Rinite e asma - Luzimar Teixeira
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Mediadores da inflamação Amanda Fernandes, Ana von Hafe Pérez, Bárbara Guimarães, Eurico Basto Mediadores de inflamação Substâncias endógenas ou exógenas que são libertadas durante a inflamação Uma vez activadas desencadeiam, mantêm e ampliam diversos processos envolvidos na resposta inflamatória. Inflamação • Mecanismo de defesa essencial • Importante processo patológico • Resposta fisiológica protectora que ocorre nos tecidos vascularizados na sequência de uma lesão tecidular • Agentes físicos, químicos ou microrganismos Inflamação Dilatação Destruição Iniciação da reparação Forma aguda e crónica Fase vascular e celular da inflamação Pequena vasoconstrição seguida de vasodilatação Rubor e calor Aumenta a permeabilidade nos espaços entre as células endoteliais Aumenta a pressão osmótica intersticial que contribui para o edema (água e iões) Fase vascular e celular da inflamação Exsudação do plasma para o espaço extravascular. No endotélio ocorre marginação, rolamento, adesão dos leucócitos Estes processos ocorrem por acção das moléculas de adesão (selectinas E, P, L, imunoglobulinas, integrinas e glicoproteínas) presentes no leucócito e no endotélio que são complementares Transmigração através do endotélio (diapedese) Leucócitos atravessam a membrana basal e passam para o espaço extravascular Os leucócitos deixam o sangue e migram para os locais de infecção por um processo mediado por interacções adesivas que são reguladas por citoquinas e quimioquinas derivadas de macrófagos Células intervenientes Macrófagos – Circulam como monócitos e chegam ao local de lesão (entre 24 - 48 horas) e transformam-se em macrófagos – São activados os linfócitos T dando origem a citoquinas, endoquinas e outros produtos da inflamação Fagocitose A fagocitose e a libertação de enzimas pelos neutrófilos e macrófagos são responsáveis pela eliminação de agentes nocivos Uma vez no local da lesão os neutrófilos e macrófagos – Reconhecem e ligam-se aos agentes – Captura (formação do vacúolo fagocitário) – Morte ou degradação do material ingerido Quimiotaxia Leucócitos seguem gradiente químico até ao local de lesão - Produtos solúveis bacterianos - Componentes do sistema Complemento (C5a) - Citoquinas - LTB4 (metabolito do ácido araquidónico) ! Agentes quimiotáticos ligam receptores da superfície induzindo a mobilização do cálcio e o agrupamento de elementos citoesqueléticos contrácteis. Mediadores da inflamação • Aminas Vasoactivas • Neuropeptídeos • Proteases Plasmáticas • Metabolitos do Ácido Araquidónico • Factores de Activação das Plaquetas • Citoquinas • Monóxido de Azoto • Radicais Livres • Constituintes Lisossómicos Mediadores da inflamação Exógenos: peptídeos Endógenos: sistema de coagulação Plasmáticos sistema fibrinolítico sistema do complemento sistema das cininas histamina pré-formados serotonina proteases prostaglandinas Celulares lipídos leucotrienos sintetizados de novo PAF proteínas:citoquinas ! Aspectos Gerais Actividade dos Mediadores da Inflamação • A maioria dos mediadores da inflamação induzem os seus efeitos ligando-se a receptores específicos existentes nas células-alvo ! • Contudo, alguns mediadores têm uma actividade directa (enzimática ou tóxica) Regulação dos Mediadores da Inflamação • Altamente regulados • Depois de libertados pela célula, rapidamente degeneram ou são inactivados por enzimas e eliminados ou inibidos • A acção de um mediador pode estimular as células-alvo a libertar outro mediador. Esta segunda resposta pode transmitir os mesmos efeitos da primeira, ampliando-o ou efeitos contrários à primeira, regulando-o Aminas Vasoactivas Histamina Vasodilatação Libertada pelos mastócitos, basófilos e plaquetas em resposta a trauma, calor, ou agentes exógenos reacções imuno (IgE-mastócitos), anafilatoxinas, citoquinas (IL-1, IL-8) É largamente distribuída nos tecidos, particularmente nos mastócitos existentes no tecido conjuntivo adjacente aos vasos sanguíneos, basófilos e plaquetas É em grande parte armazenada em grânulos existentes nos mastócitos e pode ser libertada como resposta a vários estímulos: ‣ Reacções imunes que envolvam a ligação de antigénios aos receptores dos mastócitos Traumatismos Pouco depois da sua libertação, é inactivada pela histamínase ‣ Principais efeitos • Causa dilatação arteriolar • Principal mediador da fase de aumento de permeabilidade vascular, induzindo uma contracção endotelial e aumentando espaços interendoteliais • A histamina exerce