Introdução à Imunologia, Imunidade Inata e Sistema Complemento

-Introdução à Imunologia, Imunidade Inata e
Sistema ComplementoProf. Esp. Jhonathan Rocha
Goiânia, Julho/2014
Introdução
• História da Imunologia
• Doença como castigo Divino
• Pestes
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Introdução
• História da Imunologia
- O termo imunidade é derivado da palavra em latim immunitas, que se
referia à isenção de vários deveres cívicos oferecida aos senadores
romanos;
- Os historiadores creditam a Tucídides, em Atenas, durante o quinto
século a. C., ter sido o primeiro a mencionar imunidade a uma infecção
que ele chamou "peste" ;
- No século XII os chineses observaram que os indivíduos que se
recuperavam da varíola eram resistentes a ataques posteriores desta
doença;
Experimentos Chineses
Varíola Clínica x “Variolação”
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Introdução
• História da Imunologia
- No século XVIII, Edward Jenner, um médico inglês, demonstrou que o
material de lesões de varíola bovina poderia ser substituído pelo da
varíola humana na “variolação”. O uso desse procedimento reduziu os
riscos decorrentes da técnica anterior a níveis insignificantes;
- A eficácia dessa técnica, denominada vacinação ( do latim vaccinae,
que significa “que vem da vaca”) contribuiu para que a OMS, em 1980,
declarasse a varíola como a primeira doença infecciosa erradicada em
todo mundo.
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Introdução
• História da Imunologia
- A noção de que os micro-organismos são causadores de doenças era
vaga e mencionada nos trabalhos mais antigos que procuravam esclarecer
a natureza do contágio;
- Contagium era uma substância derivada do corpo doente e que,
passando de um indivíduo para o outro, transmitia a enfermidade
(organismo vivo doente);
- Miasma era uma substância gerada fora do corpo e que, espalhando-se
por intermédio do ar, produzia a doença (matéria morta);
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Introdução
• História da Imunologia
- Hieronymus Fracastorius, no seu livro De contagionibus et contagiosis morbis et
eorum curatione (1546), foi o primeiro a postular a idéia de que o contagium
fosse devido a agentes vivos, criando assim, a doutrina do contagium vivum;
Em 1878, foi apresentada à Academia de Ciências de Paris a sensacional
comunicação de Pasteur, Joubert & Chamberland sobre a teoria dos germes
(trabalho sobre septicemia);
Descoberta fundamental - russo Elie Metchnikoff (1845 - 1916). Enquanto
estudava larvas de estrela do mar, ele observou que certas células englobavam
lascas de madeira que haviam sido introduzidas (Fagocitose).
A Imunologia é uma ciência experimental
6
•
Introdução
História da Imunologia
-
Prêmios Nobeis
E. von Behring e E. Roux (antitoxinas) – 1901
-
Elie Metchinikoff (teoria fagocitária da imunidade) – 1908
-
Paul Ehrlich e J. Bordet (mecanismo das reações sorológicas) – 1919
-
K. Landsteiner (descoberta dos grupos sanguíneos) – 1930
-
Medawar, juntamente com Burnet (imunotolerância adquirida e a mecanismo
de rejeição dos aloenxertos) – 1960
-
Nos últimos tempos - Avanços nas técnicas de biologia molecular...
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Por que estudar Imunologia?
• O Sistema Imune é essencial à vida
– A falta ou deficiência dele levam à doença ou morte
• Vacinas
• Aparecimento da SIDA na década de 1980
• A resposta imune é a principal barreira ao sucesso do transplante
de órgãos
• Tratamento de neoplasias estimulando respostas imunes
• Respostas imunes anormais
Por todas estas razões, o campo de imunologia capturou a atenção de
clínicos, cientistas e do público geral.
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Imunologia
A Imunologia surgiu do estudo de mecanismos de defesa contra
infecções. Historicamente, imunidade significou proteção contra
doenças, mais precisamente, proteção às doenças infecciosas.
