Inflamación (2) Exudación celular Quimiotaxis y Fagocitosis Defectos en la función leucocitaria En los campos de la observación la suerte solo favorece a las mentes preparadas (L. Pasteur)
Premisas Los neutrófilos son las principales celulas efectoras en la inflamación aguda pero tienen una vida media corta. La activación del endotelio es un proceso Imprescindible en la inflamación aguda Los macrófagos y/o monocitos intervienen en menor numero pero sobreviven mucho mas tiempo.
Venulas flujo normal Noxa disminución de la velocidad del flujo inflamación MARGINACION de leucocitos Acumulo de leucocitos sobre el endotelio vascular RODAMIENTO adhesión progresiva Endotelio revestido por leucocitos PAVIMENTACION
INFLAMACION AGUDA Citoquinas (IL-1, TNF) Rodamiento Activación Integrinas/IG LFA1 MAC1 ICAM1 VLA4/ VCAM1 PECAM-1 (CD31) Adhesión Estable Transmigración Quimiocinas Trombina PAF Histamina 24-48 horas Quimiotaxis 6 a 24 horas
MARGINACION Y RODAMIENTO Marginación = Acumulación leucocitaria en la periferia de los vasos Rodamiento = Mediante adhesiones débiles los leucocitos ruedan sobre la superficie endotelial (rodadura) Familia de moléculas de adhesión - Selectina E (CD26E) en cels.endoteliales - Selectina P (CD26P) en endotelio y plaquetas - Selectina L (CD26L) en leucocitos
ADHESION Y TRANSMIGRACION Presencia de receptores especificos en las membranas celulares de los leucocitos El leucocito emite un pseudópodo para su movimiento al atravesar la membrana basal del endotelio Mediadores quimicos Moléculas de adhesión Citoquinas (IL-1, TNF) Factores quimiotácticos Inmunoglobulinas Selectinas, Integrinas Glucoproteinas (mucinas)
Activación endotelial Participación de leucocitos neutrófilos 1º 2º 3º Marginación, rodamiento y adhesión (intravascular) Transmigración a través del endotelio (diapedésis) Migración en el intersticio hacia el estimulo quimiotáctico (quimiotaxis /extravascular)
Mecanismos Moleculares en la activación de la célula endotelial 1.- Redistribución de las moléculas de adhesión hacia la < superficie celular (cuerpos de Weibel-Palade (1) y P- selectinas (2) 1 2 (importante en el rodamiento) 2.- Inducción de las moléculas de adhesión sobre el endotelio por parte de las citoquinas (IL-1 y TNF)
Moléculas de adhesión leucocito - endotelio Selectinas Superficie endotelial E-selectina (ELAM-1) endotelio P-selectina (endotelio y plaquetas) L-selectina (LAM-1) la mayoria de leucocitos Glucoproteinas tipo mucina Superficie leucocitos Inmunoglobulinas Superficie endotelial GlyCAM, PSGL-1, ESL-1, CD34 ICAM-1 VCAM-1 Adhesión labil Integrinas Superficie leucocitos LFA-1, MAC-1 VLA-4, LPAM-1 Adhesión fuerte
LFA-1 ICAM-1 ELAM-1 Célula endotelial estimulada
3.- Aumento de la intensidad de fijación a través de las integrinas activadas. E-Selectina ICAM IL-1 TNF
4.- Transmigración a través de las uniones intercelulares a través de la PECAM-1 (CD31) platelet endothelial cell adhesion PECAM-1 (CD31) DIAPEDESIS
DIAPEDESIS LEUCOCITARIA Fijación de los agentes quimiotácticos a receptores específicos Desencadenamiento de cadena activación para liberación de calcio citosólico El leucocito emite de un pseudópodo (lamelipodo) que tira de la célula en dirección de la extensión. El lamelipodo posee un complejo de filamentos de actina-miosina Efecto de iones calcio y fosfoinositol sobre proteinas reguladoras de la actina: - filamina - gelsolina - profilina - calmodulina CONTRACCIÓN Y MOVIMIENTO
Fosfolipasa C Agente quimiotáctico Dacilglicerol DAG PIP2 Prot. G activa IP3 Inositol trifosfato Receptor RE Ca++ Ca++ Ensamblaje de filamentos actina-miosina Aumento del nº y afinidad De las moléculas de adhesión (LFA-1) PSEUDÓPODO
