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Daniella Machado TURMA XXVI TUTORIA IV: FEBRE, INFLAMAÇÃO E INFECÇÃO “QUE ESTRAGO UMA FERPINHA PODE FAZER” - MÓDULO 2 1. CONCEITUAR O PROCESSO INFLAMATÓRIO E SEUS ESTÍMULOS (CAUSAS) DEFINIÇÕES E CARACTERÍSTICAS GERAIS A inflamação é uma resposta protetora para a sobrevivência dos tecidos vascularizados com infecções e tecidos lesados, se livrando da causa inicial e das consequências da lesão. Consiste em recrutar células e moléculas de defesa do hospedeiro da circulação para local onde são necessários, para eliminar os agentes agressores. Os mediadores de defesa incluem leucócitos, fagócitos, DCs, anticorpos e proteínas do complemento (fatores solúveis), sendo da imunidade inata. A maioria circula pelo sangue, podendo ser recrutados para qualquer lugar do corpo ou residem nos tecidos. A inflamação envia células e proteínas aos tecidos lesados ou necróticos, bem como os invasores estranhos (microrganismos), e ativa as células e moléculas recrutadas, que funcionam de modo a eliminar as substâncias indesejadas ou nocivas. Sem a inflamação, as infecções poderiam passar despercebidas, feridas poderiam nunca se cicatrizar nos tecidos. ETAPAS DA REAÇÃO INFLAMATÓRIA I. Agente agressor (nos tecidos extravasculares), reconhecida pelas células e moléculas hospedeiras. II. Leucócitos + proteínas do plasma são recrutados da circulação para o local do agressor. III. Leucócitos e proteínas são ativados e trabalham juntos para destruir e eliminar a substância agressora. IV. Reação controlada e concluída com tecido lesão reparado. Componentes da resposta anti-inflamatória: vasos sanguíneos e leucócitos. Vasodilatação (redução fluxo sanguíneo e aumenta a permeabilidade, permitindo que as proteínas circulatórias selecionadas entrem no local de infecção ou do tecido lesado). O endotélio vascular se altera que os leucócitos chegam para migrar para os tecidos. Os leucócitos recrutados são ativados e adquirem a habilidade de fagocitar. CONSEQUÊNCIAS NOCIVAS DA INFLAMAÇÃO As reações inflamatórias são acompanhadas por lesão tecidual local e seus sinais e sintomas associadas. Essas consequências são autolimitadas e se resolvem à medida que a inflamação vai se reduzindo, deixando pouco ou nenhum dano. Há muitas doenças em que a reação inflamatória é mal direcionada (doenças autoimunes), ocorre contra substâncias ambientais normalmente inofensivas (alergias) ou é inadequadamente controlada. A reação inflamatória protetora torna a causa da doença, e o dano que produz é a características dominante. As reações inflamatórias são a base das doenças crônicas comuns (artrite reumatoide), assim como as reações de hipersensibilidade. “Assassino silencioso”: consequências prejudicais de amplo espectro da inflamação. INFLAMAÇÃO LOCAL E SISTÊMICA Reação tecidual, que é uma resposta local a uma infecção ou a um dano localizado. Essas reações locais ou ter manifestações sistêmicas, algumas infecções bacterianas disseminadas, a reação inflamatória é sistêmica e causa anormalidades patológicas generalizadas (sepse). MEDIADORES DA INFLAMAÇÃO Reações vasculares/celulares da inflamação são provocadas por fatores solúveis que são produzidos por várias células ou derivados de proteínas plasmáticas sendo geradas ou ativadas em resposta aos estímulos inflamatórios. Microrganismos, células necróticas e até mesmo hipóxia podem estimular os mediadores “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 2 inflamatórias e provocar inflamação. Amplificam resposta inflamatória, determinando seu padrão, severidade e manifestações clínicas e patológicas. INFLAMAÇÃO AGUDA Rápida reposta inicial a infecções e ao dano tecidual, é de curta (horas ou poucos dias) duração. Suas principais características são a exsudação de fluído e proteínas plasmáticas (edema) e a emigração de leucócitos (neutrófilos), ao não conseguir eliminar os agressores a reação é reduzida, mas se a resposta não for suficiente para remover o estímulo, pode progredir para a inflamação crônica (longa duração com maior destruição tecidual). TÉRMINO DA INFLAMAÇÃO E INÍCIO DO REPARO TECIDUAL A inflamação termina quando o agente agressor é eliminado. A reação se resolve pois os mediadores são esgotados e dissipados e os leucócitos têm vida curta nos tecidos. Ademais, os mecanismos anti-inflamatórios são ativados e servem para controlar a resposta e evitar que cause dano excessivo ao hospedeiro. A inflamação atingiu o objetivo (eliminar agentes agressores) ativa o reparador tecidual. O tecido lesionado é regenerado e o preenchimento de defeitos teciduais por tecido conjuntivo (cicatrização). INFECÇÕES (BACTERIANA, VIRAL, FÚNGICA OU PARASITÁRIA) As toxinas microbianas são as causas mais comuns e importantes. Os diferentes patógenos infecciosos suscitam resposta anti-inflamatórias variadas, desde uma inflamação aguda leve até reações crônicas prolongadas que causem lesão tecidual extensa. Os resultados são determinados pelo tipo