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Sistema Imunitário
Imunidade Inata
Há reconhecimento de determinantes antigénicoscomuns a muitos patogénios, usando poucos recetores
•
Resposta rápida
•Reconhecimento dedeterminantes antigénicosespecíficos de patogéniosparticulares, usando um vasto conjunto de recetores
Resposta lenta
Imunidade adquirida
Patogénios(microrganismos
e vírus)
Barreiras/ defesas:PeleMucosasSecreções
Defesas internas:FagócitosInterferãoSistema complementoResposta inflamatóriaCélulas natural killer
Resposta Humoral:Anticorpos defendem contra a infeção em fluídos corporais.
Resposta mediada por células:Linfócitos T defendemcontra a infeção de células.
Adenóides
Amígdala
Gânglios
Baço
Intestino delgado
Apêndice
Vasoslinfáticos Gânglio
linfáticoMassas decélulas de defesa
Capilar sanguíneo
Vasolinfático
Células de tecido
Fluído intersticial
Fig. 43-1
1.5 µm
Fagocitose
Digestão intracelular
Micróbios
Fagócito
Vacúolo endocítico
Lisossomacontendoenzimas
Vacúolo digestivo
Patogénio Agulha
Macrófago
Mastócito
Histamina
Capilar
FagócitoHemácias
Resposta inflamatória
Patogénio
Macrófago
Mastócito
Histamina
fagócito
Fluído
Resposta inflamatória
Patogenio
Macrófago
Mastócito
Histamina
Fagócito
Fluid
Fagocitose
Resposta inflamatória
Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
Imunidade adquirida
• Os linfócitos B e T têm proteínas recetoras que se ligam a moléculas estranhas
• Cada linfócito é específico no reconhecimento de uma determinada molécula
Local de ligaçãoAo antigénio
Local de ligaçãoao antigénio
Ponte dissulfito
Regiõesvariáveis
Regiões constantes
Membrana celular
Cadeia leve
Cadeias pesadas
Citoplasma de linfócito B
(a) Recetor da célula B
Linfócito BPlasmócito
V
V
C C
V
V
C C
Local de ligação aoantigénio
Regiões variáveis
Regiões Constantes
Membrana celular
Linfócito T
cadeia cadeia
Ponte dissulfito
Citoplasma do linfócito T
(b) Recetor de linfócito T
C C
VV
Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
• Todos os recetores de antigénios num só linfócito reconhecem o mesmo epítopo, ou determinante antigénico, num antigene
• Os linfócitos B originam plasmócitos que segregam proteínas denominadas anticorpos ou imunoglobulinas
Locais de ligação ao antigénio
Locais de ligação aoantigénio
Epitopes/ determinantesantigénicos
Antigénio
Anticorpo B
Anticorpo CAnticorpo A
CC
CV
V
V
V
C
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• As células T ligam-se a fragmentos de antigénios apresentados pela célula hospedeira
• Estes fragmentos antigénicos são apresentados nas proteínas da superfície celular designadas MHC
• Esta designação deve-se aos genes que as codificam e que se denominam
major histocompatibility complex
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O Papel do MHC
• Nas células infetadas, as moléculas MHC ligam-se e transportam para a superfície celular antigénios – processo chamado apresentação de antigénios
• Um linfócito T próximo pode detetar o fragmento de antigénio exibido na superfície celular da célula infetada
Antigene
Vista de topo:ligação do antigeneà proteína MHC (apresentação)
Membrana da Célula infetada
AntigeneClasse I MHCmolecula
Célula infetada
Antigenefragmento
Classe I MHCmolecula
T cellreceptor
(a)
Antigénioassocia-secom a moleculaMHC
O linfócito Treconhece acombinação
Linfócito T Citotóxico (b)Linfócito T helper
T cellreceptor
Classe II MHCmolecula
Antigéniofragmento
Célula apresentadorade antigénio
Micróbio
1
11
2
22
A definição da especificidade dos linfócitos B
Os linfoblastos diferenciam-se, cada linfócito B formado tem as suas próprias proteínas de membrana que lhe conferem a especificidade no reconhecimento de um e um só determinante antigénico – como?
