O Sistema Imunitário e suas Defesas contra Patógenos

Patogénios
(microrganismos
e vírus)

Imunidade Inata Barreiras/ defesas:
Pele
•
Há reconhecimento de Mucosas
determinantes antigénicos Secreções
comuns a muitos
patogénios, usando
poucos recetores Defesas internas:
Fagócitos
Interferão
Resposta rápida Sistema complemento
Resposta inflamatória
Células natural killer

Imunidade adquirida Resposta Humoral:
Anticorpos defendem contra
•
Reconhecimento de a infeção em fluídos corporais.
determinantes antigénicos
específicos de patogénios Resposta mediada por células:
particulares, usando um Linfócitos T defendem
vasto conjunto de contra a infeção de células.
recetores
Resposta lenta

Fluído intersticial
Adenóides

Amígdala

Gânglios Capilar
sanguíneo

Baço Células Vaso
de tecido linfático
Intestino
delgado
Apêndice

Vasos
linfáticos Gânglio Massas de
linfático células de defesa

Fig. 43-1

Fagocitose

1.5 µm

Micróbios

Digestão Fagócito
intracelular

Vacúolo
endocítico
Lisossoma
contendo
enzimas
Vacúolo
digestivo


Patogénio Agulha

Histamina Macrófago

Mastócito
Capilar

Hemácias Fagócito


Patogénio

Fluído
Mastócito

fagócito


Patogenio

Fluid
Mastócito

Fagocitose

Fagócito

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

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Local de ligação Local de ligação
Ao antigénio ao antigénio

Ponte
dissulfito
Regiões
variáveis
Regiões
C C
constantes
Cadeia
leve

Membrana
celular
Cadeias pesadas

Linfócito B Citoplasma de linfócito B
Plasmócito
(a) Recetor da célula B

Local de
ligação ao
antigénio

Regiões
variáveis V V
Regiões
C C
Constantes

Membrana
celular
 cadeia  cadeia
Ponte dissulfito
Citoplasma do linfócito T Linfócito T

(b) Recetor de linfócito T

• 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 Epitopes/
antigénio determinantes
antigénicos
Locais de ligação ao
antigénio

Anticorpo A Antigénio Anticorpo C

C C
Anticorpo B

• 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


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


Vista de topo:ligação do antigene
à proteína MHC (apresentação)

Antigene
Classe I MHC Antigene
molecula

Membrana da
Célula infetada

Célula infetada Micróbio Célula
1 Antigénio apresentadora
associa-se de antigénio
com a molecula
Antigene MHC
fragmento Antigénio
fragmento
1
1
Classe I MHC Classe II MHC
molecula 2 molecula
2
T cell T cell
2 O linfócito T receptor
receptor
reconhece a
combinação

Linfócito T
(a) Linfócito T Citotóxico (b) helper

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
V37 V38 V39 V40 J1 J2 J3 J4 J5 Intron C

1 DNA deleted between randomly selected V and J
segments
DNA of differentiated B cell
V37 V38 V39 J5 Intron C

Functional gene

2 Transcription

pre-mRNA V39 J5 Intron C

3 RNA processing

B cell receptor
mRNA Cap V39 J5 C Poly-A tail
V V
V V
4 Translation
C C

C C
Light-chain polypeptide V C

Variable Constant
region region B cell

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


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)

Antigénicas moléculas

Linfócito B
sem
afinidade
com
moléculas Antigénico
antigénicas recetor

Anticorpos

Clone de células de memória Clone de plasmócitos

Resposta imunitária 1ária
ao antigénio A produz A resposta imunitária 2ária para o
antigénio A produz anticorpos para A;
antibocorpos para A.
resposta imunitária para B produz
Concentração de anticorpos anticorpos para B

104
(unidades arbitrárias)

103
Anticorpos
para A
102 Anticorpos
para B

101

100
0 7 14 21 28 35 42 49 56

Exposição Exposição aos
ao antigenio A antigénios A and B
Tempo (dias)

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 Cell-mediated immune response

Key
Antigen (1st exposure)
+ Stimulates
Engulfed by Gives rise to

Antigen-
+ presenting cell +

+

B cell + Helper T cell Cytotoxic T cell
+

Memory
Helper T cells

+ + +

Antigen (2nd exposure)

+ Memory Active
Plasma cells Memory B cells Cytotoxic T cells Cytotoxic T cells

Secreted
antibodies

Defend against extracellular pathogens by binding to antigens, Defend against intracellular pathogens
thereby neutralizing pathogens or making them better targets and cancer by binding to and lysing the
for phagocytes and complement proteins. infected cells or cancer cells.

