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Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez DISCORRER SOBRE A RESPOSTA IMUNE INATA RELACIONADA A INFLAMAÇÃO AGUDA. Introduzindo a Inflamação numa visão geral.... A inflamação é um mecanismo de defesa que visa eliminar a causa inicial da lesão celular e as consequências dessa lesão. Ela destrói, dilui ou isola o agente nocivo, e desencadeia uma série de eventos que tentam curar e reconstruir o tecido danificado. A inflamação aguda, se inicia rapidamente, em alguns segundos ou minutos, e tem uma curta duração. As principais características são exsudação de fluídos e proteínas plasmáticas e a migração de leucócitos, predominantemente de neutrófilos. A inflamação crônica, tem uma duração maior e está associada a presença de linfócitos e macrófagos, a proliferação de vasos sanguíneos, fibrose e necrose tissular. Inflamação Aguda A resposta inflamatória consiste em 2 componentes principais, uma reação celular que envolve alterações no fluxo vascular, alterações no calibre vascular e aumento da permeabilidade e uma reação vascular que envolve o recrutamento de leucócitos, seu acúmulo no foco da lesão e sua ativação para eliminar o agente nocivo. Elas acontecem ao mesmo tempo. que acontece ao mesmo tempo. Dentro dessas reações as partes iniciais são: NOTA: Exsudação: Extravasamento de fluidos, proteínas e células sanguíneas do sistema vascular para o tecido intersticial ou as cavidades corporais. Isso implica em alteração na permeabilidade normal dos pequenos vasos sanguíneos na área danificada. Transudato: Fluído com pequeno teor proteico, é essencialmente um ultrafiltrado do plasma que resulta do desequilíbrio osmótico ou hidrostático através da parede vascular, sem que haja aumento da permeabilidade. Edema: Excesso de fluido no interstício ou nas cavidades serosas, e ele pode ser um transudato ou exsudato Como o processo acontece.... ❖ REAÇÕES DOS VASOS SANGUÍNEOS Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez Quando há um estímulo inflamatório no nosso corpo como infecções ou corpos estranhos, vai ocorrer uma VASODILATAÇÃO, que é promovida por alguns mediadores químicos como as histaminas (liberadas pelos mastócitos), NO (liberados pelo endotélio vascular) e serotonina, para que haja um AUMENTO DO FLUXO SANGUÍNEO, e isso leva aos primeiros sinais da inflamação, O CALOR e o RUBOR. A vasodilatação é rapidamente seguida de um AUMENTO DA PERMEABILIDADE DA MICROCIRCULAÇÃO, com o extravasamento de um fluído rico em proteína para o tecido extravascular, levando a mais um sinal que é o EDEMA. Mas como que ocorre o aumento da permeabilidade? para que isso ocorra é necessário que se forma fendas no endotélio vascular. Alguns mediadores como histamina, bradicinina, leucotrienos e neuropeptídeos P se ligam nos seus receptores nas células endoteliais e ativam as vias de sinalização intracelular e leva a fosforilação de proteínas contráteis e de citoesqueletos, como a miosina. Essas proteínas contraem-se causando contração das células endoteliais e a separação das junções intracelulares. Mas também, a IL1, TNF-alfa e o interferon, também aumenta a permeabilidade vascular por causar uma reorganização estrutural do citoesqueleto, fazendo com que as células endoteliais se retraiam e se separem. A diferença entre essas sinalizações é que a resposta induzida pelas citocinas é mais demorada e mais duradoura. Essa perda de líquido causará um fluxo sanguíneo mais lento, que é uma condição chamada de Estase. Na inflamação, o fluxo linfático é aumentado e ajuda a drenar o fluido do edema que se acumula devido ao aumento de permeabilidade vascular. Além do fluido, os leucócitos e os resíduos celulares, bem como os microrganismos, podem encontrar o caminho até a linfa. Os vasos linfáticos, assim como os vasos sanguíneos, se proliferam durante as reações inflamatórias a fim de lidar com o aumento da