de patógeno e pelas características do hospedeiro. NECROSE Propicia inflamação independentemente da causa da morte celular que pode incluir isquemia (fluxo sanguíneo reduzido a causa do infarto do miocárdio), trauma e lesões físicas e químicas. Várias moléculas liberadas das células necróticas causam inflamações. CORPOS ESTRANHOS (LASCAS DE MADEIRA, SUJEIRAS E SUTURAS) Causam lesão tecidual traumática e/ou transportam microrganismos. Substâncias endógenas podem ser consideradas nocivas se grandes quantidades forem depositadas nos tecidos, como cristais de urato, cristais de colesterol (aterosclerose) e lipídios (síndrome metabólica associada à obesidade). REAÇÕES IMUNES E HIPERSENSIBILIDADE O sistema imune protetor, causa dano nos próprios tecidos do indivíduo. As respostas imunes lesivas são direcionadas contra antígenos próprios, causando as doenças autoimunes, ou são reações excessivas contra substâncias, como em alergias, ou contra microrganismos do ambiente. A inflamação é a causa de lesão tecidual nessas doenças. Devido o fato dos estímulos para as respostas inflamatórias não poderem ser eliminados, as reações autoimunes e alérgicas tendem a ser persistentes e dificultar a cura, sendo frequentemente associadas à inflamação crônica, causas importantes de morbidade e mortalidade. A inflamação induzida por citocinas produzidas pelos linfócitos T e outras células do sistema imune. 2. DESCREVER MECANISMOS QUE CAUSAM A RESPOSTA INFLAMATÓRIA AGUDA RECONHECIMENTO DE MICRORGANISMOS E CÉLULAS DANIFICADAS RECEPTORES CELULARES PARA MICRORGANISMOS As células expressam receptores na membrana plasmática (microrganismos extracelulares) como os TLR (toll-like receptors), endossomos (microrganismos ingeridos) e no citosol (microrganismos intracelulares), as células percebem a presença de invasores estranhos em qualquer compartimento celular seu. Os receptores são expressos em muitos tipos de células, incluindo as células epiteliais (microrganismos entram a partir do ambiente externo), células dendríticas, macrófagos e outros leucócitos (encontram microrganismos em vários tecidos). O envolvimento desses receptores deflagra a produção de moléculas na inflamação. “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 3 SENSORES DE DANO CELULAR Todas as células têm receptores citosólicos que reconhecem um conjunto de moléculas que são liberadas ou alteradas como consequência do dano celular. Essas moléculas incluem ácido úrico (produto da quebra do DNA), ATP (mitocôndria danificada), concentrações intracelulares reduzidas de potássio (perda de íons pela lesão da membrana plasmática) e até o DNA quando é liberado no citoplasma enão concentrado no núcleo. = DAMPS. Esses receptores ativam um complexo citosólico multiproteico – inflamassomo – induzindo produção de IL-1, recrutando leucócitos e induzindo a inflamação. As “mutações de ganho de função” no sensor são a causa de doenças raras (síndromes auto inflamatórias) que se caracterizam pela inflamação espontânea. OUTROS RECEPTORES CELULARES Microrganismos e leucócitos que expressam receptores para as caudas Fc dos anticorpos e para as proteínas do complemento. Esses receptores reconhecem os microrganismos revestidos com anticorpos e complemento (opsonização) e promovem a ingestão e a destruição dos microrganismos (além da inflamação). PROTEÍNAS CIRCULATÓRIAS O sistema complemento reage contra os microrganismos e produz mediadores de inflamação. A lectina ligante de manose reconhece açúcares dos microrganismos e promove ingestão e a ativação do sistema complemento. Etapas da resposta inflamatória 1. Reconhecimento agente lesivo (pelas DC, macrófagos ou outras epiteliais) 2. Recrutamento leucócitos 3. Remoção do agente 4. Regulação (controle) da reposta 5. Resolução (reparo) INFLAMAÇÃO AGUDA Dilatação de pequenos vasos com aumento do fluxo sanguíneo. Aumento de permeabilidade da microvasculatura, as proteínas plasmáticas e leucócitos saem da circulação. Emigração de leucócitos da microcirculação, para foco da lesão. REAÇÕES DOS VASOS SANGUÍNEOS Consistem em alterações no fluxo sanguíneo e na permeabilidade dos vasos, para a maximização do movimento das proteínas e leucócitos do plasma para fora da circulação (em direção à infecção ou lesão). O deslocamento de fluidos, proteínas e células sanguíneas do sistema vascular para dentro do tecido intersticial ou das cavidades corporais é conhecido como exsudação. O exsudato é o fluido extravascular que apresenta concentração proteica e resíduo celulares, com aumento de permeabilidade dos pequenos vasos sanguíneos provocada pela lesão tecidual e reação inflamatória contínua. O pus é um exsudato purulento (rico em leucócitos, células mortas e microrganismos) Transudato é um fluido com baixo índice proteico, pouco ou nenhum material celular. Ou seja, ultrafiltrado de plasma sanguíneos que resulta de desequilíbrio osmótico ou hidrostático ao longo da parede do vaso sem aumento na permeabilidade vascular. O edema