o momento aplicam-se plenamente aos transplantes renais humanos. Alémdo rim, outros órgãos são correntemente transplantados como prática médica,enquanto outros ainda não atingiram um grau de desenvolvimento suficientepara garantir resultados clinicamente satisfatórios. Entre os órgãos mais co-mumente transplantados como forma de terapia contra doenças diversas, es-tão o coração, fígado, pâncreas e medula óssea, todos com resultados cada vezmais promissores.

5.2.1 Transplante de coração.

O primeiro transplante cardíaco humano foi realizado em 1964, tendo-se umchipanzé como doador. O transplante foi rejeitado em pouco tempo, bem comoas demasi tentativas da época. Apenas na década de 90 a técnica cirúrgica, a



capítulo 5 • 143

forma de preservação do órgão e os métodos imunossupressores disponíveispermitiram a realização de transplantres cardíacos mais seguros e com maiorprobabilidade de sucesso. Atualmente, o transplante cardíaco, realizado em pa-

cientes com cardiopatias graves sem outra alternativa de tratamento, conferesobrevida de 1 ano à cerca de 80% dos transplantados. A compatibilidade HLAentre doador e receptor é desejável, porém devido à escassez de doadores desseórgão, limita tal exigência. Assim, a rejeição do enxerto é evitada com uma tera-pia imunossupressora mais intensa, visto que os doadores são cadáveres commorte cerebral e batimento cardíaco, apresentando boa função cardíaca, semhistória ou fatores de risco associados a cardiopatia.

Os principais obstáculos para o sucesso do transplante cardíaco são a fa-

lência primária do órgão e rejeição. Entre as causas de morte não ssociadas aoórgão transplantados estão a infecção e as neoplasias.

Durante o primeiro ano pós-transplante, a falência primária, a rejeiçãoaguda e as infecções são responsáveis por mais de 90% das mortes. Após esseperíodo, quando diminui gradativamente o risco de rejeição aguda, aumentasignificativamene o risco de rejeição crônica, com vasculopatia da coronária.

Aparentemente a rejeição crônica decorre de uma resposta humoral do pacien-te, pois se observa forte associação de sua ocorrência com a produção de an-

ticorpos anti-HLA no período pós-transplante. Infecções virais, bacterianas efúngicas, bem como neoplasias diversas, são observadas nesses pacientes commaior freqüência do que entre aqueles que recebem outro tipo de transplan-te. Dada a maior intensidade da terapia imunossupressora empregada nessespacientes, não chega a ser surpreendente que sejam mais suscetíveis a essascomplicações.

5.2.2 Transplante de fígado

Embora em algumas espécies de animais o enxerto hepático constitua sítioimunologicamente privilegiado e, portanto, facilmente aceito pelo receptor, nohomem é comum a rejeição do transplante desse órgão. Em alguns pacientesexistem evidências de que ocorra tolerância espontânea ou induzida ao tecidoenxertado e hipotetiza-se que células linfóides do enxerto migrem para a peri-feria (do receptor), estabelçecendo um estado de quimerismo, com desenvol-

vimento de tolerância aos aloantígenos. Essa possibilidade talvez explique ofato de que em alguns casos o paciente mantém a ceitação do enxerto, mesmo



144 • capítulo 5

após interrupção do tratamento imunossupressor. O fígado mostra resistente àrejeição hiperaguda, mesmo que haja incompatibilidade ABO e, contraditoria-mente, em alguns casos observa-se reação do enxerto versus hospedeiro, mes-

mo que doador e receptor tenham o mesmo tipo sanguíneo. A taxa de sobrevidade um ano entre os pacientes que recebem o transplante hepático varia de 80 a90%, de acordo com o tipo de terapia supressora instituída. Graças ao desenvol-

vimento da técnica cirúrgica aplicada a esse tipo de transplante, o órgão de umdoador pode ser dividido em duas porções, favorecendo dois pacientes (geral-mente com uma porção menor destinada a uma criança).

5.2.3 Transplante de pâncreas

Ao contrário do transplante de fígado, que quase sempre salva a vida do pacien-te, o transplante de pâncreas apenas melhora a qualidade de vida do pacientecom diabete mellitus, prevenindo ou minimizando as seqüelas secundáriasao diabete mellitus (nefropatia, neuropatia, retiinopatia), através da recosnti-tuição de sua capacidade de produzir insulina. O transplante clínico envolveo órgão inteiro, mas avanços têm sido obtidos nas técnicas de transplantes deilhotas de Langerhans isoladas.

