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1 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP Inflamação Crônica e Reparo Tecidual A inflamação crônica é a inflamação de duração prolongada, na qual inflamação ativa, destruição tecidual e reparação por fibrose ocorrem simultaneamente. Ao contrario da aguda, que é caracterizada pelas alterações vasculares, edema e infiltrado predominantemente neutrofílico, a inflamação crônica caracteriza-se por um conjunto de alterações: - Infiltração de células mononucleares, incluindo macrófagos, linfócitos e plasmócitos; - Destruição tecidual; - Reparo, envolvendo proliferação de novos vasos (angiogenese) e fibrose. OBS: A inflamação aguda pode progredir para inflamação crônica. Essa transição ocorre quando a resposta aguda não pode ser resolvida ou devido à persistência do agente lesivo ou por causa da interferência com o processo normal de cura. A inflamação crônica se origina nos seguintes contextos: - Infecções persistentes por microrganismos difíceis de erradicar; - Doenças inflamatórias imunomediadas (as doenças que são causadas por ativação excessiva e inapropriada do sistema imune); - Exposição prolongada a agentes potencialmente tóxicos; - Formas leves de inflamação crônica podem ser importantes na patogenia de muitas doenças que não são convencionalmente classificadas como distúrbios inflamatórios. Essas doenças incluem distúrbios neurodegenerativos, como Alzheimer, aterosclerose, DM tipo 2 e algumas formas de câncer; Células e mediadores da inflamação crônica A combinação de inflamação prolongada e repetida, destruição e fibrose tecidual que caracterizam a inflamação crônica envolvem interações complexas entre as varias populações celulares e seus mediadores secretados. Macrófagos: Os macrófagos, as células dominantes da inflamação crônica, são células teciduais derivadas dos monócitos do sangue circulante, após sua emigração da corrente sanguínea. Em todos os tecidos, os macrófagos atuam como filtros, bem como celular que eliminam micróbios nas respostas imunes humorais e celulares. Os macrófagos são ativados por diversos estímulos para realizarem suas funções. As duas principais vias de ativação são: - A ativação clássica dos macrófagos: a qual é induzida por produtos microbianos, pelos sinais derivados das células T e por substâncias estranhas; - A ativação alternativa dos macrófagos: a qual é induzida por citocinas diferentes do interferon gama, como IL4 e IL13, produzidas pelos linfócitos T. Os macrófagos alternativamente ativados não são ativamente microbicidas, ao contrario, seu principal papel é no reparo tecidual. Eles secretam fatores de crescimento que promovem a angiogenese, ativam fibroblastos e estimulam a síntese de colágeno. Os macrófagos têm vários papeis críticos na defesa do hospedeiro e na resposta inflamatória: - Ingerem e eliminam micróbios e tecidos mortos; - Iniciam o processo de reparo tecidual; - Secretam mediadores da inflamação; - Expõem antígenos aos linfócitos T e respondem aos sinais das células T, estabelecendo uma alça de feedback essencial para a defesa contra micróbios através de respostas imunes medidas por célula. Linfócitos: São mobilizados sob a manifestação de qualquer estimulo imune especifico, bem como não medida imunologicamente e são os principais orientadores da inflamação. A ativação dos linfócitos B e T é parte da resposta imune adaptativa. Eles migram para os locais inflamatórios usando alguns dos mesmos pares de moléculas de adesão e quimiocinas que recrutam outros leucócitos. Nos tecidos, os linfócitos B podem se desenvolver em plasmócitos, que secretam anticorpos, e os linfócitos T CD4 são ativados para secretar citocinas. Por causa da secreção de citocinas, os 2 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP linfócitos T CD4 promovem a inflamação e influenciam a natureza da reação inflamatória. Existem três subgrupos de células T auxiliadoras CD4 que secretam diferentes citocinas: - As células Th1 que produzem interferon gama, o qual ativa macrófagos na via clássica; - As células