é o excesso de fluido no tecido intersticial ou das varicosidades serosas, que pode ser um exsudato ou um transudato. ALTERAÇÕES NO FLUXO E CALIBRE VASCULAR Vasodilatação (primeira manifestação da inflamação aguda) é induzida pela ação de vários mediadores, como a histamina, nos músculos lisos vasculares. De início, envolve as arteríolas e leva à abertura de novos leitos capilares na área. O resultado é o fluxo sanguíneo lento, que é a causa do calor e vermelhidão (eritema). Depois ocorre aumento da permeabilidade da microvasculatura com extravasamento de fluido rico em proteína nos tecidos extravasculares. A perda de fluido e o diâmetro aumentado do vaso, levam a fluxo sanguíneo mais lento, concentração de hemácias em pequenos vasos e aumento da viscosidade do sangue. Essas alterações resultam na obstrução dos pequenos vasos com hemácias se movimentando lentamente (estase), com congestão vascular e vermelhidão localizada. “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 4 À medida que a estase se desenvolve, os leucócitos sanguíneos (em especial o PMN), se acumulam ao longo do endotélio vascular. As células endoteliais são ativadas por mediadores produzidos nos locais de infecção e dano tecidual, expressando níveis aumentados de moléculas de adesão. Os leucócitos aderem ao endotélio e depois migram através da parede vascular para dentro do tecido intersticial. Permeabilidade vascular aumentada (extravasamento). AUMENTO DA PERMEABILIDADE DAS VÊNULAS PÓS-CAPILARES Contração das células endoteliais resultando no aumento dos espaços interendoteliais é o mais comum. É deflagrado por histamina, bradicina, leucotrienos e outros mediadores químicos. Sendo a resposta transitória imediata, ocorre após exposição ao mediador e tem vida curta (15-30 minutos). Em algumas formas de lesão leve o extravasamento tem início após o atraso de 2-12h e dura várias horas ou dias, sendo chamado de extravasamento atrasado e prolongado (contração prolongada). A lesão endotelial causa necrose e separação das células endoteliais. O dano direto ao endotélio é encontrado em lesões graves (queimaduras) com alvo as células endoteliais. Os neutrófilos aderem ao endotélio durante a inflamação e lesam as células endoteliais e amplificam a reação. O extravasamento inicia após lesão e é mantido por várias horas até que os vasos danificados sejam trombosados ou reparados. Aumento no transporte de fluidos e proteínas (transcitose) através da célula endotelial. Ele envolve canais intracelulares que são estimulados por fatores como o VEGF (fator de crescimento endotelial vascular). RESPOSTAS DE VASOS LINFÁTICOS E LINFONODOS Eles filtram e policiam os fluidos extravasculares que saiu dos capilares. O fluxo linfático (sem contar na proliferação de vasos linfáticos) é aumentado na inflamação e ajuda a drenar o fluido do edema que se acumula pelo aumento de permeabilidade vascular. Podem ficar inflamados de maneira secundária (Linfagite, estrias vermelhas pelo curso dos canais linfáticos) da mesma forma que os linfonodos de drenagem (linfadenite). Os linfonodos inflamados são aumentam por causa hiperplasia dos folículos linfoides e do aumento no número de linfócitos e macrófagos. Chama-se linfadenite reativa ou inflamatória. RECRUTAMENTO DE LEUCÓCITOS PARA LOCAIS DE INFLAMAÇÃO Depois da diminuição do fluxo sanguíneo e aumento da permeabilidade, ocorre influxo de leucócitos (fagócitos: macrófagos e PMN) para o tecido lesado. Eles ingerem e destroem bactérias e outras substâncias estranhas. Ademais, produzem fatores de crescimento no reparo. Quando eles são fortemente ativados podem induzir dano aos tecidos e prolongar a inflamação, pois os produtos dos leucócitos podem lesar os tecidos do hospedeiro não envolvidos no processo. A jornada dos leucócitos mediada e controlada por quimiocinas. Marginação, rolamento e adesão ao endotélio. Na inflamação, o endotélio é ativado e liga-se aos leucócitos (prelúdio da saída dos vasos sanguíneos). ADESÃO DO LEUCÓCITO AO ENDOTÉLIO No sangue que flui normalmente nas vênulas, as hemácias estão confinadas à coluna axial central, deslocando os leucócitos em direção à parede do vaso. O fluxo sanguíneo mais lento no princípio da inflamação (estase) as condições hemodinâmicas mudam (tensão de cisalhamento na parede do vaso diminuí) e mais leucócitos assumem posição periférica ao longo da superfície endotelial. Esse processo de redistribuição dos leucócitos é a marginação. Os leucócitos aderem de forma transitória, ao endotélio e separam-se e se ligam novamente rolando, dessa forma, na parede do vaso e finalmente aderem. A ligação dos leucócitos às células endoteliais é mediada pelas moléculas de adesão complementares-nos dos tipos de células. As citocinas são secretadas pelas células-sentinela nos tecidos, por causa dos microrganismos e outros agentes lesivos, garantindo que os leucócitos recrutados aos tecidos. As interações de rolamento iniciais são mediadas por uma família de proteínas – selectinas – tem as L-selectina (leucócitos), uma no endotélio (E- selectina) e uma em plaquetas e no endotélio (P-selectina). Os ligantes das selectinas são oligossacarídeos sinalizados que se ligam a colunas de glicoproteína do tipo mucina. A expressão das selectinas e de seus ligantes é regulada pelas citocinas. Os macrófagos teciduais, mastócitos e células endoteliais que encontram os microrganismos e tecidos mortos, respondem através da secreção de váriascitocinas (TNF, IL-1 e as quimiocinas). “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 5 O TNF e a IL-1 agem nas células endoteliais das vênulas pós-capilares adjacentes à infecção e induzem a expressão coordenada de numerosas moléculas de adesão. Depois de 1-2 horas, as células endoteliais começam a expressar E-selectina e os ligantes. Outros mediadores, como histamina e trombina, estimulam redistribuição da P-selectina e de seus estoques intracelulares normais nos grânulos das células endoteliais (corpos de Weibel-Palade) para a superfície celular. Os leucócitos expressam a L-selectina e todos se ligando às moléculas complementares nas células endoteliais. Essas são interações de baixa afinidade com rápida dissociação, sendo facilmente rompidas pelo fluxo do sangue. Como resultado, os leucócitos se ligam, desligam e se ligam, rolando ao longo da superfície endotelial. Com a redução da velocidade dos leucócitos eles se firmam mais ao endotélio. A adesão forte é mediada por uma família de proteínas heterodiméricas de superfície leucocitária (integrinas). O TNF e IL-1 induzem a expressão endotelial de ligantes para as integrinas, principalmente a moléculas de adesão de células vascular- 1 (VCAM-1), o ligante (no vaso) para a integrina beta1 (VLA-4) e a moléculas de adesão intercelular-1 (ICAM-1). Normalmente, os leucócitos expressam integrinas em um estado de baixa afinidade. As quimiocinas que foram produzidas no local de adesão ligam-se aos proteoglicanos das células endoteliais e são exibidas em altas concentrações na superfície endotelial. Essas quimiocinas se ligam aos leucócitos rolantes e os ativam. Uma das consequências da ativação é a conversão das integrinas VLA-4 e LFA- 1 nos leucócitos, para um estado de alta afinidade. A combinação da expressão de ligantes de integrinas induzida pelas citocinas no endotélio e o aumento de afinidade das integrinas nos leucócitos resulta em forte ligação mediada pelas integrinas dos leucócitos ao endotélio no local da inflamação. Os leucócitos param de rolar, seus citoesqueletos são reorganizados e se espalham sobre superfície endotelial. MIGRAÇÃO/TRANSMIGRAÇÃO/DIAPEDESE Ocorre principalmente nas vênulas pós-capilares. As quimiocinas agem nos leucócitos que se aderem e estimulam as células a migrar através dos espaços interendoteliais em direção ao gradiente de concentração química, ao local da lesão ou infecção onde as quimiocinas estão sendo produzidas. Várias moléculas de adesão presentes nas junções intercelulares entre as células endoteliais estão envolvidas na migração dos leucócitos. Essas moléculas incluem um membro da superfamília de imunoglobulinas chamada de CD31 ou PECAM-1 (molécula de adesão celular endotelial plaquetária-1). Após atravessar o endotélio, os leucócitos penetram na membrana basal, secretam colagenases e entram no tecido extravascular. As células então migram em direção ao gradiente quimiotático (quimiocinas e por outros quimioatraentes) acumulando-se no sítio extravascular. Se ocorre deficiência nesses mecanismos, ocasiona infecções bacterianas recorrentes, com adesão prejudicada de leucócitos e de uma resposta inflamatória deficiente. QUIMIOTAXIA DOS LEUCÓCITOS As substâncias exógenas e endógenas, agindo como quimioatraentes. Os agentes exógenos mais comuns são os produtos bacterianos, incluindo os peptídeos que possuem aminoácido terminal N-formilmetionina e alguns lipídios. Os quimioatraentes endógenos incluem as citocinas (quimiocinas, como a IL-8), componentes do sistema complemento (C5a) e metabólitos (como leucotrieno B4). Todos esses agentes quimiotáticos se ligam a receptores específicos ligados a proteína G transmembrana-7 na superfície dos leucócitos. Os sinais iniciados a partir desses receptores resultam na ativação de mensageiros secundários que aumentam o cálcio citosólico e ativam pequenas guanosina trifosfatase da Rac e cinases. Esses sinais induzem a polimerização da actina, aumentando a quantidade de actina polimerizada nas bordas da célula e na localização de filamentos de miosina na parte posterior. O leucócito se move ao estender filopódios que puxam a parte de trás da célula na direção da extensão, da mesma forma que um automóvel com volante na frente do motorista é puxado pelas rodas dianteiras indo para o local da inflamação. O infiltrado de leucócitos varia de acordo com o tempo da resposta inflamatória e com o tipo de estímulo. A maioria das formas inflamatórias agudas, os neutrófilos predominam no infiltrado