Mediadores da inflamação

Mediadores de inflamaçãoSubstâncias endógenas ou exógenasque são libertadas durante ainflamaçãoUma vez activadas desencadeiam,mantêm e ampliam diversosprocessos envolvidos na respostainflamatória.

Inflamação• Mecanismo de defesa essencial• Importante processo patológico• Resposta fisiológica protectora queocorre nos tecidos vascularizados nasequência de uma lesão tecidular• Agentes físicos, químicos oumicrorganismos

The DFDS Terminal opened in September 200429-11-2004 5

Fagocitose A fagocitose e a libertação de enzimaspelos neutrófilos e macrófagos sãoresponsáveis pela eliminação de agentesnocivos Uma vez no local da lesão os neutrófilos emacrófagos– Reconhecem e ligam-se aos agentes– Captura (formação do vacúolofagocitário)– Morte ou degradação do materialingerido

QuimiotaxiaLeucócitos seguem gradiente químico atéao local de lesão- Produtos solúveis bacterianos- Componentes do sistemaComplemento (C5a)- Citoquinas- LTB4 (metabolito do ácidoaraquidónico)! Agentes quimiotáticos ligam receptoresda superfície induzindo a mobilizaçãodo cálcio e o agrupamento de elementoscitoesqueléticos contrácteis.

Mediadores da inflamação• Aminas Vasoactivas• Neuropeptídeos• Proteases Plasmáticas• Metabolitos do Ácido Araquidónico• Factores de Activação das Plaquetas• Citoquinas• Monóxido de Azoto• Radicais Livres• Constituintes Lisossómicos

Mediadores da inflamaçãoExógenos: peptídeosEndógenos:sistema de coagulaçãoPlasmáticos sistema fibrinolíticosistema do complementosistema das cininashistaminapré-formados serotoninaproteasesCelularesprostaglandinaslipídos leucotrienossintetizados de novo PAFproteínas:citoquinas

! Actividade dos Mediadores da Inflamação• A maioria dos mediadores da inflamação induzem os seusefeitos ligando-se a receptores específicos existentes nascélulas-alvo• Contudo, alguns mediadores têm uma actividade directa(enzimática ou tóxica)! Regulação dos Mediadores da Inflamação• Altamente reguladosAspectos Gerais• Depois de libertados pela célula, rapidamente degeneramou são inactivados por enzimas e eliminados ou inibidos• A acção de um mediador pode estimular as células-alvo alibertar outro mediador. Esta segunda resposta podetransmitir os mesmos efeitos da primeira, ampliando-o ouefeitos contrários à primeira, regulando-o

Histamina VasodilataçãoAminas Vasoactivas Libertada pelos mastócitos, basófilos e plaquetas emresposta a trauma, calor, ou agentes exógenos reacções imuno (IgE-mastócitos), anafilatoxinas,citoquinas (IL-1, IL-8) É largamente distribuída nos tecidos, particularmentenos mastócitos existentes no tecido conjuntivo adjacenteaos vasos sanguíneos, basófilos e plaquetas É em grande parte armazenada em grânulos existentesnos mastócitos e pode ser libertada como resposta avários estímulos:‣ Reacções imunes que envolvam a ligação de antigéniosaos receptores dos mastócitos‣ Traumatismos Pouco depois da sua libertação, é inactivada pelahistamínase

Principais efeitos• Causa dilatação arteriolar• Principal mediador da fase de aumento de permeabilidadevascular, induzindo uma contracção endotelial e aumentandoespaços interendoteliais• A histamina exerce os seus efeitos fisiológicos através dainteracção com 3 diferentes tipos de receptores da célula-alvo,designados H1, H2 e H3- H1: contracção da musculatura lisa dos brônquios, intestino eútero, e aumento da permeabilidade dos capilares venosos.(drogas anti-histamínicas bloqueiam estes receptores)- H2: aumenta a secreção de ácido gástrico e de muco nas viasaéreas- H3: afecta principalmente a síntese de histamina e sualibertação

Aminas vasoactivasSerotonina - 5-hidroxitriptamina Efeitos de vasodilatação similares aos da Histamina É encontrado sobretudo nos grânulos densos dasplaquetas (conjuntamente com a histamina, a adenosinadifosfato e cálcio) É libertado no momento da agregação das plaquetassendo um importante regulador da função plaquetáriaOutros papéis fisiológicos Neurotransmissor no SNC (humor, apetite, regulação datemperatura, percepção da dor, regulação da pressãoarterial, reflexo do vómito, ciclos de sono) Definitavamente envolvido na fisiopatologia de váriasdoenças: depressão, ansiedade, enxaqueca, síndrome dointestino irritável

