Mediadores químicos
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Patologia Molecular Lucas Brandão Aspectos Moleculares da Inflamação: os mediadores químicos inflamatórios Inflamação São uma série de eventos programados que permitem com que Leucócitos e outras proteínas migrem do sistema vascular para o local onde o agente lesivo está presente. Padrões de Resposta Inflamatória 1. Agudo 2. Crônico Quem comanda as vias de ativação do processo inflamatório ? MEDIADORES QUÍMICOS MEDIADORES QUÍMICOS São moléculas, proteínas ou sub-produtos celulares, que permitam com que: Aumentem o fluxo sanguíneo Aumentem a permeabilidade Realizem o extravasamento dos leucócitos da circulação Mediadores Químicos da Inflamação Conceito: São, em geral, moléculas solúveis produzidos pelo fígado ou sintetizados por células específicas do nosso organismo. Tais mediadores devem promover: • Vasodilatação, com aumento do fluxo sanguíneo • Aumento da permeabilidade vascular • Rolagem, aderência e transmigração leucocitária ! ! - Ativação endotelial e leucocitária. • Quimiotaxia e quimiocinese dos leucócitos • Ataque ao agente lesivo • Opsonisação Medeiam respostas vasculares e celulares Mediadores químicos Agem juntos ou em seqüência influenciando a evolução da resposta inflamatória. Fontes do mediadores químicos ou Mediadores plasmáticos estão geralmente presentes no plasma sob um forma percursora (inativa) da molécula. Devem passar por um processo para que sejam ativados (através de quebras enzimáticas) Precursor Enzimas Inativo Principal(is) fonte(s) Mediador Ativo Fígado Mediadores provenientes de células Presentes em grânulos: Desgranulação Nova síntese: Em resposta ao estímulo Principal(is) fonte(s) Plaqueta, neutrófilos, monócitos/ macrofágos, mastócitos. cél. endotéliais, musculares lisas, fibroblastos. algumas características dos mediadores Mediadores químicos podem ser: 1. Ligantes de receptores celulares 2. Enzimas 3. Mediadores de lesões oxidativas CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • Ativação celular • Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • Ativação celular • Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • Ativação celular • Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • outro mediador • Inibidor Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • outro mediador • Inibidor Receptor para mediador químico mediador químico Inibição X Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • outro mediador • Inibidor Receptor para mediador químico X Inibição Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • outro mediador • Amplificador Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor Cascata de ativação CÉLULA • outro mediador • Amplificador Receptor para mediador químico Aumenta o efeito mediador químico Ligante de Receptor Os mediadores após sua ativação apresentam uma vida curta: Rápida decomposição; Rápida remoção; Rápida inativação (enzimática); Rápida inibição. A ação dos mediadores químicos da inflamação é sensivelmente regulada. Classe dos Mediadores 1) Aminas vasoativas 2) Porteasse Plasmáticas 3) Fator ativador plaquetário (FAP) • Vasodilatação, com aumento do fluxo sanguíneo • Aumento da permeabilidade vascular 4) Metabólitos do ácido araquidônico (A.A.) 5) Citocinas 6) Óxido Nítrico 7) Produtos do O2 8) Neuropeptídeos 9) Lisossomos • Rolagem, aderência e transmigração leucocitária ! ! - Ativação endotelial e leucocitária. • Quimiotaxia e quimiocinese dos leucócitos • Ataque ao agente lesivo • Opsonisação Produção/liberação dos mediadores químicos do processo inflamatório. Podem atuar em momentos distintos com funções diferentes, complementares ou sinérgica 1. Aminas vasoativas Principais Aminas vasoativas Histamina Serotoninta Ambas estão pré-formadas e estocadas em grânulos intracelulares Histamina Fonte principal são os mastóticos Mastócitos estão presentes primordialmente nos tecidos conjuntivos adjacentes aos vasos sanguíneos. Outras fontes: Basófilos Plaquetas Neurônios histaminérgicos Linfócitos Estímulo para produção: Lesão física - traumatismo, frio, calor; Estimulação por anti-corpos direta aos mastócitos Sistema complemento - através das anafilatoxinas (C3a e C5a) Proteínas de liberação da histamina derivada dos leucócitos Neuropeptídios Citocinas (IL-1, IL-8) Função Dilatação das arteríolas e aumento da permeabilidade vascular nas vênulas/ Mediador de fase