inflamatório, durante as primeiras 6-24h, sendo substituídas pelos monócitos em 24-48h. Os PMN são mais numerosos no sangue, respondem mais rapidamente às quimiocinas e ligam-se mais firmemente às moléculas de adesão que são expressas nas células endotelial (P e E-selectinas). Após a entrada nos tecidos, os neutrófilos têm vida curta, entrando em apoptose e desaparecendo em 24-48h. Os monócitos sobrevivem mais tempo e proliferam nos tecidos (reações inflamatórias crônicas). *Pseudomonas: infiltrado dominado por PMN (recrutado por vários dias). *Infecções virais: linfócitos os primeiros a chegar. “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 6 *Hipersensibilidade: dominada por linfócitos ativos, macrófagos e células do plasma (resposta imunológica), nas reações alérgicas, os eosinófilos podem ser to tipo celular principal. Os agentes que bloqueiam o TNF, estão entre as terapias de maior sucesso já desenvolvidos para doenças inflamatórias crônicas, e os antagonistas das integrinas dos leucócitos são aprovados para doenças inflamatórias. Esses antagonistas controlam a inflamação, comprometendo a capacidade dos pacientes tratados de se defenderam contra microrganismos. Assim que os leucócitos forem recrutados para o local de infecção ou morte celular, devem ser ativados para realizar suas funções. As respostas desses leucócitos consistem em reconhecimento dos agentes agressores pelos TLRs e outros receptores que iram ativar os leucócitos para a fagocitose e destroem os agentes agressores. FAGOCITOSE E LIBERAÇÃO DO AGENTE AGRESSOR O reconhecimento dos microrganismos ou células mortas induz a várias respostas nos leucócitos que são chamadas de ativação de leucócitos. A ativação resulta em vias de sinalização que são desencadeadas nos leucócitos, aumentando o cálcio citosólico e a ativação de enzimas como a proteína quinase C e a fosfolipase A2. Respostas mais importantes: morte intracelular e fagocitose. FAGOCITOSE Reconhecimento e ligação da partícula a ser ingerida pelo leucócito Ingestão como subsequente formação do vacúolo fagocítico Morte ou degradação do material ingerido RECEPTORES FAGOCÍTICOS O receptor de manose dos macrófagos é uma lectina que se liga aos resíduos terminais manose e fucose de glicoproteínas e glicolipídios. Esses açúcares são parte das paredes celulares microbianas. Ele reconhece microrganismos e não as células do hospedeiro. Os receptores depuradores (scavenger) foram definidos como moléculas que se ligam e medeiam a endocitose de partículas de lipoproteína de baixa densidade (LDL) oxidada ou acetilada que podem mais interagir com receptor convencional de LDL. Os receptores depuradores (scavenger) de macrófagos se ligam a uma variedade de microrganismos em adição às partículas de LDL modificadas. As integrinas dos macrófagos (Mac-1), podem ligar- se aos microrganismos para a fagocitose. A eficiência da fagocitose é maior quando os microrganismos são opsonizados por proteínas específicas (opsoninas) para as quais os fagócitos expressam receptores de alta afinidade. As principais opsoninas são os anticorpos IgG, o produto da quebra de C3b do complemento e certaslectinas (principalmente a mnore) do plasma. ENGLOBAMENTO Após ligação da partícula aos receptores do fagócito, as extensões do citoplasma (pseudópodes) fluem ao redor dela e a membrana plasmática se fecha e for uma vesícula (fagossomo) que engloba a partícula. Depois, o fagossomo se funde com o granulo lisossômico, resultando na liberação do conteúdo do granulo para dentro do fagolisossomo. Nesse processo, o fagócito pode liberar o conteúdo do granulo para dentro do espaço extracelular. O processo de fagocitose envolve a integração de muitos sinais iniciados pelos receptores, que levam ao remodelamento da membrana e a alterações no citoesqueleto. DESTRUIÇÃO INTRACELULAR DE MICRORGANISMOS E RESÍDUOS A morte pode ser realizada pelas ROS, as espécies reativas de nitrogênio (derivados do óxido nítrico principalmente) e enzimas lisossômicas. As espécies reativas têm repostas que se sobrepõem. A morte e a degradação de microrganismos e resíduos de células mortas dentro de PMN e macrófagos ocorrem de maneira mais eficiente após a ativação dos fagócitos. Esses mecanismos eliminadores são concentrados nos lisossomos, para os quais o material fagocitado é trazido. As substâncias potencialmente lesivas são segregadas do citoplasma e do núcleo celular (evita dano ao fagócito enquanto ele realiza sua função normal). “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 7 EROS OU ROS (ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO) Produzidas pela rápida composição e ativação de uma oxidase multicomponente a oxidase (NADPH) que oxida a NADPH e reduz o oxigênio a um ânion superóxido. Nos PMN, essa reação oxidativa é desencadeia pelos sinais de ativação e acompanha a fagocitose – explosão respiratória. A oxidase de fagócitos é uma enzima complexa que consiste em pelo menos sete proteínas. Nos neutrófilos inativos, os