os seus efeitos fisiológicos através da interacção com 3 diferentes tipos de receptores da célula-alvo, designados H1, H2 e H3 - H1: contracção da musculatura lisa dos brônquios, intestino e útero, e aumento da permeabilidade dos capilares venosos. (drogas anti-histamínicas bloqueiam estes receptores) - H2: aumenta a secreção de ácido gástrico e de muco nas vias aéreas - H3: afecta principalmente a síntese de histamina e sua libertação Aminas vasoactivas Serotonina - 5-hidroxitriptamina Efeitos de vasodilatação similares aos da Histamina É encontrado sobretudo nos grânulos densos das plaquetas (conjuntamente com a histamina, a adenosina difosfato e cálcio) É libertado no momento da agregação das plaquetas sendo um importante regulador da função plaquetária Outros papéis fisiológicos Neurotransmissor no SNC (humor, apetite, regulação da temperatura, percepção da dor, regulação da pressão arterial, reflexo do vómito, ciclos de sono) Definitavamente envolvido na fisiopatologia de várias doenças: depressão, ansiedade, enxaqueca, síndrome do intestino irritável Neuropeptídeos • Tal como as aminas vasoactivas, iniciam respostas inflamatórias • São pequenas proteínas (exemplo: substância P) que transmitem sinais de dor, regulam o calibre dos vasos e promovem a permeabilidade vascular Substância P • Neurotransmissor presente no sistema nervoso central e no tracto gastrointestinal, onde pode agir sobre o sistema nervoso entérico • Potente vasodilatador sobre o músculo liso arteriolar • Estimula a contracção do músculo liso venoso, intestinal e brônquico • Provoca secreção nas glândulas salivares, diurese e vários efeitos no sistema nervoso central e periférico • Pode actuar indirectamente, estimulando mastócitos a libertar outros mediadores como as prostaglandinas ou leucotrienos Proteases Plasmáticas • Há 4 factores derivados do plasma que se interrelacionam para mediar muitos dos efeitos da inflamação Cascata das Cininas Sistema de Coagulação Sistema Complemento Sistema Fibrinolítico • Os mediadores derivados destes sistemas circulam no plasma na forma de percursores inactivos que adquirem as suas propriedades biológicas após clivagem proteolítica Cascata das Cininas • Esta cascata leva à formação de Bradicinina. • Este mediador impõe efeitos semelhantes ao da histamina: Vasodilatação Aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos Dilatação arteriolar Contracção do musculo liso bronquial Sistema de Coagulação • O factor Xa causa um aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos e migração dos leucócitos, ao mesmo tempo que promove a formação de trombina a partir de protrombina • A trombina promove a adesão dos leucócitos ao endotélio e a formação de fibrina a partir do fibrinogénio • Os fibrinopeptídeos igualmente resultantes do fibrinogénio têm uma actividade quimiotáctica aos leucócitos Sistema Fibrinolítico • Os produtos resultantes da clivagem da fibrina têm importância na inflamação: • Aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos • Actua sobre o sistema complemento, activando as suas partículas, o que resulta em vasodilatação Sistema Complemento • A sua função na imunidade é gerar MAC (membrane attack complex) que actua sobre as membranas de micróbios, que são destruídos por choque osmótico • Contudo, na inflamação, alguns dos intervenientes de formação do MAC são importantes na resposta inflamatória, pois provocam um aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos ou possuem actividade quimiotáctica Efeitos biológicos da activação do complemento Lise celular ! O MAC consiste num canal transmembranar com o centro hidrofílico que deixa passar água e moléculas de baixo peso molecular. A célula não é capaz de manter o seu equilíbrio osmótico e por isso rebenta. Activação de leucócitos, adesão e quimiotaxia (movimento orientado das células e partículas ao longo de um gradiente químico) A libertação de C5a induz a migração de neutrófilos e células fagocíticas mononucleares na direcção do local onde ocorre a resposta inflamatória. Sistema complemento ! Fagocitose C3b ligado à membrana de micróbios provoca um aumento da taxa de fagocitose em neutrófilos e macófagos Efeitos a nível vascular ! C3a e C5a (anafilatoxinas) aumentam a permeabilidade dos vasos sanguíneos e vasodilatação ao induzirem os mastócitos a libertarem histamina. ! C5a activa o metabolismo do ácido araquidónico, fazendo com que haja uma maior libertação de mediadores da inflamação. Colagénio Factor XII Membrana Basal Cofactor: HMWK high-molecular-weight