Th2 secretam IL4, IL5 e IL13, que recrutam e ativam eosinófilos e são responsáveis pela via alternativa de ativação de macrófagos; - As células Th17 que secretam IL17 e outras citocinas que induzem a secreção de quimiocinas responsáveis pelo recrutamento de neutrófilos e monócitos. Linfócitos e macrófagos interagem de modo bidirecional. Os macrófagos apresentam os antígenos às células T, expressam moléculas de membrana (coestimuladoras) e produzem citocinas que estimulam as respostas da célula T. Os linfócitos T ativados, por sua vez, produzem citocinas, que recrutam e ativam macrófagos e depois promovem mais apresentação de antígeno e mais secreção de citocinas. O resultado é um ciclo de reações que abastece e mantém a inflamação crônica. Outras células: Os eosinófilos são encontrados caracteristicamente nos locais inflamatórios em torno de infecções parasitarias ou como parte de reações imunes mediadas por IgE, tipicamente associada a alergias. Seu recrutamento é dirigido por moléculas de adesão semelhantes às usadas pelos neutrófilos e por quimiocinas especificas derivadas de leucócitos e células epiteliais. Os mastócitos são células sentinelas amplamente distribuídas nos tecidos conjuntivos por todo corpo. Os mastócitos armado com IgE são figuras centrais nas reações alérgicas. OBS: Embora a presença de neutrófilos seja a marca clássica da inflamação aguda, muitas formas de inflamação crônica podem continuar a mostrar extensos infiltrados de neutrófilos. Inflamação granulomatosa É um padrão distintivo de inflamação crônica, caracterizada por agregados de macrófagos ativados com linfócitos esparsos. Os granulomas são encontrados em certos estados patológicos específicos. Podem se formar de três modos: - Nas respostas persistentes de célula T a alguns microrganismos; - Podem se desenvolver em algumas doenças inflamatórias imunomediadas; - Também são vistos em uma doença de etiologia desconhecida chamada de sarcoidose. OBS: Nas preparações com H&e, alguns dos macrófagos ativados nos granulomas exibem citoplasma granular róseo com limites celulares indistintos, esses macrófagos são chamados de células epitelioides. Efeitos sistêmicos da inflamação A resposta da fase aguda consiste em: - Febre: os produtos bacterianos, como LPS, estimulam os leucócitos a liberarem citocinas como IL1 e TNF que aumentam os níveis de cicloxigenase, as quais convertem o acido araquidônico em prostaglandinas. No hipotálamo, as prostaglandinas estimulam a produção de neurotransmissores, os quais funcionam para reajustar a temperatura em nível mais alto; - Níveis séricos elevados de proteinas da fase aguda, dentre as quais estão: Proteína C reativa, fibrinogênio e a proteína amiloide A sérica; - Leucocitose: ocorre uma saída de leucócitos da medula óssea para compensar a perda de células na reação inflamatória; - Aumento da frequência cardíaca e pressão arterial; - Redução da sudorese; - Tremores; - Calafrios; - Anorexia; - Sonolência e mal estar. Mesmo antes do término da reação inflamatória o corpo inicia o processo de curar a lesão e restaurar a estrutura. Esse processo é chamado de reparo, o qual envolve a proliferação e 3 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP diferenciação de vários tipos celulares e deposito de tecido conjuntivo. Visão geral do reparo tecidual Ocorrem dois tipos de reações: - Regeneração: alguns tecidos são capazes de substituir células lesadas e retornar ao estado normal; - Formação de cicatriz: se os tecidos lesados são incapazes de regenerar ou se as estruturas de suporte do tecido são gravemente lesadas, o reparo ocorre por deposição de tecido conjuntivo (fibrose), um processo que resultana formação de cicatriz. Regeneração celular e tecidual A regeneração de célula e tecidos lesados envolve a proliferação celular, que é orientada por fatores de crescimento e criticamente dependente da integridade da matriz extracelular. Controle da proliferação celular: Vários tipos de células proliferam durante o reparo do tecido, dentre as quais: as células restantes do tecido lesado, células