IMUNOLOGIA é, no conceito mais amplo, a disciplina que estuda
os processos de reconhecimento de substâncias não-próprias ao
organismo ou próprias modificadas (antígenos), que incluem
microrganismos ou macromoléculas e o conjunto de respostas
geradas consiste na:
RESPOSTA IMUNOLÓGICA
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Imunologia
É denominado antígeno:
qualquer estrutura química que possa induzir uma resposta imune.
 moléculas estranhas ao organismo (não próprias; ex. microrganismos),
e também em moléculas do próprio organismo.
Tipos de Imunidade
Imunidade Inata ou Natural
Imunidade Adaptativa ou Adquirida
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(Instituto Lauro de Souza Lima – Bauru/SP)
A menor porção da molécula antigênica responsável pela interação com
anticorpo ou linfócito T denomina-se:
a) Epítopo
b) Antigenicidade
c) Imunogenicidade
d) Proteína C
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Características da Resposta Imune
Inata X Adquirida




INATA
Presente ao nascer
Não-específica
Não muda de intensidade
com a exposição
Não há memória


x


ADQUIRIDA
À partir da exposição
Específica
Aumenta a intensidade com a
exposição
Memória
Resposta Imune Inata
• Definição
Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa:
- Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.
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Resposta Imune Inata
• Definição
Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa
- Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.
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Resposta Imune Inata
• Definição
Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa
- Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.
“Proteção dependente de mecanismos
que existem antes da ocorrência de
infecção, são capazes de uma resposta
rápida e reagem essencialmente do
mesmo modo (...)” (ABBAS et. al)
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Resposta Imune Inata
• Envolve mecanismos de defesa presentes ao nascer ou que se
desenvolvem naturalmente devido à maturação do indivíduo;
• Representa a primeira linha de defesa do organismo;
• Não apresenta memória;
• Filogeneticamente mais antiga (Presente em todos
organismos multicelulares, incluindo plantas e insetos).
Imunidade Adaptativa mais aperfeiçoada
Vertebrados Mandibulados
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os
Resposta Imune Inata
• Três importantes funções:
1. Resposta inicial para prevenir infecção no hospedeiro;
2. Os mecanismos efetores da imunidade inata são sempre
usados para eliminar micróbios mesmo durante a resposta
imune adaptativa;
3. Estimula a resposta imune adaptativa e pode influenciar
sua natureza tornando-a mais efetiva contra diferentes tipos
de micróbios.
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Resposta Imune Inata
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19
Receptores Codificados na Linhagem Germinativa
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Receptores Codificados por Recombinação Gênica
1 x 103 Padrões
1 x 107 Antígenos Distintos
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Componentes da Imunidade Inata
• Funcionais o tempo todo
- Epitelios (pele, revestimentos do trato intestinal e
respiratório)
Barreiras
• Ativam-se na presença do micro- organismo
- Fagócitos e Sistema Complemento
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Componentes da Imunidade Inata
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Componentes da Imunidade Inata
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Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMP’s)
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Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMP’s)
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Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMP’s)
Receptores de Reconhecimento de Padrões
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Receptores Celulares
de
Reconhecimento de Padrão
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Receptores Celulares de Reconhecimento de Padrão
• Tipos:
- Toll Like Receptors
- Lectinas Tipo C
- Receptores Varredores (Scavenger)
- Receptores a N-Formil- Met-Leu-Phe
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Toll Like Receptors
• Macrófagos, Células Dendríticas, Neutrófilos, Células Epiteliais
Mucosas e Endoteliais;
• Já foram descritos 11 tipos;
• Reconhecem moléculas distintas expressas por micróbios, mas
não por células de mamíferos;
• Encontrados na superfície celular e em membranas
intracelulares (Reconhecimento em regiões distintas).
