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Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 1 . INFLAMACIÓN DEFINICIÓN “respuesta protectora local del tejido vivo vascularizado ante diversos estímulos, destinada a eliminar, diluir, neutralizar o mantener localizada tanto a la causa inicial de la agresión como a las células y tejidos muertos a consecuencia de la lesión”. MEDIADORES • Células Circulantes: Leucocitos polimorfonucleares, Eosinófilos, Basófilos, Linfocitos, Monocitos, Plaquetas • Proteínas Circulantes: Factores de la Coagulación, Sistema de Cininas, Sistema de Complemento • Células Vasculares: Células endoteliales, Células musculares lisas • Células Residentes en los Tejidos: Mastocitos, Macrófagos Titulares, Fibroblastos, Linfocitos • Componentes de la Matriz Extracelular (M.E.C.): Proteínas fibrosas estructurales (colágeno, elastina), Glucoproteínas adherentes (fibronectina, laminina, otras), Proteoglucanos, Membrana basal del vaso sanguíneo (constituida principalmente por glucoproteínas adherentes y proteoglucanos). Tales componentes de la inmunidad innata conforman la primera línea de respuesta ante la infección e intervienen en la eliminación de las células dañadas y cuerpos extraños. Las barreras epiteliales intactas forman barreras físicas entre los microbios en el ambiente externo y el tejido del anfitrión: -capas continuas de células epiteliales con uniones herméticas -Capa de queratina que se acumula a medida que mueren los queratinocitos. -Secreción de moco (células epiteliales respiratorias, digestivas y urogenitales) -Células ciliadas (árbol bronquial) y peristaltismo intestinal. -Flora comensal Las células epiteliales producen sustancias químicas antimicrobianas que dificultan la entrada de los microbios: -Defensinas y catelicidinas: alteran la membrana de bacterias, hongos y virus con envoltura. -Lisozima: hidrolizan peptidoglicano de las paredes bacterianas. -Lactoferrina: priva a los microorganismos del hierro. -IgA secretoria (producida por plasmocitos de la lámina propia). El epitelio contiene ciertos linfocitos T intraepiteliales que reconocen estructuras microbianas y secretan citoquinas que activan fagocitos y matan células infectadas. Frente a una agresión las células epiteliales producen citosinas y quimiocinas contribuyendo a la respuesta inflamatoria local. Si se rompen las barreras epiteliales existen células especializadas con función fagocíticas que conforman la primera línea de defensa. SIGNOS CARDINALES Celsus escritor romano, describió cuatro signos cardinales de la inflamación: rubor (enrojecimiento), tumor (tumefacción), calor y dolor (tétrada de Celsus) Virchow (siglo XIX) añadió un quinto signo: perturbación de la función. John Hunter (1793) reconoció que se trata de una reacción adaptativa de defensa (no una enfermedad). CLASIFICACIÓN 1)De acuerdo a la reacción tisular: -LOCAL: las reacciones quedan confinadas en el sitio de la lesión. -SISTÉMICA: la reacción inflamatoria ocasiona anomalías patológicas generalizadas que se denomina sepsis, 2) De acuerdo al tiempo de evolución: -Inflamaciones Agudas: es la respuesta inicial inmediata a la agresión. Son de corta duración (minutos a días). Están caracterizadas por: -alteraciones en el calibre vascular y el flujo sanguíneo -exudación de líquidos y proteínas plasmáticas -y por la acumulación de leucocitos (sobre todo polimorfonucleares) -Inflamaciones Crónicas: Son inflamaciones de duración prolongada (semanas, meses, años). Hísticamente presentan simultáneamente: -signos de inflamación activa, -lesión tisular, -infiltración mononuclear (linfocitos, macrófagos, células plasmáticas), -signos de reparación de tejidos (proliferación vascular y fibrosis) Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 2 3) De acuerdo a su etiología las inflamaciones pueden ser clasificadas en: -Inflamaciones infecciosas: involucran microorganismos. -Inflamaciones no infecciosas: Este grupo incluye a las Inflamaciones de origen inmunológico CAUSAS o ESTÍMULOS ➢ Físicos (traumatismos, frío, calor, radiaciones, etc) ➢ Químicos (ácidos, álcalis y otros), ➢ Inmunológicos (como las reacciones de hipersensibilidad) ➢ Infecciosos (bacterias, hongos, parásitos, virus) ➢ Necrosis celular. ➢ Cuerpos extraños: astillas, suciedad, suturas -Endógenos: cristales de urato (causantes de gota), cristales de colesterol (ateroesclerosis) y lípidos (síndrome metabólico asociado a la obesidad) La reacción inflamatoria típica se desarrolla a través de una serie de pasos secuenciales: 1. El agente responsable, localizado en los tejidos extravasculares, es reconocido por las células y moléculas del anfitrión 2. Los leucocitos y las proteínas plasmáticas son reclutados, pasando de la circulación al lugar en el que se halla el agente causal. 3. Los leucocitos y proteínas son activados y actúan juntos para destruirlo y eliminarlo. 4. La reacción es controlada y concluida. 