endoteliais, novos vasos e fibroblastos. A proliferação desses tipos celulares é guiada por proteinas chamadas de fatores de crescimento. Os processos-chave na proliferação são a replicação do DNA e mitose. Capacidades proliferativas dos tecidos: A habilidade dos tecidos em se autorreparar é criticamente influenciada por sua capacidade proliferativa intrínseca. Com base nesse critério, os tecidos do corpo são divididos em três grupos: - Tecidos lábeis (se dividem continuamente): incluem as hematopoiéticas e a maioria dos epitélios de superfície; - Tecidos estáveis: são quiescentes e, em seu estado normal, possuem baixa atividade replicativa. Entretanto, essas células são capazes de proliferar em resposta a lesão ou perda de massa tecidual. As células estáveis constituem a maioria dos parênquimas de tecidos sólidos: como fígado, rim e pâncreas, além dos fibroblastos, células musculares lisas, células endoteliais. Com exceção do fígado, os tecidos estáveis possuem capacidade limitada de regeneração após a lesão; - Tecidos permanentes: são consideradas terminalmente diferenciadas e não proliferativas na vida pós-natal. A maioria dos neurônios e as células musculares cardíacas pertencem a essa categoria. (O musculo esquelético é classificado como permanente, porem as células satélites fornecem alguma capacidade regenerativa a esse tecido). OBS: Células-tronco: na maioria dos tecidos que se dividem, as células maduras são terminalmente diferenciadas e de curtas duração. Quando essas células morrem, o tecido é substituído por células tronco, as quais se diferenciam. As células- tronco são caracterizadas por duas propriedades importantes: - Capacidade de autorrenovação; - Replicação assimétrica: significa que, quando uma célula-tronco se divide, uma célula-filha entra na via de diferenciação e origina uma célula madura, enquanto a outra permanece como célula-tronco indiferenciada, retendo sua capacidade de autorrenovação. Existem duas espécies de células-tronco: - Células-tronco embrionárias: mais indiferenciadas e presentes na massa celular interna do blastocisto e que possuem extensa capacidade de renovação. Tem papel de originar todas as células do corpo; - Células-tronco adultas: são menos indiferenciadas que as embrionárias e são encontradas entre células diferenciadas dentro de um órgão ou tecido. Tem papel de homeostasia. Fatores de crescimento A maioria dos fatores de crescimento são proteinas que estimulam a sobrevivência e a proliferação de várias células e podem promover migração, diferenciação e outras respostas celulares. Os fatores de crescimento induzem a proliferação celular através da ligação a receptores específicos e influenciam a expressão de genes cujos produtos possuem várias funções: 4 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP - Promovem a entrada das células no ciclo celular; - Atenuam bloqueios na progressão do ciclo celular; - Impedem a apoptose e aumentam a síntese de proteinas celulares. A principal atividade dos fatores de crescimento é estimular a função dos genes de controle do crescimento, muitos dos quais são chamados de proto-oncogenes, porque suas mutações levam a proliferação celular descontrolada, característica do câncer. Mecanismos de sinalização dos receptores dos fatores de crescimento: A maioria dos fatores de crescimento tem como função a ligação a receptores específicos de superfície celular e o desencadeamento de sinais bioquímicos nas células. As principais vias de sinalização intracelular, induzidas pelos receptores de fatores de crescimento, são semelhantes àquelas de muitos outros receptores. Em geral, esses sinais levam a ativação ou repressão da expressão do gene. OBS: Os receptores de membrana plasmática são classificados em três tipos principais: - Receptores com atividade intrínseca tirosina- cinase: a ligação do ligante à porção extracelular do receptor induz a dimerização e subsequente fosforilação das subunidades do receptor. Uma vez fosforilados, os receptores podem se ligar a ativar outras proteinas intracelulares, como PI3, fosfolipase