Aspectos Moleculares da Inflamação:

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1 Patologia Molecular Lucas Brandão Aspectos Moleculares da Inflamação: os mediadores químicos inflamatórios

2 Inflamação São uma série de eventos programados que permitem com que Leucócitos e outras proteínas migrem do sistema vascular para o local onde o agente lesivo está presente.

3 Padrões de Resposta Inflamatória 1. Agudo 2. Crônico Quem comanda as vias de ativação do processo inflamatório? MEDIADORES QUÍMICOS

4 MEDIADORES QUÍMICOS São moléculas, proteínas ou sub-produtos celulares, que permitam com que: Aumentem o fluxo sanguíneo Aumentem a permeabilidade Realizem o extravasamento dos leucócitos da circulação

5 Mediadores Químicos da Inflamação

6 Conceito: São, em geral, moléculas solúveis produzidos pelo fígado ou sintetizados por células específicas do nosso organismo. Tais mediadores devem promover: Vasodilatação, com aumento do fluxo sanguíneo Aumento da permeabilidade vascular Rolagem, aderência e transmigração leucocitária!! - Ativação endotelial e leucocitária. Quimiotaxia e quimiocinese dos leucócitos Ataque ao agente lesivo Opsonisação

7 Medeiam respostas vasculares e celulares Mediadores químicos Agem juntos ou em seqüência influenciando a evolução da resposta inflamatória.

8 Fontes do mediadores químicos ou

9 Mediadores plasmáticos estão geralmente presentes no plasma sob um forma percursora (inativa) da molécula. Devem passar por um processo para que sejam ativados (através de quebras enzimáticas) Precursor Inativo Enzimas Mediador Ativo Principal(is) fonte(s) Fígado

10 Mediadores provenientes de células Presentes em grânulos: Desgranulação Nova síntese: Em resposta ao estímulo Principal(is) fonte(s) Plaqueta, neutrófilos, monócitos/ macrofágos, mastócitos. cél. endotéliais, musculares lisas, fibroblastos.

11

12 algumas características dos mediadores

13 Mediadores químicos podem ser: 1. Ligantes de receptores celulares 2. Enzimas 3. Mediadores de lesões oxidativas

14 CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

15 CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

16 Cascata de ativação CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

17 Cascata de ativação CÉLULA Ativação celular Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

18 Cascata de ativação CÉLULA Ativação celular Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

19 Cascata de ativação CÉLULA Ativação celular Produção de outros mediadores Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

20 Cascata de ativação CÉLULA outro mediador Inibidor Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

21 Cascata de ativação CÉLULA outro mediador Inibidor Receptor para mediador químico mediador químico Inibição X Ligante de Receptor

22 Cascata de ativação CÉLULA outro mediador Inibidor Receptor para mediador químico Inibição X Ligante de Receptor

23 Cascata de ativação CÉLULA outro mediador Amplificador Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

24 Cascata de ativação CÉLULA outro mediador Amplificador Receptor para mediador químico Aumenta o efeito mediador químico Ligante de Receptor

25 Os mediadores após sua ativação apresentam uma vida curta: Rápida decomposição; Rápida remoção; Rápida inativação (enzimática); Rápida inibição. A ação dos mediadores químicos da inflamação é sensivelmente regulada.

26 Classe dos Mediadores 1) Aminas vasoativas 2) Porteasse Plasmáticas 3) Fator ativador plaquetário (FAP) 4) Metabólitos do ácido araquidônico (A.A.) 5) Citocinas 6) Óxido Nítrico Vasodilatação, com aumento do fluxo sanguíneo Aumento da permeabilidade vascular Rolagem, aderência e transmigração leucocitária!! - Ativação endotelial e leucocitária. Quimiotaxia e quimiocinese dos leucócitos Ataque ao agente lesivo Opsonisação 7) Produtos do O2 8) Neuropeptídeos 9) Lisossomos

27 Produção/liberação dos mediadores químicos do processo inflamatório. Podem atuar em momentos distintos com funções diferentes, complementares ou sinérgica

28 1. Aminas vasoativas

29 Principais Aminas vasoativas Histamina Serotoninta Ambas estão pré-formadas e estocadas em grânulos intracelulares

30 Histamina Fonte principal são os mastóticos Mastócitos estão presentes primordialmente nos tecidos conjuntivos adjacentes aos vasos sanguíneos. Outras fontes: Basófilos Plaquetas Neurônios histaminérgicos Linfócitos Estímulo para produção: Lesão física - traumatismo, frio, calor; Estimulação por anti-corpos direta aos mastócitos Sistema complemento - através das anafilatoxinas (C3a e C5a) Proteínas de liberação da histamina derivada dos leucócitos Neuropeptídios Citocinas (IL-1, IL-8) Função Dilatação das arteríolas e aumento da permeabilidade vascular nas vênulas/ Mediador de fase imediata e atuam sob o receptor HR

31 Histamina foi descoberta em 1910, por Dale e Laidlaw, sendo categorizada sua função apenas em 1932 como mediadora da reação anafilática. Amina biogênica Sintetizada a partir da histidina Enzima L-histidina decarboxilase (HDC2) Efeito mediado por sua ligação com quatro tipos diferentes de receptores de histamina (HR) - HR1, HR2, HR3, HR4. Todos são receptores acoplados à proteína G.