kininogen Plaquetas Activas Plasmina cascata das cininas Kallikrein Factor XIIa Prekallikrein HMWK Bradicinina XIa Xa X Fibrina Plasmina sistema complemento C3 XI Protrombina sistema fibrinolítico Plasminogénio cascata da coagulação Fibrinogénio Fibrinopeptídeos C3a Componentes do Complemento Activos Trombina Produtos de degradação da Fibrina Metabolitos do Ácido Araquidónico (AA) • Ácido gordo poliinsaturado abundante na maioria dos tecidos do organismo • Antes de ser metabilizado, o ácido araquidónico tem de ser libertados dos fosfolípidos por fosfolípases Ác. Araquidónico 5-lipoxigenase 5-HPETE Lipoxina A4 12-lipoxigenase Lipoxina B4 Fosfolípidos PGE2 fosfolípases vasodilatador Ác. Araquidónico COX PGG2 PGF2 peroxídase PGH2 Tromboxano A2 vasoconstricção agregação de plaquetas PGD2 Prostaciclina (PGI2) vasodilatador inibidor da agregação de plaquetas Ác. Araquidónico LCT4 sintase 5-lipoxigenase Leucotrieno C4 (LTC4) 5-HPETE Leucotrieno A4 (LTA4) epoxide hidrolase Leucotrieno D4 (LTD4) Leucotrieno B4 (LTB4) 5-HETE Quimiotaxia γ-glutamil transpeptidase Quimiotaxia Agregação de neutrófilos dipeptidase Leucotrieno E4 (LTE4) Vasoconstricção Broncospasmo Aumento da permeabilidade vascular Factor de Activação das Plaquetas (PAF) • • • • •! •! •! •! •! Estimula a agregação plaquetária Activação e desgranulação de neutrófilos e eosinófilos ! Activação do sistema complemento Estimula a síntese de prostaglandinas e leucotrienos Estimula produção de colagenases e outras proteinases que degradam a matriz extracelular, promovendo a destruição da cartilagem nas artrites inflamatórias É um potente quimiotático de eosinófilos Quando injectado na pele, causa rubor e infiltração leucocitária; Quando inalado, causa broncoconstrição aguda, infiltração de eosinófilos, e um estado de hiperreatividade brônquica não específica Quando injectado intravenosamente, pode causar uma ampla activação de neutrófilos, plaquetas e basófilos, assim como uma profunda hipotensão. Como é que as células imunitárias comunicam? MEDIADORES Infecção Fagocitose INFLAMAÇÃO Afectam as células endoteliais e resultam na acumulação de flúido, plasma, proteínas e leucócitos. Activação e maturação de linfócitos e outros granulócitos. CITOQUINAS E QUIMIOCINAS Colecção diversificada de proteínas solúveis que afectam o comportamento de outras células. As concentrações de citoquinas e quimiocinas afectam a resposta inflamatória. Tipos de Função de Citoquinas Propriedades das Citoquinas Quimiocinas •! Possuem um peso molecular ainda mais baixo que as citoquinas e a sua actividade quimiotáctica dirige-se a monócitos e neutrófilos. –! São multifuncionais, regulando também a adesão, desgranulação, angiogénese, hematopoiese das células do SI e génese dos orgãos linfóides. –! Não possuem efeito na proliferação celular •! Estão implicadas em determinadas doenças inflamatórias e autoimunes Pró-inflamatórias Atraem os leucócitos aos locais de inflamação e são segregados por macrófagos em resposta a um estímulo. Homeostáticas Efeitos primários no desenvolvimento e manutenção tecidular, não na defesa. Interleucinas • Grupo de citoquinas expressas pelos leucócitos • O funcionamento do sistema imunitário depende em grande parte das interleucinas • Foram descritas algumas doenças raras das interleucinas, todas elas revelando doenças autoimunes ou deficiências imunológicas graves Interleucina–1 e FNTα •! São citoquinas estruturalmente diferentes, com diferentes receptores, no entanto possuem um espectro de efeitos semelhantes – overlapping •! Promovem crescimento e diferenciação dos linfócitos B •! Activam neutrófilos e macrófagos •! Estimulam a hematopoiese •! Induzem a expressão de outras citoquinas •! Induzem a proliferação de mediadores inflamatórios (citoquinas pró-inflamatórias) •! Induzem a apresentação do antigénio aos linfócitos Th Iniciadoras da imunidade celular e humoral FNTα • Importante citoquina envolvida na inflamação sistémica • Faz parte de um grupo de citoquinas que estimulam as reacções da fase aguda • 185 aminoácidos • Existem isoformas maiores ou mais curtas • Está ligado ao cromossoma 7p21 Fisiologia do FNTα • Libertado pelos leucócitos, endotélio ou outros tecidos no decurso da lesão (infecção) • A sua libertação é estimulada por outros mediadores : IL-1 e endotoxina bacteriana • Actua geralmente associado a interleucina 1 e 6 Fisiologia do FNTα Hipotálamo • Estimula a libertação de CRH • Suprime o apetite • Febre Fígado • Estimula a resposta à fase aguda levando ao aumento da proteína C reactiva e