30
31
(CESPE/UNB)
Receptores semelhantes ao toll (TLR) são receptores de reconhecimento padrão
presentes em várias células como fagócitos, células dendríticas, endoteliais, entre
outras. No que concerne aos TLR e seus ligantes, assinale a opção correta.
a) Nos humanos, há nove tipos destes receptores, que podem ser encontrados apenas
na membrana plasmática.
b) TLR1, TLR2 e TLR6 ligam-se a lipopeptídeos, o TLR5 à flagelina e o TLR4 a
lipopolissacarídeos das bactérias. O receptor TLR3 liga-se a fitas de RNA e DNA de
fungos, mas não de vírus.
c) Os produtos endógenos (DAMPS) normalmente são liberados por células
apoptóticas.
d) Os TLR 1, 2, 5, 6 ativam fator de transcrição NF- kβ e AP-1 que levam à sintese de
citocinas inflamatórias: TNF, IL-1, IL-6, moléculas de adesão endotelial (E-selectina), e
moléculas coestimulatórias (CD80 e CD86).
e) Os TLR reconhecem diferentes estruturas de apenas alguns tipos de microorganismos, como bactérias e fungos denominados PAMPS (Padrões Moleculares
Associados a Patógenos) e produtos endógenos como DAMPS (Padrões Moleculares
Associados a Danos Celulares).
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Lectinas Tipo C
• Moléculas ligadoras de carboidrato cálcio-dependentes;
• Membrana de Macrófagos e Células Dendríticas
Exemplo:
- Receptor a Manose – Papel na Fagocitose por Macrófagos
- Dectina-1 – Resposta a Fungos **
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Receptores Varredores (Scavenger)
• Moléculas que medeiam a captação de lipoproteínas oxidadas
para dentro das células. Ex.: CD36 e CD68;
** Papel na fisiopatologia na geração de células de espuma carregadas de
colesterol na aterosclerose.
Receptores a N-Formil- Met-Leu-Phe
• Reconhecem peptídeos curtos que contêm resíduos Nformilmetionil.
Proteínas Bacterianas são iniciadas por essa sequência
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DAMPS
O sistema imune inato também reconhece moléculas endógenas
que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas.
• Substâncias DAMP (padrões moleculares associados a danos).
• Podem ser produzidas como resultados de danos celulares
provocados por infecções, como também podem indicar a
ocorrência de lesões celulares assépticas causadas por diversos
mecanismos, como toxinas químicas, queimaduras, traumas ou
redução do suprimento sanguíneo.
• Não são liberados por células mortas por apoptose.
• São produzidas por células saudáveis para aumentar a resposta
imune inata.
DAMPS
O sistema imune inato usa diversos tipos de receptores celulares,
presentes em diferentes localizações nas células, moléculas solúveis no
sangue e nas secreções de mucosas para reconhecer PAMPS e DAMPS.
Células Efetoras: Fagócitos
• Funções: identificar, ingerir e destruir micróbios;
1. Neutrófilos (PMN): população celular mais abundante no
sangue; núcleo segmentado; grânulos no citoplasma; estágio
precoce da resposta imune inata (primeiras horas);
2. Macrófagos: monócitos (sangue); residentes em locais de
entrada de patógenos; estágio tardio da resposta imune inata
(1-2 dias);
3. Células Dendríticas.
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Neutrófilos
• Mais abundantes na circulação;
• Medeiam a fase precoce da resposta inflamatória;
• Numerosas projeções e núcleo segmentado;
• Citoplasma rico em grânulos;
• Produção: 1x1011/dia (adulto);
•
Circulação: 6 horas.
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Macrófagos
• Papel central nas respostas inata e adaptativa;
• Sangue: monócitos;
• Tecidos: macrófagos;
• Células dominantes da fase tardia da RI inata (1 ou 2 dias
após infecção);
• Meia vida longa.
•
•
•
•
Células Microgliais – SNC
Células de Küpffer – Fígado
Macrófagos Alvéolares – Pulmão
Osteoclastos - Ossos
41
42
Células Dendríticas
• Conexão entre a Resposta Inata e Adaptativa –
“ APC’s Profissionais”;
• Apresentam-se
morfologicamente
com
projeções
membranosas – Auxilia na captura dos patógenos;
• Amplamente distribuídas (tecidos
mucoso e parênquima dos órgãos).
linfóides,
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epitélio
Recrutamento de Leucócitos
• Infecção – Necessita-se das células no tecido;
• Várias moléculas orquestram este processo.
