ASPECTOS BASICOS DE LA INFLAMACION Margarita Paz Curso

ASPECTOS BASICOS DE LA INFLAMACION Margarita Paz Curso de Inmunología UMG – 2013

INFLAMACIÓN u Respuestas inmunitarias, innatas o adquiridas, acompañadas de reacciones fisiológicas y bioquímicas en el hospedero. u La respuesta inflamatoria es una respuesta a la agresión y/o al trauma. u Infiltración de células fagocíticas: PMN y MØ. u Proceso de reparación de tejido dañado y defensa contra la infección. u Eventos individuales controlados por citocinas u otros mediadores inflamatorios

MECANISMOS DE INFLAMACIÓN No inmune l Liberación de productos bacterianos o componentes celulares l Respuesta a: lesión, trauma, calor, sustancias químicas. u Inmune l Activación específica por Ac o T con Ag l Citocinas (células T) l Derivados de Complemento (Ag-Ac) l Sustancias químicas de células cebadas (Ig. E) u

INFLAMACIÓN AGUDA Aumento del flujo sanguíneo (vasodilatación) Aumento de la permeabilidad vascular w Infiltración de PMN x. Liberación de los componentes plasmáticos y celulares a los espacios extravasculares. Ø EDEMA dilución de material tóxico y aumento del flujo linfático. Ø CÉL. FAGOCÍTICAS destrucción de bacterias, depuración de restos necróticos de tejido y liberación de citocinas.

INFLAMACIÓN CRÓNICA Infiltración de monocitos "Curar" la lesión producida por la inflamación aguda, limpiando el sitio y reemplazando el tejido dañado. Resolución Cicatrización ØRespuesta fisiológica limpia y repara el sitio. ØRespuesta patológica daño tisular y cicatriz.

Marginación y emigración de PMN Enlace débil mediado por selectinas Al contacto con el endotelio L-selectina se expande

Activación Transmigración

Células inflamatorias Circulantes En tejido Linfocitos Células cebadas Neutrófilos Macrófagos Eosinófilos Basófilos Plaquetas

QUIMIOTAXIS u. En el lugar de inflamación la activación de C por el agente infeccioso produce liberación de péptidos quimiotácticos v Estos péptidos difunden a los capilares adyacentes provocando adherencia al endotelio (pavimentación) w Movimiento por pseudópodos y pasaje de la membrana (diapédesis) x. Avance hacia el lugar de

FAGOCITOSIS NEUTRÓFILA Aproximación celular • Producción de neutrófilos medulares • Movilización de PMNs a la circulación • Alteración de la permeabilidad vascular • Adherencia del PMN a la pared vascular • Migración por diapédesis • Atracción por quimiotaxis

FAGOCITOSIS NEUTROFILA Interacción célula-bacteria • Recubrimiento por opsoninas: Ig. G, • • • Ig. M o C 3 b Adherencia PMN-bacteria Ingestión por fagocitosis Alteración metabólica (explosión respiratoria) Ruptura o degranulación Destrucción de las bacterias por PMNs

Etapas de la fagocitosis u. Movilidad y quimiotaxis v Reconocimiento y adherencia w Formación de pseudópodos y englobamiento x. Fusión de pseudópodos (fagosoma) y. Fusión de lisosomas (fagolisoma) z Destrucción intracelular { Formación de cuerpo

ETAPAS DE LA FAGOCITOSIS u. Movilidad y quimiotaxis v Reconocimiento y adherencia w Formación de pseudópodos y englobamiento x. Fusión de pseudópodos (fagosoma) y. Fusión de lisosomas (fagolisoma) z Destrucción intracelular { Formación de cuerpo residual | Exocitosis

Mecanismos bactericidas ¿ Dependientes de oxígeno Radicales libres: Anión superóxido (O 2 -), singlete de oxígeno (1 O 2), Hidroxilo (OH), halocompuestos (OCl-) Metabolismo del H 2 O 2 (dependiente e independiente de peroxidasas). ¿ Independiente de oxígeno Enzimas: Peroxidasa, lactoferrina, lisozima, enzimas hidrolíticas y proteínas catiónicas.

MECANISMOS DE OPSONIZACIÓN u Actividad intrínseca de fagocitos v Factores de C activados (C 3 b) vía receptor C 3 b w Sin activación de C, vía receptor de Fc x Mecanismo sinergístico de

Mecanismos de evasión de la fagocitosis u Secreción de sustancias tóxicas o bloqueadoras de quimiotaxis. v Presencia de cápsula bacteriana. w Prevención de fusión lisosomal. x. Resistencia de la pared celular o habilidad de neutralizar las proteínas bacterianas. y. Escape del fagosoma. z Multiplicación intracelular y destrucción del

RESULTADO FINAL u Beneficioso ü Inactivación o eliminación de sustancias dañinas. ü Limitar su diseminación en le organismo u Perjudicial ü Daño a tejido del hospedero ü Interferencia con las funciones normales ü Hipersensibilidad,

