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INFLAMAÇÃO E REPARO TECIDUAL José Guedes INFLAMAÇÃO • A inflamação é uma resposta protetora que envolve células do hospedeiro, vasos sanguíneos, proteínas e outros mediadores e destinada a eliminar a causa inicial da lesão celular, bem como as células e tecidos necróticos que resultam da lesão original e iniciar o processo de reparo. • Os componentes da reação inflamatória também são capazes de lesar tecidos normais. • PRINCIPAIS DEFESAS DO ORGANISMO LEUCÓCITOS CIRCULANTES PROTEÍNAS PLASMÁTICAS • Induzida por mediadores químicos produzidos pelas células do hospedeiro em resposta a um estímulo nocivo. O objetivo da reação inflamatória é trazê-las para o local da infecção ou da lesão tecidual DISPARA PRODUÇÃO DE MEDIADORES QUE INICIAM E AMPLIFICAM A RESPOSTA, DETERMINANDO O PADRÃO, SEVERIDADE E MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS • Dependendo da natureza do estímulo e efetividade da reação a inflamação pode ser aguda ou crônica Aguda Início rápido e curta duração Exsudação de líquido e proteínas plasmáticas Acúmulo de neutrófilos Autolimitada e controlada Crônica Insidiosa e duração mais longa (dias a anos) Influxo de linfócitos e macrófagos Proliferação vascular associada e fibrose Progressiva • As etapas da resposta inflamatória podem ser lembradas como os 5R: (1) reconhecimento do agente lesivo (2) recrutamento dos leucócitos (3) remoção do agente, (4) regulação (controle) da resposta (5) resolução (reparo). Inflamação aguda • Alterações vasculares: • Vasodilatação • Aumento da permeabilidade • Ativação das células endoteliais • Eventos celulares: • Recrutamento e ativação leucocitária • PRINCIPAIS ESTÍMULOS PARA INFLAMAÇÃO AGUDA • Infecções (por bactérias, vírus, fungos e parasitas) • Trauma (corte e penetração) e vários agentes químicos e físicos • Necrose tecidual • Corpos estranhos • Reações imunológicas RECONHECIMENTO • Fagócitos, células dendríticas e epiteliais, expressam receptores sensíveis a presença de patógenos infecciosos e substâncias liberadas das células mortas. • “Receptores-padrão de reconhecimento” • Tipo TLR • Acoplados a proteína G • Para Opsoninas • Para citocinas • Inflamossomo é um complexo citoplasmático multiproteico que reconhece produtos das células mortas, como ácido úrico e ATP extracelular • Sua ativação resulta na ativação da caspase 1 que cliva as formas precursoras da citocina inflamatória interleucina 1b(IL-1b) em sua forma biologicamente ativa Alterações vasculares • Vasodilatação • induzida por NO e histamina • Aumento do fluxo – calor e rubor • Aumento da permeabilidade vascular • Extravasamento de fluido – edema • Contração de células endoteliais • Aumento do espaço intercelular • Estase - congestão Eventos celulares • Recrutamento e extravasamento leucocitário • Ativação de células endoteliais • Mudanças hemodinâmicas - marginação • Aumento da expressão de moléculas de adesão • Rolamento – selectinas • Adesão – integrinas • Migração • No Endotélio – diapedese – Moléculas de adesão - pecam1 • No Tecido - quimiotaxia • Ativação dos Leucócitos e Fagocitose de partículas • (1) reconhecimento e fixação da partícula ao linfócito fagocítico (opsonização) • (2) engolfamento, com formação de um vacúolo fagocítico • (3) destruição e degradação do material ingerido • Destruição e Degradação dos Microrganismos Fagocitados • Surto oxidativo - Espécies reativas do oxigênio (ERO) • Enzimas lisossômicas • Podem causar lesão Mediadores Inflamatórios • Produzidos pelas células no local da inflamação ou circulam no plasma como precursores inativos • A maioria induz efeitos através da ligação a receptores específicos nas células-alvo • As ações são estreitamente reguladas e de curta duração • Mediadores celulares • sequestrados em grânulos intracelulares e secretados sob ativação celular ou sintetizados originalmente em resposta a um estímulo • Mediadores plasmáticos • sofrem clivagem proteolítica para adquirir suas atividades biológicas Consequências da Inflamação Aguda • Resultados variam com a natureza e intensidade da lesão, pelo local e tecido afetado e pela habilidade do hospedeiro de montar uma resposta • Resolução: Regeneração e Reparo • Lesão limitada ou breve, pouca ou nenhuma destruição tecidual • Neutralização ou degradação enzimática dos mediadores químicos, normalização da permeabilidade vascular, cessação da emigração e morte de leucócitos • Processo de reparo induzido por citocinas, angiogênese, estimulação de fibroblastos por fatores de crescimento e proliferação de células teciduais • Inflamação crônica • O agente nocivo não é removido • Dependendo da extensão da lesão inicial e da sua continuidade, bem