Neuropeptídeos• Tal como as aminas vasoactivas, iniciam respostas inflamatórias• São pequenas proteínas (exemplo: substância P) que transmitemsinais de dor, regulam o calibre dos vasos e promovem apermeabilidade vascularSubstância P• Neurotransmissor presente no sistema nervoso central e no tractogastrointestinal, onde pode agir sobre o sistema nervoso entérico• Potente vasodilatador sobre o músculo liso arteriolar• Estimula a contracção do músculo liso venoso, intestinal ebrônquico• Provoca secreção nas glândulas salivares, diurese e vários efeitosno sistema nervoso central e periférico• Pode actuar indirectamente, estimulando mastócitos a libertaroutros mediadores como as prostaglandinas ou leucotrienos

Proteases Plasmáticas• Há 4 factores derivados do plasma que se interrelacionam paramediar muitos dos efeitos da inflamaçãoCascata das CininasSistema de CoagulaçãoSistema ComplementoSistema Fibrinolítico• Os mediadores derivados destes sistemas circulam no plasma naforma de percursores inactivos que adquirem as suas propriedadesbiológicas após clivagem proteolítica

Cascata das Cininas• Esta cascata leva à formação de Bradicinina.• Este mediador impõe efeitos semelhantes ao da histamina:VasodilataçãoAumento da permeabilidade dos vasos sanguíneosDilatação arteriolarContracção do musculo liso bronquialSistema de Coagulação• O factor Xa causa um aumento da permeabilidade dos vasossanguíneos e migração dos leucócitos, ao mesmo tempo quepromove a formação de trombina a partir de protrombina• A trombina promove a adesão dos leucócitos ao endotélio e aformação de fibrina a partir do fibrinogénio• Os fibrinopeptídeos igualmente resultantes do fibrinogénio têmuma actividade quimiotáctica aos leucócitos

Sistema Fibrinolítico• Os produtos resultantes da clivagem da fibrina têm importânciana inflamação:• Aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos• Actua sobre o sistema complemento, activando as suaspartículas, o que resulta em vasodilataçãoSistema Complemento• A sua função na imunidade é gerar MAC (membrane attackcomplex) que actua sobre as membranas de micróbios, que sãodestruídos por choque osmótico• Contudo, na inflamação, alguns dos intervenientes de formaçãodo MAC são importantes na resposta inflamatória, pois provocamum aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos ou possuemactividade quimiotáctica

Efeitos biológicos da activação docomplementoLise celular! O MAC consiste num canal transmembranar com o centrohidrofílico que deixa passar água e moléculas de baixo pesomolecular. A célula não é capaz de manter o seu equilíbrio osmóticoe por isso rebenta.Activação de leucócitos, adesão e quimiotaxia (movimentoorientado das células e partículas ao longo de um gradientequímico)A libertação de C5a induz a migração de neutrófilos e célulasfagocíticas mononucleares na direcção do local onde ocorre aresposta inflamatória.

Sistema complementoFagocitose! C3b ligado à membrana de micróbios provoca umaumento da taxa de fagocitose em neutrófilos emacófagosEfeitos a nível vascular! C3a e C5a (anafilatoxinas) aumentam a permeabilidadedos vasos sanguíneos e vasodilatação ao induzirem osmastócitos a libertarem histamina.! C5a activa o metabolismo do ácido araquidónico, fazendocom que haja uma maior libertação de mediadores dainflamação.

Cofactor: HMWKhigh-molecular-weight kininogenFactor XIIColagénioMembrana BasalPlaquetas ActivasPlasminacascata das cininasFactor XIIacascata da coagulaçãoKallikreinPrekallikreinXIXIasistema fibrinolíticoBradicininaHMWKPlasminogénio PlasminaXProtrombinaFibrinaXaTrombinaFibrinogéniosistema complementoC3C3aComponentes doComplemento ActivosProdutos de degradaçãoda FibrinaFibrinopeptídeos

Metabolitos do Ácido Araquidónico(AA)• Ácido gordo poliinsaturado abundante na maioria dos tecidos doorganismo• Antes de ser metabilizado, o ácido araquidónico tem de serlibertados dos fosfolípidos por fosfolípasesÁc. Araquidónico5-lipoxigenaseLipoxina A 45-HPETE12-lipoxigenaseLipoxina B 4

FosfolípidosfosfolípasesPGE 2vasodilatadorÁc. AraquidónicoCOXPGF 2PGG 2PGD 2peroxídaseTromboxano A 2PGH 2Prostaciclina (PGI 2 )vasoconstricçãoagregação de plaquetasvasodilatadorinibidor da agregação de plaquetas