Mediadores inflamatorios • Vasoactivos y de músculo liso – Histamina – Metabolitos del araquidonato (PGD 2, LTC 4, LTD 4, TXE 4) – PAF – Adenosina • Factores quimiotácticos – – Quimiocinas PAF C 5 a LTB 4 • Mediadores enzimáticos: Triptasa • Mediadores de proteoglucano: Heparina

Inflamación aguda

Signos Cardinales (Galeno & Virchow) 1. Rubor 2. Tumor 3. Calor 4. Dolor 5. Pérdida de la función

Características histológicas • Inflamación aguda: – infiltración de neutrófilos – necrosis por enzimas proteolíticas – infiltración de linfocitos y mØs • Inflamación crónica: – proliferación de fibroblastos + células endoteliales – depósitos de colágeno – cicatrización (tejido fibrótico) – granuloma

Términos usados para describir manifestaciones de inflamación u Hiperemia: aumento de sangre en tejido. u Edema: exceso de fluido en tejido. u Transudado: fluido del edema con baja concentración proteica (albúmina). u Exudado: fluido con alta proteína (Igs y macroglobulina) u Pus: exudado rico en g. blancos y restos necróticos. u Necrosis fibrinoide: digestión enzimática de tejido.

• Tipos de exudado: – Seroso: líquido claro (como el trasudado) – Fibrinoso: con hebras, contiene fibrina – Supurativo: pus – Hemorrágico: sanguinolento (necrosis vascular) – Fibroso: exudado, cicatriz, adherencias. • Tipos de lesión: – Úlcera: erosión superficial – Absceso: cavidad llena de pus – Celulitis: infiltrado inflamatorio difuso – Pseudomembrana: capa necrótica o fibrosa sobre la superficie epitelial. – Catarral: producción excesiva de moco.

Sistemas de Amplificación de la Respuesta Inmune

Características de la respuesta inflamatoria • Es una reacción compleja • Se activan numerosos sistemas enzimáticos del plasma • Intervienen numerosos sistemas de traducción de la señal. • Se expresan genes que codifican proteínas. • Hay múltiples interacciones moleculares entre las células.

Respuesta Inflamatoria

INFLAMACIÓN: Activación de sistemas enzimáticos del plasma • Sistema de CININAS • Sistema de COAGULACIÓN Y FIBRINÓLISIS • Sistema de COMPLEMENTO

CASCADA DE CININAS u. Sistema de péptidos de bajo peso molecular derivados de los precursores plasmáticos, mediante una división proteolítica. v El sistema es activado por una de las proteínas de la coagulación: Factor de Hageman Bradicinina ü Potente inductor de la vasodilatación. ü Aumenta la permeabilidad vascular. ü Induce el DOLOR.

CASCADA DE CININAS u. El sistema de generación de cininas es el segundo en importancia formadora de mediadores en la sangre. v Consiste en una serie de pasos enzimáticos con amplificación progresiva de las moléculas Se inicia con la activación del FH: Vidrio, caolín, colágeno, membrana basal, cartílago, cristales de urato, tripsina, plasmina y endotoxinas bacterianas. Efectos de la activación de FH ü Inicia la coagulación ü Inicia el sistema fibrinolítico ü Activador de la precalicreína (fragmento

CASCADA DE CININAS Componentes: Factor de Hageman (FH) Factor XI de coagulación Precalicreínas Cininógeno de alto PM Calicreínas Bradicininas

ACTIVIDAD DE CININAS Bradicinina: Péptido de 9 aa, que actúa con receptores B-1 y B-2 presentes en varios tipos celulares (endotelio vascular, músculo liso, células nerviosas y células de recubrimiento Efectos: ü Incremento de la permeabilidad vascular, vasodilatación, dolor, hipotensión, ü Contracción de músculo liso, hiperalgia, ü Activación de fosfolipasa A 2 con activación subsecuente del metabolismo del ácido araquidónico celular. ü Liberación de citocinas ü Homeostasis de la presión arterial y flujo de plasma renal

ACTIVACION DE CININAS ü Amplificación y regulación de la generación de cininas ü Inhibidores plasmáticos de la generación de cininas ü Cininasas: - cininasa I (Enz. Convertidora de la angiotensina) - aminopeptidasa P - carboxipeptidasa N INMUNOPATOLOGÍA DE CININAS ü Presentes en secreciones durante rinitis e inflamación nasal viral ü Contribuye al asma por contracción del músculo liso ü Produce el dolor intenso en pancreatitis y sinovitis ü Formación del angioedema

SISTEMA DE COAGULACIÓN • Es responsable de la activación del fibrinógeno para formar fibrina. • La fibrina en el exudado estimula la activación del sistema trombolítico o fibrinolítico, formando productos de degradación de fibrina. • Estos actúan como factores quimiotácticos y aumentan la permeabilidad vascular.