carga. Os vasos linfáticos podem tornar-se inflamados de maneira secundária (linfangite), da mesma forma que os linfonodos de drenagem (linfadenite). Com frequência, os linfonodos inflamados são aumentados por causa da hiperplasia dos folículos linfoides e do aumento no número de linfócitos e macrófagos. Essa constelação de alterações patológicas recebe o nome de linfadenite reativa ou inflamatória. ❖ RECRUTAMENTO DE LEUCÓCITOS PARA OS LOCAIS DE INFLAMAÇÃO As mudanças no fluxo sanguíneo e na permeabilidade vascular são rapidamente seguidas por INFLUXO DE LEUCÓCITOS NO TECIDO. Esses leucócitos realizam a função principal de eliminar os agentes agressores. Os mais importantes nas reações inflamatórias típicas são aqueles que podem realizar a fagocitose, em especial os Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez neutrófilos e os macrófagos. Esses leucócitos ingerem e destroem bactérias e outros microrganismos, além de tecido necrótico e substâncias estranhas. Os leucócitos também produzem fatores de crescimento que ajudam no reparo. A jornada dos leucócitos da luz vascular até o tecido é um processo de várias etapas, mediado e controlado por moléculas de adesão e citocinas chamadas quimiocinas. Esse processo pode ser dividido em fases sequenciais. Com a estase, provocada pela inflamação as condições hemodinâmicas mudam e os leucócitos, especialmente ou neutrófilos, incialmente se acumulam ao longo do endotélio vascular, próximo a superfície vascular, que é um processo chamado de marginação. Subsequentemente, os leucócitos aderem, de forma transitória, ao endotélio, separam-se e se ligam novamente, rolando, dessa forma, na parede do vaso. As células finalmente param em certo ponto, onde ADEREM firmemente. A ligação dos leucócitos às células endoteliais é mediada pelas moléculas de adesão complementares (selectinas, ICAM-1, VCAM-1) nos dois tipos de células cuja expressão é reforçada pelas citocinas. As citocinas são secretadas pelas células sentinela nos tecidos, como resposta aos microrganismos e outros agentes lesivos, garantindo, dessa forma, que os leucócitos sejam recrutados aos tecidos, onde esses estímulos estão presentes. As interações de rolamento iniciais são mediadas por proteínas chamadas selectinas. Existem, 3 tipos delas, uma expressa nos leucócitos (L-selectina), uma no endotélio (E- selectina) e uma em plaquetas e no endotélio (P-selectina). A sua expressão e de seus ligantes é regulada pelas citocinas produzidas em respostas a infecção e lesão. Os macrófagos teciduais, mastócitos e células endoteliais que encontram os microrganismos e tecidos mortos respondem através da secreção de várias citocinas, incluindo o fator de necrose tumoral (TNF), a interleucina-1 (IL-1) e as quimiocinas (citocinas quimioatraentes). 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. Rapidamente as selectinas P são expressas no endotélio, e após 1 ou 2 horas as selectinas-E são expressas. As interações selectinas+ligantes de selectinas, nos leucócitos são de baixa afinidade, com a taxa de afastamento rápida e por isso são facilmente rompidas pela força de sisolamento do fluxo sanguíneo, como resultado os leucócitos repetitivamente se destacam e se ligam novamente e assim eles rolam pela superfície endotelial, isso diminui a velocidade com que os leucócitos passam pelo sangue. Essas fracas interações do rolamento reduzem a velocidade dos leucócitos e dão a eles a oportunidade de se ligar mais firmemente ao endotélio. A forte adesão é mediada pelas integrinas em um estado de baixa afinidade. Várias quimiocinas (TNF e a IL-1) produzidas no local da lesão entra no vaso, se ligam em células endoteliais e são expressas em grandes quantidades na superfície endotelial. Essas quimiocinas agem nos leucócitos que estão rolando, e ativam-nos. Isso converte as integrinaspara um estado de alta afinidade, isso resulta em uma ligação firme dos leucócitos, no endotélio. Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez Dessa forma, os leucócitos param de rolar, o citoesqueleto se reorganiza, e eles se espalham pela superfície endotelial ocorrendo a TRANSMIGRAÇÃO OU DIAPEDESE, que é a migração dos leucócitos do espaço intravascular para o extravascular. (presumivelmente: os leucócitos produzem enzimas que os capacitam a passar através da parede celular. Dentro do tecido conjuntivo extravascular, os leucócitos são capazes de aderir a matriz extracelular através da ligação de moléculas de adesão). O tipo de leucócito que migra varia de acordo com o tempo da resposta inflamatória e com o tipo de estímulo. Na maioria das formas de inflamação aguda, os neutrófilos predominam no infiltrado inflamatório durante as primeiras 6 a 24 horas, sendo substituídos pelos monócitos em 24 a 48 horas. Há várias razões para a preponderância inicial dos neutrófilos: eles são mais numerosos no sangue, respondem mais rapidamente às quimiocinas e podem ligar-se mais firmemente às moléculas de adesão que são rapidamente expressas nas células endoteliais, tais como P- e E-selectinas. Após a entrada nos tecidos, os neutrófilos têm vida curta: entram em apoptose e desaparecem em 24 a 48 horas. Em infecções virais, os linfócitos podem ser as primeiras células a chegar; algumas reações de hipersensibilidade são dominadas por linfócitos ativos, macrófagos e células do plasma (refletindo a resposta imunológica); nas reações alérgicas, os eosinófilos podem ser o tipo celular principal. Após sair da circulação, os leucócitos vão para os tecidos em direção ao local da lesão por meio de um processo chamado QUIMIOTAXIA, que é definido como a locomoção seguindo um gradiente químico. Todos os granulócitos, monócitos e em menor extensão os linfócitos, respondem ao estímulo quimiotático com diferentes taxas de velocidades. Os agentes quimiotáticos mais comuns são os produtos bacterianos. Já os agentes quimiotáticos 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 o C5a, e (3) metabólitos, principalmente o leucotrieno B4 (LTB4). ❖ FAGOCITOSE E LIBERAÇÃO DO AGENTE AGRESSOR A fagocitose envolve três fases sequenciais: (1) reconhecimento e ligação da partícula a ser ingerida pelo leucócito; (2) sua ingestão, com subsequente formação do vacúolo fagocítico; e (3) morte ou degradação do material ingerido. O processo de ativação dos leucócitos envolve microrganismos, produtos de células necróticas, complexo antígeno- anticorpos e alguns receptores fagocíticos, como os receptores de manose, receptores depuradores (scavenger) e receptores para várias opsoninas ligantes aos microrganismos ingeridos. Após a ligação da partícula a esses receptores, os leucócitos se movem estendendo pseudópodes, que puxam a parte posterior das células na direção da extensão, eaí a membrana plasmática se fecha para formar uma vesícula (fagossomo) que engloba a partícula. Em seguida, o fagossomo se funde com o grânulo lisossômico, resultando na liberação do conteúdo do grânulo para dentro do fagolisossomo. Dessa forma a fagocitose e a liberação de enzimas pelo neutrófilos e macrófagos são os responsáveis pela eliminação de agentes nocivos como espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio, que é o objetivo final da inflamação. Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez A resposta inflamatória em parte diminui simplesmente, porque os mediadores têm meia vida curta, são degradados após ser liberados, e são produzidos em surtos rápidos, somente enquanto o estímulo persiste. Além disso, enquanto a inflamação se desenvolve há também produção de sinais para terminar, como a citocina inflamatória IL-10, liberação do fator transformante de crescimento beta, TGF-beta pelos macrófagos, lipoxinas anti-inflamatórias que são derivadas do ácido araquidônicos, descargas colinérgicas que inibem produção de TNF-alfa. ❖ MEDIADORES DA INFLAMAÇÃO Os mediadores