O caráter autoimune do diabete é evidenciado pelo infiltrado mononuclearque circunda as ilhotas e pela presença de autoanticorpos circulantes dirigidoscontra Ags das células beta das ilhotas. De modo geral a sobrevida do trans-plante de pâncreas é inferior à observada nos outros tipos de transplante comorim, fígado e coração e os estudos têm indicado que a eliminação de célulasdendríticas (MHC classe II +) da suspensão de células beta, por exemplo, podeaumentar a sobrevida do órgão, provavelmente por reduzir a apresentação deantígenos alogênicos ao sistema imune do hospedeiro.

5.2.4 Medula óssea

O transplante de medula é o tratamento de escolha para muitas doenças he-matológicas como leucemias, linfomas e anemia aplástica, recuperação apósradioterapia e quimioterapia, desordens genéticas como a imunodeficiênciasevera combinada e deficiências genéticas.

Até pouco tempo, a maioria dos doadores de medula óssea era constituídade gêmeos idênticos ou parentes com fenótipo HLA idêntico. Entretanto, dada



capítulo 5 • 145

o grande polimorfismo do sistema HLA, estima-se em no máximo 30% a proba-bilidade de que um iindivíduo encontre um doador com 100% de compatibili-dade. Assim, o uso de doadores aparentados com HLA parcialmente compatí-

vel (haploidêntico) ou doadores não-relacionados com HLA idêntico tem sidocada vez mais comum nos transplantes de medula óssea. Nos Estados Unidos,o Programa Nacional de Doadores de Medula mantém o registro de mais de 4milhões de doadores voluntários de modo que mais de 70 % dos pacientes comleucemia crônica já podem encontrar um doador cadastrado. Na realidade, osdados da literatura mostram que o transplante de medula haploidêntica tem

vantagens sobre a medula de doador HLA-idêntico e, principalmente, sobre amedula autóloga pois observa-se menor freqüência de recidivas da leucemia. O

fenômeno provavelmente decorre do fato de que a difernça HLA desencadeiauma moderada reação do enxerto contra o hospedeiro (GVH), capaz de elimi-nar eventuais células malignas resistentes ao tratamento quimio/radioterápicoutilizado para eliminação da medula óssea original, evitando sua expansão. Nocaso de células de medula idênctica ou autoenxerto, haveria maior probabilida-de das células leucêmicas passarem despercebidas pelo novo sistema imune.

Outro passo importante na prática dos transplantes de medula óssea foia descoberta de que a transferência de sangue periférico do doador, acompa-

nhada de condicionamento do receptor para estímulo à hematopoiese, podesubstituir a transferência de células obtidas da medula de ossos com atividadehematopoética. Além de obvia vantagem prática de obtenção das células, a prá-tica reduz o desconforto e o risco de complicações para o doador e torna desne-cessárias as medidas para evitar a inoculação de fragmentos de tecido ósseo noreceptor. O sucesso do transplante é indicado pela elevação no número de leu-cócitos no sangue periférico e aparecimento de neutrófilos maduros 2-4 sema-nas após o enxerto e essas avaliações são seguidas por pelo menos 100 dias. Emgeral todo o tecido sanguíneo do receptor é substituído pelas células do doador,embora haja raros exemplos de quimerismo, mais freqüentemente nos casosem que o transplante é feito nos pacientes com imunodeficiência congênita.

No caso do transplante de medula óssea é praticamente inexistente o riscode rejeição do enxerto, pois os pacientes lsão previamente submetidos a umtratamento para ablação de sua prória medula e, conseqüentemente, de seusistema imune. Assim, o maior risco para os pacientes que recebem medulaincompatível é a de ocorrência de uma reação do enxerto contra o hospedeiro(GVH). De fato, entre as complicações pós-transplantes a doença do GVH e as





capítulo 5 • 147

• Por agentes físicos (raios-x, radiações ionizantes, rios ultravioletas, ...),• Por agentes virais (EBV, HTLV, HPV, ...), esses agentes são de grande inte-

resse à imunologia devido a possibilidade induzirem a expressão de antígenos

virais (como proteínas de membrana), pelas células transformadas, reconhecí- veis pelo sistema imune do hospedeiro.