diferentes componentes da enzima estão na membrana plasmática e no citoplasma. Em resposta aos estímulos ativadores, os componentes da proteína citosólica translocam-se para a membrana do fagossomo, onde se juntam para formar um complexo funcional de enzima. São produzidas dentro do lisossomo e fagolisossomo, agindo das partículas ingeridas sem danificar a célula hospedeira. O superóxido é então convertido em peróxido de hidrogênio (destruição dos microrganismos) pela dismutacao espontânea. Os grânulos azurofílicos dos neutrófilos contém a mieloperoxidase (MPO) que na presença de haletos como o cloreto, converte o peróxido em hipoclorito. Esse último é o potente agente antimicrobiano (bactericida) que destrói os microrganismos por halogenação ou por oxidação das proteínas e lipídios (peroxidação de lipídios). A deficiência herdada de MPO leva aumenta da suscetibilidade a infecções. O peróxido é convertido no radical hidroxila, outro agente destrutivo muito potente. Os ROS ligam-se aos lipídios, proteínas e ácidos nucleicos das células, destruindo as células e microrganismos. Ademais, podem ser liberados de forma extracelular dos leucócitos, após a exposição a microrganismo, quimiocinas e complexos Ag-Ac, ou após um fagócito ser provocado. O soro, fluidos teciduais e células do hospedeiro possuem mecanismos antioxidantes que protegem contra esses radicais derivados do oxigênio. São a enzima superóxido dismutase, a catalase (desintoxica peróxido), a glutationa peroxidase (desintoxica o peróxido), a proteína sérica contendo ceruloplasmina e a fração livre de ferro do soro, transferrina. A influência dos radicais livres derivados do oxigênio em qualquer reação inflamatória depende do balanço entre a produção e a inativação desses metabólitos por células e tecidos. ÓXIDO NÍTRICO (NO) Gás solúvel produzido pela ação do óxido nítrico sintase (NOS). Tem 3 NOS: eNOS (endotelial), o nNOS(neuronal) e o iNOS (induzível). O eNOS e nNOS são expressos constitutivamente em níveis baixos, e o NO que produzem funciona com o objetivo de manter o tônus vascular e o neurotransmissor. O iNOS é envolvido na eliminação de microrganismos, induzido por macrófagos e neutrófilos e ativados por citocinas ou produtos microbianos. Nos macrófagos, o NO reage com o superóxido para gerar radical livres derivados do nitrogênio, de maneira similar a ERO atacam e danificam os lipídios, proteínas e ácido nucleico dos microrganismos e células hospedeiras. O NO relaxa o musculo liso vascular e promove a vasodilatação. ENZIMAS LISOSSÔMICAS E OUTRAS PROTEÍNAS LISOSSÔMICAS Os PMN e os monócitos contêm grânulos lisossômicos que contribuem para eliminação de microrganismos, que quando liberados contribuem para o dano tecidual. Os PMN têm os grânulos específicos (ou secundários) contêm lisozima, colagenase, gelatinase, lactoferrina, ativados de plasminogênio, histaminase e fosfatase alcalina. E os grânulos azurófilos maiores (ou primários) que tem mieloperoxidase, fatores bactericidas (lisozima, defensinas), hidrolases ácidas e uma variedade de proteases neutras (elastase, catepsina G, colagenases não específicas, proteinase 3). Ambos podem fundir-se com vácuolos fagocíticos contendo material ingerido, ou o conteúdo dos grânulos pode ser liberado no espaço extracelular. As proteases ácidas degradam bactérias e resíduos dentro dos fagolisossomo, onde são acidificadas por bombas de prótons ligadas às membranas. As proteases neutras degradam componentes extracelulares, como o colágeno, membrana basal, fibrina, elastina e cartilagem, resultando em destruição tecidual que acompanha os processos inflamatórios. Ademais, podem clivar diretamente as proteínas do complemento C3 e C5, liberando anafilatoxinas e um peptídio tipo cinina a partir do cininogênio. A elastase de neutrófilo mostrou degradar os fatores de virulência das bacterinas combatendo as infecções bacterianas. Os macrófagos contêm hidrolases ácidas, colagenase, elastase, fosfolipase e ativados do plasminogênio. Por causa do efeito destrutivo das enzimas lisossômicas, a infiltração leucocítica inicial, se não for controlada, potencializa mais inflamação e dano tecidual. Essas proteases nocivas são mantidas sob controle por um sistema de antiproteases no soro e nos fluidos teciduais. A principal é alfa1-antitripsina, sendo o principal inibidor da elastase de neutrófilo. Exemplos: Defensinas, Catelicidinas e Proteína Básica Principal (PBP). ARMADILHAS EXTRACELULARES DE NEUTRÓFILOS (NET) São redes fibrilares extracelulares que fornecem alta concentração de substâncias antimicrobianas em locais de infecção, evitando que os microrganismos se espalhem ao prende-los nas fibrilas. Produzidas pelos neutrófilos em resposta a patógenos infecciosos, mediadores inflamatórios e proteínas do complemento. Essa armadilha consiste em uma malha viscosa de cromatina nuclear que liga e concentra as “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 8 proteínas granulares como os