mais importantes da inflamação agudam são as aminas vasoativas, os produtos lipídicos (prostaglandinas e leucotrienos), as citocinas (incluindo as quimiocinas) e os produtos da ativação do complemento. × Mediadores são secretados a partir de células ou produzidos a partir de proteínas plasmáticas. Os mediadores derivados de células são, em geral, concentrados em grânulos intracelulares e podem ser rapidamente secretados por exocitose do grânulo (p. ex., histamina nos grânulos dos mastócitos) ou são sintetizados de novo (p. ex., prostaglandinas e leucotrienos, citocinas) em resposta a um estímulo. Os principais tipos de células que produzem mediadores de inflamação agudam são as sentinelas, que detectam invasores e dano tecidual, ou seja, macrófagos, células dendríticas e mastócitos; no entanto, plaquetas, neutrófilos, células endoteliais e a maioria dos epitélios também podem ser estimulados a produzir alguns dos mediadores. Os mediadores derivados do plasma (p. ex., proteínas do complemento) são produzidos principalmente no fígado e estão presentes na circulação como precursores inativos que têm de ser ativados, em geral por uma série de clivagens proteolíticas, a fim de adquirir suas propriedades biológicas. × Mediadores ativos são produzidos somente em resposta a vários estímulos. Esses estímulos incluem substâncias e produtos microbianos liberados a partir das células necróticas. Alguns dos estímulos deflagram receptores específicos e vias de sinalização, anteriormente descritos, mas ainda não sabemos como os outros estímulos induzem a secreção de mediadores (p. ex., a partir de mastócitos, em resposta a uma lesão celular ou irritação mecânica). Essa condição comum de os microrganismos ou os tecidos mortos atuarem como estímulo inicial garante que a inflamação normalmente seja desencadeada apenas quando e onde se fizer necessária. × A maioria dos mediadores tem vida curta. Eles declinam rapidamente, são desativados por enzimas ou são, de forma alternativa, depurados ou inibidos. Existe, então, um sistema de controle e balanço que regula as ações dos mediadores. Esses mecanismos de controle inatos são discutidos em cada classe de mediador. × Um mediador pode estimular a liberação de outros mediadores. Por exemplo, os produtos da ativação do complemento estimulam a liberação de histamina, e a citocina TNF age nas células endoteliais para estimular a produção de outra citocina, a IL-1, e muitas quimiocinas. Os mediadores secundários podem ter as mesmas ações dos mediadores iniciais, mas também podem ter atividades diferentes e até mesmo opostas. Aminas Vasoativas: Histamina e Serotonina Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez As duas principais aminas vasoativas, assim chamadas porque têm ações importantes nos vasos sanguíneos, são a histamina e a serotonina. Elas são armazenadas como moléculas pré- formadas nas células e estão, portanto, entre os primeiros mediadores a serem liberados durante a inflamação. As fontes mais ricas de histamina são os mastócitos normalmente presentes no tecido conjuntivo adjacente aos vasos sanguíneos. A histamina também é encontrada nos basófilos do sangue e nas plaquetas. É armazenada nos grânulos dos mastócitos e liberada pela desgranulação em resposta a uma variedade de estímulos, incluindo (1) lesão física, como trauma, frio ou calor; (2) ligação de anticorpos aos mastócitos, que constitui a base das reações alérgicas; e (3) produtos do complemento chamados de anafilatoxinas (C3a e C5a). A histamina causa dilatação das arteríolas e aumenta a permeabilidade das vênulas. É considerada o principal mediador da fase transitória imediata do aumento na permeabilidade vascular, produzindoespaços interendoteliais nas vênulas, como já vimos. Seus efeitos vasoativos são mediados principalmente pela ligação a receptores chamados H1 nas células endoteliais microvasculares. As drogas anti-histamínicas que são