A expressão do DNA que possui permite muitas possibilidades de arranjos aleatórios de genes V e J na definição da região variável
DNA of undifferentiated B cell
1
DNA of differentiated B cell
pre-mRNA
mRNA
Light-chain polypeptide
Variableregion
Constantregion
Translation
B cell
B cell receptor
RNA processing
Transcription
DNA deleted between randomly selected V and Jsegments
Functional gene
V37 V38 V39 V40 J1 J2 J3 J4 CJ5 Intron
V37 V38 V39 CJ5 Intron
V39 CJ5 Intron
V39 CJ5 Poly-A tailCap
CV
VV
V
V
C C
C C
2
3
4
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A Origem da tolerância ao “próprio”
• Os linfócitos com maturação na medula dos ossos, ou no timo, são testados para a reatividade ao “próprio”
• Aqueles cujos recetores são específicos para as moléculas do organismo são destruídos pela apoptose induzida ou tornam-se não funcionais
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Amplificação de linfócitos por seleção clonal
• No organismo, há poucos linfócitos com recetores de antigénios para um epítopo particular.
• A ligação entre um linfócito maduro e um antigénio induz a divisão rápida do linfócito. A proliferação destes denomina-se seleção clonal.
• Dois tipos de clones são produzidos: células efetoras (de curta duração); células de memória (de longa duração)
Linfócito Bsem afinidade com moléculasantigénicas
Anticorpos
Antigénicorecetor
Antigénicas moléculas
Clone de células de memória Clone de plasmócitos
Anticorpospara A
Anticorpospara B
A resposta imunitária 2ária para oantigénio A produz anticorpos para A;resposta imunitária para B produzanticorpos para B
Resposta imunitária 1áriaao antigénio A produzantibocorpos para A.
Co
nce
ntr
ação
de
anti
corp
os
(un
idad
es a
rbit
rári
as)
Exposiçãoao antigenio A
Exposição aosantigénios A and B
Tempo (dias)
104
103
102
101
100
0 7 14 21 28 35 42 49 56
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Imunidade adquirida na defesa contra infeção de células do organismo e fluídos
• A imunidade adquirida pode envolver mecanismos distintos:
• Imunidade Humoral - envolve a ativação e a seleção clonal de linfócitosB. Estes diferenciam-se em plasmócitos que produzem anticorpos.• Imunidade mediada por células- envolve a ativação e seleção clonal de lifócitos T citotóxicos; os linfócitos Thelper participam em ambos os mecanismos
Humoral (antibody-mediated) immune response
B cell
Plasma cells
Cell-mediated immune response
Key
Stimulates
Gives rise to
+
+
++
+
+
+Memory B cells
Antigen (1st exposure)
Engulfed by
Antigen-presenting cell
MemoryHelper T cells
Helper T cell Cytotoxic T cell
MemoryCytotoxic T cells
ActiveCytotoxic T cells
Antigen (2nd exposure)
Secretedantibodies
Defend against extracellular pathogens by binding to antigens,thereby neutralizing pathogens or making them better targetsfor phagocytes and complement proteins.
Defend against intracellular pathogensand cancer by binding to and lysing theinfected cells or cancer cells.