Resumen del reclutamiento de los leucocitos al foco inflamatorio Activacion endotelial (que incrementa la expresion de selectinas y sus ligandos) Rodamiento de los leucocitos (facilitado por la adherencia o union laxa de selectinas a sus ligandos de hidratos de carbono) Adherencia firme leucocitos-celulas endoteliales (mediada por quimiocinas en las que las integrinas se unen a sus ligandos endoteliales) Transmigración de los leucocitos (entre las celulas endoteliales mediante las interacciones de PECAM-1 y salida a espacio extravascular)
QUIMIOTAXIS Locomoción orientada de las células en el intersticio según un gradiente químico Las células inflamatorias: leucocitos, monocitos y en menor grado los linfocitos responden a estimulos quimiotácticos con grados diferentes de velocidad. MEDIADORES QUIMICOS EXOGENOS : Productos del agente patógeno( bacterianos) ENDOGENOS Componentes del sistema del complemento: C5a Productos via lipooxigenasa: LTB4, AA Citocinas (quimiocinas) : IL-8
qué tipo de leucocitos migran? En la mayoria de las formas de inflamación aguda predominan los neutrófilos durante las primeras 6 a 24 horas y son sustituidos por monocitos/macrófagos a las 24-48 horas Excepciones En la inflamacion aguda por Pseudomonas el reclutamiento de neutrófilos es continuo durante varios dias En las Infecciones viricas los linfocitos son los primeros es activarse En las infecciones parasitarias el reclutamiento es de eosinófilos.
FAGOCITOSIS 1.- Reconocimiento y adherencia de la particula 2.- Englobamiento de la partícula 3.- Destrucción o degradación de lo fagocitado C3b Fc Fijación Englobamiento Formación de Fagolisosomas y Degranulación
1. Reconocimiento y adhesión de la particula (1) Los leucocitos expresan varios RECEPTORES que reconocen estimulos externos y emiten señales activadoras: a) RECEPTORES DE TIPO SEÑUELO /TLR (para los productos microbianos) b) RECEPTORES ACOPLADOS A LA PROTEINA G (reconocen peptidos bacterianos cortos, algunas quimiocinas y productos de degradación del complemento como C5a) c) RECEPTORES PARA LAS OPSONINAS
1. Reconocimiento y adhesión de la particula(2) La particula a fagocitar ha de estar revestida de factores séricos denominados - Fc de la IgG OPSONINAS - C3b Las particulas opsonizadas se unen a receptores situados en la superficie de neutrófilos y macrófagos - colectinas RECEPTORES - FcγR - CR1,2,3 - c1q
2. Englobamiento de la partícula (interiorización) - La célula (neutrófilo o monocito) emite extensiones citoplasmáticas o pseudópodos que rodean a la particula hasta quedar englobada dentro de un FAGOSOMA cuya membrana procede de la membrana de la célula. - Esta membrana del fagosoma se fusiona con la membrana limitante de un granulo lisosomal produciendose la descarga del contenido del lisosoma en el FAGOLISOSOMA
Degranulación paulatina del neutrófilo y/o monocito y escape de las sustancias al espacio exterior. Formas de liberación de productos leucocitarios 1.- Regurgitación durante la ingestión 2.- Endocitosis inversa (captación de particulas ingeribles encima de superficies planas endotelios-) 3.- Citolísis : muerte del leucocito
3.- Degradación y destrucción de la particula (I) a) Mecanismos dependientes del oxigeno La fagocitosis estimula el consumo de Oxigeno (O2) Producción de peroxido de hidrógeno en el interior del lisosoma NADPH 2 O 2 + e - NADPH oxidasa + + 2 O 2 + NADP + H 2 O 2 -. + 2 H + Ion superóxido Dismutación espontánea H O + O 2 2 2 Bactericida mas eficaz de neutrófilos HOCL - Mieloperoxidasa (MPO) en granulos azurófilos Radical hipocloroso (antioxidante y antimicrobiano) CL -
3.- Degradación y destrucción de la particula (II) b) Mecanismos independientes del oxigeno Por sustancias contenidas en los gránulos de los leucocitos - Proteina bactericida por incremento de la permeabilidad (BPI) - Lisozima - Lactoferrina - Proteina Básica principal - Defensinas Disminución ph (4-5) Acción de enzimas lisosomales
Agente quimiotáctico Fosfolipasa C Receptor Diglicerol DAG PIP2 Prot. G activa DAG Estallido oxidativo Proteina cinasa C Fosforilación proteica O2 NADPH Granulo secretorio H2O2 BACTERIA EN DEGRADACION OH OCL