Características

A imunologia tumoral se baseia no fato de que as células tumorais expressamantígenos que as distinguem das células normais. Esses antígenos podem serdivididos em 2 grupos:

ANTÍGENOS TUMORAISEXCLUSIVOS

Só estão presentes ns células tumorais, mas nãonas células normais do hospedeiro. Abordagensmoleculares são mais gratificantes para identifi-car esses antígenos do que ouso de anticorposmonoclonais.

ANTÍGENOS ASSOCIADOSA TUMORES

Podem ocorrer em algumas células normais, po-rém a expressão quantitativa ou associada a ou-tros marcadores serve para identificar as célulastumorais. Os anticorpos monoclonais são ideaispara a identificação desses antígenos.

Existem 2 tipos de antígenos de transplante associados a tumor (TATA) quesão reconhecidos pela imunidade mediada por células:

1. Antígenos T; esses antígenos são compartilhados por muitos tumores2. Antígenos específicos de tumor (TSTA); esses antígenos específicos

para cada tumor.3. Antígenos oncofetais; são antígenos de diferenciação presentes du-

rante o desenvolvimento fetal, mas que normalmente não são expressos na vida adulta. Esses antígenos (AFP e CEA), no entanto,são expressos por célulastumorais.



148 • capítulo 5

5.3.2 Mecanismos Imunológicos que atuam contra células tumorais

Praticamente todos os componentes do sistema imunológico podem contri-

buir para a defesa contra as células tumorais

• Células T; são, sem dúvida, o principal mecanismo de defesa para o orga-nismo contra essas células. Atuam tanto diretamente sobre elas (células CD8+)como ativando outros componentes do sistema imune ( as células CD4* queatuam através de linfocinas).

Entretanto dependem de células apresentadoras de antígenos (APC), pois

na maioria das vezes as células tumorais expressam apenas MHC classe I e nãoa classe II.

• Células B; secretam anticorpos (o principal é a IgG) e funcionam como APC.Os anticorpos podem agir tanto fixando complemento quanto promoven-do a ADCC (citotoxidade mediada por anticorpo)

• Células NK**; representam a primeira linhagem de defesa do hospedeirocontra o crescimento das células transformadas. Também representam um au-

xílio quando recrutadas pelas células T. Sua ação é mediada pela liberação defatores citotóxicos ou de granzinas e perforinas.

• Macrófagos; são importantes na iniciação da resposta imune por desem-penharem o papel de APC. Além disso podem atuar diretamente como célulasefetoras mediando a lise do tumor. As principais citocinas envolvidas na ati-

vação dos macrófagos (MAF) SÃO O INF-γ, a IL-4, o TNF e o GM-CSF (fator deestimulação de crescimento granulócitomacrófago).

* IL-2, IFN-γ e TNF são as principais citocinas envolvidas.** As células transformadas comumente apresentam uma quantidade di-

minuída de MHC-I e é esse o sinal para as NK.



capítulo 5 • 149

5.3.3 Mecanismos de escape das células tumorais

• Imunosseleção; mutações randômicas (ao acaso), devido a instabilidade

genética, produzem células tumorais que ao são reconhecidas como estranhaspelo sistema imune do hospedeiro e essas células, conseqüentemente são sele-cionadas (pelo próprio sistema imune),

• Fatores solúveis; as células tumorais secretam substâncias que supri-mem diretamente a reatividade imunológica.

• Células T supressoras,• Tolerância; como as células tumorais, na maioria das vezes, não são apre-

sentadoras de antígenos, elas não fornecem um sinal co-estimulador para as

células T (interação B7- CD28 ou CD40-CD40L), o que leva a apoptose ou a umestado de anergia das células T.

• Perda de antígenos do MHC (modulação); mais de 50% dos tumores po-dem perder um tumorais alelos de classe I do MHC, o que leva a uma incapaci-dade de apresentação de antígenos peptídeos tumorais.

5.4 Doenças auto-imunesPara que elas ocorram são necessários modificações dos determinantes auto-antigenos, ou então, que o sistema imune se torne incapaz de reconhecer osconstituintes próprios do organismo. As doenças auto-imunes são divididasem 3 grupos:

1. Doenças órgão-específicas: quando o envolvimento clínico e imunoló-gico se limita a um determinado órgão, durante toda a evolução.EX: A tireoiditede Hashimoto.