+
+ +
Estimula
Conduz a
+
Linfócitos T memória
Antigénioapresentado por célula
Linfócito T Helper
através
Antigénio (1ª exposição)
+
+
+
+ +
+
Defesa contra patogénios extracelulares
MemóriaLinfócitos B
Antigénio (2ª exposição)
Células do Plasma
Linfócito B
Anticorpos segregados
Humoral (mediada por anticorpos) resposta imunitária
Resposta imunitária mediada por células
Defesa contra patogénios intracelulares
ActivaçãoLinfócitos T citotóxicos
Linfócitos T citotóxicosmemória
Células-memória T H
Antigénioapresentado por células
Antigénio (2ª exposição)
Linfócito Th
proporcionada
Antigénio (1ª exposição)
Linfócito T citotóxico
Estimula
Conduz a
+
+
+
+
+ +
+
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Linfócitos T Helper: uma resposta a quase todos os antigénios
• Uma proteína da superfície membranar – CD4 estabelece a ligação a moléculas II MHC
• Esta ligação mantém os linfócitos TH ligados ao antigénio apresentando-o enquanto a ativação ocorre
• Ativados, os linfócitos Th segregam citoquinas que estimulam outros linfócitos
Célula apresentadora de antigénio
Peptido antigénico
Célula daimunidade mediada
(ataca células infetadas)
II MHCCD4
TCR (T cell receptor)
Linfócito TH
Imunidade Humoral
(secreção de anticorpos)
Linfócito TC
Citoquinas
Plasmócito
Bacteria
+
+ +
+
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Linfócitos T Citotóxicos: uma resposta a células infetadas
• Linfócitos T citotóxicos são células efetoras numa resposta imunitária mediada por células
• Linfócitos Tc produzem CD8 – uma proteína membranar que favorece a interação entre a célula-alvo e o linfócito Tc
• A ligação com um I MHC de uma célula infetada ativa o linfócito Tc que se torna um “active killer”
• O linfócito Tc segrega proteínas que destroem as células-alvo infetadas
Citotoxico T linfócito
Perforina
Enzimas
TCRCD8
I MHC
Célula-alvo
Peptideoantigénio
Citotoxico linfócito T
Perforina
Enzimas
TCRCD8
I MHC
Célula-alvo
Peptidoantigenio
Poro
Citotóxico linfócito T
Perforina
Enzimas
TCRCD8
Class I MHCmolecule
Targetcell
Peptideantigen
Poro
Citotoxico T linfócito
Célula-alvo destruída
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Linfócitos B: uma resposta a patogénios extracelulares
• A resposta humoral é caracterizada pela secreção de anticorpos pelos linfócitos B
• A ativação dos linfócitos B é facilitada pelas citoquinas e pelos antigenes ligados aos linfócitos T helper
• A seleção clonal dos linfócitos B origina plasmócitos produtores de anticorpos, estas são células efectoras da imunidade humoral
Célula estaminal
Divisão celular e rearranjo de genes
Epitopo
Seleção clonal
Eliminação de Cálulas BAuto-reativas
Formação de clones de células ativadas Anticorpo
Microbio
Células memória Células B efetoras
Anticorpos ligam-se a epitopos
Célula apresentadora de antigénio
Bacteria
Peptidoantigenio
Class II MHCmolecula
TCR CD4
Linfócito T helper
Célula apresentadora de antigénio
Bacteria
Peptídeoantigenio
Class II MHCmolecule
TCR CD4
Linfócito T helper
B cell
Linfócito T helperativado
Citoquinas
+
Célula apresentadora do antigenio
Retículo endoplasmático de plasmócitos
Anticorpos
Bacteria
B cellPeptidoantigenio
II MHC
TCR CD4
Linfócito T helperAtivadoLinfócito T helper
Citoquinas
Clone de linfócitos memória B
Clone de plasmócitos
2 µm
+
Retículos Endoplasmáticosde um Plasmócito
2 µm
Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
A função dos anticorpos na imunidade
• A neutralização acontece quando um patogénio deixa de poder infetar células hospedeiras por se encontrar rodeado por anticorpo(s)
• A estimulação da fagocitose ocorre quando os anticorpos rodeiam e assinalam os antigenes estimulando a fagocitose
• Anticorpos ativam proteínas do sistema complemento que, em conjunto, desenvolvem um ataque à membrana e promovem a lise da célula microbiana
Neutralização viral
Virus
Estimulação da fagocitose
Bacteria
Macrófago
Ativação do sistema complemento e formação de poros
Proteinas complemento
Formação do Complexo-ataque
Passagem de água e iões
Poro
Neutralização direta de vírus e bactérias
Virus
Estimulação da fagocitose
Bacteria
Macrófago
Activação do sistema complemento e formação de poros
Complemento proteinas
Formação do complexo deataque à membrana
Passagem de água e iões
Poro
Célula estranha
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Imunidade ativa e passiva
• A imunidade ativa desenvolve naturalmente uma resposta à infeção
• Também pode desenvolver imunidade através da vacinação
• Na imunização, uma forma não patogénica ou parte de um micróbio acontece uma resposta imunitária com memória
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• A imunidade passiva permite de imediato uma proteção a curto prazo
• É conferida naturalmente logo que a IgG atravessa a placenta da mãe para o feto ou a IgA passa de mãe para a criança no leite materno
• Pode ser induzida artificialmente pela injeção de anticorpos numa pessoa não imune.