Ác. AraquidónicoLCT 4 sintase5-lipoxigenase5-HPETELeucotrieno A 4 (LTA 4 )epoxide hidrolaseLeucotrieno C 4 (LTC 4 )γ-glutamiltranspeptidaseLeucotrieno D 4 (LTD 4 )Leucotrieno B4 (LTB4)dipeptidase5-HETEQuimiotaxiaQuimiotaxiaAgregação de neutrófilosLeucotrieno E 4 (LTE 4 )VasoconstricçãoBroncospasmoAumento da permeabilidade vascular

Factor de Activação das Plaquetas(PAF)• Estimula a agregação plaquetária• Activação e desgranulação de neutrófilos e eosinófilos !• Activação do sistema complemento• Estimula a síntese de prostaglandinas e leucotrienos•! Estimula produção de colagenases e outras proteinasesque degradam a matriz extracelular, promovendo adestruição da cartilagem nas artrites inflamatórias•! É um potente quimiotático de eosinófilos•! Quando injectado na pele, causa rubor e infiltraçãoleucocitária;•! Quando inalado, causa broncoconstrição aguda,infiltração de eosinófilos, e um estado de hiperreatividadebrônquica não específica•! Quando injectado intravenosamente, pode causar umaampla activação de neutrófilos, plaquetas e basófilos,assim como uma profunda hipotensão.

InfecçãoComo é que as células imunitáriascomunicam?MEDIADORESFagocitoseINFLAMAÇÃOAfectam as células endoteliais eresultam na acumulação de flúido,plasma, proteínas e leucócitos.Activação e maturação de linfócitos eoutros granulócitos.CITOQUINAS E QUIMIOCINASColecção diversificada deproteínas solúveis que afectamo comportamento de outrascélulas. As concentrações decitoquinas e quimiocinasafectam a respostainflamatória.

Tipos de Função de Citoquinas

Propriedades das Citoquinas

Quimiocinas•!•!Possuem um peso molecular ainda mais baixo que as citoquinase a sua actividade quimiotáctica dirige-se a monócitos eneutrófilos.–! São multifuncionais, regulando também a adesão,desgranulação, angiogénese, hematopoiese das células do SIe génese dos orgãos linfóides.–! Não possuem efeito na proliferação celularEstão implicadas em determinadas doenças inflamatórias eautoimunesPró-inflamatóriasAtraem os leucócitos aos locais de inflamação e são segregadospor macrófagos em resposta a um estímulo.HomeostáticasEfeitos primários no desenvolvimento e manutenção tecidular,não na defesa.

Interleucinas• Grupo de citoquinas expressas pelosleucócitos• O funcionamento do sistema imunitáriodepende em grande parte dasinterleucinas• Foram descritas algumas doenças rarasdas interleucinas, todas elas revelandodoenças autoimunes ou deficiênciasimunológicas graves

Interleucina–1 e FNTα•!•!•!•!•!•!•!São citoquinas estruturalmente diferentes, com diferentesreceptores, no entanto possuem um espectro de efeitos semelhantes– overlappingPromovem crescimento e diferenciação dos linfócitos BActivam neutrófilos e macrófagosEstimulam a hematopoieseInduzem a expressão de outras citoquinasInduzem a proliferação de mediadores inflamatórios (citoquinaspró-inflamatórias)Induzem a apresentação do antigénio aos linfócitos ThIniciadoras da imunidade celular e humoral

FNTα• Importante citoquina envolvida nainflamação sistémica• Faz parte de um grupo de citoquinas queestimulam as reacções da fase aguda• 185 aminoácidos• Existem isoformas maiores ou maiscurtas• Está ligado ao cromossoma 7p21

Fisiologia do FNTα• Libertado pelos leucócitos, endotélio ououtros tecidos no decurso da lesão(infecção)• A sua libertação é estimulada por outrosmediadores : IL-1 e endotoxinabacteriana• Actua geralmente associado ainterleucina 1 e 6

Fisiologia do FNTαHipotálamo• Estimula a libertação de CRH• Suprime o apetite• FebreFígado• Estimula a resposta à fase aguda levando aoaumento da proteína C reactiva e um vastonúmero de outros mediadoresMúsculo esquelético e fígado• Aumenta a resistência à insulina

Farmacologia do FNTα• Inibição do FNTα- Anticorpo monoclonal- Receptor circulatório como infliximab,etanercept ou adalimumab