comumente usadas para tratar algumas reações inflamatórias, como as alergias, são antagonistas do receptor H1 que se ligam e bloqueiam o receptor. A histamina também provoca a contração de alguns músculos lisos. A serotonina (5-hidroxitriptamina) é um mediador vasoativo preformado presente nas plaquetas e em certas células neuroendócrinas, como naquelas do trato gastrointestinal e nos mastócitos de roedores, mas não em humanos. Sua função primária é atuar como um neurotransmissor no trato gastrointestinal. Metabólitos do Ácido Araquidônico Os mediadores lipídicos, prostaglandinas e leucotrienos, são produzidos a partir do ácido araquidônico (AA), presente nos fosfolipídios da membrana, estimulando as reações vasculares e celulares na inflamação aguda. → Prostaglandinas As prostaglandinas (PGs) são produzidas pelos mastócitos, macrófagos, células endoteliais e muitos outros tipos celulares, e estão envolvidas em reações vasculares e sistêmicas da inflamação. São geradas pelas ações de duas ciclo-oxigenases, chamadas COX-1 e COX-2. A COX-1 é produzida em resposta a estímulos anti-inflamatórios,e também é particularmente expressa na maioria dos tecidos, onde pode executar uma função homeostática (p. ex., equilíbrio de fluidos e de eletrólitos nos rins, citoproteção no trato gastrointestinal). Em contraste, a COX-2 é induzida pelos estímulos inflamatórios, gerando, dessa forma, as prostaglandinas que são envolvidas nas reações inflamatórias, porém é baixa ou ausente na maioria dos tecidos normais. Além de seus efeitos locais, as prostaglandinas estão envolvidas na patogênese da dor e da febre na inflamação. A PGE2 é hiperalgésica e torna a pele hipersensível ao estímulo doloroso, Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez tal como uma injeção intradérmica de concentrações abaixo do ideal de histamina e bradicinina. Está envolvida na febre induzida por citocina no curso de infecções. → Leucotrienos Os leucotrienos são produzidos por leucócitos e mastócitos através da ação da lipoxigenase, e são envolvidos nas reações vasculares e do músculo liso, bem como no recrutamento de leucócitos. Existem três diferentes lipoxigenases, sendo a 5-lipoxigenase a predominante nos neutrófilos. Essa enzima converte o AA em ácido 5-hidroxieicosatetraenoico, que é quimiotático para neutrófilos e é o precursor dos leucotrienos. O LTB4 é um potente agente quimiotático e ativador de neutrófilos, causando agregação e adesão das células ao endotélio venular, além de gerar ERO e liberar enzimas lisossômicas. Os leucotrienos que contêm cisteinil, LTC4, LTD4 e LTE4 causam vasoconstrição intensa, broncoespasmo (importante na asma) e aumento de permeabilidade de vênulas. Os leucotrienos são muito mais potentes do que a histamina em aumentar a permeabilidade vascular e provocar broncoespasmo. Citocinas e Quimiocinas → Citocinas As citocinas são proteínas produzidas por muitos tipos celulares (principalmente linfócitos, células dendríticas e macrófagos ativados, mas também células endoteliais, epiteliais e do tecido conjuntivo) que medeiam e regulam as reações imunológicas inflamatórias. Por convenção, os fatores de crescimento que agem nas células epiteliais e mesenquimais não são agrupados sob citocinas. -O Fator de Necrose Tumoral (TNF) e a Interleucina-1 (IL-1)= A TNF e a Il-1 desempenham papel crítico no recrutamento de leucócitos ao promover sua adesão ao endotélio, além de sua migração através dos vasos. Essas citocinas são produzidas principalmente por macrófagos e células dendríticas ativadas; O TNF é ainda produzido por linfócitos T e mastócitos, e a IL-1 por algumas células epiteliais. A secreção de TNF e IL-1 pode ser estimulada por produtos microbianos, imunocomplexos, corpos estranhos, lesão física e por uma variedade de outros estímulos inflamatórios. A produção de TNF é induzida por sinais através dos TLRs e outros sensores microbianos, e a síntese de