Reações dos leucócitos na inflamação

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REAÇÕES DOS LEUCÓCITOS NA INFLAMAÇÃO
Como mencionado anteriormente, uma função crítica da inflamação é a de entregar leucócitos
ao local da injúria e ativar os leucócitos para eliminar os agentes agressores. Os leucócitos mais
importantes nas reações inflamatórias crônicas são aqueles capazes de fagocitar, chamados de
neutrófilos e macrófagos. Esses leucócitos ingerem e destroem bactérias e outros micróbios e
eliminam o tecido necrótico e substâncias estranhas. Os leucócitos também produzem fatores de
crescimento que ajudam no reparo. O preço que é pago pela potência defensiva dos leucócitos é
que, quando fortemente ativados, eles podem induzir dano tecidual e prolongar a inflamação,
porque os produtos dos leucócitos que destroem os micróbios e tecidos necróticos também podem
danificar os tecidos normais do hospedeiro.
 
Os processos envolvendo os leucócitos na inflamação consistem em: seu recrutamento do sangue
para dentro dos tecidos extravasculares, reconhecimento dos micróbios e tecidos necróticos, e
remoção do agente agressor.
 
Recrutamento dos Leucócitos para os Locais de Infecção e Injúria
A jornada dos leucócitos da luz dos vasos para o tecido intersticial, chamada de extravasamento,
pode ser dividida nos seguintes passos13 (Fig. 2-4):
1. Na luz: marginação, rolamento e adesão ao endotélio. O endotélio vascular no seu estado
normal não ativado não se liga às células circulantes ou impede sua passagem. Na
inflamação, o endotélio é ativado e pode se ligar aos leucócitos, como um prelúdio de sua
saída dos vasos sanguíneos.
2. Migração através do endotélio e parede do vaso.
3. Migração nos tecidos em direção aos estímulos quimiotáticos.
 
 
 
FIGURA 2-4
O processo com múltiplas etapas da migração de neutrófilos ao longo dos vasos sanguíneos,
mostrado aqui para os neutrófilos. Primeiro os leucócitos rolam, então se tornam ativados e
aderem ao endotélio, então transmigram pelo endotélio, penetrando na membrana basal e
migrando em direção aos quimioatraentes liberados na fonte da injúria. Diferentes moléculas
têm papéis predominantes em diferentes fases desse processo – selectinas na rolagem;
quimiocinas (usualmente mostradas ligadas aos proteoglicanos) nos neutrófilos ativados para
aumentar a avidez das integrinas; integrinas em firme adesão e CD31 (PECAM-1) na
transmigração. Os neutrófilos expressam baixos níveis de L-selectina; eles se ligam às células
endoteliais predominantemente via P- e E-selectinas. ICAM-1, molécula 1 de adesão
intercelular; TNF, Fator de necrose tumoral.
 
 
 
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.
Devido ao fluxo sanguíneo se lentificar no princípio da inflamação (estase), as condições
hemodinâmicas mudam (o estresse de cisalhamento na parede do vaso diminui) e mais
leucócitos assumem uma posição periférica ao longo da superfície endotelial. Esse processo de
redistribuição dos leucócitos é chamado de marginação. Subsequentemente, leucócitos individuais
e depois filas de leucócitos aderem transitoriamente ao endotélio, se desligam e se ligam
novamente, rolando assim na parede do vaso. Finalmente, as células chegam ao repouso em
algum local onde elas aderem firmemente (parecendo-se com seixos sobre os quais a corrente
corre sem perturbá-las).
 