como da capacidade de regeneração dos tecidos afetados, pode ser sucedida pela restauração ou resultar em cicatrização. • Cicatrização • Tipo de reparo após destruição tecidual substancial (abscesso) ou em tecidos que não se regeneram e são substituídos por tecido conjuntivo • Fibrose é o depósito extenso de tecido conjuntivo, na tentativa de curar a lesão Inflamação Crônica • Duração prolongada (semanas a meses ou anos) onde destruição tecidual e reparação por fibrose ocorrem simultaneamente. • Alterações características: • Infiltração de células mononucleares - macrófagos, linfócitos e plasmócitos • Destruição tecidual - induzida pelos produtos das células inflamatórias • Reparo - envolvendo angiogênese e fibrose • Origens da inflamação crônica • Infecções persistentes por microrganismos difíceis de erradicar Ex: Mycobaterium tuberculosis, Treponema pallidum • Doenças inflamatórias imunomediadas ou autoimunes Ex: artrite reumatoide e asma • Exposição prolongada a agentes potencialmente tóxicos Ex: sílica particulada Células e Mediadores da Inflamação Crônica • Macrófagos células dominantes da inflamação crônica, derivados dos monócitos circulantes • Ativação clássica - induzida por produtos microbianos como endotoxinas, citocinas derivados da célula T (INF g) e substâncias estranhas • Produzem enzimas lisossômicas, NO e ERO, aumentando habilidade em destruir organismos fagocitados e secretando citocinas pró inflamatórias • Ativação alternativa - induzida por citocinas (IL) produzidas pelos linfócitos T, mastócitos e eosinófilos • Apresentam papel no reparo tecidual – secreção de fatores de crescimento angiogênicos, ativação de fibroblastos e estimulam a síntese de colágeno. • Linfócitos • Mobilizados sob qualquer estímulo imune específico • São os principais orientadores da inflamação em muitas doenças autoimunes e inflamatórias crônicas • Os linfócitos T e B migram para os locais inflamatórios usando alguns das mesmas moléculas de adesão e quimiocinas que recrutam outros leucócitos • Os linfócitos B podem se desenvolver em plasmócitos, que secretam anticorpos • Os linfócitos T CD4+ são ativados para secretar citocinas, promovendo a inflamação • Linfócitos e macrófagos interagem de modo bidirecional: ciclo de reações celulares que abastece e mantém a inflamação crônica. Outras células • Eosinófilos • Locais inflamatórios em torno de infecções parasitárias ou como parte de reações imunes mediadas por IgE • Seu recrutamento é por moléculas de adesão e quimiocinas semelhantes às usadas pelos neutrófilos • Mastócitos • Células sentinelas amplamente distribuídas nos tecidos conjuntivos • Em indivíduos atópicos estão armados com o anticorpo IgE específico para certos antígenos ambientais. Também produz citocinas e quimiocinas • Neutrófilos: resultado da persistência das bactérias e células necróticas Efeitos sistêmicos da inflamação • Reação da fase aguda ou síndrome da resposta inflamatória sistêmica • As citocinas TNF, IL-1 e IL-6 são os mediadores mais importantes • Febre • Produzida em resposta a pirogênios, que atuam estimulando a síntese de prostaglandina nas células do hipotálamo. • Níveis plasmáticos elevadosde proteínas da fase aguda • Sintetizadas principalmente no fígado, suas concentrações podem aumentar 100 vezes em resposta ao estímulo inflamatório: PCR, fibrinogênio e proteína amiloide A sérica (SAA). • Leucocitose • Liberação acelerada de células do pool de reserva pós-mitótico da medula óssea (causada por citocinas, incluindo TNF e IL-1) • Outras manifestações • aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial; redução da sudorese, tremores, calafrios (hipotálamo ajusta a temperatura), anorexia, sonolência e mal- estar (ações das citocinas nas células cerebrais). Reparo tecidual Visão geral do reparo • A habilidade em reparar a lesão causada por lesões tóxicas e inflamação é crítica para a sobrevivência de um organismo. • A resposta inflamatória não serve apenas para eliminar perigos, mas também inicia o processo de reparo. • Reparo (cura) = restauração da arquitetura e função do tecido após a lesão. • Ocorre por: regeneração do tecido lesado e pela e formação de cicatriz • Regeneração = substituição de células lesadas e retorno ao estado normal • Ocorre por proliferação de células residuais (não lesadas) e células-tronco teciduais. • Resposta típica a lesão em epitélios que se dividem rapidamente, como na pele, intestinos e fígado. • Formação de cicatriz = deposição de tecido conjuntivo (fibrose) • Ocorre em tecidos lesados incapazes de regeneração ou com estruturas de suporte gravemente lesadas • Fornece estabilidade estrutural suficiente para tornar o tecido lesado hábil nas suas funções. • O