IL-1 é estimulada pelos mesmos sinais, mas a geração da forma biologicamente ativa dessa citocina depende do inflamassomo. As ações do TNF e da IL- 1 contribuem para as reações locais e sistêmicas da inflamação. × Ativação endotelial. Tanto o TNF quanto a IL-1 agem no endotélio de modo a induzir um espectro de mudanças, chamadas de ativação endotelial. Essas mudanças incluem aumento de expressão das moléculas de adesão endotelial, na maior parte E- e P- selectinas e ligantes para integrinas de leucócitos; aumento na produção de vários mediadores, incluindo outras citocinas e quimiocinas, fatores de crescimento e eicosanoides; e aumento da atividade pró- coagulante do endotélio. × Ativação dos leucócitos e de outras células. O TNF aumenta as respostas dos neutrófilos a outros estímulos, como, por exemplo, a endotoxina bacteriana, e incita a atividade microbicida dos macrófagos, em parte ao induzir a produção de NO. Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez × Resposta sistêmica da fase aguda. A IL-1 e o TNF (assim como a IL-6) induzem as respostas sistêmicas de fase aguda associadas com infecção ou lesão, incluindo a febre. O TNF também regula o equilíbrio de energia ao promover a mobilização de lipídios e proteína, além de suprimir o apetite. Por esse motivo, a produção sustentada de TNF contribui para a caquexia, estado patológico caracterizado por perda de peso e anorexia que acompanha algumas infecções crônicas e doenças neoplásicas. → Quimiocinas As quimiocinas são uma família de proteínas pequenas (de 8 a 10 kD) que agem primariamente como quimioatraentes para tipos específicos de leucócitos. E medeiam suas atividades pela ligação de receptores acoplados à proteína G sete transmembrana. Esses receptores (chamados de receptores de quimiocinas CXCR ou CCR, para CX-C ou C-C) usualmente exibem uma sobreposição nas especificidades do ligante e, em geral, os leucócitos expressam mais de um tipo de receptor. Sistema Complemento O sistema complemento é uma coleção de proteínas solúveis e de receptores de membrana que funcionam principalmente na defesa do hospedeiro contra os microrganismos e nas reações inflamatórias patológicas. As proteínas do complemento estão presentes em sua forma inativa no plasma, e muitas delas são ativadas para se tornar enzimas proteolíticas que degradam outras proteínas do complemento, formando, então, uma cascata enzimática capaz de uma grande amplificação. A etapa crítica na ativação do complemento é a proteólise do terceiro componente (e mais abundante), C3. A clivagem de C3 pode ocorrer por uma das três vias seguintes: × A via clássica, que é desencadeada pela fixação do C1 ao anticorpo (IgM ou IgG) que se combinou com o antígeno. × A via alternativa, que pode ser desencadeada pelas moléculas da superfície de microrganismos (p. ex.,endotoxina ou LPS), polissacarídeos complexos, veneno de cobra e outras substâncias, na ausência do anticorpo. × A via da lectina, na qual a lectina ligante à manose do plasma se liga aos carboidratos nos microrganismos, ativando diretamente o C1. Todas as três vias de ativação do complemento levam à formação de uma enzima ativa chamada C3 convertase, que quebra o C3 em dois fragmentos funcionalmente distintos: o C3a e o C3b. O C3a, então, é liberado e o C3b se torna covalentemente ligado à célula ou à molécula onde o complemento está sendo ativado. Em seguida, mais C3b se liga aos fragmentos previamente gerados para formar a C5 convertase, que quebra o C5 para liberar o C5a e deixar o C5b ligado à superfície celular. O C5b se liga aos últimos componentes (C6-C9), culminando na formação de um complexo de ataque à membrana (MAC, composto por múltiplas moléculasde C9). Mód Febre, Inflamação e Infecção – Anne Caroline Maltez O sistema complemento possui três funções principais: inflamação, opsonização e fagocitose, lize celular.
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