2. Doenças intermediárias: possuem características clínicas e imunológi-cas diferentes, isto é, apresentam acometimento de um orgão, ao lado de mani-festações em outros territórios.EX: Na síndrome de Sjogren.

3. Doenças sistêmicas: se manifestam de forma mais ampla, como sehouvesse uma completa anarquia do sistema imune. Qualquer órgão pode es-tar envolvido e existe uma intensa variedade de Ac com diferentes especificida-des contra elementos celulares. Como exemplo destaca-se o Lupus eritematososistêmico.



150 • capítulo 5

5.5 Mecanismo de formação dos auto-acEvasão da tolerância normal por antígenos próprios:

ANTÍGENOSOCULTOS

Durante o desenvolvimento embrionário, devido a localiza-ções específicas, certos antígenos não entram em contatocom o sistema imune, se entrarem em contato provocarãoa doença auto-imune.

ANTÍGENOSALTERADOS

Certas substâncias alteram a superfície de algumas célu-las causando o aparecimento de novos determinantes an-tigênicos com surgimento de auto-Acs.

ANTÍGENOSSEMELHANTES

As células, pelo convívio com certos antígenos, começama apresentar as características destes antígenos, causan-do reação auto-imunitária. Este é o chamado mimetismoantigênico.

Perda dos mecanismos de tolerância:

Antígenos que interferem nas células formadoras de Ac. Ex.: substânciasquímicas, drogas, agentes infecciosos.

Deficiência genética dos mecanismos de controle de tolerância.

Estimulação de populações de células B pré-existentes e comcapacidade de reação com Ag próprios.

Adjuvantes e agentes infecciosos atuam modificando a molécula antigêni-ca, sendo agentes etiológicos de várias doenças auto-imunes.



capítulo 5 • 151

5.6 Patogênese das doenças auto-imunes

IMUNIDADEHUMORAL

a) reações autolíticas ou autotóxicas; anemia he-molítica por drogas ou produtos microbianos aderidosaos eritrócitos. É a hipersensibilidade tipo II.b) reação por imunocomplexos tóxicos: lupus erite-matoso sistêmico, com complexos Ac; artrite reumató-ide, com DNA, complexos de IgG; hipersensibilidadedo tipo III.

IMUNIDADECELULAR

a) Interações de linfócitos ativos com Ag tissulares.Hpersensibilidade tipo IV. Ex.: encefalomielina alérgi-ca, linfócito T antimielina.b) Liberação de linfotoxinas; reação de hipersensi-bilidade tardia nas viroses e nas infecções bacterianasintracelulares. Ex.: tuberculose.

Exemplos de doenças auto-imunes

Miastenia Grave: Miastenia é uma doença neuromuscular, caracterizada porfraqueza que aparece após o exercício físico ou no final do dia. Esse cansaçoapós atividade é chamado de fadiga. A doença acontece em virtude da produçãode anticorpos (elementos de defesa no combate às infecções, mas que eventu-almente podem ser produzidos contra estruturas do próprio corpo) contra umaestrutura do músculo chamada de receptor de acetilcolina. Não se sabe ainda,exatamente, porque esses anticorpos são produzidos. Esta doença acometeprincipalmente o gênero feminino (6 mulheres para 4 homens), preferencial-mente entre as idades de 20 a 35 anos.

Os sintomas são: fadiga que pode aparecer em qualquer músculo do cor-po, desta forma pode acontecer fraqueza dos braços, pernas, dificuldade paramastigar, dificuldade para engolir (disfagia), falta de ar (dispnéia), voz anasa-lada (disfonia), queda das pálpebras (ptose palpebral) e visão dupla (diplopia).

Alguns pacientes apresentam apenas alguns dos sintomas, enquanto outros



152 • capítulo 5

apresentam todos. Se o paciente apresenta apenas sintomas relacionadosaos olhos classificamos de forma ocular, caso contrário, chamamos de formageneralizada.

Se ocorre dispnéia importante, com necessidade de internação em UTI euso de respiração artificial, dizemos que o paciente está em crise miastênica.Os sintomas podem ser desencadeados ou piorados pelo esforço físico, ex-

posição ao calor, alterações emocionais, período menstrual, estados gripais ououtras infecções, e uso de alguns medicamentos (calmantes, alguns antibióti-cos). Não é necessário qualquer tipo de dieta. Devemos lembrar que o uso dedoses exageradas da Piridostigmina pode desencadear fraqueza semelhante àcrise miastênica.

