INFLAMAÇÃO

MECANISMOS DE AGRESSÃO / CONSEQUÊNCIAS

Redução de ATPs: perda da bomba sódio-potássio causando acúmulo de sódio intracelular e perda de potássio, com hiponegativdade intracelular; o metabolismo celular rebaixado causa acúmulo de ácido lático e queda do PH diminuindo a atividade enzimática das células; o influxo de cálcio para o interior da célula descontrola as atividades celulares; na depleção prolongada há ruptura da síntese proteica.

Lesão celular mecânica: na mitocôndria pode induzir a atividade dos canais de alta condutância, condição de desequilíbrio eletrolítico em que não há diferença de potencial suficiente para induzir o influxo de hidrogênio e consequente produção de ATP pela proteína ATP-sintase. Quando fisiologicamente ativa, essa produção necessita do ciclo de Krebs, que origina mediadores ativos na expulsão do hidrogênio para fora da mitocôndria. Quando esses íons retornam por diferenças de concentração e elétrica, o fazem através da proteína de membrana ATP-sintase, que ao girar como uma hélice produz grande quantidade de ATPs. A persistência desses poros é sentença de morte para a célula.

Por falta de oxigênio ou contato com agentes tóxicos: pode acarretar em entrada excessiva cálcio no meio intracelular. Esse aumento induz permeabilidade não seletiva na célula.

Existem também lesões pela ativação simultânea de enzimas de efeitos deletérios, tais como endonucleases, fosfolipases e proteases, e lesões pelas espécies reativas de oxigênio, a exemplo do H2O2. Ainda existe o processo de formação dos ácidos lisossômicos e seu contato não programado com as estruturas intracelulares, originado por radiação ionizante, metabolismo enzimático, infecções, reações de oxido-redução e reação com metais de transição, como a reação de Fenton (H2O2 + ferro, dando origem a duas hidroxilas + ferro ionizado).

Para todas essas lesões existe um limiar de lesão irreversível. Isto está associado ao aumento do cálcio intracelular e hiperpermeabilidade, degradando os processos de reposição de ATPs. O não retorno dessa condição e a lesão extensa na membrana plasmática são as condições principais para caracterizar a morte celular.

A RESPOSTA INFLAMATÓRIA PÓS-TRAUMÁTICA

A reparação de tecidos somente termina quando o agente causador da moléstia é neutralizado. Reparação geralmente se dá concomitantemente entre a proliferação do parênquima (tecido que exerce atividade principal dos órgãos) normal e por proliferação de tecido fibroso.

A resposta inflamatória em geral ocorre por duas vias: vascular e celular. A inflamação pós-traumática é realizada em questão de minutos. As etapas de ordem aguda são: alteração do calibre dos vasos por espasmo vascular (exsudato); extravasamento de plasma do vaso para o tecido pela microcirculação; passagem de leucócitos para os tecidos lesados. Quando o líquido extravasado contem agentes infecciosos, ele é chamado de transudato. Ele é resultado da alteração hidrostática do vaso e osmótica da célula.

Tudo começa com aumento do calibre vascular pela ação da bradicinina, leucotrienos, entre outros, terminando em direcionar maior sangue para a área causando o rubor e calor juntamente com a angiogênese, que induz sangramento até que os novos vasos sejam conectados. A ação desses mediadores é fugaz, sendo reversível em torno de 15 a 30 minutos. É a resposta inflamatória transitória. Esse extravasamento diminui as pressões no sentido do tecido, já que o líquido extravasado é cheio de proteínas.

É interessante notar que essa reação é restrita à rede venosa, talvez pela maior densidade de receptores para os mediadores químicos. A ligação com esses mediadores leva à fosforilação de proteínas do citoesqueleto, como a miosina, levando à sua contração e espasmo vascular. Citocinas, TNF e interferon-gama, são mediadores que também induzem o espasmo vascular por causarem reorganização estrutural do citoesqueleto e contração da musculatura lisa do endotélio. Sua resposta é rápida em contraste com a mediada pela histamina, que leva 24 horas ou mais. Na presença dos mediadores de resposta fugaz há adesão de neutrófilos no endotélio, que termina por lesá-lo, causando extravasamento imediato de plasma. Essa lesão também ocorre nos capilares, sendo a exceção para o extravasamento inflamatório ocorrido na rede venosa.

Esse extravasamento também pode ser tardio, geralmente após 12 horas e sustentada por vários dias se necessário, ocorrendo por queimaduras térmicas ou por radiação. Esse tempo é o necessário para que a adesão vascular de neutrófilos cause dano endotelial por apoptose, ou para que o efeito das citocinas cause sua retração.

A transcitose ocorre através canais e vacúolos interconectados. São as organelas vesiculovasculares.   Pode ocorrer também a diapedese, após ativação endotelial, que permite a ligação com os leucócitos e a passagem desses para o interstício e daí para o tecido lesionado. Essa adesão ocorre com o aumento do calibre vascular que diminui a velocidade do fluxo sanguíneo e rolamento dos leucócitos no endotélio após a marginação. Na medida em que o tempo passa, esse rolamento vai ficando cada vez mais lento até que o leucócito se fixa e assim penetra no interstício. O endotélio fica todo coberto de leucócitos num processo denominado de pavimentação.