A adesão dos leucócitos às células endoteliais é mediada por moléculas de adesão
complementares nos dois tipos celulares cuja expressão está aumentada pelas proteínas
secretadas, chamadas citocinas. 13,14 As citocinas são secretadas pelas células nos tecidos em
resposta aos micróbios e outros agentes injuriantes, garantindo então que os leucócitos sejam
recrutados para os tecidos onde estes estímulos estão presentes. As interações iniciais de
rolamento são mediadas por uma família de proteínas chamadas selectinas15,16 (Tabela 2-1 ).
Existem três tipos de selectinas: uma expressa nos leucócitos (L-selectina), uma no endotélio (E-
selectina) e uma em plaquetas e no endotélio (P-selectina). Os ligantes das selectinas são
oligossacarídeos sializados ligados a uma coluna de glicoproteína tipo mucina. A expressão das
selectinas e seus ligantes é regulada pelas citocinas produzidas em resposta à infecção e injúria.
Os macrófagos teciduais, mastócitos e células endoteliais que encontram os micróbios e tecidos
mortos respondem secretando várias citocinas, incluindo o fator de necrose tumoral (TNF), 17
interleucina-1 (IL-1) 18 e quimiocinas (citocinas quimioatraentes). 19,20 (Citocinas são descritas
em mais detalhes adiante e no Cap. 6.) TNF e IL-1 agem nas células endoteliais das vênulas pós-
capilares adjacentes à infecção e induzem a expressão coordenada de numerosas moléculas de
adesão (Fig. 2-5). Dentro de 1 a 2 horas, as células endoteliais começam a expressar E-selectina
e os ligantes da E-selectina. Outros mediadores tais como histamina, trombina e fator ativador de
plaqueta (PAF), descritos posteriormente, estimulam a redistribuição da P-selectina de seus
estoques intracelulares normais nos grânulos das células endoteliais (chamados de corpos de
Weibel-Palade) para a superfície celular. Os leucócitos expressam a L-selectina no topo de seus
microvilos e também expressam ligantes para as E- e P-selectinas, todos os quais se ligam às
moléculas complementares nas células endoteliais. Estas são interações de baixa afinidade com
uma rápida taxa e são rapidamente rompidas pelo fluir do sangue. Como resultado, os leucócitos
ligados se ligam, desligam e se ligam novamente e então começam a rolar ao longo da superfície
endotelial.
 
 
TABELA 2-1 Moléculas de Adesão Leucócito-Endotélio
 
Molécula Endotelial Molécula de Leucócito Principal Papel
P-selectina Proteínas Sialil-Lewis Xmodificadas
Rolamento (neutrófilos, monócitos,
linfócitos T)
E-selectina Proteínas Sialil-Lewis Xmodificadas
Rolamento e adesão (neutrófilos,
monócitos, linfócitos T)
GlyCam-1, CD34 L-selectina* Rolamento (neutrófilos, monócitos)
ICAM-1 (família de
imunoglobulina)
Integrinas CD11/CD18
(β2) (LFA-1, Mac-1)
Adesão, parada, transmigração
(neutrófilos, monócitos, linfócitos)
VCAM-1 (família de Integrina VLA-4 (β1)
Adesão (neutrófilos, monócitos,
*L-selectina é fracamente expressa nos neutrófilos. Ela está envolvida na ligação dos
linfócitos T circulantes às vênulas endoteliais altas nos linfonodos e tecidos linfoides mucosos,
e subsequente “volta para casa” dos linfócitos para estes tecidos.
imunoglobulina) linfócitos)
 
 
FIGURA 2-5
Regulação da expressão das moléculas de adesão endotelial e de leucócito. A, Redistribuição
da P-selectina dos estoques intracelulares para a superfície celular. B, Aumento na expressão
na superfície das selectinas e ligantes de integrinas na ativação do endotélio pelas citocinas. C,
Aumento na avidez de ligação das integrinas induzido pelas quimiocinas. O agrupamento das
integrinas contribui para seu aumento na avidez de ligação (não mostrado). IL-1, Interleucina-
1; TNF, fator de necrose tumoral.
 
 
 
Essas fracas interações de rolamento reduzem a velocidade dos leucócitos e dão a eles a
oportunidade de se ligar mais firmemente ao endotélio. A firme adesão é mediada por uma
família de proteínas heterodiméricas de superfície dos leucócitos chamadasintegrinas21 (Tabela
2-1). TNF e IL-1 induzem a expressão endotelial de ligantes para as integrinas, principalmente a
molécula-1 de adesão de célula vascular (VCAM-1, o ligante para a integrina VLA-4) e a
molécula-1 de adesão intercelular (ICAM-1, o ligante para as integrinas LFA-1 e Mac-1).
Normalmente, os leucócitos expressam integrinas em um estado de baixa afinidade. Enquanto
isso, as quimiocinas que foram produzidas no local da injúria entram no vaso sanguíneo, ligam-se
aos proteoglicanos das células endoteliais e são mostradas em altas concentrações na superfícieendotelial. Essas quimiocinas se ligam e ativam os leucócitos em rolamento. Uma das
consequências da ativação é a conversão das integrinas VLA-4 em LFA-1 nos leucócitos em um
estado de alta afinidade. 22 A combinação da expressão de ligantes de integrinas induzida pelas
citocinas no endotélio e a ativação das integrinas nos leucócitos resulta em firme ligação mediada
pelas integrinas dos leucócitos ao endotélio no local da inflamação. Os leucócitos param de rolar,
seus citoesqueletos são reorganizados e eles se espalham para fora da superfície endotelial.
 