imediata e atuam sob o receptor HR Histamina foi descoberta em 1910, por Dale e Laidlaw, sendo categorizada sua função apenas em 1932 como mediadora da reação anafilática. Amina biogênica Sintetizada a partir da histidina Enzima L-histidina decarboxilase (HDC2) Efeito mediado por sua ligação com quatro tipos diferentes de receptores de histamina (HR) - HR1, HR2, HR3, HR4. Todos são receptores acoplados à proteína G. Quando ativado estimula as vias sinalizadoras para a formação de: inositol-1,4,5-trifosfato (InsP3) Diacilglicerol (DAG) Levando ao aumento do cálcio intracelular. Fosfolipase D e A Fator de transcrição NF-kB principal função da histamina Função Dilatação das arteríolas e aumento da permeabilidade vascular nas vênulas/ Mediador de fase imediata e atuam sob o receptor HR PRINCIPAIS EFEITOS Edema Contração da musculatura lisa Aumento da frequência cardíaca Arritmias cardíacas 2. Proteases plasmáticas Proteases Plasmáticas Sistema Complemento SISTEMA COMPLEMENTO !Composto de aproximadamente 30 proteínas instáveis, sensíveis ao aquecimento e estão presentes no soro na forma inativa !Início de síntese no primeiro trimestre da vida fetal !Produzidas no fígado e por macrófagos !Há 3 maneiras para ocorrer ativação: – Via Clássica - depende de Ac – Via Alternativa – Via Lectina SISTEMA COMPLEMENTO SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA IgM IgG SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA Ordem de ativacao: C1q – C1r – C1s Cascata de Ativação C1 quebrando c4 em c4b C4b se liga a C2 e se transforma em C4b2a !C3 convertase COMPLEXO DE ATAQUE À MEMBRANA (MAC) EFEITOS MEDIADORES QUÍMICOS DA INFLAMAÇÃO Como os fatores do complemento afetam a inflamação: • Fenômenos vasculares: C3a e C5a (anafilotoxinas) • Adesão, quimiotaxia e ativação leucocitária: C5a • quimiotaxia para os neutrófilos, basófilos, monócitos, eosinófilos • Fagocitose: C3b e C3bi são opsoninas OPSONISAÇÃO Coagulação e Inflamação Sistema de coagulação Culmina na produção de trombina e fibrina Outros componentes importantes Fator Xa e XIa Formação da Trombina e fibrina Efeitos Trombina Aderência leucocitária proliferação de fibroplastos Fator XIa Aumento da permeabilidade vascular Fator Xa Aumento da permeabilidade vascular Exudação leucocitária Efeitos Fibrinopeptídios permeabilidade vascular quimitático para leucócitos 3. Fator ativador plaquetário FAP Derivado de fosfolipídios acetil-gliceril-éter-fosforilcolina (AGEPC) São produzidos por: Mastócitos/basófilos, neutrófilos, monócitos/ macrofágos, endotélio e plaquetas Efeito Agregação plaquetária Aumento da permeabilidade vascular Aderência leucocitária Quimiotaxia de leucócitos Vasoconstrição e Brococonstrição Realiza seu efeitos por meio de um receptor acoplado a proteína G 4. Metabólitos do ácido araquidônico CÉLULA Receptor para o ligante ligante Membrana Plasmática CÉLULA Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Ativação celular CÉLULA Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Ativação celular CÉLULA Remodelagem da M.P. Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Ativação celular CÉLULA Mediadores Lipídicos bioativos produção Remodelagem da M.P. Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Ativação celular CÉLULA Mediadores Lipídicos bioativos Remodelagem da M.P. Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Ativação celular CÉLULA Remodelagem da M.P. Membrana Plasmática Receptor para o ligante ligante Mediadores Lipídicos bioativos Metabólitos do Ácido Araquidônico Ácido Araquidônico AA é um ácido graxo poliinsaturado de 20 carbonos Não são encontrados livres nas células Fazem parte dos fosfolipídios da membrana Liberado pelos fosfolipídeos de membrana pela fosfolipase A2 A fosfolipase A2 é ativada por estímulos físicos, químicos ou por outros mediadores químicos Os principais metabólitos do AA são os eicosanóides • Metabólitos do ácido araquidônico Fosfolipídeos da membrana celular Fosfolipases ÁC. ARAQUIDÔNICO lipoxigenases Leucotrieno Lipoxina ciclooxigenase Prostaglandina Prostaglandinas: Mediadores produzidos em quase todos os tecidos do corpo em quantidades muito pequenas. Agem localmente nos tecidos com metabolização rápida. Não circulam no sangue em concentrações significativas. Regulam o processo inflamatório, a temperatura corporal, a analgesia, a agregação plaquetária e inúmeros outros processos. Ativam o sistema imunológico iniciando o processo de defesa (inflamação). Ácido Araquidônico COX-1 COX-2 fisiológico estímulos inflamatórios Prostaglandinas COX-2 Inibição específica Prostaglandinas Citoproteção GI Inflamação Agregação plaquetária Dor Função renal Febre Efeitos na inflamação Metabólito do AA Efeito Tromboxano Vasoconstrição, agregador plaquetário Prostaglandina Vasodilatação, inibidor de agregação plaquetária Leucotrienos Aumento da permeabilidade vascular e vasoconstrição. Quimiotaxia e aderência leucocitária Lipoxinas Quimiotaxia e aderência leucocitária Exercem seu papel localmente. 