C e ativar uma cascata de sinais que levam à proliferação celular ou à indução de vários programas transcricionais; - Receptores acoplados à proteína G: esses receptores contêm 7 segmentos e após a ligação com o ligante, os receptores se associam comas proteinas de ligação G ao GTP, resultando na ativação das proteinas; - Receptores sem atividade enzimática intrínseca: a interação do ligante induz uma alteração intracelular, permitindo a associação com cinases proteinas chamadas Janus Cinases (JAKs). A fosforilação das JAKs ativa fatores de transcrição chamados STATs que se lançam no núcleo e induz a transcrição de genes-alvo. Papel da matriz extracelular (MEC) no reparo tecidual O reparo tecidual não depende apenas da atividade dos fatores de crescimento, mas também das interações entre as células e os componentes da MEC. A MEC é um complexo de varias proteinas que se arranjam em uma rede que circunda as células e constitui uma proporção significativa de qualquer tecido. A MEC sequestra agua, proporcionando turgor aos tecidos moles e minerais que dão rigidez ao osso. Ela também regula a proliferação, movimento e a diferenciação das células que vivem no seu interior, fornecendo um substrato para os fatores de crescimento. A MEC ocorre em duas formas básicas: matriz intersticial e membrana basal: - Matriz intersticial: está presente nos espaços entre as células do tecido conjuntivo e entre as estruturas de suporte vasculares e musculo liso. Seus principais constituintes são: colágenos fibrilares e não fibrilares, bem como fibronectina, elastina, proteoglicanos, hialuronatos e outros elementos. - Membrana basal: o arranjo aparentemente ao acaso da matriz intersticial nos tecidos conjuntivos torna-se altamente organizado em torno das células epiteliais, endoteliais e células musculares lisas, formando a membrana basal. Seus principais componentes são: colágeno não fibrilar tipo IV e laminina. Componentes da MEC: Existem 3 componentes básicos da MEC: - Proteinas fibrosas estruturais, como colágenos e elastinas, que conferem resistência à tensão e flexibilidade; 5 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP - Géis hidratados, como os proteoglicanos e o hialuronan, que permitem elasticidade e lubrificação; - Glicoproteínas de adesão: que conectam os elementos matriz uns aos outros e às células. OBS: Colágeno: alguns tipos de colágeno (I, II, III e V) formam fibrilas e esses constituem a maior parte do tecido conjuntivo da cura de feridas e particularmente das cicatrizes. Essa resistência dos colágenos fibrilares à tensão se origina das ligações cruzadas, porem esse processo depende de vitamina C, portanto, indivíduos com carência de vitamina C possuem deformidades esqueléticas, facilidades de sangramentos por causa do enfraquecimento da membrana basal da parede vascular e deficiência na cicatrização de feridas. Outros colágenos não fibrilantes formam a membrana basal (tipo IV) ou são componentes de outras estruturas, como os discos intervertebrais (tipo IX) ou componentes da junção dermoepidérmica (tipo VIII). OBS1: Elastina: o tecido elástico confere habilidade ao tecido de se expandir e retrair após estresse físico, retornando à estrutura original.OBS2: Proteoglicanos e Hialuronan: os proteoglicanos formam géis compressíveis altamente hidratados que conferem elasticidade e lubrificação. Já o hialuronan ou ácido hialurônico forma uma matriz viscosa. OBS3: Glicoproteínas de adesão e receptores de adesão: - Fibronectina: forma agregados fibrilares nos locais de cura de feridas, além de se ligar à fibrina dentro do coagulo sanguíneo que s forma na ferida, fornecendo substrato para deposição de MEC e reepitelização; - Laminina: conecta as células aos componentes da MEC. Os receptores podem ser: imunoglobulinas, caderinas, selectinas e integrinas. - As integrinas: constituem os principais receptores celulares para os componentes da MEC. Funções da MEC: - Suporte mecânico: para ancoragem da célula e migração celular e manutenção da polaridade celular; - Controle da proliferação celular por se