Granulos lisosomales de los leucocitos Granulos específicos - Lactoferrina -- Lisozima -- Fosfatasa alcalina -- Colagenasa tipo IV -- Moleculas de adhesión -- Activación del plasminógeno -- Fosfolipasa A2 Granulos azurófilos - Mieloperoxidasa - Lisozima -- Proteinas catiónicas -- Elastasa -- BPI -- Defensinas -- Catepsina G -- Fosfolipasa A
Defectos en la función leucocitaria 1.- Defecto en el NUMERO de leucocitos (leucopenia<5000) En los tratamientos inmunosupresores por cancer o trasplantados 2.- Déficit de ADHERENCIA leucocitaria defectos genéticos de las moleculas de adhesión: - LAD1 (deficit de integrinas ß2 o CD18) - LAD2 (deficit carbohidrato receptor selectinas) 3.-Defectos de la MIGRACION Y QUIMIOTAXIS (1) a) Anomalia intrinseca de los leucocitos - Diabetes - Sindrome de Chédiak- Higashi b) Defecto en la generación de factores quimiotácticos (Congénitos o adquiridos del C5 o Ig) - Sde del Leucocito Perezoso - Sde de Job
Sindrome de Chédiak-Higashi Enfermedad autosomica recesiva.mutacion del gen regulador del trafico lisosomal (LYST) Presencia de lisososomas gigantes en varios tipos de celulas (neutrofilos) con agranulocitosis, disfagocitosis. Presentan infecciones de repetición. Defectos somáticos y neurológicos. Albinismo.
Sindrome del leucocito perezoso Los leucocitos no responden a los estimulos quimiotácticos llegando al foco demasiado despacio. Neutropenia periferica severa pero en médula ósea el número es igual que en los test cutáneos. Por tanto el defecto reside en el paso desde médula osea a sangre.
Sindrome de JOB: Hiperinmunoglobulinemia E (AD-HIES) Causa desconocida. Afecta a niñas pelirrojas. Aumento de IgE circulante en sangre > 2000ui/mL. Infecciones bacterianas recurrentes ( piel y pulmon) a Stafiloccocus Aereus. Rash cutaneo eczematoso, eosinofilia, abscesos frios cutaneos con poca respuesta inflamatoria.
3.-Defectos de la MIGRACION Y QUIMIOTAXIS (2) c) Inhibidores sericos del quimiotaxtismo (inactivadores del c5) d) Inhibidores de la motilidad de los leucocitos: - Fcos: cloroquina ; Factores séricos en enfermedades: cancer, AR.. 4.- Defectos de la FAGOCITOSIS Hay ingestión del agente patógeno pero su digestion es defectuosa o no se produce. - Por defecto celular intrinseco (diabetes) - Por deficit de Ig o Co (opsonización defectuosa) 5.- Defectos en la ACTIVIDAD MICROBICIDA Enfermedad granulomatosa crónica (defectos geneticos hereditarios que codifican componentes de la NAPDH oxidasa de los mecanismos oxigeno- dependientes) -- Ligado al cromosoma X (gp91phox) -- autosómica recesiva (p47phox yp67phox) Déficit de mieloperoxidasas Déficit de glucosa 6 fosfato-deshidrogenasa
Enfermedad granulomatosa crónica Es hereditaria ligada al cromosoma X y con mas frecuencia la padecen niños. Defecto de la función oxidante de los granulos leucocitarios. Test de laboratorio: leucocitos en cultivo + granulos de nitrato B tetrazolio, si es normal se oxida el colorante fagocitado y cambia de color de amarillo a azul negruzco ( granulos de farmazac ) si no hay granulos : patológico. NBT test normal ( granulos de farmazac )
Take Home Messages Las fases moleculares de la inflamación aguda son: la activación endotelial, la marginación y rodamiento de los leucocitos, la adherencia leucocito-endotelio, la transmigración por diapédesis, la quimotaxis y la fagocitosis. En todos estos procesos intervienen mediadores químicos que activan receptores y ligandos específicos. Si bien en la mayoría de las formas de inflamación aguda el reclutamiento es a expensas de neutrófilos (en las primeras 6-24 h), hay algunas excepciones a recordar.
En la degradación y destrucción de la partícula en el proceso de fagocitosis, existen los mecanismos dependientes e independientes de oxigeno. Existen muchas enfermedades causadas por la disfunción leucocitaria en la respuesta inflamatoria.
http://library.med.utah.edu/webpath/inflhtml/inflidx.html