termo fibrose é mais usado para descrever a extensa deposição de colágeno resultante da inflamação crônica em órgãos Papel da regeneração no reparo • Varia nos diferentes tipos de tecidos e com a gravidade da lesão: • Em tecidos lábeis (pele e TGI) - células lesadas são rapidamente substituídas por proliferação das células residuais e diferenciação das células-tronco da membrana basal intacta. • A resposta regenerativa do fígado que ocorre após remoção cirúrgica de tecido hepático é única e notável entre todos os órgãos. Iniciada por citocinas que induzem ciclo celular. • A regeneração ou hiperplasia compensatória pode ocorrer apenas se a trama de tecido conjuntivo residual estiver estruturalmente intacta. Formação da cicatriz • Processo sequencial que segue a resposta inflamatória: • Formação de novos vasos (angiogênese) • Migração e proliferação de fibroblastos - 24 hs • Reposição de tecido conjuntivo (tecido de granulação) – 3 a 5 dias • Maturação e reorganização do tecido fibroso (remodelamento) para produzir uma cicatriz estável Angiogênese • Processo de desenvolvimento de novos vasos a partir de vasos preexistentes • Vasodilatação em resposta ao NO e aumento da permeabilidade induzida pelo VEGF • Migração de células endoteliais em direção à área da lesão • Proliferação de células endoteliais • Remodelação em tubos capilares • Recrutamento de células periendoteliais (pericitos) para formar o vaso maduro. • Supressão da proliferação e migração endotelial e deposição de membrana basal. • O processo de angiogênese envolve uma série de fatores de crescimento, de interações célula-célula, interações com as proteínas da MEC e enzimas teciduais. • Fatores de Crescimento Envolvidos na Angiogênese: • VEGFs • São expressos na maioria dos tecidos adultos e se ligam a uma família de receptores tirosina-cinase (VEGFR) • A hipóxia é o indutor mais importante de VEGF • Estimula a migração e a proliferação das células endoteliais, iniciando o processo de brotamento dos capilares • Promove vasodilatação por estimulação da produção de NO e contribui para a formação do lúmen vascular. • FGF: • produzidos por muitos tipos celulares e se ligam a uma família de receptores de tirosina-cinase • Participa da angiogênese estimulando a proliferação de células endoteliais e a migração de fibroblastos • Angiopoietinas Ang 1 e Ang 2 • papel na maturação estrutural dos novos vasos • Os vasos recém-formados precisam ser estabilizados pelo recrutamento de pericitos e células musculares lisas e pela deposição de tecido conjuntivo. Deposição de tecido conjuntivo • Ocorre em duas etapas: • (1) migração e proliferação de fibroblastos para o local da lesão e • (2) deposição de proteínas da MEC produzidas por essas células • O recrutamento e a ativação de fibroblastos para sintetizar proteínas do tecido conjuntivo são orientados por fatores de crescimento (PDGF, FGF-2 e TGF-b) secretados por células inflamatórias. • Com a progressão da cura, a proliferação de fibroblastos diminui; entretanto, aumentando a deposição de MEC. • O tecido de granulação evolui para uma cicatriz composta de fibroblastos, colágeno denso e outros componentes da MEC. • Com a maturação, ocorre uma regressão vascular progressiva que, finalmente, transforma o tecido de granulação em uma cicatriz avascular e pálida. Remodelamento • Após sua síntese e deposição, o tecido conjuntivo da cicatriz continua sendo modificado e remodelado. Dessa maneira, o resultado do processo de reparo é o equilíbrio entre síntese e degradação das proteínas da MEC. • Ação das metaloproteinases • Proteínas produzidas por vários tipos celulares e sua síntese e secreção são reguladas por fatores de crescimento, citocinas e outros agentes. Fatores que influenciam o reparo • Infecção - prolonga a inflamação e aumenta a lesão local. • Nutrição - deficiência de vitamina C, inibe a síntese de colágeno e retarda a cicatrização. • Glicocorticoides - inibem a produção de TGF-b e diminuem a fibrose. • Fatores mecânicos - pressão ou torção local, podem causar separação da ferida. • Perfusão deficiente - aterosclerose e diabetes ou obstrução de drenagem venosa • Corpos estranhos • O tipo e extensão da lesão - a restauração completa pode ocorrer apenas em tecidos compostos por células lábeis e estáveis • A localização da lesão • As aberrações do crescimento celular - queloide Fibrose • A deposição de colágeno é parte do processo normal de cura de feridas. • Fibrose é a deposição excessiva de colágeno e de outros componentes da MEC em um tecido, em doenças crônicas (estímulo persistente) • Ex: fibrose pulmonar, responsável pela disfunção e insuficiência do órgão
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