5. Citocinas Conceito e PROPRIEDADE São proteínas secretadas por células, primordialmente do SI, que realizam inúmeras funções imunoreguladoras. CONCEITO FUNÇÃO Citocinas Proliferação Inibição Síntese Ativação SÍNTESE São produzidas por diferentes tipos celulares e atuam também sobre vários tipos celulares durante o processo inflamatório e resposta imunes. COMO AS CITOCINAS ATUAM? Iniciam sua ação através da ligação a receptores específicos na superfície da célula-alvo; A expressão dos receptores das citocinas podem ser regulados por sinais externos ou pelas próprias citocinas; As ações podem ser locais e sistêmicas !autócrina, parácrina e endócrina" Autócrina: atuam sobre a mesma células que a produziu; efeito local Parácrina: atuam sobre outras células próximas; efeito local Endócrina: atuam sobre outras células distantes via sanguínea com efeito sistêmico Pleotrópicas Redundantes CITOCINAS Sinérgicas Antagônicas ! São pleotrópicas (age em diferentes tipos de células) ! São redundantes (diferentes citocinas podem mediar a mesma ação celular - várias citocinas: mesmo efeito); ! São sinérgicas (atuam em conjunto com outras citocinas) ! São antagônicas (uma citocina pode inibir o efeito de outra citocina CLASSIFICAÇÃO DAS CITOCINAS DE ACORDO COM A FUNÇÃO: 1. Citocinas que regulam a função dos linfócitos (IL-2 e IL-4; IL-10 e TGF-b) 2. Mediadores da resposta imune inata (inflamação, quimiotaxia, ativação de macrófagos, células NK).Produzidos principalmente pelos fagócitos. 3. Citocinas que ativam células inflamatórias (IFN-y, FNT-a, FNT-b, IL-5, IL-10, IL-12) 4. As citocinas chamadas de quimiocinas que tem capacidade de dar atrair e dar movimento a linfócitos 5 .Estimuladoras do crescimento dos precursores hematopoiéticos. Produzidas por células estromais da medula óssea e leucócitos. Tipos Interleucina-1 (IL-1) ! Função: Mediador da resposta inflamatória do hospedeiro às infecções e a outros estímulos inflamatórios (semelhante ao TNF); ! Fonte: Monócitos; Interleucina-1 (IL-1) ! Ações Biológicas: – Baixa concentração: mediador da inflamação local; – Alta concentração: Febre, síntese de proteínas no fígado e devastação metabólica. – Não lisa a célula e não causa choque séptico; – Fagócitos: Inibidor da IL-1 (regulador da IL-1). 6. Óxido n í t ri c o , constituintes lisossômicos e radicais livres derivados o oxigênio Óxido Nítrico (NO) É um gás solúvel com tempo de meia vida muito curto. Produzido por células endotéliais, macrófagos e neurônios a partir da L#arginina, oxigênio, NADPH e outros co#fatores pela enzima óxido nítrico sintase !NOS". Mediador pleotrópico e com ação paracrína !tempo de vida curto" Influxo de cálcio pode ativar rapidamente a eNOS e nNOS, ou seja rápida produção de NO. iNOS é induzido por meio de citocinas Funções Promove vasodilatação !potente" Inibe agregação e aderência plaquetárias Inibir a ação dos mastócitos Pode inibir o processo de rolamento e aderência leucocitária. Propriedades antimicrobianas Constituintes Lissosômicos Presentes em grânulos intracelulares Neutrófilos, monócitos Grânulos Específicos !secundários" lisozima, colagenase, gelatinase, lactoferrina, ativador de plasminogênio, histaminase e fosfatase alcalina. Grânulos azurófilos !primários e potencialmente mais destrutivos" mieloperoxidase, lisozimas, defensinas, hidrolases ácidas, protease neutras !elastase, catepsina G ..." A liberação do conteúdo granular pode ser durante o processo de fagocitose ou morte celular. Radicas Livres derivados de Oxigênio Ânio superóxido !O2#" Peróxido de Hidrogênio !H2O2" Radical Hidroxila !OH#" Quando liberados em baixa concentraçã0: Podem aumentar a expressão de quimiocinas, citocinas e moléculas de aderência endotélial Quando liberados em alta concentraçã0: Lesão tecidual do endotélio # aumento da permeabilidade vascular