Inflamação aguda• Resposta rápida a um agente nocivoencarregada de levar mediadores da defesa doorganismo ao local da lesão• Alteração no calibre vascular que leva a umaumento no fluxo sanguíneo• Alterações estruturais que permitem que asproteínas plasmáticas e leucócitos deixem acirculação• Saída de leucócitos da microcirculação e suaacumulação no foco da lesão onde ocorre a suaactivação para eliminar o agente nocivo

Estímulos para a inflamaçãoaguda• Infecções (bacterianas, víricas,parasitárias) e toxinas microbianas• Agentes físicos e químicos (lesãotérmica, radiação, algumas substânciasambientais)• Reacções imunológicas (reacções dehipersensibilidade)• Trauma• Necrose tecidular

Resultados da inflamaçãoaguda• Resolução completa - todas as reacçõesinflamatórias, uma vez neutralizado eeliminado o estímulo nocivo, devem terminarcom a restauração da normalidade no localda inflamação aguda• Cicatrização pela substitução de tecidoconjuntivo (fibrose) - ocorre após umadestruição tecidular considerável, quando alesão inflamatória envolve tecidos incapazesde se regenerarem, ou quando existe umabundante exsudado de fibrina

Resultados da inflamaçãoaguda• Progressão da resposta tecidular ainflamação crónica - ocorre quando não háuma resolução da resposta inflamatóriaaguda devido à persistência do agente nocivoou alguma interferência com o processonormal de cicatrização.

FebreEfeitos sistémicos– Uma das reacções da fase aguda,mediadas por citoquinas, mais facilmentereconhecível (IL-1, IL-6, FNT) Degradação de proteínas no músculoesquelético Anorexia Leucocitose– Aumento dos glóbulos brancos• Hipotensão

Padrões morfológicos dainflamação agudaSerosaExtravasamento exagerado de um fluido diluído que,dependendo do tamanho da lesão, é derivado doplasma ou da secreção das células mesoteliais(efusão)FibrinosaDevido à maior permeabilidade vascular que ocorre naslesões mais graves, moléculas maiores, como ofibrinogénio, passam a barreira vascular formando afibrina, que se deposita no espaço extravascularSupurativa ou purulentaCaracterizada pela produção de grandes quantidades depús ou de exsudado purulento (neutrófilos, célulasnecróticas)

Inflamação crónica• Maior duração que a aguda• Normalmente segue-se a esta ou podecaracterizar a inflamação desde o início• Presença de macrófagos, linfócitos ecélulas plasmáticas• Proliferação de fibroblastos

Inflamação crónica• Mycobacterium tuberculosis• Alguns vírus• Agentes físicos com baixo grau detoxicidade como na silicose• Reacções auto-imunes

Inflamação crónica Destruição tecidular por célulasinflamatórias Reparação com fibrose e angiogénese Quando a fase aguda não pode serresolvida– Lesão persistente ou infecção (úlcera,TB)– Exposição prolongada a um agentetóxico (sílica)– Doenças auto-imunes (AR, LES)

Artrite reumatóide• Inflamação crónica• Doença auto-imune• Ataque do sistema imunitário àsarticulações

Critérios do AmericanCollege of Rheumatology• Artrite nas articulações das mãos• Artrite simétrica• Nódulos subcutâneos em locais específicos• Factor reumatóide (FR) acima do percentil 95• Alterações radiológicas que sugiram erosão dasarticulações• Rigidez matinal• Edema, artrite dos tecidos moles

Patogénese da AR• A resposta imunológica está centrada nolíquido sinovial• Uma das respostas primárias na AR é agénese de novos vasos• Sem a formação de novos vasos nãohavia base onde a inflamação pudesseaumentar• Este evento é acompanhado pelatransudação de fluido e transmigraçãode linfócitos e leucócitos

Patogénese da AR• AR - doença dependente da angiogénese• A formação capilar é estabilizada e/ouinduzida por citoquinas produzidas porcélulas sinoviais em resposta à acção doFNTα

Mediadores na AR• Heparin-binding growth factor (HBGF)• Macrophage angiogenic factor• Vascular endothelial growth factor• Prostaglandinas E1 E2• Interleucinas

Epidemiologia• Incidência 3/10.000• Prevalência 1%• Prevalência mais alta - Nativosamericanos• Prevalência mais baixa - Raça negra(Caraíbas)Mortalidade - A esperança de vida em doentes com AR está diminuida em 5 a 10 anos

Bibliografia• www.wikipedia.com• KUMAR, Vinay, COTRAN, Ramzi e ROBBINS,Stanley (2003) Basic Pathology, 7ª ediçao,Saunders• www.pubmed.com