Etapas
• 1) Rolamento – Mediada por selectinas
• 2) Aumento da afinidade pela superfície endotelial
• 3) Adesão estável ao endotélio – Mediada pelas Integrinas
• 4) Transmigração endotelial
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Recrutamento de Leucócitos
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Recrutamento de Leucócitos
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Recrutamento de Leucócitos
47
Recrutamento de Leucócitos
Ação das Quimiocinas
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(FIOCRUZ)
A resposta a um patógeno ou a sinais de perigo endógenos está, frequentemente,
associada a manifestações fisiológicas, coletivamente chamadas de inflamações,
que envolvem diferentes tipos celulares e mediadores solúveis. Sobre respostas
inflamatórias, assinale a afirmativa correta:
a) A dilatação e a diminuição da permeabilidade vascular levam ao aumento do fluxo
sanguíneo e ao extravasamento de fluido, gerando calor, vermelhidão e edema.
b) Citocinas e fragmentos do complemento atuam sobre o endotélio, promovendo a
adesão de leucócitos circulantes e a migração dos mesmos para o sítio de infecção,
para os quais eles são atraídos devido apenas às alterações de permeabilidade
vascular.
c) Os sinais cardinais da inflamação - dor, rubor, calor e edema são efeitos diretos do
processo de apresentação de antígenos aos linfócitos B locais.
d) As manifestações de rubor, calor e edema refletem alterações nos vasos sanguíneos
do tecido ao redor, incluindo vasoconstricção e diminuição da permeabilidade
vascular.
e) O aumento da perfusão vascular pode ter o efeito benéfico de aumentar o influxo
de células circulantes para o sítio da resposta imune e a formação de coágulo pode
limitar a disseminação de antígeno pela circulação.
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Fagocitose de Micro-organismos
50
Fagocitose de Micro-organismos
51
Fagocitose de Micro-organismos
“Processo ativo de englobamento de
partículas”. (ABBAS et. al)
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53
(CESPE/UNB)
Fagocitose é um processo ativo e dependente de energia que engloba partículas
dentro de vesículas. Assinale a opção correta acerca dos fagócitos e seus
mecanismos.
a) Os macrófagos ativados não participam do remodelamento tecidual após a
infecção.
b) Os fagócitos internalizam os micro-organismos no fagossomo; este se funde ao
lisossomo, formando o fagolisossomo. Nos fagócitos ativados, os micróbios são
destruídos pelas enzimas proteolíticas, por óxido nítrico e espécies reativas de
oxigênio dentro do fagolisossomo.
c) Os macrófagos e mastócitos expressam receptores na sua superfície que são
capazes de reconhecer e ligar aos micro-organismos, como os receptores
Scanenger, receptores de manose.
d) Os macrófagos e mastócitos são os principais fagócitos do sistema
imunológico.
e) Os fagócitos conseguem distinguir o tecido próprio do micro-organismo, por
isso não ocorre dano tecidual.
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Células NK
• Linhagem Linfóide;
• Reconhecimento de células infectadas e/ou estressadas e
células malignas;
• Provocam destruição direta destas células e secretam
citocinas inflamatórias, principalmente IFN-;
• Receptores de Ativação x Receptores de Inibição
Reconhecem MHC-I – Forma de Regulação contra ataque a células normais
55
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(CESPE/UNB)
O envelhecimento saudável e a longevidade estão relacionados à alta citotoxicidade
das células NK. Assinale a opção correta com relação aos linfócitos NK.
a) Os receptores de inibição das células NK interagem com MHC de classe I das
células próprias, inibindo a ativação destes linfócitos. Uma vez que estas células
são infectadas por vírus ou transformam-se em células tumorais, há redução na
expressão do MHC de classe I, favorecendo a ativação das células NK e a sua ação
citotóxica.
