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C A P Í T U L O 3 INFLAMAÇÃO COMO MECANISMO DE RESISTÊNCIA NATURAL A AGENTES INFECCIOSOS INTRODUÇÃO No dia a dia, quando ocorre uma lesão tecidual, microrganismos presentes na superfície da pele ou mucosa, podem atravessar as barreiras de resistência natural externas (Capítulo 1). Quando o número destes microorganismos é pequeno, células residentes do local, tais como os macrófagos e os neutrófilos, podem fagocitá-los e eliminá-los, sem desencadear um processo inflamatório (Figura 1). No entanto, quando as células residentes não conseguem eliminar as partículas estranhas, modificações teciduais ocorrem e levam à passagem de células do sangue para os tecidos, onde ajudarão na eliminação dos invasores. A migração de células, a passagem de líquidos (edema) e o aumento da temperatura no local da entrada dos microorganismos caracterizam o processo inflamatório. As primeiras células que migram através do endotélio para o tecido infectado são neutrófilos (entre 4-12 horas) e posteriormente monócitos (entre 24-48h) que, ativados nos tecidos, tornam-se macrófagos (Figura 1). CAP. 3 - INFLAMAÇÃO COMO MECANISMO DE RESISTÊNCIA NATURAL A AGENTES INFECCIOSOS 17 Figura 1–Ativação das células no processo inflamatório Histamina TNF-αααα TNF-αααα IL-1 IL-6 IL-12 IL-8 TNF-αααα Bactérias Macrófago Mastócito Neutrófilo Monócito Linfócito T Eosinófilo Basófilo Hemácia NK Linfócito B Mucosa/Pele Endotélio Fatores quimiotáticos FILOMENA M. P. BALESTIERI - IMUNOLOGIA BÁSICA E APLICADA 18 Se os macrófagos e os microorganismos entrarem nos capilares linfáticos presentes no tecido, dar-se-á a ativação dos linfonodos drenantes do local da infecção (Capítulo 9). A ativação dos linfonodos consiste na retenção do material estranho por células fagocíticas e proliferação de linfócitos T e B específicos. Estes linfócitos migrarão posteriormente para o local da infecção (48-96h), desencadeando mecanismos de imunidade adquirida, com a produção de anticorpos e linfócitos T com receptores específicos. Neste capítulo serão estudados os eventos que levam à migração dos neutrófilos e monócitos através do endotélio e o processo inflamatório inespecífico, sem a participação dos linfócitos que serão estudados posteriormente (Capítulos 8 e 9). O PROCESSO INFLAMATÓRIO E A MIGRAÇÃO CELULAR. Quando os agentes infecciosos entram num tecido lesionado, macrófagos ou neutrófilos presentes no local, começam a fagocitá-los (Figura 1). Macrófagos ativados durante este processo liberam citocinas, tais como o TNF-α (Fator de Necrose Tumoral-alfa), a IL-1, a IL-6, a IL-8 e a IL-12. Os macrófagos também produzem outros mediadores tais como as prostaglandinas (PGs), os leucotrienos (LTs), o fator de ativação das plaquetas (PAF) e o óxido nítrico (NO), este último responsável juntamente com a histamina (liberada pelos mastócitos teciduais), pelo aumento da permeabilidade vascular, propiciando o espaçamento entre as células endoteliais (Figura 1). O TNF-α, uma das primeiras citocinas produzida por macrófagos ativados, induz a produção de TNF-α por outras células tais como as células NK, fibroblastos e células endoteliais. A produção desta citocina pelo endotélio aumenta a viscosidade do sangue, permitindo que as células do sangue fluam mais lentamente neste local com posterior migração para o tecido (Figuras 1 e 2). CAP. 3 - INFLAMAÇÃO COMO MECANISMO DE RESISTÊNCIA NATURAL A AGENTES INFECCIOSOS 19 A migração celular ocorre em quatro etapas (Figura 2): A primeira etapa é mediada pelas selectinas, moléculas com afinidade por carboidratos. As células do endotélio, sob o efeito do TNF-α ou do lipopolissacarídeo (LPS) bacteriano, expressam selectina-E que se associa ao sialil-Lewis x (ligante de selectina E), expresso por neutrófilos, permitindo que estas células sofram um rolamento sobre o endotélio. Este tipo de associação é de fraca afinidade e propicia um tipo de adesão temporária entre o endotélio e a célula fazendo com que ela vá rolando sobre o endotélio (Figura 2A). A segunda etapa é mediada por moléculas com afinidade por proteínas, as integrinas. O TNF-α induz, na superfície do endotélio e do