5. El tejido dañado es reparado. RECEPTORES Receptores microbianos de las células: -Los receptores de tipo Toll (TLR) son sensores microbianos que se expresan en células epiteliales, células dendríticas, macrófagos y otros leucocitos. Existen 10 TLR que reconocen los productos de las bacterias (como endotoxinas y ácido desoxirribonucleico [ADN] bacteriano), virus (como el ácido ribonucleico [ARN] de doble cadena) y otros. El reconocimiento de los microbios por estos receptores activa factores de transcripción que estimulan la producción de mediadores de la inflamación, citocinas antivíricas (interferones), y proteínas que inducen la activación de los linfocitos Sensores de lesión tisular: El inflamosoma es un complejo citoplásmico constituido por múltiples proteínas, que reconoce los de la enzima llamada caspasa 1, que degrada las formas precursoras de la citocina inflamatoria interleucina 1(3 productos de las células muertas, como el ácido úrico (producto de degradación del AND) y el trifosfato de adenosina (ATP) extracelular (producido por daño mitocondrial), concentraciones reducidas de K+ (que reflejan perdida de iones por lesión de la membrana plasmática) cristales y otros productos microbianos. La activación del inflamosoma causa la activación de la enzima llamada caspasa 1, que degrada la citocina inflamatoria interleucina 1ß (IL-l ß) para dar origen a su forma activa. IL-1 es un importante mediador del reclutamiento de leucocitos en la respuesta inflamatoria aguda. -Los cristales de colesterol y los ácidos grasos libres también activan el inflamasoma, lo que sugiere que lL- 1 tiene un papel en algunas enfermedades frecuentes, como la ateroesclerosis (asociada al depósito de cristales de colesterol en las paredes vasculares) y la diabetes de tipo 2 asociada a obesidad. Receptores para opsoninas (RcFc y CR1): reconocen microorganismos recubiertos por Ac y complemento. RRP solubles: como la lectina de unión a manosa que reconoce los azucares microbianos y favorece la ingestión de los microbios y la activación del complemento. Las Colectinas también. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 3 → se encuentra por debajo de todos los epitelios de nuestro organismo. Reconoce al patógeno por cualquiera de sus receptores de manera nativa o marcado por alguna opsonina, se activa y empieza a liberar: -citoquinas: IL-1, IL-6 y TNF- que son las principales que ocasionan la inflamación local y sistémica. -quimiocinas que van a reclutar diferentes leucocitos dependiendo del tipo de patógeno que ingresa -factores de crecimiento, factores estimuladores de colonias para que la medula empiece a producir mayor cantidad de leucocitos. Papelde los macrófagos: incrementan la permeabilidad en el endotelio y la expresión de moléculas de adhesión a través de las citoquinas que libera. -acción AUTOCRINA hacia el mismo que lo que hace es potenciar su propia activación. -puede reclutar NATURAL KILLERS si fuese necesario. -puede estimular a los MASTOCITOS para que se desgranulen y liberen su contenido. -sobre los NEUTROFILOS hace que activen sus mecanismos microbiocidas. -sobre las C. DENDRÍTICAS estimula su migración hacia órganos linfoides 2rios y su maduración. Los macrófagos pueden activarse en un perfil inflamatorio al comienzo de la inflamación y en un perfil antiinflamatorio al final del proceso inflamatorio, induciendo a las distintas células que dejen de secretar citoquinas y quimiocinas. Si en el foco inflamatorio predomina la presencia de la noxa, el macrófago adopta el perfil clásico. Si en el foco inflamatorio se logró eliminar la noxa, se transforma en el perfil alternativo. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 4 el MACRÓFAGO es el responsable de que se desencadene la respuesta inflamatoria!! CONCEPTOS CLAVE Características generales y causas de la inflamación: ➢ La inflamación es una respuesta beneficioso del anfitrión a los invasores, pero también puede causar daño celular. ➢ Sus principales componentes son una reacción vascular y una respuesta celular. ➢ Los pasos de la rta inflamatoria son: 1) reconocimiento del agente agresor; 2) reclutamiento de leucocitos; 3) erradicación del agente; 4) regulación/control de la respuesta y 5) resolución (reparación). ➢ Entre las causas de inflamación están necrosis, infecciones, cuerpos extraños, traumatismos y respuestas inmunitarias. ➢ Células epiteliales, macrófagos y células dendríticas tisulares, leucocitos y otros expresan receptores que reconocen la presencia de microbios y de lesión. Las proteínas circulantes reconocen los microbios que ingresaron en la sangre ➢ El resultado de la inflamación aguda puede ser la eliminación del agente patógeno, seguida de la reacción y de la reparación del tejido dañado, o bien una lesión persistente que se transforme en inflamación crónica. INFLAMACIÓN aguda COMPONENTES 1) Dilatación de pequeños vasos, que da lugar al aumento del flujo sanguíneo; 2) aumento de la permeabilidad de los vasos, que permite que las proteínas plasmáticas abandonen la circulación y 3) migración de los leucocitos desde la microcirculación, su acumulación en el foco de la lesión y activación para eliminar el agente causal. Los sucesos en orden son: ◼ Reconocimiento del agente desencadenante (física, química, microbiológica, etc.). ◼ Alteraciones en el calibre vascular aumentando el flujo sanguíneo (vasodilatación). ◼ Cambios de la microvasculatura para el pasaje de proteínas y Leucocitos. ◼ Migración, acumulación y activación de Leucocitos y proteínas en zona