ligar a exibir fatores de crescimento e por sinalização através de receptores celulares da família das integrinas; - Arcabouço para renovação tecidual; - Estabelecimento de microambientes teciduais: funciona como limite entre epitélio e tecido conjuntivo subjacente. Papel da regeneração no reparo tecidual A importância da regeneração na substituição de tecidos lesados varia nos diferentes tipos de tecidos e com a gravidade da lesão: - Em tecidos lábeis, as células lesadas são rapidamente substituídas por proliferação das células residuais e diferenciação das células- tronco do tecido fornecida pela membrana basal intacta. - A regeneração tecidual pode ocorrer em parênquimas de órgãos com populações celulares estáveis, mas, com exceção do fígado, normalmente é um processo limitado. OBS: Extensa regeneração ou hiperplasia compensatória pode ocorrer apenas se atrama de tecido conjuntivo residual estiver intacta. Ao contrario, se todo o tecido é lesado, a regeneração é incompleta e feita por cicatrização. Formação da cicatriz Etapas na formação de cicatriz: - Formação de novos vasos (angiogenese); - Migração e proliferação de fibroblastos e deposição de tecido conjuntivo, que junto com a abundância de vasos e leucócitos dispersos, têm a aparência granular e rósea, sendo chamado de tecido de granulação; - Maturação e reorganização do tecido fibroso para produzir uma cicatriz fibrosa estável. Angiogênese: 6 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP É o processo de desenvolvimento de novos vasos a partir de vasos preexistentes, primariamente vênulas. A Angiogênese envolve o brotamento de novos vasos a partir de vasos preexistentes nas seguintes etapas: - Vasodilatação em resposta ao NO e aumento da permeabilidade induzida pelo VEGF; - Separação dos periquitos da superfície abluminal; - Migração de células endoteliais em direção à área da lesão; - Proliferação de células endoteliais logo atrás da frente principal de células migratórias; - Remodelação em tubos capilares; - Recrutamento de células periendoteliais para formar o vaso maduro; - Supressão da proliferação e migração endotelial e deposição da membrana basal. - Fatores de crescimento envolvidos na angiogênese: VEGF: se ligam aos receptores tirosina- cinase, sendo o mais importante VEGFR2. A hipóxia é o indutor mais importante de VEGF. Estimulam a migração e a proliferação das células endoteliais, iniciando assim o processo de brotamento dos capilares. Ele promove vasodilatação por estimulação da produção de NO e contribui para a formação do lúmen vascular. Família dos fatores de crescimento FGF: promove a proliferação de células endoteliais, além de promoverem a migração dos macrófagos e fibroblastos para a área lesada e estimulam a migração de células epiteliais para recobrir feridas cutâneas. As angiopoietina 1 e 2 são fatores de crescimento que exercem um papel na angiogênese e na maturação estrutural dos novos vasos. Ativação de fibroblastos e deposição de tecido conjuntivo Na cicatriz, a deposição de tecido conjuntivo ocorre em duas etapas: - Migração e proliferação de fibroblastos para o local da lesão; - Deposição de proteinas da MEC produzidas por essas células. O tecido de granulação evolui para uma cicatriz composta de fibroblastos fusiformes e inativos, colágeno denso, fragmentos de fibras elásticas e outros componentes da MEC. Com a manutenção da cicatriz, ocorre um regressão vascular progressiva que, finalmente, transforma tecido de granulação altamente vascularizado, em uma cicatriz amplamente avascular e pálida. Fatores de crescimento envolvidos na deposição da MEC e na formação da cicatriz: - O fator de crescimento transformar B estimula a produção de colágeno, fibronectina e proteoglicanos e inibe a degradação de colágeno através da diminuição da atividade da proteinase e aumento das atividades dos inibidores de proteinases teciduais, conhecidos como TIMPs. Além disso, é uma citocina anti- inflamatória que funciona para limitar e terminar as respostas inflamatórias; - Fator de crescimento derivado de plaquetas promove