“A inflamação é uma reação dos tecidos a um agente agressor caracterizada morfologicamente pela saída de líquidos e células do sangue para o interstício” (Brasileiro Filho, 2011). O processo inflamatório pode ser iniciado por diversos agentes inflamatórios (i.e., agressões físicas, químicas ou biológicas), havendo inicialmente a produção de moléculas sinalizadoras de agressão (Alarminas, também chamadas DAMPs (Damage-associated Molecular Patterns)) que por sua vez induzem a liberação de uma ampla gama de mediadores químicos. A inflamação é fundamentalmente uma reposta de caráter protetor cujo objetivo final é livrar o organismo da causa inicial da lesão celular (i.e., agentes físicos, químicos ou biológicos) e das consequências da mesma (i.e., restos ou debris celulares). É importante ressaltar que o processo inflamatório culmina no reparo tecidual. O processo inflamatório envolve ações integradas das células, matriz extracelular e mensageiros químicos e visa restaurar a integridade do tecido o mais rápido possível. Este processo é caracterizado por uma série de eventos que se interpõe: irritação (que leva a liberação de alarminas); modificações vasculares locais; exsudação plasmática e celular; lesões degenerativas e necróticas; eventos resolutivos do processo; fenômenos reparativos (cicatrização e/ou regeneração dos tecidos lesados) Clinicamente o processo inflamatório é marcado pela presença dos chamados sinais cardinais: Calor; rubor; tumor (edema); dor; perda da função. Fenômenos irritativos Presença de PAMPs (Pathogen-associated molecular patterns) em caso de agentes biológicos (e.g., microorgaismos patogênicos). Presença de DAMPs (Damage-associated Molecular Patterns) em caso de agentes físcos ou químicos (e.g., extravazamento de moléculas intracelulares como purinas, proteínas de choque térmico, uratos, fosfatos etc). Estas moléculas sinalizadoras de agressão determinam a síntese de mediadores pró e antiinflamatórios e desta forma podem modular a resposta de todo o processo. Fenômenos irritativos A produção dos diferentes moléculas sinalizadoras de agressão depende do agente agressor: Agentes térmicos ou mecânicos induzem a secreção de histamina pelos mastócitos e de susbtância P e CGRP (Calcitonin Gene related peptide) pelas terminações nervosas livres. Se houver hemorragia, soma-se a ação de mediadores formados durante o processo de hemostasia, como fragmentos de fibrina e plasmina que por sua vez estimulam a síntese de cininas biogênicas e componentes do sistema complemento. A morte celular imediata (i.e., causa pelo agente agressor) ou subsequente ao evento iniciado leva à liberação de elementos intracelulares (purinas, uratos, fosfatos, HMGB1 (High-mobility group protein B1), Proteínas de choque térmico etc) e exposição destes elementos a receptores nas células epiteliais dos vasos sanguíneos e nas células mesenquimais do tecido agredido. As células endoteliais e células mesenquimais do tecido agredido respondem imediatamente com a produção de citocinas (e.g., TNF-α, IL-1, IL-18) que por sua vez ativam as células endoteliais para que ocorra o recrutamento de leucócitos, culminando na formação do exsudato celular. Fenômenos vasculares Compreendem as modificações hemodinâmicas da microcirculação comandada pelos mediadores químicos secretados durante os fenômenos irritativos. Vasodilatação local, geralmente iniciada pela ação da histamina e Substância P e mantida posteriormente por prostaglandinas, leucotrienos e fatores de ativação plaquetária (PAF), bradicinina, complemento, óxido nítrico. Acarreta aumento do fluxo sanguíneo local, gerando hiperemia local. Juntamente com o aumento do fluxo sanguíneo há aumento da permeabilidade vascular com consequente formação do exsudato. O rubor e o calor local estão associados a estes fenômenos vasculares. Fenômenos exsudativos Didaticamente dividida em exsudação plasmática e exsudação celular. Exsudato plasmático: Ocorre extravazamento