de injuria. ◼ La reacción es controlada y concluida, se reparan los tejidos dañados. CARACTERÍSTICAS -La respuesta vascular: cambios vasculares que acontecen en el lecho sanguíneo. -Los acontecimientos celulares. -Los mediadores químicos que intervienen en la inflamación Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 5 Eventos Vasculares ➢ Al inicio: vasoconstricción arteriolar transitoria como respuesta a estímulos neurogénicos y químicos (pocos segundos). ➢ Luego: Vasodilatación arteriolar mediada por Histamina y Óxido Nítrico y posterior apertura de lechos capilares y venulares→ aumenta la permeabilidad de los vasos, haciendo que se libere liquido rico en proteínas a los tejidos extravasculares. *La HISTAMINA es liberada fundamentalmente por los mastocitos, éstos se pueden activar por la unión del Ag a sus RRP, por estimulo de citoquinas que libera el macrófago, o por sus RcFc para la IgE. La vasodilatación produce aumento del flujo y del riego sanguíneo local, que son la causa del enrojecimiento (eritema) y calor en el lugar de la inflamación: -aumenta la presión hidrostática intravascular=pasaje de líquido y electrolitos hacia el espacio extravascular (sale liquido rico en proteínas hacia los tejidos extravasculares) esta pérdida de líquido más el mayor diámetro de los vasos provoca hemoconcentración porque aumenta la viscosidad sanguínea local, enlenteciendo el flujo sanguíneo; estos cambios dan lugar a un estancamiento de eritrocitos que se mueven lento que se denomina estasis→ permite que los leucocitos, principalmente neutrófilos, se acumulen en el endotelio vascular, también modifica el flujo axial: -modificaciones en el flujo axial=permite que los leucocitos que normalmente están en la periferia del vaso puedan hacer contacto con la pared del vaso y así llegar hacia el tejido dañado a través del proceso de la marginación. Al aumentar la permeabilidad vascular, se produce un desplazamiento de líquido rico en proteínas e incluso células de la sangre hacia los tejidos extravasculares. Este hecho incrementa la presión osmótica del líquido intersticial, lo que permite un mayor flujo de salida del agua de la sangre hacia los tejidos. La acumulación de líquido rico en proteínas se denomina EXUDADO. Los TRASUDADOS, que son acumulación de liquido intersticial secundarias o seguidas al aumento de la presión hidrostática, tienen poca concentración de proteínas. -la acumulación de estos líquidos en los espacios extravasculares (exudado o trasudado) provocan EDEMA. Mecanismos que aumentan la permeabilidad MECANISMO PARACELULAR: ◼ Contracción de células endoteliales (incremento de los espacios interendoteliales) en respuesta a histamina, bradicinina, leucotrienos liberados por los MASTOCITOS, y neuropéptido P liberado por los plaquetas, estimulan la fosforilación de proteínas contráctiles y del citoesqueleto (como miosina) y produce contracción (rta. inmediata transitoria). Se rompen las zonas de unión intercelular estrecha y adherens o intermedias del endotelio de los vasos, favoreciendo así al aumento de la permeabilidad. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 6 ◼ Retracción de Uniones intercelulares del endotelio venular producido por una reorganización del citoesqueleto que responden al efecto de interleucina I (IL-1), factor de necrosis tumoral (TNF) (liberado por los MACROFAGOS) e interferón gamma (IFN-γ) (liberado por NK si se activaron); produciendo ruptura de las uniones intercelulares. Este mecanismo actúa a partir de 4 a 6 hs y persiste 24 hs o más. Afecta las uniones intercelulares a nivel de los desmosomas, todo esto favorece a la permeabilidad vascular permitiendo que se acerquen al sitio de la lesión líquidos, proteínas y células . Reacciones vasculares en la inflamación aguda: ➢ La vasodilatación es inducida por mediadores químicos, como la histamina y provoca eritema y la estasis del flujo de sangre. ➢ La permeabilidad vascular aumenta por la histamina, las cininas y otros mediadores, que generan agujeros entre las células endoteliales; por lesión endotelial directa o mediada por los leucocitos; y por aumento de la salida de líquidos a través del endotelio. ➢ Este incremento de la permeabilidad vascular permite a las proteínas plasmáticas y a los leucocitos acceder a los focos de infección o daño tisular; la extravasación de líquido de los vasos sanguíneos provoca edema. R E S U M E N Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 7 Eventos Celulares La vasodilatación y el aumento de la permeabilidad provoca una mayor concentración de eritrocitos, aumentando la viscosidad sanguínea y se hace más lenta la circulación: los leucocitos se marginan y se acercan a la superficie endotelial. Los sucesos que acontecen son los siguientes: 1. Marginación leucocitaria. 2. Adhesiónlaxa, transitoria al endotelio o Rodamiento. 3. Adhesión firme al endotelio y Pavimentación. 4. Diapédesis y Trasmigración. 5. Desplazamiento por quimiotaxis hacia el sitio de agresión. 6. Activación leucocitaria. 7. Fagocitosis y Destrucción (muerte o degradación) bacteriana. 