Migração do Leucócito através do Endotélio. O próximo passo no processo de recrutamento do
leucócito é a migração dos leucócitos através do endotélio, chamada de transmigração ou
diapedese. A transmigração dos leucócitos ocorre principalmente nas vênulas pós-capilares. As
quimiocinas agem nos leucócitos aderentes e estimulam as células a migrarem através dos
espaços interendoteliais em direção ao gradiente de concentração químico, que é em direção ao
local da injúria ou infecção onde as quimiocinas estão sendo produzidas. 23 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 chamado de PECAM-1 (molécula de adesão de célula endotelial e plaqueta) ou
CD3124 e várias moléculas de adesão juncional25 Após atravessar o endotélio, os leucócitos
penetram na membrana basal, provavelmente pela secreção de colagenases, e entram no tecido
extravascular. As células migram então em direção ao gradiente quimiotático criado pelas
quimiocinas e se acumulam no local extravascular. No tecido conjuntivo, os leucócitos são
capazes de aderir à matriz extracelular devido às integrinas e à ligação de CD44 às proteínas da
matriz. Então, os leucócitos são retidos no local onde eles são necessários.
 
A principal prova da importância das moléculas de adesão dos leucócitos é a existência de
deficiências genéticas nessas moléculas, que resultam em infecções bacterianas recorrentes
como uma consequência da adesão prejudicada dos leucócitos e inflamação defeituosa. 26
Indivíduos com deficiência na adesão de leucócitos tipo 1 têm um defeito na biossíntese da cadeia
β2 compartilhada pelas integrinas LFA-1 e Mac-1. A deficiência na adesão de leucócitos tipo 2 é
causada pela ausência do sialil-Lewis X, o ligante contendo fucose para as E- e P-selectinas,
como resultado de um defeito na fucosil transferase, a enzima que liga a molécula de fucose ao
esqueleto de proteína.
 
Q uimiotaxia dos Leucócitos. Após sair da circulação, os leucócitos emigram para os tecidos em
direção ao local da injúria por um processo chamado quimiotaxia, que é definido como
locomoção originada ao longo de um gradiente químico. Ambas as substâncias, exógenas e
endógenas, podem agir como quimioatraentes. Os agentes exógenos mais comuns são os
produtos bacterianos, incluindo os peptídeos que possuem um aminoácido terminal N-
formilmetionina e alguns lipídios. Os quimioatraentes endógenos incluem vários mediadores
químicos (descritos adiante): (1) citocinas, particularmente aquelas da família de quimiocinas (p.
ex., IL-8); (2) componentes do sistema complemento, particularmente C5a e (3) metabólitos do
ácido araquidônico (AA), principalmente o leucotrieno B4 (LTB4). Todos esses agentes
quimiotáticos se ligam a receptores específicos ligados a proteínas G transmembrana na
superfície dos leucócitos. 27 Sinais iniciados a partir desses receptores resultam em ativação de
segundos mensageiros que aumentam o cálcio citosólico e ativam pequenas guanosinas
trifosfatases da família Rac/Rho/cdc42, assim como um número de cinases. Esses sinais induzem
a polimerização da actina, resultando em quantidades aumentadas de actina polimerizada na
direção da borda da célula e localização de filamentos de miosina na parte posterior. O leucócito
se move pela extensão do filopódio que puxa a parte de trás da célula na direção da extensão,
como um automóvel com volante na frente do motorista é puxado pelas rodas na frente (Fig. 2-
6). O resultado líquido é que os leucócitos migram para os estímulos inflamatórios na direção do
gradiente dos quimioatraentes localmente produzidos.