de proteínas plasmáticas devido ao aumento da permeabilidade vascular. As proteínas plasmáticas exsudadas aumentam a pressão oncótica do interstício, que somada ao aumento da sínese de ácido hialurônico pelas células mesenquimais conduzem ao acúmulo de líquido intersticial. O acúmulo de líquido intersticial comprime os capilares linfático, reduzindo sua capacidade de drenar o líquido intersticial, como consequência ocorre a formação do edema inflamatório (tumefação). A exsudação plasmática representa um componente importante do processo de defesa do organismo pois: (1) possibilita a saída de anticorpos e de complemento (e.g., C3b) que tem ação inibidora, lítica e opsonizadora sobre microorganismos ; (2) o fibrinogênio exsudado polimeriza-se e forma um suporte sólido de fibrina que favorece a migração dos leucócitos. Fenômenos exsudativos Exsudato celular: Evento onde ocorre a migração de leucócitos da corrente sanguínea para o interstício. As células endoteliais circunjacente à área agredida deslocam proteínas de adesão a leucócitos (e.g., selectinas) para a membrana luminal induzida pela ação de diversos mediadores químicos como o TNF-α e IL-1. A ligação entre glicoproteínas da membrana leucocitária e glicoproteínas da membrana luminal do endotélio permite que os leucócitos sejam aderidos ao endotélio vascular e iniciem o processo de rolamento. Até este ponto a adesão é frouxa e instável. TNF-α e IL-1 induzem também a transcrição de genes e síntese de outras moléculas de adesão celular (Cell Adhesion Molecules - CAMs), as quais também são expostas na superfície endotelial e ativam os leucócitos já em rolamento. A ativação leucocitária se traduz em eventos como: (1) mudança na arquitetura das integrinas, aumentando sua capacidade de adesão a CAMs; (2) reposicionamento das integrinas para o lado em contato com o endotélio; (3) reorientação do citoesqueleto do leucócitos, emitindo pseudópodos em direção à parede celular até que ocorra a diapedese. Criação de um gradiente de concentração de agentes quimiotáticos O fator de transcrição NFkB também induz a expressão de genes de moléculas da superfamília das imunoglobulinas e de outras moléculas pró-inflamatórias, como o TNF-α, IL1, CSF-GM e iNOS. Fenômenos exsudativos Na fase inicial (i.e., primeiras 24h) da maioria das inflamações, as células encontradas em maior número são polimorfonucleares neutrófilos (PMN), por serem mais abundantes no sangue. Os PMN exsudados, e por esta razão ativos, secretam quimiocinas que atrem monócitos, culminando assim na grande presença de monócitos inflamatórios nas primeiras 48h de inflamação. Os PMN e os monócitos tem vida muito curta, mas sua vida média aumenta na presença de citocinas, especialmente CSF-M e CSF-GM, que ativam vias antiapoptóticas. Fenômenos Alterativos (Degenerações e necrose) Degenerações e necrose tecidual podem ser produzidos por ação direta (e.g., agentes químicos) ou indireta do agente inflamatório e podem aparecer no início ou durante o curso do processo. No decorrer do processo inflamatório pode ocorrer microtromboses na microcirculação, além de destruição de células do estroma e do parênquima tecidual por ação das células exsudadas. Voltando aos sinais cardinais!!! Faltou falar da dor e da perda da função. As prostaglandinas diminuem o limiar de excitabilidade dos nociceptores, potencializando a percepção da dor. Fenômenos resolutivos Durante o desenvolvimento da resposta inflamatória surgem mecanismos antiinflamatórios locais complexos que neutralizam o efeito dos fatores pró-inflamatórios. Didaticamente os mecanismos de resolução podem ser divididos em locais e sistêmicos: Mecanismos locais: envolvem (1) modificações em receptores nas células do exsudato e dos tecidos; (2) secreção local de mediadores com ação antiinflamatória (resolvinas, protetinas, anexinas, metaloproteinases); (3) mudança no comportamento das células exsudadas que tendem a entrar em estado de apoptose