8. Liberación de productos leucocitarios. Para que estos eventos celulares ocurran se necesitan moléculas de adhesión: • Se unen a receptores específicos ubicados en otras células o en la matriz extracelular. • Transducen señales reguladoras de la transcripción celular luego de la interacción con sus ligandos: son Selectinas, Sialomucinas, Integrinas, Superfamilia de las Ig, Cadherinas Selectinas y Sialomucinas Las selectinas reconocen hidratos de carbono sobre glicoproteínas (sialomucinas) de la superficie de otras células. ▪ Selectina P expresada por Plaquetas, Endotelio (se almacena en gránulos citoplasmáticos y se expresa en la sup. en respuesta a histamina de mastocitos) ▪ Selectina E expresada por Plaquetas, Endotelio (se sintetiza y expresa en la sup celular 1 a 2 hs en rta a IL1β, FNTα producida por macrófagos activados) ▪ Selectina L expresada por Neutrófilos (leucocito). Reconoce glicoproteínas en células endoteliales (su expresión aumenta al activarse) en el sitio de inflamación o vénulas de endotelio de vasos linfáticos, para alojamiento en ganglios. Integrinas Heterodímero: 2 polipéptidos α y β (subfamilias según tipo de cadena β ) Presentan estados de baja y alta afinidad, a partir de diferentes estímulos (PAF y quimiocinas) celulares incrementan su afinidad por los ligandos. En el sistema inmunitario las más importantes: -LFA-1(antígeno 1 asociado a la función del leucocito), su ligando es la molécula de adhesión intercelular ICAM-1 (es de la superfamilia de las Ig) que se encuentra en el endotelio. -VLA-4 (antígeno muy tardío 4), su ligando es la molécula de adhesión celular vascular 1 VCAM-1 (es de la superfamilia de las Ig) que se encuentra en el endotelio. Moléculas de la superfamilia de las Inmunoglobulinas ◼ ICAM 1,2 y 3: moléculas de adhesión intercelular ◼ VCAM 1: moléculas de adhesión entre células vasculares ◼ PECAM 1: moléculas de adhesión de plaquetas al endotelio Su expresión aumenta en la superficie cuando hay señales inflamatorias como IL1β el TNF-α. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 8 Cadherinas ◼ Moléculas dimétricas que mantienen la integridad estructural de los tejidos. ◼ Se expresan como dímeros y establecen interacciones homofílicas con células vecinas. ◼ Leucocitos no presentan cadherinas. ◼ VE-cadherinas: uniones adherentes para la integridad del endotelio. Cel. Langerhans presentan cadherinas para unirse a queratinocitos, al activarse disminuyen las cadherinas para migrar al ganglio. Los cambios en el flujo sanguíneo y el aumento de la permeabilidad celular permiten el flujo de entrada de leucocitos en los tejidos. Los principales leucocitos en participar son aquellos que tienen acción fagocítica: neutrófilos y macrófagos. El trayecto de estos para pasar de la luz del vaso a los tejidos transcurre en varias fases y es controlado por las moléculas de adhesión y citocinas (quimiocinas): 1) En la luz: marginación y rodamiento a lo largo de la pared vascular; (en su estado normal inactivado, el endotelio no fija células circulantes ni expresa las moléculas de adhesión, en cambio en la inflamación, el endotelio esta activado y puede fijar leucocitos como fase previa a su salida de los vasos sanguíneos) 2) adhesión firme al endotelio; 3) migración a través del endotelio y la pared vascular 4) migración en los tejidos hacia el estímulo quimiotáctico Marginación. Con el incremento de la permeabilidad vascular y el enlentecimiento del flujo vascular (estasis) los leucocitos pasan de la columna central de flujo sanguíneo a las zonas “marginales” o periféricas a lo largo de la superficie del endotelio Rodamiento. Las células endoteliales y los leucocitos tienen moléculas de adhesión complementarias (selectinas y glicoproteínas de membrana) que permiten una breve unión reversible que causa el rodamiento, es decir, los leucocitos se adhieren de manera transitoria al endotelio, se desprenden y se vuelven a unir, de ese modo, empiezan a rodar por la superficie endotelial. ➢ Los leucocitos expresan selectina L y ligandos para selectina E y P que se unen a las moléculas de las células endoteliales., están reguladas por mediadores químicos como Interleucina-1 y TNFα secretada por macrófagos o mastocitos en respuesta al reconocimiento del antígeno. Se establecen así uniones de baja afinidad a velocidad rápida. Estas débiles interacciones de rodamiento ralentizan el movimiento de los leucocitos y les permiten unirse más firmemente al endotelio (adhesión firme) Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 9 Adhesión firme. Cuando el rodamiento se frena, se produce la adhesión firme. Es mediada por las integrinas: Endoteliales: ICAM-1, VCAM-1(superflia de las Ig) Leucocitarias: Integrinas: LFA-1, Mac-1, VLA-4 ➢ el TNFα y la IL-1 inducen la expresión en la superficie endotelial de VCAM-1 e ICAM-1. ➢ Los neutrófilos reciben el estímulo de las quimiocinas PAF y la IL-8 que aumenta la afinidad de las integrinas por sus ligandos ➢ Los neutrófilos reciben el estímulo del PAF y la IL-8 que aumenta la afinidad de las integrinas por sus ligandos ➢ La combinación de la expresión de ligandos de integrinas en el endotelio inducida por las citocinas y el aumento de la afinidad de las integrinas en los leucocitos hace que en el sitio de la inflamación, se produzca una unión solida de los leucocitos al endotelio. El siguiente paso en el proceso de reclutamiento