peptídeos e as enzimas antimicrobianas. No processo de formação das NETs, os núcleos dos neutrófilos desaparecem (morte celular). As NETs aparecem no sangue durante a sepse, e acredita que sua formação na circulação depende da ativação das plaquetas. A sua cromatina nuclear inclui histonas e DNA associado, uma fonte de antígenos nucleares nas doenças autoimunes sistêmicas, particularmente os lúpus. DANO TECIDUAL POR LEUCÓCITOS Lesão por conta da reação de defesa normal contra microrganismos infecciosos, quando os tecidos adjacentes sofrem danos colaterais. Algumas infecções de difícil erradicação (tuberculose), a resposta prolongada do hospedeiro contribui para a doença dos próprios microrganismos. Quando a resposta infamatória é direcionada aos tecidos do hospedeiro (doença autoimune). Quando o hospedeiro reage excessivamente contra substânciasdo ambiente geralmente inofensivas como nas doenças alérgicas, incluindo a asma. Ou seja, danificam tecidos normais por mecanismos envolvidos na defesa antimicrobiana, pois uma vez os leucócitos ativados não distinguem o agressor do hospedeiro. Durante a ativação e a fagocitose, os PMN e o macrófagos produzem substâncias microbicidas dentro do fagolisossomo. Essas substâncias são liberadas no ambiente extracelular também, sendo capazes de lesar células normais e o endotélio vascular (amplificação dos efeitos do agente lesivo inicial). Se não for controlado ou inapropriadamente direcionado contra os tecidos do hospedeiro, o infiltrado leucocitário se torna o agressor. A secreção granular controlada é normal, se os fagócitos encontram materiais que não são facilmente digeridos, como imunocomplexos em superfícies planas imóveis, a incapacidade de circundar e ingerir essas substâncias (fagocitose frustrada) desencadeia forte ativação e liberação de grande quantidade de enzimas lisossômicas no espaço extracelular. Os cristais de urato podem danificar a membrana do fagolisossomo e leva à liberação do conteúdo granular lisossômico. OUTRAS RESPOSTAS FUNCIONAIS DOS LEUCÓCITOS ATIVADOS Essas células – especialmente – os macrófagos, produzem citocinas que amplificam e/ou limitam as reações inflamatórias, fatores de crescimento que estimulam a proliferação das células endoteliais e fibroblastos e a síntese de colágeno, além de enzimas que remodelam os tecidos conjuntivos. Devido a essas atividades, os macrófagos são células críticas da inflamação crônica e do reparo tecidual, após a diminuição do processo inflamatório. Th17 também é importante, produzindo a citocina IL-17, que estimula a secreção de quimiocinas que recrutam outros leucócitos. Na ausência de respostas efetivas de Th17, os indivíduos são suscetíveis a infecções fúngicas e bacterianas, e os abscessos cutâneos são giros (sem característica flogística). TÉRMINO DA RESPOSTA INFLAMATÓRIA AGUDA Em parte, a inflamação diminui depois de os agentes agressores serem removidos, pois os mediadores da inflamação são produzidos em rápidos surtos, somente enquanto o estímulo persiste, tem meias-vidas curtas e são degradados após sua liberação. Os neutrófilos também têm meia-vida curta nos tecidos (morrem de apoptose após deixarem o sangue). Esse mecanismo de término ativo incluem um interruptor do tipo de metabólito de ácido araquidônico produzido de leucotrienos pró-inflamatórios para LOX – lipoxinas anti- inflamatórias, incluindo o TGF-B e a IL-10, a partir de macrófagos e outras células. Tem a produção de TNF em macrófagos. 3. EXPLICAR OS SINAIS FLOGÍSTICOS E OS MEDIADORES ENVOLVIDOS 5 SINAIS CARDINAIS DA INFLAMAÇÃO o Rubor: vermelhidão (fluxo sanguíneo) – histamina e prostaglandina o Inchaço: edema, podendo ser um tumor (fluxo sanguíneo). o Perda de função. o Ardor: calor (fluxo sanguíneo). o Dolor: dor (prostaglandinas, neuropeptídios e citocinas). o Vasodilatação – edema. o Rubor, edema e calor – histamina. “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 9 4. DESCREVER AS RESPOSTAS SISTÊMICAS ENVOLVIDAS NA INFLAMAÇÃO EFEITOS SISTÊMICOS A inflamação (mesmo localizada) está associada a reações sistêmicas induzidas por citocinas, que são a resposta de fase aguda. Qualquer pessoa que tenha sido acometida de um episódio grave de doença viral apresenta manifestações sistêmicas. Sendo alterações que consistem em reações às citocinas, cuja síntese é estimulada por produtos bacterianos e por outros estímulos inflamatórios. A TNF, IL-1 e IL-6 são mediadores importantes da reação de fase aguda. FEBRE Elevação da temperatura corporal (1-4ºC), sendo a manifestação mais proeminente da resposta da fase aguda, sobretudo quando a inflamação está associada a uma infecção. Os pirógenos induzem a febre e incluem produtos bacterianos (como o LPS que é exógeno) e citocinas (IL-1 e TNF, pirógenos endógenos). Os pirógenos exógenos atuam ao estimular as células imunes a liberar IL-1 e TNF, que suprarregulam as ciclo-oxigenases, as enzimas que sintetizam as prostaglandinas. As células que respondem à IL-1 e TNF, estão as