b) O número absoluto de células NK e suas citocinas diminuem com a idade.
c) As granzimas secretadas pelos linfócitos NK facilitam a entrada de perforinas na
célula que levam ao sinal de apoptose.
d) As células NK correspondem a cerca de 5% a 15% das células mononucleares
no sangue periférico e baço e são identificadas pela ausência de CD3 e pela
expressão de CD56 e CD19.
e) Os linfócitos NK são responsáveis por destruir células infectadas por vírus e
células tumorais, além de ativarem os macrófagos através da secreção de IL-5.
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(Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa/SP)
Qual das alternativas abaixo melhor caracteriza a Resposta Imunológica
Natural?
a) Produção de citocinas (TNF-alfa, TGF-beta, interleucinas e interferons)
que pode levar à inflamação, resistência a infecções, ativação de
macrófagos e proliferação de células NK.
b) Interação das células apresentadoras de antígenos com linfócitos T CD4,
ligadas a epítopos antigênicos específicos.
c) Expansão clonal, que é o mecanismo pelo qual os linfócitos sofrem
considerável proliferação logo após a exposição ao antígeno.
d) Respostas a exposições posteriores ao mesmo antígeno, mediadas por
linfócitos T de memória.
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(FIOCRUZ)
A resposta inata funciona como uma primeira linha de defesa contra diferentes tipos
de infecção. Sobre a imunidade inata, assinale a afirmativa correta:
a) Depende da expansão clonal das células que compõem o compartimento linfóide.
b) Pode ser demonstrada em seres vivos tão diversos quanto a drosófila, o
camundongo e o ser humano.
c) Envolve sistemas de fase fluida como o Sistema Complemento, assim como
populações celulares como as células NK (células que são dotadas de reconhecimento
seletivo de moléculas presentes na superfície da célula alvo).
d) Tem papel importante como moduladora do tipo de resposta específica (Th1 ou
Th2) que será observada posteriormente, decorrente da ativação linfocitária.
e) Fagócitos possuem duas funções importantes relacionadas à proteção: eles
“englobam e ingerem partículas” e apresentam maquinaria enzimática necessária para
eliminação de partículas vivas.
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Ramo Humoral da Imunidade Inata
• O Sistema do Complemento (Sistema em Cascata que pode
ser ativado por 3 vias – MAC);
• Pentraxinas (Proteínas que reconhecem estruturas
microbianas) Ex. PCR Proteína Soroamilóide (Fase aguda –
IL-6 e IL-1) ;
• Colectinas e Ficolinas (Opsoninas) Ex. MBL;
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Sistema Complemento
• É um dos principais mecanismos efetores da imunidade inata e da
imunidade humoral;
• Descoberto por Jules Bordet;
• Consiste em proteínas plasmáticas e de superfície celular inativas;
• A ativação envolve a proteólise sequencial de proteínas para gerar
enzimas com atividade proteolítica;
• A proteólise gera produtos que se ligam covalentemente à superfícies
microbianas ou à anticorpos.
Sistema Complemento
Vias de Ativação
Via Clássica
Via Alternativa
Via Comum
Via da Lectina
Legenda:
Bactéria
Anticorpo
C4b2b3b
C2a
Convertases
(enzimas),
formadas
mediante a reação
dos componentes.
Componentes solúveis
formados durante a
reação.
C5b,6,7
Primeiro
componente
do
Sistema, chamado
C1q
C4
Componentes
solúveis
que
reagindo
sequência
reação.
vão
na
da
Componentes solúveis
que vão aderindo à
membrana
bacteriana.
Poro
transmembrânico que
lisa
o
agente
infeccioso.