migração e a proliferação de fibroblastos e células musculares lisas, podendo contribuir para a migração de macrófagos; - Citocinas também podem funcionar como fatores de crescimento e participar na deposição da MEC e na formação de cicatriz. Remodelamento do tecido conjuntivo Após sua síntese e deposição, o tecido conjuntivo da cicatriz continua sendo modificado e remodelado. A degradação dos colágenos e dos outros componentes da matriz é realizada por uma família de metaloproteinases (MMPs). Eles são produzidos de forma inativas e precisam ser ativados apenas no local da lesão. Além disso, as MMPs ativadas podem ser rapidamente inibidas pelos inibidores de metaloproteinases (TIMPs). Assim, durante a cicatrização, as MMPs são ativadas para remodelar a MEC depositada e sua ativada é inibida pelos TIMPs. Fatores que influenciam o reparo tecidual 7 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP - Infecção é a causa mais importante do retardo da cura, ao passo que ela prolonga a inflamação e aumenta a lesão local. - A nutrição exerce profundos efeitos no reparo. - Os glicocorticoides possuem efeitos anti- inflamatórios e inibem a produção de TGF beta e diminuem a fibrose. - Fatores mecânicos: como o aumento da pressão ou torção local. - Perfusão deficiente. - Corpos estranhos - Tipo e a extensão da lesão. - Localização da lesão e a natureza do tecido onde ocorre a lesão. - Aberrações do crescimento celular e produção de MEC (queloide). Exemplos clínicos selecionados de reparo tecidual e fibrose Cura de feridas cutâneas: A cura de ferida cutânea é um processo que envolve a regeneração do epitélio e a formação de cicatriz de tecido conjuntivo. Pode ocorrer por primeira ou segunda intenção: - Cura por primeira intenção: a incisão provoca apenas ruptura local da continuidade da membrana basal e morte de um numero limitado de células epiteliais e células do tecido conjuntivo. Como resultado, a regeneração epitelial é o principal mecanismo de reparo. Fases: Dentro 24 horas, os neutrófilos aparecem na borda incisão, migrando em direção ao coagulo de fibrina. As células basais da epiderme da borda do corte começam a exibir aumento da atividade mitótica. Elas se fundem na linha média, produzindo uma fina e contínua camada epitelial; Por volta do 3º dia, os neutrófilos são amplamente substituídos por macrófagos e o tecido de granulação invade progressivamente o espaço da incisão. As fibras colágenas são evidentes nas margens da incisão, mas estão verticalmente orientadas; Em torno do 5º dia, a neovascularização alcança seu ponto máximo e o tecido de granulação preenche o espaço da incisão. As fibrilas colágenas tornam-se mais abundantes e começam a formar pontes na incisão; Durante a segunda semana, ocorre contínua proliferação de fibroblastos e acúmulo de colágeno; No fim do primeiro mês, a cicatriz consiste em tecido celular. - Cura por segunda intenção: quando a perda de células e de tecido é mais extensa, o processo de reparo torna-se mais complexo e envolve a combinação de regeneração e cicatrização, seguida por contração da ferida mediada pela ação de miofibroblastos. A cura por união secundária difere da união primária em vários aspectos: Um coágulo ou crosta maior rica em fibrina e fibronectina se forma na superfície da ferida; A inflamação é mais intensa; Defeitos teciduais maiores requerem maior volume de tecido de granulação para preencher os espaços e fornecer suporte para reepitelização; - A cura por união secundaria envolve a contração da ferida. Granulação Contração da ferida 8 Luana Mascarenhas Couto 18.2 - EBMSP Fibrose em órgãos parenquimatosos: O termo fibrose é usado para denotar a deposição excessiva de colágeno e de outros componentes da MEC em um tecido. Os mecanismos básicos desse processo são os mesmos daqueles que ocorrem na formação da cicatriz. Entretanto, o reparo tecidual ocorre após um estimulo nocivo de curta duração e segue uma sequencia ordenada de etapas, enquanto a fibrose é induzida por estímulos nocivos persistentes.
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