O sentido de todas essas reações é levar leucócitos para o local lesionado, o que também pode ocasionar lesão nas células do hospedeiro se a infecção for maciça e/ou resistente.

As moléculas responsáveis pela adesão da célula no leito vascular são as imunoglobulinas, selectinas, integrinas e glicoproteínas semelhantes à mucina presente nas membranas celulares. As selectinas dos vasos se ligam à mucina; as moléculas ICAM-1 e VCAM-1 se ligam às integrinas nos leucócitos. Elas têm sua expressão determinada pelo TNF e IL-1.

Para que haja adesão é necessária ativação dos receptores. Isso ocorre quando mediadores, como a histamina e o fator ativador de plaquetas induzem a secreção de p-selectina do citoplasma para a membrana celular. A histamina é secretada pelos mastócitos e os macrófagos produzem TNF-ᾳ e IL-1. Após 1 a 2 horas as selectinas já estão preparadas para a adesão.

As integrinas nos leucócitos são expressas em baixa avidez constante até que haja um trauma orgânico e daí quimiocinas aumentam essa avidez, o que possibilita o encaixe entre os receptores.  As quimiocinas vão, aos poucos, do citoplasma para a meio vascular, ou seja, dentro da célula tecidual, ou no interstício, sua concentração é maior. Por isso, quando o leucócito para de rolar, sua avidez segue essa concentração, terminando por lançar pseudópodes por entre os espaços endoteliais até o local lesionado. Essa é a diapedese. Após o início dessa entrada, os leucócitos sofrem um retardo na migração devido à dificuldade de passagem, contra isso liberando colagenases que lhe abrem passagem. Quando chegam ao interstício eles se ligam a proteínas extravasculares ficando impossibilitadas de voltar para o vaso. Essa quimiotaxia pode ser causada por agentes endógenos e exógenos, sendo esse último principalmente representado por produtos do metabolismo bacteriano.

OBS: na inflamação aguda, os neutrófilos serão os primeiros a chegar, geralmente entre seis a vinte e quatro horas, enquanto que os monócitos entram em ação entre 24 a 48 horas. Essa sequência se dá pelo número e pela maior avidez das primeiras pelas quimiocinas.

A ação dessas quimiocinas é induzir a ativação das proteínas G, cuja ação consiste em ativar moléculas efetoras, as PLC e PI3K, que aumentam a permeabilidade de cálcio intracelular ativando as GTPases, terminando por polimerizar a actina e enviá-la para a membrana celular. Essa actina estará no pseudópode do leucócito e servirá de tracionamento quando houver o encaixe com os receptores no endotélio no momento da diapedese ou transcitose.

Outro efeito do aumento do cálcio intracelular é a ativação e secreção de enzimas lisossomais e liberação de metabólitos do ácido aracdônico. Essas ações fazem parte da ativação dos leucócitos, que também podem se autoinduzir através de citocinas endógenas produzidas por eles mesmos, como é o caso dos macrófagos ao produzir o TNF e IL-1.

Dentre os receptores dos leucócitos estão os toll-like, que possuem a capacidade de induzir à produção de substâncias bactericidas e citocinas. Como a maioria das citocinas bacterianas começam com a N-formilmetionina, fica mais fácil para os leucócitos serem mais específicos na  ativação das proteínas G. Quando há essa ligação, a proteína G, que estava ligada a um GDP no citosol, solta-o e se liga a um GTP realizando os eventos relacionados com a miosina. Essa ligação com o GTP muda a conformação do citoesqueleto, possibilitando a emissão e tracionamento de pseudópodes, e assim o leucócito avança.

Chegando ao local da lesão ou contaminação os leucócitos precisam se agregar ao agente agressor. Essa atividade é realizada através das opsoninas – lecitinas, imunoglobulinas e proteínas do complemento – no processo de opsonização. As Ig se ligam ao receptor Fc-gama no leucócito. As proteínas do complemento se ligam aos receptores de complemento. Pode também ocorrer que o agente no-self induza a liberação de proteínas plasmáticas, as lecitinas, que se predem na sua membrana permitindo o reconhecimento pelos macrófagos. Essa via ocorre na ausência das Imunoglobulinas, e irá ocasionar na fagocitose, que compreende três fases: reconhecimento, captura e degradação.

O reconhecimento ocorre primariamente através da secreção de lecitina, que inclusive é importante para a degradação exclusivamente de figuras no-self. Nesse processo inicial também envolve os receptores scavengers, que são ligantes de LDL modificados, que tem afinidade por bactérias.