32 Quando ativado estimula as vias sinalizadoras para a formação de: inositol-1,4,5-trifosfato (InsP3) Diacilglicerol (DAG) Levando ao aumento do cálcio intracelular. Fosfolipase D e A Fator de transcrição NF-kB

33

34 principal função da histamina Função Dilatação das arteríolas e aumento da permeabilidade vascular nas vênulas/ Mediador de fase imediata e atuam sob o receptor HR

35 PRINCIPAIS EFEITOS Edema Contração da musculatura lisa Aumento da frequência cardíaca Arritmias cardíacas

36 2. Proteases plasmáticas

37 Proteases Plasmáticas Sistema Complemento

38 SISTEMA COMPLEMENTO!Composto de aproximadamente 30 proteínas instáveis, sensíveis ao aquecimento e estão presentes no soro na forma inativa!início de síntese no primeiro trimestre da vida fetal!produzidas no fígado e por macrófagos!há 3 maneiras para ocorrer ativação: Via Clássica - depende de Ac Via Alternativa Via Lectina

39 SISTEMA COMPLEMENTO

40 SISTEMA COMPLEMENTO

41 VIA CLÁSSICA

42 SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA IgM IgG

43 SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA Ordem de ativacao: C1q C1r C1s

44 Cascata de Ativação

45 C1 quebrando c4 em c4b C4b se liga a C2 e se transforma em C4b2a!C3 convertase

46 COMPLEXO DE ATAQUE À MEMBRANA (MAC)

47

48 EFEITOS

49 MEDIADORES QUÍMICOS DA INFLAMAÇÃO Como os fatores do complemento afetam a inflamação: Fenômenos vasculares: C3a e C5a (anafilotoxinas) Adesão, quimiotaxia e ativação leucocitária: C5a quimiotaxia para os neutrófilos, basófilos, monócitos, eosinófilos Fagocitose: C3b e C3bi são opsoninas

50 OPSONISAÇÃO

51 Coagulação e Inflamação

52 Sistema de coagulação Culmina na produção de trombina e fibrina Outros componentes importantes Fator Xa e XIa

53 Formação da Trombina e fibrina

54 Efeitos Trombina Aderência leucocitária proliferação de fibroplastos Fator XIa Aumento da permeabilidade vascular Fator Xa Aumento da permeabilidade vascular Exudação leucocitária

55 Efeitos Fibrinopeptídios permeabilidade vascular quimitático para leucócitos

56

57 3. Fator ativador plaquetário

58 FAP Derivado de fosfolipídios acetil-gliceril-éter-fosforilcolina (AGEPC) São produzidos por: Mastócitos/basófilos, neutrófilos, monócitos/ macrofágos, endotélio e plaquetas

59 Efeito Agregação plaquetária Aumento da permeabilidade vascular Aderência leucocitária Quimiotaxia de leucócitos Vasoconstrição e Brococonstrição Realiza seu efeitos por meio de um receptor acoplado a proteína G

60

61 4. Metabólitos do ácido araquidônico

62 CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

63 CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

64 Ativação celular CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

65 Ativação celular CÉLULA Remodelagem da M.P. Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

66 CÉLULA Ativação celular Mediadores Lipídicos bioativos produção Remodelagem da M.P. Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

67 CÉLULA Ativação celular Mediadores Lipídicos bioativos Remodelagem da M.P. Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

68 Ativação celular CÉLULA Remodelagem da M.P. Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante Mediadores Lipídicos bioativos Metabólitos do Ácido Araquidônico

69 Ácido Araquidônico AA é um ácido graxo poliinsaturado de 20 carbonos Não são encontrados livres nas células Fazem parte dos fosfolipídios da membrana Liberado pelos fosfolipídeos de membrana pela fosfolipase A2 A fosfolipase A 2 é ativada por estímulos físicos, químicos ou por outros mediadores químicos Os principais metabólitos do AA são os eicosanóides

70 Metabólitos do ácido araquidônico Fosfolipídeos da membrana celular Fosfolipases ÁC. ARAQUIDÔNICO lipoxigenases ciclooxigenase Leucotrieno Prostaglandina Lipoxina

71 Prostaglandinas: Mediadores produzidos em quase todos os tecidos do corpo em quantidades muito pequenas. Agem localmente nos tecidos com metabolização rápida. Não circulam no sangue em concentrações significativas. Regulam o processo inflamatório, a temperatura corporal, a analgesia, a agregação plaquetária e inúmeros outros processos. Ativam o sistema imunológico iniciando o processo de defesa (inflamação).

