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MEDIADORES QUÍMICOS DAS INFLAMAÇÕES


Introdução

Quando o organismo é invadido por algum agente infeccioso, desenvolve uma reação por desafio com o antígeno ou apenas uma lesão física, a essa reação que se dá o nome de inflamação. O organismo humano é suscetível à infecção por uma grande variedade de microorganismos que, para causar a doença, fazem contato com o hospedeiro e estabelecem um foco para infecção. Cada microorganismo exige uma resposta específica do sistema imunológico, tendo em vista a grande diversidade que eles apresentam.

A primeira fase da resposta defensiva do hospedeiro é a imunidade inata ou resposta induzida precoce, mas não adaptativas, que destrói em pouco tempo os microorganismos. Esse tipo de resposta não altera sua habilidade em resistir a uma exposição subseqüente. São importantes porque podem repelir o patógeno ou mantê-lo sob controle para se montar a resposta adaptativa. Como não requerem expansão clonal, ocorrem rapidamente. Além disso, enviam mais células fagocitárias e moléculas efetoras para o local da infecção. Uma vez que essas células cheguem ao local destinado, liberam mediadores que controlam o acúmulo e a ativação de outras células.

Os mediadores químicos são, portanto, substâncias químicas endógenas, que provém da ativação de células inflamatórias por uma reação imune. São também liberados ou gerados por estimulação direta de células, através de citocinas ou pela atuação de fármacos ou substâncias químicas. De acordo com sua função, classificam-se em:

    1. os que têm propriedades vasoativas ou de contração do músculo liso;
    2. os que têm capacidade de atrair outras células (fatores quimiotáticos);
    3. enzimas;
    4. proteoglicanos;
    5. moléculas reativas geradas a partir do metabolismo do oxigênio.

CITOCINAS

Termo genérico que designa extenso grupo de proteínas envolvidas na emissão de sinais entre as células quando são desencadeadas reações imunes.

Os interferons (IFN), uma das categorias de citocinas, destacam-se por limitarem a propagação de determinadas infecções virais. São produzidas por células infectadas por vírus ou células T e induzem resistência ao vírus em tecidos não infectados.

Quando as citocinas são sintetizadas por estímulo de macrófago, são classificadas como monocinas. As monocinas, por sua vez dividem-se em: interleucina 1 (IL-1), IL-6, IL-8, IL-12 e o fator de necrose de tumores-a (TNF-a ). (vide figura na próxima página)

As modificações moleculares causadas pelos mediadores inflamatórios na superfície das células endoteliais levam à expressão de moléculas nessas células que estimulem a coagulação sanguínea. Assim, esses vasos serão obstruídos e o fluxo de sangue impedido. Isto pode ser importante para evitar que o agente infeccioso se dissemine, pela circulação, para órgãos de todo o corpo. Em vez disso, o patógeno será transportado numa célula fagocitária para os linfonodos regionais, via sistema linfático, onde será iniciada uma resposta imune adaptativa.

Se a infecção for disseminada para a corrente circulatória, os mecanismos através dos quais o TNF-a contém a infecção com tanta eficiência (vide fig) serão catastróficos. Esta condição, conhecida por sepsia, é acompanhada da liberação de TNF-a pelos macrófagos.

A liberação sistêmica de TNF-a causa vasodilatação e perda de volume plasmático, devido a uma aumento na permeabilidade vascular, conduzindo ao choque. No choque séptico, a coagulação intravascular disseminada é também deflagrada pelo TNF-a , formando microtronbos e consumo de proteínas da coagulação, de modo que o paciente perde a capacidade de coagular o sangue de maneira apropriada. Essa condição leva, freqüentemente, à falência de órgãos vitais.

