Aspectos Moleculares da Inflamação:

Transcrição

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

2 Mediadores Químicos da Inflamação

3 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

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

5 Fontes do mediadores químicos ou

6 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

7 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.

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9 algumas características dos mediadores

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

11 CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

12 CÉLULA Receptor para mediador químico mediador químico Ligante de Receptor

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

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

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

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

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

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

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

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

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

22 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.

23 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

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

25 1. Aminas vasoativas

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

27 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

28 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.

29 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

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31 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

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

33 Serotonina Fonte: as plaquetas Estímulo para produção: Agregação plaquetária Após o contato com a trombina, colágeno, difosfato de adenosina (ADP) e complexo Ac-Ag Fator ativador plaquetário (FAP) que são provenientes dos mastócitos (IgE) Função Aumento da permeabilidade vascular nas vênulas

34 2. Proteases plasmáticas

35 Proteases Plasmáticas Sistema Complemento

36 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

37 SISTEMA COMPLEMENTO

38 NOMENCLATURA Moléculas precursoras: Via clássica C!1"9# Via Alternativa " e B, D, P Fragmentos: letras a, b Componente inativado: prefixo i!ic3b# Produto ativo: barra em cima da sigla

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41 SISTEMA COMPLEMENTO

42 SISTEMA COMPLEMENTO

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45 VIA CLÁSSICA

46 VIA CLÁSSICA É ativada por uma interação!ag"ac#. A ligação Ag"Ac provoca uma mudança conformacional no Ac, que abre um sítio de ligação para C1. C1: 6 moléculas C1q, 2 C1s, 2 C1r C1 é a união de 6 moléculas

47 Molécula do C1 3 tipos de subunidades: C1q, (2) C1r e (2) C1s

48 VIA CLÁSSICA É ativada por uma interação!ag"ac#. A ligação Ag"Ac provoca uma mudança conformacional no Ac, que abre um sítio de ligação para C1. C1: 6 moléculas C1q, 2 C1s, 2 C1r C1 liga!se a IgM ou 2 IgG Formação do 1 complexo!!!!

49 SISTEMA COMPLEMENTO VIA CLÁSSICA IgM IgG

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

51 Cascata de Ativação

52 Cascata de Ativação

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

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56 COMPLEXO DE ATAQUE À MEMBRANA (MAC)

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58 EFEITOS

59 SISTEMA COMPLEMENTO CONSEQÜÊNCIAS Opsonização: - C3b é uma importante opsonina. - Reveste o microrganismo e se liga aos receptores!cr1"4# nos macrófagos e neutrófilo Recrutamento celular e ativação: - C3a, C5a (anafilotoxinas-desgrunalização) - C4a em menor grau. - C3a, C5a (quimiotáticos) Lise Celular (bactérias, vírus envelopados)

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61 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

62 OPSONISAÇÃO

63 SISTEMA COMPLEMENTO CONSEQÜÊNCIAS

64 RECRUTAMENTO

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67 ATIVAÇÃO DIFERENCIAL DE C3 E C5.

68 C3 e C5 podem ser clivados diretamente por enzimas presentes no exsudato inflamatório Ex:. plasmina pode clivar C3 em C3a

69 Proteases Plasmáticas Sistema de Cininas e Fatores da coagulação

70 SISTEMA CININA Gera peptídeos a partir de proteínas plasmáticas chamadas cininógenos através de proteases específicas chamadas calicreína Geração de peptídeos vaso ativos Bradicinina

71 Bradicinina bradys (lento) kinesis (movimento) Possui nove aminoácidos arg - pro - pro - gly - phe - ser - pro - phe - arg. Inativada por uma cininase Promovendo uma ação curta da bradicinina

72 Histórico Bothrops jararaca Mauricio Rocha e Silva - USP Veneno de cobra (bothrops jararaca)

73 Formação da Bradicinina

74 Formação da Bradicinina

75 Formação da Fator XII é produzido pelo fígado Bradicinina Fator XII é convertido em Fator XIIa Fator XII colágeno membranas basais Fator XIIa plaquetas ativadas