Humoral (mediada por anticorpos) resposta imunitária
Antigénio (1ª exposição)
+ Estimula através
Conduz a
Antigénio
+ apresentado por célula

+

Linfócito B Linfócito T Helper
+

Linfócitos T
memória

+ +
Células do Plasma Memória +
Linfócitos B

Anticorpos
segregados

Defesa contra patogénios extracelulares

Resposta imunitária mediada por células
+ Estimula
proporcionada
Conduz a
Antigénio
apresentado por células
+

+

Linfócito Th Linfócito T citotóxico
+

Células-memória
TH

+ +
Activação
+ Linfócitos T citotóxicos

Linfócitos T citotóxicos
memória

Defesa contra patogénios intracelulares

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


Bacteria
Peptido antigénico
Célula
apresentadora
de antigénio
II MHC
CD4
TCR (T cell receptor)

Linfócito TH

Citoquinas +
Imunidade + Célula da
Humoral imunidade
(secreção de + + mediada
anticorpos) (ataca células
Plasmócito Linfócito TC
infetadas)

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

CD8 TCR
I MHC

Célula- Peptideo
alvo antigénio

Citotoxico linfócito T

Perforina
Enzimas

CD8 TCR
I MHC Poro

Célula Peptido
-alvo antigenio

Citotoxico T linfócito
Citotóxico linfócito T

Perforina
Enzimas

CD8 TCR Célula-alvo destruída
Class I MHC Poro
molecule

Target Peptide
cell antigen

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

Eliminação de
Cálulas B
Auto-reativas
Epitopo

Seleção clonal

Formação de clones de células ativadas
Anticorpo

Células memória Células B efetoras

Microbio

Anticorpos ligam-se a epitopos

Célula apresentadora Bacteria
de antigénio
Peptido
antigenio

Class II MHC
molecula
TCR CD4

Linfócito T helper

de antigénio
Peptídeo B cell
antigenio

Class II MHC
molecule +
TCR CD4 Citoquinas

Linfócito T helper
Linfócito T helper ativado

do antigenio
Peptido B cell
antigenio

II MHC + Clone de plasmócitos Anticorpos
TCR CD4 Citoquinas
Retículo
endoplasmático de
plasmócitos
Ativado
Linfócito T helper Linfócito T helper Clone de linfócitos
memória B

2 µm

Retículos
Endoplasmáticos
de um Plasmócito

2 µm

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 Estimulação da fagocitose Ativação do sistema complemento e formação de poros
Bacteria
Proteinas complemento
Virus
Formação do
Complexo-ataque

Passagem de
Macrófago 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 de
ataque à membrana

Passagem de
água e iões

Poro

Célula
estranha

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


• 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.


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


Vacinas de primeira geração

• Vacinas compostas por patógenos vivos atenuados
ou inativados:

• Pólio
• Sarampo
• Raiva
• Tuberculose


Vacinas de segunda geração

• Vacinas compostas por proteínas :

• Hepatite B


Vacinas de terceira geração

Vacinas compostas Vacinas de DNA
por genes que
codificam
importantes
imunógenos.

http://biology.kenyon.edu/slonc/bio38/scuderi/partii.html

Soros imunes
• Possuem anticorpos retirados do plasma de indivíduos
imunes a determinados agentes patogénicos.
• Possuem riscos e possibilidade de infeção


Desequilíbrios e doenças

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


• 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


IgE
Histamina
Alergénio

Granule
Mastócito

Doenças auto-imunes

hipersensibilidade a antigénios específicos das células do
organismo


Exemplos de doenças auto-imunes
SLE


Pulmões de um
paciente com
Síndrome de
Goodpasture

Doença de Hashimoto
(tiroidite) Vitiligo


Causas


B ou T?
Autoimunidade é difícil de classificar restritivamente às
células B ou T pois existem diversas formas de
envolvimento do sistema imunitário


Miastenia Gravis
Doença marcada pela fraqueza progressiva e perda do
controle muscular
Classificada como “B cell” doença
(autoanticorpos reativos)


Diabetes
• O corpo não
produz ou usa
apropriadament
e a insulina
É uma doença
“ T cell”
A “T cell” ataca e
destrói as
células beta do
pâncreas


Esclerose Múltipla

Pacientes com podem ter anticorpos e/ou células T auto-
reativas responsáveis pela desmielinação

• 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


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