Os mediadores das inflamações:

MEDIADORES QUE TÊM PROPRIEDADES VASOATIVAS OU DE CONTRAÇÃO DE MÚSCULO LISO

Histamina:

A histamina é produzida pela ação da descaboxilase da histidina sobre o aminoácido histidina. Está ligada aos proteoglicanos e proteínas por ligações iônicas dentro dos grânulos dos mastócitos e basófilos e à heparina dos mastócitos. Pode ser deslocada de seus sítios de ligação no gr6snulo pela exposição das células a altas concentrações de íons. Os níveis de histamina na corrente sanguínea são mais elevados de manhã, decrescendo no final da tarde.

É encontrada, quase que exclusivamente, dentro dos mastócitos e basófilos, com índices particularmente elevados nos intestinos, pulmões e pele. É liberada de seus estoques celulares quando as células são ativadas imunologicamente pela ação do antígeno sobre os anticorpos IgE, ligados à superfície celular ou quando são ativadas por mecanismos não imunológicos.

Em pacientes com mastocitose, ocorre em quantidade elevada, com níveis ainda maiores durante as crises dessa disfunção. Um nível elevado no sangue, também pode ser detectado durante anafilaxia, asma e uma variedade de urticárias. Elevações na concentração local de histamina, têm sido identificadas em líquidos e lavados broncoalveolares de pacientes que manifestaram reações alérgicas e, em líquidos de vesículas de pacientes com urticária, ambas induzidas.

Existem três diferentes tipos de receptores nas células alvo da histamina: H1, H2 e H3. As funções primárias da histamina sobre o receptor H1, foram identificadas por meio do efeito inibidor de anti-histmínicos: contração de músculo liso dos brônquios, intestino, útero;

aumento da permeabilidade vascular das vênulas pós-capilares;

vasoconstrição pulmonar;

elevação dos níveis intracelulares de GMPc;

aumento da produção de muco nasal;

incremento na quimiocinese leucocitária;

produção de prostaglandinas pelo tecido pulmonar.

Esses efeitos podem ser bloqueados com o uso de um anti-histamínico que age diretamente no receptor H1.

A estimulação por receptor H2, aumenta a secreção de ácido gástrico;

estimula a produção de muco pelas vias aéreas;

aumenta níves intracelulares de AMPc;

inibe quimiocinese de leucócitos

estimula linfócitos T supressoes.

Podem ser evitados por inúmeros compostos como a cimetidina e ranitidina.

A estimulação do receptor H3 tem sido mais bem estudada no tecido nervoso central, onde inibe liberação e bloqueia síntese de histamina. Os efeitos sobre esse receptor podem ser bloqueados por certos compostos que ainda não são disponíveis como drogas de uso farmacológico.

A estimulação de H1 e H2, simultaneamente, causa vasodilatação máxima, irritabilidade cardíaca e prurido.

As conseqüências clínicas da liberação de histamina incluem reações edematosas na pele, associadas a prurido e eritema, constrição brônquica, secreção de muco nas vias respiratórias, cólicas intestinais, liberação de enzima e ácido gástrico, produção de muco pelo intestino, hipotensão e disritmias cardíacas.

 

METABÓLITOS DO ÁCIDO ARACDÔNICO

 

As prostaglandinas e leucotrienos, produtos enzimáticos, originados do cicloxigenação e lipoxigenação do ácido aracdônico, derivado do fosfolipídio da membrana celular são exemplos dessa classe de mediadores.

O ácido aracdônico, ácido graxo de 20 carbonos com quatro duplas ligações, é liberado do fosfolipídio da membrana tanto através da ação da fosfolipase C e da lipase do diacilglicerol (DAG), como pela ação da fosfolipase A2. Depois de liberado, é reesterificado ou metabolizado pela via da cicloxigenase ou da lipoxigenase.