Para que a bactéria seja destruída após o engolfamento é necessário que agentes reativos de oxigênio, dispersos no citosol sejam reunidos no lisossomo a partir de estímulos externos. Os agentes reativos não são tão deletérios no leucócito em repouso, ou mesmo no início da concentração dentro do fagossomo. O agente mais deletério será produzido quando íons cloreto reagirem com peróxido de hidrogênio, ou houver a formação de hidroxila, agentes altamente tóxicos, mas felizmente isolados no fagossomo e por isso não lesionam as organelas.

O SISTEMA DE COMPLEMENTO

Existe um total de vinte proteínas envolvidas nesse sistema, se incluídos os produtos da clivagem das proteínas principais, que vão de C1 a C9. A atividade desse sistema começa sempre pela ativação da proteína C3, ocorrendo pela via clássica, com ativação quando a C1 se agrega a complexo antígeno-anticorpo; via alternativa, ativada por produtos da superfície bacteriana, polissacarídeos complexos, veneno de cobras, dentre outros, quando na ausência de anticorpos; e quando a lecitina plasmática se une a carboidratos do microorganismo e ativa a C1.

Essas três vias desencadeiam a produção de C3 convertase, que cliva a C3 em C3a e C3b, sendo a primeira liberada e a segunda, com a união com fragmentos inespecíficos, ativa a C5 convertase, da mesma forma liberando a C5a e disponibilizando a C5b para união com as demais proteínas C6 a C9, formando o complexo de ataque à membrana. Os C3, 4 e 5as que foram liberados vão estimular a secreção de histamina e induzir a aumento da permeabilidade vascular. O C5a ainda vai servir de agente quimiotáxico e o C3a, vai servir de opsonina.

Convém lembrar que nas células do hospedeiro existem proteínas que inibem o sistema de complemento no local, evitando a autoimunidade.

Outra via se embasa na atividade do fator VII de coagulação, que é produto proteico do fígado, geralmente disposto livre no plasma, ativado quando entra em contato com cargas negativas de locais específicos, como o colágeno das membranas basais ou plaquetas ativadas. Esse metabólito ativado transforma pré-calicreína em calicreína, que cliva o cininogênio em bradicinina, um fator cuja presença acarreta aumento da permeabilidade vascular, contração do músculo liso e dilatação vascular. Outra atividade do fator VII é formação da trombina a partir da pró-trombina. A trombina é uma enzima que cliva o fibrinogênio, livre e circulante, em fibrina, esta participando ativamente na formação do coágulo. Quando o coágulo é formado, a calicreína – que não foi utilizada na formação da bradicinina – cliva o plasminogênio originando a plasmina, que pode lizar a fibrina do coagulo, mas também clivar a proteína C3 para subsidiar o sistema de complemento.

Então a calicreína tem dois efeitos: terminar na formação de bradicinina através da quebra de cininogênio; quebrar o plasminogênio em plasmina para ou lizar fibrina ou ativar proteínas do complemento.

OUTRAS CONSIDERAÇÕES

Os fosfolipídeos das membranas são reorganizados em resposta a estímulos químicos, mecânicos ou físicos. O mesmo influxo de cálcio envolvido na atividade da proteína G, também ativa a fosfolipase A2, que induz a ativação do ácido aracdônico. Os metabólitos desse ácido, os eicosanoides, são sintetizados por lipoxigenases (leucotrienos e lipoxinas) e por cicloxigenases (prostaglandinas e tramboxanos). As COX 1 e 2, estão envolvidas na produção de prostaglandinas, alvo de vários anti-inflamatórios.

Os tramboxanos estarão nas plaquetas. Eles têm poder agregante plaquetário e vasocostritor. Já o endotélio produz prostaciclina, que tem efeito especificamente contrário ao Tramboxano. O desequilíbrio entre os dois é o evento que inicia a formação do trombo.

As prostaglandinas são originadas por atividades das enzimas COX-1, ativa na homeostasia orgânica, e a COX-2, ativa após a lesão.

A respeito do fator ativador de plaquetas, é produzido pelos leucócitos em geral. Ele aumenta a adesão endotelial tanto das plaquetas, como dos leucócitos que o produzem. Em doses medianas a altas causa constrição nos vasos e brônquios. Também induzem os leucócitos a produzir os eicosanoides (lipoxigenases e cicloxigenases). A vasodilatação que ocorre pela bradicinina e histamina se soma a atividade do óxido nítrico, um gás produzido por células endoteliais, por neurônios e macrófagos. Além da vasodilatação ele é antiagregante plaquetário, além de inibir o recrutamento leucocitário, ou seja, é um agente anti-inflamatório.

REFERÊNCIAS

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ALBERTS, B.; BRAY,  D.;  LEWIS,  J.;  RAFF,  M.;  ROBERTS,  K.;  WATSON,  J.D. Biologia molecular da célula. 4. ed. Porto Alegre: Artes Médicas, 2004;

ABBAS, Abul K.; LICHTMAN, Andrew H.; PILLAI, Shiv. Imunologia Celular e Molecular. Ed. 6. Rio de Janeiro: Elservier, 2008.