células vasculares e perivasculares do hipotálamo. As prostaglandinas liberadas por essas células, em particular a PGE2, estimulam a produção de neurotransmissores pelo hipotálamo, que restauram a temperatura corporal no estado de equilíbrio dinâmico em nível mais alto, reduzindo a perda de calor (vasoconstrição) e aumentando a produção de calor (efeito da gordura marrom e o músculo esquelético). Os AINE (AA) reduzem a febre por inibir a síntese de prostaglandinas. A temperatura corporal elevada ajuda os anfíbios a eliminar infecções microbianas, e mesmo que os detalhes não estejam elucidados, a febre é uma resposta protetora do hospedeiro nos mamíferos. PROTEÍNAS DA FASE AGUDA São as proteínas plasmáticas sintetizadas no fígado, podendo aumentar pelas respostas a estímulos inflamatórios. A síntese é estimulada por citocinas, a CRP e o fibrinogênio por IL-6 e IL-1 ou TNF para SAA. As SAA e CRP ligam-se às paredes celulares dos microrganismos e podem atuar como opsoninas e fixar o complemento. Ligam-se à cromatina, ajudando na eliminação de núcleos de células necróticas. O fibrinogênio liga-se a eritrócitos e provoca formação de pilhas (rouleaux) que sedimentam mais rápido por unidade de gravidade do que os eritrócitos o fazem de maneira individual. Essa é base de medida da velocidade de hemossedimentação para a resposta inflamatória a qualquer estímulo. De forma aguda elas apresentam efeito benéfico, mas com a ação prolongada podem provocar inflamação crônica (SAA – amiloidose sérica). Níveis séricos elevados de CRP foram propostos como marcador de risco para infarto do miocárdio em pacientes com doença arterial coronária. A inflamação que acomete placas ateroscleróticas nas artérias coronárias pode predispor à trombose e infarto subsequente. Duas outras proteínas hepáticas que são liberadas em quantidades aumentadas como parte da resposta de fase aguda que leva a alteração das contagens hematológicas. A hepcidina é uma pequena proteína que reduz a disponibilidade de ferro para os progenitores eritroides na medula óssea (podendo levar à anemia da inflamação crônica). A trombopoetina (fator de crescimento dos megacariócitos (precursor das plaquetas) na medula óssea é suprarregulada, em consequência de inflamação sistêmica, podendo estar associada a uma elevação de contagem de plaquetas (trombocitose). o Proteína C reativa (CRP) o Fibrinogênio o Proteína Amiloide Sérica A (SAA) LEUCOCITOSE Em especial as induzidas por infecção bacterianas. A contagem de leucócitos aumenta podendo alcançar níveis altos. Essas elevações extremas são as reações leucemoides, assemelha-se às contagens de leucócitos na leucemia, que podem ser diferenciadas. A leucocitose ocorre pela liberação acelerada de granulócitos da medula óssea (causada por citocinas, incluindo TNF e IL-1), estando associadas a um aumento no número de neutrófilos (maduros e imaturos) designados como desvio para a esquerda (motivo misterioso). A infecção prolongada induz a proliferação de precursores na medula óssea, causada pela produção aumentada de fatores de estimulação de colônias (CSF), principalmente de macrófagos ativados e células do estroma medular. O aumento da produção de leucócitos compensa a perda dessas células na reação inflamatória. A maioria das infecções bacterinas induz um aumento na contagem de neutrófilos do sangue, neutrofilia. As infecções virais, como a mononuclease infecciosa, a caxumba e o sarampo, causam aumento no número de linfócitos (linfocitose). Em algumas alergias e infestações helmínticas, observa-se aumento no número de eosinófilos, produzindo eosinofilia. Certas infecções (febre tifoide e infecçõescausadas por alguns vírus) estão associadas a um número “Que estrago uma ferpinha pode fazer” – Módulo 2 Daniella Machado Tutoria – 4º período UniEVANGÉLICA TURMA XXVI 10 diminuído de leucócitos circulantes (leucopenia), pelo sequestro dos leucócitos ativados em espaços vasculares e nos tecidos. OUTRAS MANIFESTAÇÕES Aumento do pulso e da pressão arterial. Diminuição da sudorese (redirecionamento do fluxo sanguíneo do leito cutâneo para os leitos vasculares profundos para maximizar a perda de calor pela pele). Calafrios (tremores), frio (procura de calor), anorexia, sonolência e mal-estar, pela ação das citocinas nas células cerebrais. INFECÇÕES BACTERIANAS GRAVES (SEPSES) Grande quantidade de bactérias e produtos no sangue estimulam a produção de várias citocinas (TNF e IL-1). Os níveis elevados de citocinas provocam manifestações clínicas, como coagulação intravascular disseminada, choque distributivo com hipotensão arterial e distúrbios metabólicos, como resistência à insulina e hiperglicemia. Essa tríade é conhecida como choque séptico e constituí a forma grave fatal de um distúrbio designado como Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica. BIBLIOGRAFIA Robbins e Cotrans: bases patológicas da terapêutica, capítulo 3 inflamação e reparo
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