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A imunidade• A imunidade deixa de existir em caso de
desaparecimento das células de memória ou da mutação de agentes patogénicos
• A imunidade passiva é mais efémera que a imunidade ativa
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Vacinas de primeira geração
• Vacinas compostas por patógenos vivos atenuadosou inativados:
• Pólio• Sarampo• Raiva• Tuberculose
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Vacinas de segunda geração
• Vacinas compostas por proteínas :
• Hepatite B
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Vacinas de terceira geração
Vacinas compostas por genes que codificam importantes imunógenos.
Vacinas de DNA
http://biology.kenyon.edu/slonc/bio38/scuderi/partii.html
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Soros imunes• Possuem anticorpos retirados do plasma de indivíduos
imunes a determinados agentes patogénicos.• Possuem riscos e possibilidade de infeção
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Alergias• Alergias são respostas exageradas (hipersensibilidade) a
antigenes denominados alergénios
• Em determinadas alergias, os anticorpos são produzidos após a primeira exposição ao alergénio ligado aos recetores dos mastócitos
Desequilíbrios e doenças
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• Na vez seguinte que o alergénio entra no corpo, liga-se aos mastócitos associados aos anticorpos IgE
• Os mastócitos libertam histamina e outras substâncias que determinam alterações vasculares características dos sintomas das alergias
• Uma reação alérgica severa pode provocar um choque anafilático (colocando a vida em risco) apenas após alguns segundos de exposição
Alergénio
IgE
Granule
Mastócito
Histamina
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Desequilíbrios e doenças
Doenças auto-imunes
hipersensibilidade a antigénios específicos das células do organismo
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SLE
Exemplos de doenças auto-imunes
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Pulmões de um paciente com Síndrome de Goodpasture
VitiligoDoença de Hashimoto (tiroidite)
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Cau
sas
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Feb
re r
eum
átic
a
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B ou T?
Autoimunidade é difícil de classificar restritivamente às células B ou T pois existem diversas formas de envolvimento do sistema imunitário
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Miastenia Gravis
Doença marcada pela fraqueza progressiva e perda do controle muscular
Classificada como “B cell” doença
(autoanticorpos reativos)
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Diabetes• O corpo não produz ou usa apropriadamente a insulina
É uma doença “ T cell”
A “T cell” ataca e destrói as células beta do pâncreas
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Esclerose Múltipla
Pacientes com podem ter anticorpos e/ou células T auto-reativas responsáveis pela desmielinação
Fig. 43-24
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Desequilíbrios e doenças• Imunodeficiências:
• Inatas – ex: SCID – Imunodeficiência grave combinada mutação num gene ADA (Deficiência da Desaminase da Adenosina)
• Adquiridas – ex: temporárias por má nutrição, patologias renais, SIDA