neutrófilo, moléculas proteícas, o ICAM-1 e o LFA-1, respectivamente. Estas moléculas são responsáveis pela adesão da maioria das células do sistema imune ao endotélio. A liberação da IL-8 pelos macrófagos propicia que esta quimiocina (citocina com atividade quimiotáctica), associada ao endotélio do vaso, aumente a afinidade de ligação entre o LFA-1 e o ICAM-1, porque os neutrófilos apresentam receptores para a IL-8 (Figura 2B). A terceira etapa consiste na passagem propriamente dita das células. As células aderidas ao endotélio, através destas interações, farão a diapedese ou o extravasamento para o tecido através de interação homóloga entre moléculas CD31, expressas pelo neutrófilo e pela célula endotelial (Figura 2B). A última etapa consiste na migração, dentro do tecido, das células provenientes do sangue. Quando as células chegam ao tecido, a migração ocorre de acordo com o gradiente de concentração dos fatores quimiotáticos, processo denominado quimiotaxia. Estes fatores quimiotáticos para neutrófilos são a IL-8, o leucotrieno B4 (LTB4), o PAF, peptídeos liberados pelos próprios agentes invasores e peptídeos oriundos da degradação tecidual. A migração de monócitos provavelmente envolve a ativação das mesmas moléculas de adesão mas as quimiocinas envolvidas são as MCP-1, 2 ou 3 (Proteína Quimiotáctica do Monócito) ou MIP-1α ou MIP-1β (Proteína Inibitória do Macrófago). FILOMENA M. P. BALESTIERI - IMUNOLOGIA BÁSICA E APLICADA 20 Figura 2 A. Rolamento dos Neutrófilos B. Diapedese e Migração Celular LFA-1 IL-8 ICAM-1 CD31 Tecido rIL-8 Corrente sanguínea IL-8 Endotélio Corrente sanguínea Selectina E Sialil-Lewis x (s-Le) Endotélio Tecido A. B. CAP. 3 - INFLAMAÇÃO COMO MECANISMO DE RESISTÊNCIA NATURAL A AGENTES INFECCIOSOS 21 OUTRAS ATIVIDADES DAS CITOCINAS PRÓ-INFLAMATÓRIAS. Em baixas concentrações, o TNF-α têm atividade parácrina (ação sobre células vizinhas) e autócrina (sobre a própria célula secretora) e, além de aumentar a viscosidade do sangue e induzir a expressão de moléculas de adesão no endotélio (Selectina-E e ICAM-1) e nos neutrófilos (LFA-1), induz a produção de outras citocinas tais como a IL-1, a IL-6 e a IL-8. As funções da IL-1 são similares às do TNF-α em relação ao aumento da viscosidade do sangue e à indução da expressão de moléculas de adesão. No entanto, apesar destas duas citocinas apresentarem funções redundantes, existem diferenças na atividade de cada uma delas: enquanto que o TNF-α pode induzir uma coagulação intravascular disseminada, quando em altas concentrações séricas, o mesmo não é observado com o aumento da concentração da IL-1. Uma outra característica que estas duas citocinas apresentam em comum é o fato de serem pirógenos endógenos, ou seja, quando em concentrações séricas elevadas chegam ao centro de controle de temperatura no hipotálamo e aumentam a produção de PGE2 e, consequentemente, a temperatura corporal. Este aumento de temperatura, além de retardar a atividade bacteriana, aumenta a circulação sanguínea e a atividade dos linfócitos T, que são mais ativos à temperatura de 38oC. O TNF-α, a IL-1 e a IL-6, quando em altas concentrações, também ativam hepatócitos aumentando a síntese de proteinas séricas. O conjunto de proteínas séricas induzidas por estas citocinas constituem o que se denomina de resposta de fase aguda. A função precisa da resposta de fase aguda não é conhecida, noentanto, sugere-se que algumas proteínas atuam no aumento da opsonização (tipo de fagocitose – Capítulo 4) dos microorganismos enquanto que outras como as anti-proteases, protegem os tecidos contra injúrias, destruindo enzimas que degradam proteínas teciduais. A presença de proteínas próprias degradadas no tecido pode gerar respostas auto-imunes, em que moléculas próprias passam a ser reconhecidas como estranhas (Cap. 15). INFLAMAÇÃO COMO MECANISMO DE RESISTÊNCIA NATURAL A AGENTES INFECCIOSOS INTRODUÇÃO Figura 1–Ativação das células no processo inflamatório O PROCESSO INFLAMATÓRIO E A MIGRAÇÃO CELULAR. Figura 2 A. Rolamento dos Neutrófilos B. Diapedese e Migração Celular OUTRAS ATIVIDADES DAS CITOCINAS PRÓ-INFLAMATÓRIAS.
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