SISTEMA DE COAGULACION üSe activa como respuesta a estímulos de daño tisular y lleva a la formación de tapones plaquetarios y agregados de proteína insolubles (fibrina). üSimultáneamente se activa un sistema regulador del proceso que es limitante y facilita la PRODUCTOS ACTIVOS Factor Hageman (XII) y fragmentos: Participación en el sistema de cininas. Trombina: Actúa sobre el fibrinógeno y libera fibrinopéptidos que manifiestan su actividad aumentando la permeabilidad vascular y quimiotaxis de PMN. Productos de degradación de la fibrina: Producidos por acción de la plasmina sobre la fibrina y tiene actividad quimiotáctica

Cascada de la coagulación Vía intrínseca XII Vía extrínseca XIIa XI IX FACTOR TISULAR VIII VIIa IXa Ca+2 FL VIIIa Complejo Ca+2 X protrombinasa Xa V Ca+2 Va II IIa Ia I XIIIa Coágulo estable de fibrina

Factores de la coagulación

Sistema de Complemento • Sistema funcional de unas 30 proteínas del suero, que interaccionan entre sí de modo regulado formando una cascada enzimática, permitiendo una amplificación de la respuesta humoral. • Su activación y fijación a microorganismos constituye un importante mecanismo efector del sistema inmune, facilitando la eliminación del antígeno y generando una respuesta inflamatoria.

Funciones è Lisis del microorganismo o célula "blanco" è Opsonización, con la consiguiente mejora de la fagocitosis y destrucción è Genera fragmentos peptídicos difusibles que provocan incremento de la quimiotaxis sobre los fagocitos (anafilotoxinas) en la regulación de la respuesta inflamatoria. è Amplificación de la respuesta humoral específica è Regulación de la actividad biológica celular: activa, promueve su división y aumenta "capacidad inmunogénica" è Eliminación de los inmunocomplejos.

Activación del complemento: Vías clásica, de las lectinas y alterna

Rutas del Complemento ü la ruta clásica conecta con el sistema inmune adaptativo por medio de su interacción con inmunocomplejos. ü La ruta alternativa conecta con el sistema de inmunidad natural o inespecífica, interaccionando directamente con la superficie del microorganismo. ü La ruta de las lectinas es una especie de variante de la ruta clásica, pero que se inicia sin necesidad de anticuerpos, y por lo tanto pertenece al sistema de inmunidad natural. las tres comparten la ruta lítica o CAM

ACTIVACIÓN DEL COMPLEMENTO üformación de una C 3 -convertasa, capaz de convertir catalíticamente el componente C 3 en C 3 b y C 3 a. üen la ruta clásica (y de las lectinas) la C 3 convertasa es el complejo activo C 4 b 2 a; üen la ruta alternativa, la C 3 -convertasa es el complejo activo C 3 b. Bb.

Componentes de la vía clásica y lectinas

Generación de C 3 convertasa

Generación de C 3 convertasa C 4 b 2 a es C 3 convertasa

Generación de C 5 convertasa

Generación de C 5 convertasa C 4 b 2 a 3 b es C 5 convertasa que conduce al CAM

Componentes de la Vía lítica

Activación de la vía lítica

Ensamble del complejo lítico (CAM)

Inserción del complejo a la membrana

Sistema de complemento: Vía Clásica

VIA ALTERNA è C 3 se hidroliza en agua por un enlace tioéster y resulta en una forma activada llamada C 3 i (C 3 b). è El C 3 b actúa como sitio de unión para el factor B, generando el complejo C 3 b. B, sobre el que actúa el factor D, que rompe el B unido para generar Ba y el complejo C 3 b. Bb: C-3 convertasa en fase fluida. Como tal, escinde el C 3 en C 3 a y C 3 b*. è Si C 3 b* se encuentra con una superficie no propia (p. ej. , la membrana de una bacteria), se une covalentemente a ella e inicia el bucle de amplificación de la vía alterna. è La properdina estabiliza esta reacción.

Bucle de amplificación de C 3

Ruta lítica y muerte bacteriana La fase final de la activación y fijación del complemento consiste, en esencia, en la formación de una C-5 convertasa, que al romper enzimáticamente el C 5 desencadena el ensamblaje en la superficie del microorganismo del complejo de ataque a la membrana (MAC).

Actividad del complemento Reconocimiento l Proliferación y diferenciación l Producción de anticuerpos l Opsonización l Fagocitosis l Lisis l

Productos de fisión y fusión del sistema de complemento Ag-Ac-C l C 2 a y C 4 b l C 3 convertasa l C 3 a y C 3 b l C 5 a y C 5 b l C 6 -C 9 y ataque a la membrana l

Regulación del complemento l Inactivación de componentes del complemento activado por degradación rápida al alejarse del lugar de interacción con la célula blanco. l C 1 Inh, que se une e inactiva C 1 r y C 1 s del complejo C 1. l Inhibición de la formación de C 3 -convertasas en las superficies del hospedador, por acción de las llamadas proteínas de control del complemento (CCPs).

Reguladores del complemento è Proteína S (o vitronectina) del plasma se une a C 5 b 67 e induce en este complejo libre una transición hidrófila; por lo tanto, este complejo ya no podrá unirse a membranas cercanas, evitando la lisis de los expectadores inocentes. è La molécula de superficie CD 59 se une al C 8 del complejo C 5 b 678 que se hubiera anclado accidentalmente a membranas propias, y evita el ensamblaje del poro de poli-C 9 y del MAC.

Proteínas reguladoras DAF: decay accelerating factor MCP: membrane cofactor protein