72 Ácido Araquidônico COX-1 COX-2 fisiológico estímulos inflamatórios Prostaglandinas COX-2 Inibição específica Prostaglandinas Citoproteção GI Agregação plaquetária Função renal Inflamação Dor Febre

73 Efeitos na inflamação Metabólito do AA Efeito Tromboxano Vasoconstrição, agregador plaquetário Prostaglandina Vasodilatação, inibidor de agregação plaquetária Leucotrienos Aumento da permeabilidade vascular e vasoconstrição. Quimiotaxia e aderência leucocitária Lipoxinas Quimiotaxia e aderência leucocitária Exercem seu papel localmente.

74 5. Citocinas

75 Conceito e PROPRIEDADE

76 São proteínas secretadas por células, primordialmente do SI, que realizam inúmeras funções imunoreguladoras. CONCEITO Citocinas FUNÇÃO Proliferação Inibição Síntese Ativação SÍNTESE São produzidas por diferentes tipos celulares e atuam também sobre vários tipos celulares durante o processo inflamatório e resposta imunes.

77 COMO AS CITOCINAS ATUAM? Iniciam sua ação através da ligação a receptores específicos na superfície da célula-alvo; A expressão dos receptores das citocinas podem ser regulados por sinais externos ou pelas próprias citocinas;

78 As ações podem ser locais e sistêmicas!autócrina, parácrina e endócrina" Autócrina: atuam sobre a mesma células que a produziu; efeito local Parácrina: atuam sobre outras células próximas; efeito local Endócrina: atuam sobre outras células distantes via sanguínea com efeito sistêmico

79 Pleotrópicas Redundantes CITOCINAS Sinérgicas Antagônicas

80 ! São pleotrópicas (age em diferentes tipos de células)

81 ! São redundantes (diferentes citocinas podem mediar a mesma ação celular - várias citocinas: mesmo efeito);

82 ! São sinérgicas (atuam em conjunto com outras citocinas)

83 ! São antagônicas (uma citocina pode inibir o efeito de outra citocina

84 CLASSIFICAÇÃO DAS CITOCINAS DE ACORDO COM A FUNÇÃO: 1. Citocinas que regulam a função dos linfócitos (IL-2 e IL-4; IL-10 e TGF-b) 2. Mediadores da resposta imune inata (inflamação, quimiotaxia, ativação de macrófagos, células NK).Produzidos principalmente pelos fagócitos. 3. Citocinas que ativam células inflamatórias (IFN-y, FNT-a, FNT-b, IL-5, IL-10, IL-12) 4. As citocinas chamadas de quimiocinas que tem capacidade de dar atrair e dar movimento a linfócitos 5.Estimuladoras do crescimento dos precursores hematopoiéticos. Produzidas por células estromais da medula óssea e leucócitos.

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86 Tipos

87 Interleucina-1 (IL-1)!Função: Mediador da resposta inflamatória do hospedeiro às infecções e a outros estímulos inflamatórios (semelhante ao TNF);!Fonte: Monócitos;

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89 Interleucina-1 (IL-1)!Ações Biológicas: Baixa concentração: mediador da inflamação local; Alta concentração: Febre, síntese de proteínas no fígado e devastação metabólica. Não lisa a célula e não causa choque séptico; Fagócitos: Inibidor da IL-1 (regulador da IL-1).

90 6. Ó x i d o n í t r i c o, constituintes lisossômicos e radicais livres derivados o oxigênio

91 Óxido Nítrico (NO) É um gás solúvel com tempo de meia vida muito curto. Produzido por células endotéliais, macrófagos e neurônios a partir da L#arginina, oxigênio, NADPH e outros co#fatores pela enzima óxido nítrico sintase!nos". Mediador pleotrópico e com ação paracrína!tempo de vida curto" Influxo de cálcio pode ativar rapidamente a enos e nnos, ou seja rápida produção de NO. inos é induzido por meio de citocinas Funções Promove vasodilatação!potente" Inibe agregação e aderência plaquetárias Inibir a ação dos mastócitos Pode inibir o processo de rolamento e aderência leucocitária. Propriedades antimicrobianas

92 Constituintes Lissosômicos Presentes em grânulos intracelulares Neutrófilos, monócitos Grânulos Específicos!secundários" lisozima, colagenase, gelatinase, lactoferrina, ativador de plasminogênio, histaminase e fosfatase alcalina. Grânulos azurófilos!primários e potencialmente mais destrutivos" mieloperoxidase, lisozimas, defensinas, hidrolases ácidas, protease neutras!elastase, catepsina G..." A liberação do conteúdo granular pode ser durante o processo de fagocitose ou morte celular.

93 Radicas Livres derivados de Oxigênio Ânio superóxido!o2#" Peróxido de Hidrogênio!H2O2" Radical Hidroxila!OH#" Quando liberados em baixa concentraçã0: Podem aumentar a expressão de quimiocinas, citocinas e moléculas de aderência endotélial Quando liberados em alta concentraçã0: Lesão tecidual do endotélio # aumento da permeabilidade vascular

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