de los leucocitos es su migración por el endotelio, conocida como transmigración o diapédesis. Esto sucede gracias a quimiocinas que actúan sobre los leucocitos y los estimulan para que migren a través de los espacios interendoteliales a favor del gradiente de concentración química hacia el sitio de la lesión o infección en donde se están produciendo estas quimiocinas. Acciones biológicas de las quimiocinas (producidas por leucocitos, células endoteliales, epiteliales y fibroblastos que reconocen antígenos) ICAM-1 → LFA-1/Mac-1 VCAM-1 → VLA-4 Las quimiocinas unidas a los proteoglicanos en células endoteliales se unen a los receptores de los leucocitos y aumentan la afinidad de las integrinas. -Las quimiocinas también dirigen la migración al lugar de infección de los leucocitos que han salido de circulación: Quimiotaxis. Ddesplazamiento a lo largo de un gradiente de concentración de sustancias químicas. Exógenas: Productos bacterianos (generalmente péptidos que contienen N-formil metionina en sus extremos). Endógenas: C3a y C5a,(se pudieron haber liberado desde el foco inflamatorio cuando se activó la Vía Alterna por reconocimiento de un Ag) LTB4 (liberada por el mastocito), IL-8 (liberada por el macrófago) Se unen a Receptores 7TMS activan PLCγ que induce el pasaje de calcio desde el ambiente extracelular y desde el interior del retículo endoplásmico hacia el citosol. El calcio provoca la polimerización de la actina. Se forman pseudópodos que “tiran” del resto celular provocando movimiento celular de acuerdo al gradiente de concentración de la sustancia inductora. Además de las quimiocinas, se necesitan también las moléculas de adhesión: integrinas expresadas en los leucocitos y moléculas de la superflia de las Ig expresadas en el endotelio o proteínas de la MEC expresada en la MEC (matriz extracelular) Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 10 Transmigración o Diapédesis. Las quimiocinas actúan sobre los leucocitos estimulándolos a migrar hacia el sitio de la agresión por diapédesis a través de los espacios interendotelialesque se habían creado gracias al aumento de la permeabilidad vascular (integrinas del leucocito y sus ligandos sobre células endoteliales y ruptura transitoria de uniones adherentes) ➢ Los leucocitos logran perforar la membrana basal (probablemente secretando colagenasas) y penetran en el tejido extravascular. ➢ Una vez en el tejido conectivo extravascular los leucocitos se adhieren a las proteínas de la MEC por medio de Integrinas, de esta forma pueden moverse por medio de sus seudópodos a través del tejido hacia el antígeno atraídos por las quimiocinas. Reclutamiento de leucocitos para los sitios de inflamación: ➢ Los leucocitos son reclutados de la sangre hacia el tejido extravascular, donde se pueden encontrar los patógenos Infecciosos o los tejidos lesionados, y son activados para realizar sus funciones. ➢ El reclutamiento de leucocitos es un proceso escalonado que incluye la unión laxa y el rodamiento sobre el endotelio (mediado por las selectinas); la unión firme al endotelio (mediada por las integrinas), y la migración a través de los espacios interendoteliales. ➢ Diversas citocinas inducen la expresión de selectinas y ligandos de la integrina en el endotelio (TNF.IL-I), aumentan la avidez de las integrinas por sus ligandos (quimiocinas) y estimulan la migración direccional de los leucocitos (también quimiocinas); muchas de estas citocinas son elaboradas por los macrófagos tisulares y otras células en respuesta a los patógenos o tejidos lesionados. ➢ Los neutrófilos predominan en el infiltrado inflamatorio ➢ precoz y, posteriormente, son sustituidos por los macrófagos. R E S U M E N Una vez que los leucocitos han sido reclutados a sitio de infección, tienen que activarse para cumplir sus funciones. Las respuestas de los leucocitos consisten en 1) reconocer a los microbios, complejos antígeno- anticuerpo, citocinas, productos de células necróticas por medio de sus receptores. RRP, RcFcγ, CR1, CR3, CR4, que emiten señales que, 2) activan a los leucocitos para que efectúen la fagocitosis y destruyan a los agentes causales a través de mecanismos tales como: -producción de metabolitos del ácido araquidónico -activación del “estadillo respiratorio -secreción de citocinas que amplifican y regulan la reacción -fagocitosis Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 11 → Mecanismos dependientes del oxígeno: 1. El sistema de la NADPH oxidasa con producción de anión superóxido, peróxido de hidrógeno (H2O2) y radicales hidroxilo (OH). 2. La mieloperoxidasa (MPO) con producción de hipoclorito (HOCl-) (“sistema H2O2-MPO-haluro”) 3. Producción de óxido nítrico (NO) Mecanismos independientes del oxígeno por acción de: 1. Proteína Bactericida de Aumento de Permeabilidad (BPI) 2. Lisozima 3. Lactoferrina 4. Proteína Básica Mayor 5. Defensinas 6. Otras enzimas de los gránulos de los neutrófilos como Elastina, Hidrolasas ácidas del fagolisosoma Trampa extracelulares del neutrófilo. Consisten en un entramado viscoso de cromatina nuclear que fija y concentra proteínas granulares, como los péptidos enzimas antimicrobianas. Evitan la diseminación de los microorganismos atrapándolos en fibrillas y cuando hacen contacto con estas redes le provocan la muerte. -son producidas en respuesta a patógenos infecciosos, mediadores de la inflamación (interferones), pr del complemento y ERO neutrófilos ➢ Una vez en tejidos sobreviven 6-48 hs. ➢ Gran capacidad fagocítica. ➢ Mecanismos citotóxicos dependientes e independientes de oxígeno que tratan de eliminar al patógeno. ➢ Participan de la reparación tisular y mecanismos inmunorreguladores. ➢ Liberan: FNTα, IL1β, IL-12, TGFβ, IL-8 Fagocitosis. Es el proceso por el que la célula capta partículas grandes procedentes del medio extracelular. Consta de tres pasos: Receptores fagocíticos. 