*Diagnóstico clínico- história clínica do paciente, associando-a ao examefísico.

*Exames Complementares- a eletroneuromiografia, dosagem de anticorposanti-receptor de acetilcolina e teste com injeção de prostigmine (logo após ainjeção há melhora da força).

Tratamento: As formas oculares são geralmente tratadas com a

Piridostigmina (melhora a força muscular do paciente) e com corticosteróides(Prednisona) e/ou imunossupressores (Azatioprina). Esses dois últimos promo-

vem diminuição dos anticorpos anti-receptor de acetilcolina. Já as formas generalizadas podem ser tratadas como as oculares, porém,

na maioria das vezes optamos por realizar uma cirurgia para retirada do timo(glândula que fica na parte superior do tórax e que controla a produção dosanticorpos).

Miastenia em Gestantes: Durante a gravidez 30% das pacientes podem pio-rar da doença, 30% podem melhorar e 30% permanecem inalteradas. A gesta-ção deve ser acompanhada durante toda sua duração e, o tipo de parto avalia-do para cada paciente individualmente. A criança pode nascer com fraquezatransitória, a qual dura no máximo 2 semanas com recuperação completa. Essequadro é chamado de Miastenia Neonatal Transitória.

Tireoidite de Hashimoto: É a mais comum causa de tireoidite e a princi-pal causa de hipotireoidismo. Ela afeta ao redor de 5% da população adulta,





154 • capítulo 5

Todavia, isso pode levar ao hipertireoidismo, uma doença na qual há hormôniodemais no sangue e complicações a longo prazo, tal como osteoporose. Vocêdeve tomar os comprimidos como seu médico prescreveu.

Lupus Eritematoso Sistêmico: Lupus Eritematoso Sistêmico (LES) é umadoença crônica de causa desconhecida, onde acontecem alterações fundamen-tais no sistema imunológico da pessoa, atingindo predominantemente mulhe-res. O sistema imunológico é uma rede complexa de órgãos, tecidos, células esubstâncias encontradas na circulação sanguínea, que agem em conjunto paranos proteger de agentes estranhos. Uma pessoa que tem LES, desenvolve anti-corpos que reagem contra as suas células normais, podendo consequentemen-

te afetar a pele, as articulações, rins e outros órgãos. Ou seja, a pessoa se torna"alérgica" a ela mesma, o que caracteriza o LES como uma doença auto-imune.Não é uma doença contagiosa, infecciosa ou maligna. A maioria dos casos deLES ocorre esporadicamente, indicando que fatores genéticos e ambientaistem um papel importante na doença.

O Lupus varia enormemente de um paciente para outro, de casos simplesque exigem intervenções médicas mínimas, à casos significativos com danosà órgãos vitais como pulmão, coração, rim e cérebro. A doença é caracterizada

por períodos de atividade intercaladas por períodos de remissão que podemdurar semanas, meses ou anos. Alguns pacientes nunca desenvolvem compli-cações severas.

Histórico: Em 1851, o médico francês Pierre Lazenave observou pessoas queapresentavam "feridinhas" na pele, como pequenas mordidas de lobo. E em 1895,o médico canadense Sir William Osler caracterizou melhor o envolvimento das

várias partes do corpo e adicionou a palavra "sistêmico" à descrição da doença.Lupus = lobo eritematoso = vermelhidão sistêmico = todoDefinição: O "American College of Rheumatology", uma associação ameri-

cana que reune profissionais reumatologistas, estabeleceu em 1971 e revisouem 1982, 11 critérios que definem o quadro de Lupus. Uma pessoa pode ter LESse 4 critérios estiverem presentes:

Critérios de pele:

1. mancha "asa borboleta" (vermelhidão característica no nariz e face)2. lesões na pele (usualmente em áreas expostas ao sol)



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3. sensibilidade ao sol e luz (lesões após a exposição de raios ultravioletas A e B)

4. úlceras orais (recorrentes na boca e nariz)

Critérios sistêmicos:

5. artrite (inflamação de duas ou mais juntas periféricas, com dor, incha-ço ou fluído)

6. serosite (inflamação do revestimento do pulmão - pleura, e coração- pericárdio)