76 Formação da Bradicinina Fator XIIa ativa a enzima calicreína Pré-calicreína Fator XIIa Calicreína

77 Formação da CAPM - cininogênio de alto peso molecular Bradicinina Calicreína converte CAPM em Bradicinina CAPM calicreína Bradicinina

78 Formação da CAPM - cininogênio de alto peso molecular Bradicinina O CAPM é um mecanismo de amplificação autocatalitica da Bradicinina CAPM Fator XII Fator XIIa

79 Efeitos da Bradicinina

80 Efeitos da Bradicinina Aumenta a permeabilidade vascular; Aumenta a contração do músculo liso; Dilatação dos vasos sanguíneos; Hipotensivo; Também associada com o mecanismo da dor.

81 Coagulação e Inflamação

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

83 Formação da Trombina e fibrina

84 Formação da Trombina e fibrina

85 Formação da Trombina e fibrina Fator XII é convertido em Fator XIIa Fator XII colágeno membranas basais Fator XIIa plaquetas ativadas

86 Formação da Trombina e fibrina Fator XIIa converte a XI em XIa Fator XI Fator XIIa Fator XIa

87 Formação da Trombina e fibrina Inicia a cascata de coagulação Protrombina Fator Xa e Ca ++ Trombina

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

89 Formação da Trombina e fibrina Trombina converte fibrinogênio em fibrina fibrinogênio trombina e Ca ++ fibrina

90 Formação da Trombina e fibrina Trombina converte fibrinogênio em fibrina fibrinogênio trombina e Ca ++ fibrina

91 Efeitos Fibrinopeptídios permeabilidade vascular quimitático para leucócitos

92 Sistema fibrinolítico

93 Sistema Fibrinolítico Função de solubilizar o coagula de fibrina

94 Sistema Fibrinolítico A calicreína formanada no sistema de cininas também promove a conversão de plasminogênio em plasmina Plasminogênio Calicreína Plasmina

95 Sistema Fibrinolítico Plasmina pode converter C3 em C3a C3 Plasmina C3a

96 Sistema Fibrinolítico Plasmina pode converter C3 em C3a ou pode clivar a fibrina Fibrina Plasmina Derivados

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98 3. Fator ativador plaquetário

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

100 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

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102 4. Metabólitos do ácido araquidônico

103 CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

104 CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

105 Ativação celular CÉLULA Receptor para o ligante Membrana Plasmática ligante

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

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

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

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

110 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

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

112 Síntese dos metabólitos Via da Ciclooxigenase sintetizam os metabólitos: Prostaglandinas e Tromboxanos Via da Lipoxigenase sintetizam os metabólitos: Leucotrieno e Lipoxina Local da síntese intracelular: corpúsculos lipídicos Síntese rápida e degradação enzimática

113 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).

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

115 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.

116 5. Citocinas

117 Conceito e PROPRIEDADE

118 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.

119 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;

120 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

121 Pleotrópicas Redundantes CITOCINAS Sinérgicas Antagônicas

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

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

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

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

126 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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128 Tipos

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130 Fator de Necrose Tumoral - TNF!Produção: Fagócitos mononucleares ativados;!ações Biológicas: Estimular o recrutamento de neutrófilos e monócitos para os sítios de infecção; Nas infecções severas, o TNF é produzido em grande quantidade e provoca anormalidades clínicas e patológicas sistêmicas.

131 Ações do TNF-! Resposta de fase aguda hipotálamo Recrutamento de fagócitos hepatócitos Principais fontes: Fagócitos mononucleares ativados, Céls. T Ag estimuladas, Céls NK, mastócitos.

132 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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134 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).

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136 Quimiocinas!São citocinas homólogas que estimulam o movimento e migração dos leucócitos do sangue para os tecidos;!quimiotaxia; (Vídeo adesão leucocitária)

137 Quimiocinas!Ações Biológicas: Recrutam as células de defesa do hospedeiro para os sítios de infecção; Regulam o trânsito dos linfócitos e de outros leucócitos através dos tecidos linfóides periféricos.

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

140 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

141 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.

142 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