1. Reconocimiento y Unión (por medio de la unión a las partículas Opsonizadas). 2. Interiorización (emisión de pseudópodos alrededor del patógeno o la célula marcada, formando una vacuola fagocítica, la membrana de la vacuola se fusiona con la de un gránulo lisosómico, lo que permite la descarga del contenido de los gránulos dentro del fagolisosoma.) 3. Muerte y degradación Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 12 Dado que los leucocitos pueden secretar sustancias con potencial lesivo, como enzimas y ERO, son una importante causa de lesiones en las células y tejidos normales en algunas circunstancias: ◼ Desgranulación prematura ◼ Fagocitosis frustrada→ los contenidos de los gránulos lisosómicos se secretan al medio extracelular ◼ Sustancias membranolíticas (ciertas sustancias como los cristales de urato cuando se fagocitan pueden dañar la membrana del fagolisosoma y provocar su liberación) ◼ Persistente activación de leucocitos La inflamación termina después de la eliminación del agente causal gracias a que los mediadores químicos son producidos en impulsos rápidos y solo cuando haya estímulos persistentes, son de vida corta y se degradan después de ser liberados. -a medida que la inflamación se desarrolla, el propio proceso estimula la producción de señales de detención que ponen fin a la reacción. -estos mediadores pueden ser: lipoxinas antiinflamatorias, TGF-ß y citocinas antiinflamatorias como la IL-10 liberada por macrófagos y otros. Ciertos linfocitos T, que son células de la inmunidad adaptativa, también participan en la inflamación aguda, como los Th17 que producen IL-17. La IL-17 induce la secreción de quimiocinas que reclutan otros leucocitos. R E S U M E N Activación de leucocitos y eliminación de agentes agresores: ➢ Los leucocitos pueden eliminar los microbios y las células muertas mediante fagocitosis, seguida de su destrucción por los fagolisosomas. ➢ La destrucción se consigue gracias a los radicales libres (ERO, NO ), generados en los leucocitos activados, y a las enzimas lisosómicas. ➢ Las enzimas y las ERO pueden ser liberadas al entorno extracelular. ➢ Los mecanismos que permiten eliminar los microbios y las células muertas ➢ (el papel fisiológico de la inflamación) pueden destruir también los tejidos normales (las consecuencias patológicas de la inflamación). ➢ Los mecanismos que permiten eliminar los microbios y as células muertas (el papel fisiológico de la inflamación) pueden destruir también los tejidos normales (las consecuencias patológicas de la inflamación). ➢ Los mediadores antiinflamatorios ponen fin a la reacción cuando ya no es necesaria. ➢ Los cambios vasculares de la inflamación aguda se caracterizan por un aumento del flujo de sangre secundario a la dilatación de las arteriolas y los capilares (eritema y calor). ➢ El aumento de la permeabilidad vascular, como consecuencia del ensanchamiento de las uniones entre las células endoteliales de las vénulas o por una lesión directa de las células endoteliales, permite el exudado rico en proteínas de líquido extravascular (edema tisular). ➢ Inicialmente, los leucocitos, sobre todo neutrófilos, se adhieren al endotelio mediante las moléculas de adhesión y, posteriormente, abandonan la microvasculatura y migran hacia hacia los focos de lesión mediante la influencia de agentes Secuencia de acontecimientos en la inflamación aguda los focos de lesión mediante la influencia de agentes quimiotácticos. ➢ A continuación, se produce la fagocitosis, la destrucción y la degradación del agente agresor ➢ Los defectos genéticos o adquiridos de la función leucocítica ocasionan infecciones a repetición. ➢ La inflamación aguda puede evolucionar hacía la eliminación del exudado con recuperación de la arquitectura normal del tejido (resolución); puede consistir en la transición a una inflamación crónica, o puede conducir a la destrucción tisular extensa con cicatrización. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich13 Mediadores Químicos ✓ Aminas vasoactivas: Histamina y Serotonina (liberada por mastocitos) ✓ Proteínas plasmáticas: Complemento, proteínas de fase aguda. ✓ Ácido Araquidónico y sus metabolitos: Prostaglandinas, Tromboxano, Leucotrienos y Lipoxinas ✓ Citocinas y Quimiocinas: IL, INF, TNF, TGF, Factores Estimuladores de Colonias, Linfotoxina, Quimiocinas. ✓ Neuropéptidos: Sustancia P y Neurocinina A ✓ Factor Activador de Plaquetas ✓ Óxido Nítrico ✓ Constituyentes lisosomales de los leucocitos: ✓ De Gránulos específicos: Lisozima, Colagenasa, Gelatinasa, Lactoferrina, Fosfatasa Alcalina, Histaminasa, Activador de Plasminógeno ✓ De gránulos azurófilos: Mieloperoxidasa, Lisozima, Defensinas, Hidrolasas Acidas, Elastasa, Catepsina G, Colagenasas Inespecíficas, Proteinasa 3 ✓ Radicales libres derivados del oxígeno mastocitos Activación: -Por anafilotoxinas C3a y C5a que se formaron por la activación del complemento, provocan que el mastocito libere serotonina e histamina -por citoquinas liberadas por el macrófago activado -por sus RcFc→ están adheridos a su membrana. Liberan: Aminas vasoactivas ✓ Histamina: -Vasodilatación -Contracción de las células endoteliales -Ensanchamiento de uniones -Liberada por mastocitos, plaquetas: -trauma, calor -reacciones inmunes (IgE-FcR mastocito) -anafilotoxinas (C3a, C5a) -citoquinas (IL-1, IL-8) -neuropéptidos ✓ Serotonina: -Efectos vasodilatadores similares a la histamina; liberada por agregación plaquetaria Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 14 Es un conjunto de proteínas solubles y receptores de membrana que funcionan en la defensa contra los microbios y en reacciones inflamatorias patológicas. Las proteínas del complemento están en forma inactiva en el plasma, se activan para convertirse en enzimas proteolíticas que degradan otras proteínas del complemento constituyendo una cascada enzimática. Se puede activar a través de: ✓ La vía clásica desencadenada por la fijación de C1 a un anticuerpo (IgG o IgM) que se ha combinado con un antígeno ✓ La vía alternativa puede activarse a través del reconocimiento de moléculas superficiales microbianas (endotoxinas, LPS, etc), en ausencia de anticuerpos. ✓ La vía de la lectina, en la que la lectina de unión a manosa plasmática se une a hidratos de carbono sobre los microbios y activa directamente al componente C1 Las 3 vías determinan la formación de la C3 convertasa que divide al C3 en C3a y C3b. se forma luego la Convertasa de C5: C5b se deposita en la superficie de la célula a la que se le unen C6-C9 formando el complejo de ataque lítico a la membrana (MAC) Funciones. INFLAMACIÓN OPSONIZACIÓN y FAGOCITOSIS LISIS CELULAR C3a y C5a son anafilotoxinas porque estimulan la liberación de histamina de los mastocitos. Son quimiotácticos para leucocitos. C3b y sus productos de degradación cuando se unen a la pared celular microbiana actúan como opsoninas y favorecen la fagocitosis por parte de los neutrófilos y macrófagos que tienen receptores para los fragmentos del complemento el depósito de la MAC hace que sean permeables al agua o los iones y les ocasiona la muerte por lisis celular. Los mediadores lipídicos prostaglandinas y leucotrienos producidos por el ácido araquidónico (AA) presente en los fosfolípidos de la membrana, estimulan las reacciones vasculares y celulares en la inflamación aguda. Prostaglandinas. Son producidas por mastocitos, macrófagos, células endoteliales y otros. Leucotrienos. Son producidos por leucocitos y mastocitos. Lipoxinas. Reducen la inflamación inhibiendo el reclutamiento de leucocitos. Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 15 ➢ PGI2 (o “prostaciclina”): producida en el endotelio, efecto vasodilatador, inhibidor de la agregación plaquetaria y potenciador tanto de la permeabilidad vascular. ➢ PGE2 : producida en distintos tejidos, es hiperalgésica, está implicada en la fiebre inducida por citocinas en los procesos infecciosos; también produce vasodilatación y aumenta la permeabilidad de las vénulas. ➢ Leucotrieno B4 (LTB4): potente agente de quimiotaxis y activación de neutrófilos. ➢ Leucotrienos C4, D4 y E4 (LTC4, LTD4 y LTE4): producen vasoconstricción y aumento de la permeabilidad vascular en vénulas IL-1 y TNFα provocan: (secretados por macrófagos, mastocitos) a) Sobre las células endoteliales: -incremento de moléculas de adhesión endotelial. -secreción adicional de citosinas (IL-1, IL-8 ,IL-6), factores de crecimiento y óxido nítrico. b) Agregación y activación de Neutrófilos. c) Fiebre, letargo, síntesis de reactantes de fase aguda, disminución del apetito, neutrofilia (sobre médula ósea). IL-6: (secretada por macrófagos) produce aumento de la secreción de reactantes de fase aguda. (estimula a la IL-1 y FTNa) IL-8: quimiotaxis y activación de leucocitos. ➢ PGD2: ampliamente producida en mastocitos, produce vasodilatación y aumenta la permeabilidad de las vénulas. ➢ PGF2α: produce vasodilatación y aumenta la permeabilidad de las vénulas. ➢ PGE1: vasodilatador ➢ El tromboxano (“TxA2”), producido en plaquetas es agregador plaquetario y vasoconstrictor; Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 16 ➢ Sintetizadas mayormente por el hígado, estimulado por el FNTα, IL1 e IL6. ➢ Proteínas: factor B, C3 y C5 del complemento, RRP solubles (PCR, MBL y Ficolinas L y H), ceruloplasmina, Fosfolipasa A2, α1 antitripsina, Fibrinógeno, Protrombina y Plasminógeno. ➢ Inducido por FNTα, IL1 e IL6. ➢ En el termostato hipotalámico aumentan la formación de PgE2. ➢ Efecto microbiostático disminuyendo la velocidad de replicación microbiana. ➢ Incrementa la expresión de moléculas de adhesión en VEH de los ganglios linfáticos y placas de Peyer Producido por células endoteliales, macrófagos: ➢ Relajación del músculo liso vascular y vasodilatación ➢ Muerte de microbios en macrófagos activados ➢ Contrarresta la adhesión, agregación y desgranulación