7. alterações renais (presença de proteínas e sedimentos na urina)

8. alterações neurológicas (anormalidades sem explicações - psicose oudepressão)

Critérios laboratoriais:

9. anormalidades hematológicas (baixa contagem de células brancas -leucopenia, ou plaquetas - trombocitopenia, ou anemia causada por anticorposcontra células vermelhas - anemia hemolítica)

10. anormalidades imunológicas - (células LE, ou anticorpos anti-DNA, ouanticorpos SM positivos, ou teste falso-positivo para sífilis)

11. fator antinúcleo positivo (FAN)

O diagnóstico correto é feito a partir do histórico do paciente associado aoexame clínico e exames laboratoriais. Algumas perguntas feitas ao paciente po-dem ajudar bastante no diagnóstico.

1. você teve dor ou inflamação das juntas por mais de 3 meses?2. você teve feridinhas em sua boca ou nariz por mais de 2 semanas?3. os seus dedos mudam de cor, ficando pálidos ou roxos, quando o tem-

po está frio ou quando estão em contato com água fria?4. alguma lesão de pele, vermelha, surgiu no seu rosto, sobre o nariz e bo-

chechas, por mais de um mês?5. durante algum exame de sangue alguém lhe disse que a contagem de

células vermelhas, brancas ou plaquetas estava baixa?



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6. sua pele fica muito vermelha e irritada, principalmente no rosto, de-pois que você toma sol? É pior em comparação com outras pessoas?

7. você sentiu dificuldade ou dor para respirar durante alguns dias?

8. você tem perdido muito cabelo ultimamente? Mais do que o normal?9. você já teve alguma convulsão?10. alguma vez você fez exame de urina onde foi constatada muita proteína?

Se 3 ou mais destas perguntas forem respondidas com um "sim" é recomen-dável um exame de sangue para testar a possibilidade de LES.

Exames Laboratoriais:

Hemograma - é o exame onde são contadas as células vermelhas (hemáciasou eritrócitos) e brancas (leucócitos) do sangue, assim como as plaquetas, res-ponsáveis pela sua coagulação. 40% dos pacientes de Lupus apresentam ane-mia (queda de células vermelhas), 15 a 20% apresentam leucopenia (quedade células brancas), e ainda 25 a 35% apresentam trombocitopenia (queda deplaquetas).

Teste de Coombs - exame sanguíneo que comprova que a anemia é resultan-

te da produção de anticorpos contra as hemácias - anemia hemolítica.Urina - os pacientes de Lupus podem apresentar aumento de células verme-

lhas (hematúria), aumento de estruturas cilíndricas (cilindrúria) e aumento deproteína (proteinúria) na urina.

FAN (fator anti-núcleo) - procura-se um anticorpo dirigido contra uma subs-tância do núcleo da célula. No núcleo localizam-se algumas proteínas e tam-bém o DNA.

Qualquer anticorpo contra o DNA ou contra as proteínas do núcleo determi-na um FAN positivo, o que ocorre em 95 a 100% dos casos.

Células LE - os neutrófilos são capazes de "engolir" núcleos de outras cé-lulas atacadas pelo anticorpo anti-núcleo, formando as células LE positivas.Cerca de 80% dos pacientes de Lupus apresentam este teste positivo.



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Anticorpo anti-DNA - existem dois tipos de DNA, nativo (dupla hélice) e mo-no-hélice, sendo que 60 a 80% dos pacientes com LES produzem anticorposcontra ambos. A presença do anticorpo anti-DNA sugere a possibilidade de ne-

frite - inflamação dos rins. Anticorpo anti-SM - anticorpo dirigido contra uma proteína do núcleo nosangue, mas apenas 30% dos pacientes produzem esse anticorpo.

Dosagem de complemento - quando o anticorpo se liga ao antígeno forma-se uma estrutura chamada imunocomplexo. Quando este se deposita, atraiuma substância chamada complemento, responsável pela inflamação. A dosa-gem de complemento total (CH50) e das frações C3 e C4 são medidas, avalian-do-se envolvimento renal e atividade da doença.


ABBAS, Abul K.; LICHTMAN, Andrew H.; POBER, Jordan S. Imunologia celular e molecular. Tradução

Raymundo Martagão Gesteira. 6 ed. Rio de Janeiro: Revinter, 2008.



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