Via Clássica
C4a
C2a
C2
C4
C3a
C3b
C4b
C2b
C3 convertase
C3b
C3
C5 convertase
de via Clássica
C4b2b3b
Via Comum
C5a
C6
C5
C5b
C5 convertase
C6
C7
C5b,6,7
C7
Via Comum
Via Comum
C5b,6,7
C8
Via Comum
Via Comum
C9
C5b,6,7,8
MAC
Via Clássica
69
Via Alternativa
3
1
2
4
MAC
Proteínas de Via Clássica
Proteína
Função
C1
Iniciador da via clássica
C1q
Liga-se a porção Fc do Ac ligado ao Antígeno
C1r
Protease serina cliva C1s para torná-lo ativo
C1s
Protease serina (Cliva C4 e C2)
C4
C4b – liga-se à superfície microbiana onde o Ac está
ligado
C4a - anafilatoxina
C2
C2b – protease serina ativa das convertases C3 e C5
(cliva C3 e C5)
C3
C3b – ligação à superfície microbiana (opsonina) e
componente do C3 e C5 convertase
C3a- estimula inflamação (anafilatoxina)
Proteínas de Via Alternativa
Proteína
Função
C3
C3b – ligação à superfície microbiana (opsonina) e
componente do C3 e C5 convertase
C3a- estimula inflamação (anafilatoxina)
Fator B
Bb – protease serina e enzima ativa das convertases C3
e C5
Fator D
Protease serina plasmática (cliva o fator B ligado ao
C3b)
Properdina
Estabiliza as convertases C3 (C3bBb) nas superfícies
microbianas
Via da lectina
• Ativada na ausência de Ac pela ligação de polissacarídeos
microbianos à lectinas circulantes
• MBL inicia a ativação
- MBL promove a ligação nos resíduos de manose dos
polissacarídeos microbianos
Proteína
Função
C5
C5b – inicia a montagem do MAC
C5a - anafilatoxina
C6
Se liga a C5b e aceita C7
C7
Se liga a C5b,6 e se insere nas membranas lipídicas
C8
Se liga a C5b,6,7 e inicia a ligação e a polimerização de
C9
C9
Se liga a C5b,6,7,8 e polimeriza para formar os poros
na membrana
(ABBAS et. al)
Funções do Complemento
Sistema Complemento
• Deficiências genéticas na Via Clássica: C1q, C1r, C4, C2 e C3 –
Impedem depuração de IC’s
• Deficiêcnia C3 – Infecções piogênicas
• Deficiências genéticas na Via Alternativa: Properdina e Fator D
- Infecções piogênicas
• Laboratório:
- Dosagem C3
- Dosagem C4
- Dosagem CH50 e CH100
Valores aumentados: leucemia, doença de Hodgkin, sarcoma, numerosas
patologias que cursam com reações inflamatórias como resposta de fase
aguda.
Valores diminuídos: glomerulonefrites crônicas, artrite reumatóide, anemia
hemolítica, lupus eritematoso sistêmico, glomerulonefrites agudas.
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Citocinas
• Função:
- Recrutar e ativar leucócitos;
- Induzir alterações sistêmicas: aumento na síntese de células efetoras e
proteínas que potenciam a resposta antimicrobiana.
• Principais fontes: macrófagos, neutrófilos e NK.
• Ação biológica na RI inata:
- Controle de infecção viral: IFN e 
- Inflamação: TNF, IL1 e quimiocinas
- Proliferação e ativação: IL 12 e IL15
- Ativação de macrófagos: IFN-
- Produção de neutrófilos e síntese de proteína C-reativa:
IL6
78
O Papel da R.I.I na R.I.A
• São processos concomitantes;
• A ativação linfocitária é dependente de 2 sinais;
• A resposta imune adaptativa é guia_
da por sinais gerados na resposta
inata.
79
A Resposta Imune é Mediada por Células e Moléculas
Especificos para o Ag
-Com Memória-
Não específico para o Ag
- Sem Memória-
81
“Tu te tornas eternamente responsável por aquilo que
cativas.”
Saint Exupéry – O Pequeno Príncipe
BONS ESTUDOS!
ATÉ A PRÓXIMA AULA!
[email protected]
82