um vasto número de outros mediadores Músculo esquelético e fígado • Aumenta a resistência à insulina Farmacologia do FNTα • Inibição do FNTα - Anticorpo monoclonal - Receptor circulatório como infliximab, etanercept ou adalimumab Inflamação aguda • Resposta rápida a um agente nocivo encarregada de levar mediadores da defesa do organismo ao local da lesão • Alteração no calibre vascular que leva a um aumento no fluxo sanguíneo • Alterações estruturais que permitem que as proteínas plasmáticas e leucócitos deixem a circulação • Saída de leucócitos da microcirculação e sua acumulação no foco da lesão onde ocorre a sua activação para eliminar o agente nocivo Estímulos para a inflamação aguda • Infecções (bacterianas, víricas, parasitárias) e toxinas microbianas • Agentes físicos e químicos (lesão térmica, radiação, algumas substâncias ambientais) • Reacções imunológicas (reacções de hipersensibilidade) • Trauma • Necrose tecidular Resultados da inflamação aguda • Resolução completa - todas as reacções inflamatórias, uma vez neutralizado e eliminado o estímulo nocivo, devem terminar com a restauração da normalidade no local da inflamação aguda • Cicatrização pela substitução de tecido conjuntivo (fibrose) - ocorre após uma destruição tecidular considerável, quando a lesão inflamatória envolve tecidos incapazes de se regenerarem, ou quando existe um abundante exsudado de fibrina Resultados da inflamação aguda • Progressão da resposta tecidular a inflamação crónica - ocorre quando não há uma resolução da resposta inflamatória aguda devido à persistência do agente nocivo ou alguma interferência com o processo normal de cicatrização. Efeitos sistémicos Febre – Uma das reacções da fase aguda, mediadas por citoquinas, mais facilmente reconhecível (IL-1, IL-6, FNT) Degradação de proteínas no músculo esquelético Anorexia Leucocitose – Aumento dos glóbulos brancos Hipotensão • Padrões morfológicos da inflamação aguda Serosa Extravasamento exagerado de um fluido diluído que, dependendo do tamanho da lesão, é derivado do plasma ou da secreção das células mesoteliais (efusão) Fibrinosa Devido à maior permeabilidade vascular que ocorre nas lesões mais graves, moléculas maiores, como o fibrinogénio, passam a barreira vascular formando a fibrina, que se deposita no espaço extravascular Supurativa ou purulenta Caracterizada pela produção de grandes quantidades de pús ou de exsudado purulento (neutrófilos, células necróticas) Inflamação crónica • Maior duração que a aguda • Normalmente segue-se a esta ou pode caracterizar a inflamação desde o início • Presença de macrófagos, linfócitos e células plasmáticas • Proliferação de fibroblastos Inflamação crónica • Mycobacterium tuberculosis • Alguns vírus • Agentes físicos com baixo grau de toxicidade como na silicose • Reacções auto-imunes Inflamação crónica Destruição tecidular por células inflamatórias Reparação com fibrose e angiogénese Quando a fase aguda não pode ser resolvida – Lesão persistente ou infecção (úlcera, TB) – Exposição prolongada a um agente tóxico (sílica) – Doenças auto-imunes (AR, LES) Artrite reumatóide • Inflamação crónica • Doença auto-imune • Ataque do sistema imunitário às articulações Critérios do American College of Rheumatology • Artrite nas articulações das mãos • Artrite simétrica • Nódulos subcutâneos em locais específicos • Factor reumatóide (FR) acima do percentil 95 • Alterações radiológicas que sugiram erosão das articulações • Rigidez matinal • Edema, artrite dos tecidos moles Patogénese da AR • A resposta imunológica está centrada no líquido sinovial • Uma das respostas primárias na AR é a génese de novos vasos • Sem a formação de novos vasos não havia base onde a inflamação pudesse aumentar • Este evento é acompanhado pela transudação de fluido e transmigração de linfócitos e leucócitos Patogénese da AR • AR - doença dependente da angiogénese • A formação capilar é estabilizada e/ou induzida por citoquinas produzidas por células sinoviais em resposta à acção do FNTα Mediadores na AR • Heparin-binding growth factor (HBGF) • Macrophage angiogenic factor • Vascular endothelial growth factor • Prostaglandinas E1 E2 • Interleucinas Epidemiologia • Incidência 3/10.000 • Prevalência 1% • Prevalência mais alta - Nativos americanos • Prevalência mais baixa - Raça negra (Caraíbas) Mortalidade - A esperança de vida em doentes com AR está diminuida em 5 a 10 anos Bibliografia • www.wikipedia.com • KUMAR, Vinay, COTRAN, Ramzi e ROBBINS, Stanley (2003) Basic Pathology, 7ª ediçao, Saunders • www.pubmed.com