ou exercer ação anti-inflamatória; (4) exsudação de células com função reguladora. Mecanismos sistêmicos: envolvem componentes neurais e humorais. SNC: Grande input sensorial é fornecido ao SNC durante o processo inflamatório devido à ativação de nociceptores, a integração sensorial gera uma resposta antiálgica (e.g., secreção de endorfinas) e anti-inflamatória (e.g., secreção hipofisária de ACTH e melacortinas, MSH; secreção de noradrenalina nas terminações simpáticas (ativando receptores β-adrenérgicos). Estes fenômenos secretórios também podem ser estimulados pela ação de citocinas inflamatórias (IL-1, TNF-α, IL-6, IFN-γ). Humoral: O fígado, estimulado por citocinas inflamatórias (IL-1, TNF-α, IL-6, IFN-γ) secreta antiproteases (e.g., α1-antitripsina), ceruloplasmina (enzima antioxidante), e proteína C reativa (apesar de seu potencial pró-inflamatório por favorecer a ativação do complemento a PCR inibe a ativação de linfócitos). Fenômenos reparativos (cicatrização e regeneração dos tecidos lesados) Quimiocinas, citocinas e fatores de crescimento secretados localmente (células ao redor da lesão e células exsudadas) orquestram os fenômenos de reparação (angiogênese, crescimento e diferenciação tecidual etc), em paralelo com os fenômenos resolutivos, de tal modo que a resolução do processo inflamatório e a reparação tecidual se processam de maneira simultânea e coordenada. A reparação tecidual pode ocorrer de várias formas a depender das características do tecido lesado: Cura com restituição da integridade anatômica e funcional; Cura por cicatrização; É a inflamação com duração prolongada (semanas a anos) em que a lesão tecidual é contínua e os eventos descritos na inflamação aguda ocorrem simultaneamente, sem que se alcance o desfecho esperado (i.e., cura / cicatrização). Uma peculiaridade é o predomínio de leucócitos mononucleares na área inflamada, diferentemente do predomínio de polimorfonucleados observado na inflamação aguda. Classicamente, dois fatores podem levar à cronicidade do processo inflamatório: Persistência do estímulo lesivo (e.g., úlcera péptica); Interferências no processo natural de cura/cicatrização (e.g., Doenças inflamatórias mediadas pelo sistema imune, como atrite reumatóide, doença inflamatória do intestino, psoríase etc). Alternativamente, outros dois fatores podem levar à cronicidade do processo inflamatório: Exposição prolongada a agentes tóxicos (e.g., sílica); Formas “moderadas” de inflamação crônica, como observado em doenças crônico degenerativas e na aterosclerose. Algumas condições específicas: INFLAMAÇÃO GRANULOMATOSA Condição com um padrão bastante peculiar de inflamação crônica onde se observa agredados de macrófagos ativados com linfócitos espalhados na área inflamada. Grande importância clínica, pois há um número limitado de condições que levam a este quadro, facilitando o diagnóstico clínico. Alguns microorganismos como Mycobacterium tuberculosis, T. pallidum, ou fungos; Doenças inflamatórias mediadas pelo sistema imune (e.g., Doença de Crohn); Resposta à presença de um objeto estranho (e.g., sutura, fragmento de madeira, metal etc); Etiologia desconhecida, como é o caso da sarcoidose. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Os mediadores químicos do processo inflamatório podem ser entendidos da seguinte forma: De origem plasmática: Sistema das cininas biogênicas; Sistema complemento; Sistema fibrinolítico e de coagulação. De origem tecidual: Aminas vasoativas; Derivados do ácido aracdônico; Enzimas lisossomiais; Fator ativador de plaquetas (PAF); Neuropeptídeos; Óxido nítrico; Citocinas. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO HISTAMINA: é considerado o mediador químico mais importante nas fases iniciais da resposta inflamatória , sendo secretada principalmente pelos mastócitos, mas também por basófilos e plaquetas (após agregação). Estímulos que causam liberação de histamina: Agentes físicos: trauma, calor, frio; Reação imune mediada por IgE; C3a e C5a; IL-1. A histamina ativa receptores H1, H2 e H3, sendo os 2 primeiros envolvidos no processo inflamatório. Receptores H1 são encontrados nas células endoteliais e sua ativação leva à “contração” das células endoteliais com consequente aumento dos junções interendoteliais e da permeabilidade vascular. Receptores H2 são encontrados nas células musculares lisas dos vasos sanguíneos, sendo responsáveis pela vasodilatação. A histamina é capaz de reduzir o limiar de ativação dos nociceptores e por esta razão pode contribuir para a perceção da dor nos quadros inflamatórios ou do prurido (coceira) em condições alérgicas. A histamina exerce efeitos sobre células inflamatórias e ocasiona: ativação celular (mastócitos, basófilos e eosinófilos), liberação de mediadores próinflamatórios (por exemplo, leucotrienos e citocinas), aumento da expressão de moléculas de classe II do sistema de histocompatibilidade humano e de moléculas de adesão no endotélio vascular. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO SEROTONINA: secretada por mastócitos e plaquetas durante o processo inflamatório. Não possui ação quimiotática para células inflamatórias e seu papel na inflamação parece pouco relevante. No entanto, é capaz de induzir a agregação plaquetária e vasocontrição por ação sobre receptores 5-HT2. É descrito na literatura que a serotonina também é capaz de reduzir o limiar de ativação dos nociceptores. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO EICOSANÓIDES: São moléculas derivadas da metabolização do ácido aracdônico (AA) ou de outros ácidos graxos poli-insaturados de 20 carbonos. O AA se encontra esterificado nos fosfolipídios da membrana plasmática, sendo liberado por ação de fosolipases celulares (e.g., fosfolipase A2). Uma vez liberado o AA pode ser oxidado por duas vias enzimáticas: a da cicloxigenase, gerando prostaglandinas e tromboxanos; e a da lipoxigenase, gerando leucotrienos e lipoxinas. O corticoesteróides estimulam a síntese da proteína lipocortina, a qual inibe a fosfolipase A2. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO PROSTAGLANDINAS (PGs): Possuem um esqueleto molecular constituído de um anel ciclopentano com duas cadeias laterais de carbono. Fato comum a todas as PGs é a presença de uma ligação dupla entre C13 e C14 e uma hidroxilação em C15. Para simplificação as PGs são conhecidas por letras, variando de A a I. Os números sobrescritos correspondem ao número de ligações duplas em cada molécula. No grupo F, α e β indicam a posição do grupamento hidroxila no C9. As prostaglandinas da série 2 são derivadas do AA e são as principais prostaglandinas no homem e de maior significado biológico. Sua síntese é viabilizada pela ação da enzima cicloxigenase (COX), a qual possui 3 isoformas conhecidas: COX-1 (constitutiva e encontrada na mucosa gástrica, plaquetas, endotélio vascular e rins), COX-2 (indutível em resposta à inflamação – a transcrição do gene da COX-2 é reduzida pela ação dos corticoesteróides) e COX-3 . Ações relacionadas ao processo inflamatório: A PGI2 (prostaciclina) e a PGE2 são potentes vasodilatadoras e a PGE2 capaz de induzir o aumento da permeabilidade vascular. A PGI2 é capaz de inibir a agregação plaquetária. Os AINEs inibem a COX, havendo maior ou menor seletividade para as isoformas desta enzima entre os AINEs disponíveis. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Tromboxano A2: Tem como principal precursor a PGH2, sendo sintetizado pela ação da enzima Tromboxano Sintase. Sua síntese se dá principalmente em plaquetas. Sua função principal está relacionada à hemostasia: Estimula a agregação plaquetária e induz a vasoconstrição. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Leucotrienos (LTs): . Sintetizados a partir de AA pela ação da enzima 5-lipoxigenase. O número que acompanha a sigla LT corresponde ao número de ligações duplas na molécula. A 5-lipoxigenase promove oxidação do AA ao ácido 5-hidroperoxitetraenóico (5-HPTE), convertendo-o posteriormente a LTA4, este por sua vez é um intermediário rapidamente convertido a LTB4 por ação de hidrolases ou LTC4 pela adição de glutationa. O LTC4 é metabolizado a LTD4 pela remoção de ácido glutâmico. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Lipoxinas (LXs): . Sintetizados a partir de AA pela ação conjunta das enzimas 5-lipoxigenase e 15-lipoxigenase. Suas funções são menos conhecidas em relação a outros eicosanóides, no entanto, existem evidências de uma ação anti-inflamatória com inibição a quimiotaxia e adesão de neutrófilos e supressão da atividade de células “natural killers” (NK). MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO FATOR ATIVADOR PLAQUETÁRIO (PAF): É um derivado lipídico dos fosfolipídios de membrana (acetyl glycerol ether phosphocholine), sendo sintetizado por mastócitos, basófilos, neutrófilos, monócitos, células endoteliais, eosinófilos e até mesmo plaquetas. Promove vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular, induz quimiotaxia, aumento da adesão de neutrófilos e a agregação plaquetária. NEUROPEPTÍDEOS (NP): As fibras nervosas sensoriais e autonômicas são capazes de sintetizar e secretar uma grande variedade de peptídeos que influenciam o processo inflamatório. Neuropeptídeos de fibras autonômicas: Fibras Simpáticas: O “neuropeptídeo Y” é o neuropetídeo mais conhecido das fibras simpáticas, contém 36 aminoácidos e possui como principal efeito a indução da vasoconstrição, mas de modo independente da noradrenalina. Fibras Parassimpáticas: O polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP) é o neuropetídeo mais conhecido das fibras parassimpáticas, possuindo potente efeito vasodilatador. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Neuropeptídeos de fibras sensoriais: Sintetizados e secretados pelas fibras tipo C (amielínicas). Taquicininas: Grupo de pequenos peptídeos com extremidade carboxiterminal e atividade biológica similares. Dentre as taquicininas conhecidas temos: Substância P (SP): Peptídeo de 11 aminoácidos capaz de induzir vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular, tem ação quimiotáxica, de ativação de neutrófilos e linfócitos e também estimula a proliferação de fibroblastos. A SP é capaz de reduzir o limiar de excitabilidade dos nociceptores. Neurocinina A (NKA): Também conhecida como Substância K, tem função similar à Substância P, exceto quanto às ação sobre células do sistema de defesa. Neuropetídeo K (NPK): Peptídeo contendo 36 aminoácidos tem ação similar à Substância P, exceto quanto às ação sobre células do sistema de defesa . Pode ser clivado dando origem à NKA. Peptídeo relacionado ao Gene da Calcitonina (CGRP): Peptídeo constituído por 37 aminoácidos é um potente vasodilatador e aumenta a permeabilidade vascular, estimula a proliferação de fibroblastos e reduz o limiar de excitabilidade dos nociceptores. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO ÓXIDO NÍTRICO (NO.): Espécie reativa de nitrogênio sintetizado pela enzima Óxido Nítrico Sintase (NOS), a qual possui 3 isoformas conhecidas, sendo 2 constitutivas (NOS-I ou neural NOS-III ou vascular) e 1 indutível (NOS-II). A forma indutível é expressa em células do sistema imune (neutrófilos, macrófagos ativados entre outras) e sua síntese é induzida pela ação de citocinas como o IL-1, Interferon-γ e TNF-α. Sua cinética é mais eficiente que as formas constitutivas, sendo capaz de sintetizar aproximadamente 1.000 vezes mais NO. que as formas constitutivas. Esta produção excessiva de NO. contribui para a ação antimicrobiana dos fagócitos, além de produzir vasodilatação. Os glicocorticóides podem inibir a expressão da NOS indutível. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO CITOCINAS: são polipeptídeos sintetizados por uma grande variedade de células e exercem diversos efeitos biológicos. Aqui serão abordadas apenas as citocinas envolvidas diretamente no processo inflamatório e na destruição tecidual. As principais citocinas envolvidas no processo inflamatório são: IL-1, IL-6, IL8, TNF-α, Fatores estimuladores de colônias (CSF). IL-1: possui peso molecular de aproximadamente 17 kD, sendo sintetizada principalmente por macrófagos ativados. Seus principais efeitos são: Ativa macrófagos; Estimula a síntese de moléculas de adesão; Estimula a síntese de PGs; Estimula a síntese de anticorpos pelas células B; Tem ação quimiotáxica para neutrófilos; Estimula a síntese de linfocinas pelos linfócitos T; Tem ação pirogênica ao estimular a produção hipotalâmica de PGs. IL-6: possui peso molecular de aproximadamente 26 kD sendo sintetizada principalmente por macrófagos, células endoteliais, fibroblastos, dentre outras células. Seus principais efeitos são: Ativa macrófagos; Estimula a diferenciação terminal dos plasmócitos. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO IL-8: possui peso molecular de aproximadamente 8 kD, sendo sintetizada principalmente por linfócitos T, monócitos, células endoteliais e fibroblastos. Seu principal efeito biológico é a quimiotaxia para neutrófilos. TNF-α: importante citocina pro-inflamatória. Seus principais efeitos são: Estimula a síntese de moléculas de adesão pelas células endoteliais; Estimula a produção de outras citocinas como IL-1 e IL-6; Tem ação pirogênica ao estimular a produção hipotalâmica de PGs; Fatores estimuladores de colônias (CSF): classe de fatores de crescimento responsáveis pelo crescimento e diferenciação de células hematopoiéticas. Todos são produzidos por macrófagos, céls endoteliais, fibroblastos. São incluídos nesta classe: Macrófago-CSF (M-CSF): Sua principal função é a estimulação das células progenitoras destinadas a se desenvolver em monócitos. Granulócito-CSF (G-CSF): Sua principal função é a estimular a maior produção de neutrófilos. Granulócito-Macrófago-CSF (GM-CSF): Sua principal função é a estimular a maior produção de neutrófilos e de monócitos. Perifericamente é capaz de ativar macrófagos. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO BRADICININA: peptídeo composto por 9 resíduos de aminoácidos e sintetizado principalmente durante o processo de coagulação, a partir da ativação do fator XII da cascata de coagulação, que por sua vez converte a pre-calicreína plasmática em sua forma ativa (a enzima calicreína), esta por sua vez catalisa a conversão do cininogênio plasmático em bradicinina. Aumenta a permeabilidade vascular; Induz vasodilatação; Tem ação quimiotáxica; potente ativador dos nociceptores. Sistema de coagulação e fibrinolítico: O processo de coagulação culmina na formação de fibrina, a qual é capaz de aumentar a permeabilidade vascular e causar quimiotaxia para neutrófilos. Os produtos da degradação do coágulo, formados pela ação da enzima plasmina também exercem o mesmo efeito. Sistema complemento: C3a, C4a e C5a são capazes de ativar mastócitos e basófilos, promovendo a liberação de histamina, leucotrienos e prostaglandinas. C5a ainda é quimiotáxico para neutrófilos. MEDIADORES QUÍMICOS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO Fatores de crescimento e citocinas relacionadas ao reparo tecidual: Fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF): Produzido por plaquetas, mas também por monócitos, células endoteliais, células musculares lisas e fibroblastos. É mitogênico para células mesenquimais e estimula a síntese de colágeno. Fator de crescimento transformante (TGF-β): Produzido por uma grande variedade de células e tem como principal ação relacionada ao reparo tecidual o estímulo à secreção de colágeno e fibronectina pelos fibroblastos. Fator de crescimento epidermal (EGF): Capaz de exacerbar a proliferação epidérmica e a queratinização, além de exercer efeito mitogênico sobre fibroblastos. Fator de crescimento de fibroblastos (FGF): São potentes mitogênicos para fibroblastos e potentes indutores da angiogênese.