plaquetaria Reacción de la inflamación Principales mediadores Vasodilatación Histamina Prostaglandinas Oxido nítrico Aumento de la permeabilidad vascular Histamina y serotonina C3a y C5a (liberando aminas vasoactivas a través de mastocitos) Leucotrienos C4, D4, E4 PAF Bradicininas, Sustancia P Quimiotaxia y activación de leucocitos TNF, IL-1 LTB4 Quimiocinas C5a Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 17 ., Fiebre IL-1, TNF, IL-6 Prostaglandinas Dolor Prostaglandinas Bradicinina Lesión tisular Enzimas lisosómicas de los leucocitos Especies reactivas del oxigeno Principales mediadores derivados de células ➢ Aminas vasoactivas -histamina, serotonina-: sus principales efectos son la vasodilatación y el aumento de la permeabilidad vascular ➢ Metabolitos del AA -prostaglandinas y leucotrienos-: existen varias formas, que están implicadas en las reacciones vasculares, la quimiotaxia de leucocitos y otras reacciones de la inflamación; son antagonizadas por las lipoxinas. ➢ Citocinas: estas proteínas, elaboradas por muchos tipos celulares, suelen actuar a corto plazo. Median múltiples efectos, sobre todo en el reclutamiento y la migración de los leucocitos; las citocinas más importantes en la inflamación aguda son el TNF,la IL-l, IL-6 y las quimiocinas. ➢ ERO: intervienen en la destrucción microbiana y la lesión tisular. ➢ NO: entre sus efectos destacan la vasodilatación y la destrucción microbiana. ➢ Enzimas lisosómicas: entre sus acciones destacan la destrucción microbiana y la lesión tisular. Mediadores derivados de las proteínas plasmáticas ➢ Proteínas del complemento: la activación del sistema del complemento por los microbios o los anticuerpos determina la generación de múltiplesproductos de degradación, responsables de la quimiotaxia de los leucocitos, la opsonización y la fagocitosis de los microbios y otras partículas, y la destrucción celular. ➢ Cininas: producidas por la degradación proteolítica de los precursores, median en las reacciones vasculares y el dolor. Posible resolución de la inflamación ✓ Resolución completa - Pequeño daño tisular - Capacidad de regeneración por neutralización y eliminación de mediadores químicos. - Drenaje linfático y depuración por macrófagos. ✓ Fibrosis - Excesivo depósito de fibrina debido a un importante daño celular. - En tejidos incapaces de regenerar ✓ Formación de un absceso (bacterias u hongos) ✓ Progresión a inflamación crónica R E S U M E N Resolución completa. Una vez que se consiguió eliminar la noxa. Todas las reacciones deberían concluir con el restablecimiento del estado normal. Esto conlleva a la eliminación de residuos celulares y microbios a cargo de macrófagos y la reabsorción del liquido de edema por los vasos linfáticos. Curación por reposición del tejido conjuntivo (cicatrización o fibrosis). La cicatrización es un tipo de reparación que se produce tras una destrucción importante de un tejido (como en la formación de abscesos,) o cuando la inflamación afecta a tejidos que no pueden regenerar, (tejido conjuntivo). En los órganos en los que se producen extensos depósitos de tejido conjuntivo durante los intentos de curar una lesión o como consecuencia de la inflamación crónica, el resultado será la fibrosis, Teórico 6 Inmunología | Sofía Yacovich 18 CAUSAS -Infecciones persistentes por microorganismos difíciles de erradicar, como micobacterias, ciertos virus, hongos y parásitos. -Enfermedades por hipersensibilidad. En ocasiones, las respuestas inmunitarias se desarrollan frente a los propios tejidos, causando enfermedades autoinmunitaria, como la artritis reumatoide y la esclerosis múltiple. -Exposición prolongada a agentes tóxicos, como el sílice CARACTERÍTICAS MORFOLÓGICAS -Infiltrado de linfocitos, macrófagos y células plasmáticas -Destrucción del tejido por las células inflamatorias -Intención de reparación con fibrosis y angiogénesis -No siempre se produce una resolución completa de la inflamación aguda, ocasionando un gran inoculo de bacterias u hongos que forman un absceso/pus, los abscesos se regeneran por fibrosis porque hay una intensa liberación de factores de crecimiento y con ello una intensa activación de fibroblastos y dejan siempre una cicatriz. -Puede ocurrir que haya una progresión directa hacia la fibrosis, esto ocurre cuando pasa de agudo a crónico en situaciones donde las infecciones son persistentes y sobre todo cuando son patógenos intracelulares, alguna injuria como un fragmento de vidrio o metal o procesos autoinmunes: los macrófagos empiezan a desaparecer porque, aunque la noxa persista el neutrófilo muere a las 48hs por su vida ½, quedan los monocitos que tardan el llegar al sitio de la noxa y a su vez también llegan los linfocitos. Monocitos y linfocitos son mononucleares, quedan en el sitio activados por la noxa y como consecuencia se forma tejido fibrótico. -el tejido fibrótico trata de encapsular a la noxa que persiste en el tiempo, impidiendo su proliferación por el cuerpo, Sin embargo, la consecuencia de esta formación de tejido fibrótico es que en donde se produce, hace que se pierda tejido funcional, causando daño tisular. INFLAMACIÓN cronica Inoculo: cultivo de microorganismos
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