CICLOXIGENASE:

O produto dessa via nos mastócitos nos mastócitos é a prstaglandina D2 (PGD2). Como em outras prostaglandinas, a PGD2 é inibida por drogas antiinflamatórias não-esteróides, embora estes não alterem a liberação de outros mediadores. Induz respostas mais prolongadas de eritemas e edema de vasopermeabilidade na pele do que as da histamina. Também é capaz de mediar infiltração neutrofílica na pelo e aumentar a quimiotaxia e a quimiocinese de leucócitos in vitro. Atribui-se às prostaglandinas o eritema sistêmico e a hipotensão em pacientes com mastocitose sistêmica.

LIPOXIGENASE:

Família de compostos, dos quais apenas quantro são ativos biologicamente, os leucotrienos: LTB4, LTC4,LTD4,LTE4. Predominam em mastócitos de mucosas. São indutores potentes da contração da musculatura lisa, constrição brônquica, secreção de muco pelas vias respiratórias e reação edematosa na pele. Quando injetados intravenosa, podem causar hipotensão e desritmias cardíacas. Bem mais potentes que a histamina e parecem ter um importante papel nas disfunções alérgicas. Não existem inibidores para leucotrienos que possam ser suficientememte seletivos para uso clínico.

 

FATOR ATIVADOR DE PLAQUETAS (PAF)

Gerado por um lipídio armazenado na forma de precursor nas membranas citoplasmáticas. Tem capacidade de ativar uma variedade de células, incluindo plaquetas que, para serem ativadas precisam de indução de agregação e liberação de constituintes dos grânulos plaquetários. Também pode atuar na desgranulação de neutrófilos e eosinófilos; é o mais potente quimiotático para eosinófilos.

Quando injetado por via intravenosa, seu efeito nas céluals alvo é evidenciado por neutropenia transitória, trombocitopenia e basopenia, podendo haver hipotensão acentuada. Inoculada na pele, causa reação edematosa, infiltrado eosinofílico e um estado de hiper-reatividade brônquica inespecífica, que pode durar dias ou semanas após administração única. Muitos dos efeitos são dependentes de plaquetas.

O PAF é rapidamente degradado por uma enzima acidolábil, a acetilidrolase, encontrada no plasma, e também pode ser degradado por uma variedade de fosfolipases oriundas de células e tecidos distribuídos por todo o organismo. Os inibidosres têm sido estudado, mas por enquanto não está disponível para uso clínico.

ADENOSINA

 

Nucleosídeo liberado a partir de mastócitos após a utilização de ATP durante o processo de desgranulação. Pode ser degradada pela desaminase da adenosina ou absorvida pelas céulas e fosforilada em AMP.

So níveis sanguíneos de adenosina tendem a aumentar durante a hipoxia e broncoprovocação por desafios antigênicos em pacientes asmáticos. A adenosina interage com dois receptores presentes na superfície celular, A1 e A2. O receptor A2 está relacionadao à elevação intracelular dos níveis de AMPc e pode ser bloqueado pela metilxantina, dando suporte adicional para o papel da adenosina na asma. Ao ser inalada, a adenosina causa constrição brônquica, efeito que pode ser inibido como uso de anti-histamínico.

MEDIADORES QUIMIOTÁTICOS

 

Os mastócitos e basófilos produzem e liberam compostos capazes de interagir comoutros leucócitos, aumentando sua migração inespecífica ou direta, sendo então chamados mediadores quimiotáticos. Alguns deles são específicos para um dado tipo de célula, enquanto outros são direcionados a uma variedade de populações linfocitárias.

 

DE EOSINÓFILOS:

Estabeleceu-se que as reações de hipersensibilidade estão associadas a eosinofilia periférica e tecidual, o que fez com que fossem identificados os fatores quimiotáticos dos eosinófilos, que são dois tetrapeptídeos: Val-Gli-Ser-Glu; Ala-Gli-Ser-Glu. São moléculas muito fracas para os eosinófilos, mas capazes de incrementar a espressão de receptores para molécula do complemento e a síntese de PAF, que é o mais potente quimiotático para eosinófilos. O PAF é capaz de atrair uma variedade de leucócitos, apresenta um efeito quimiotático dependente da dose.

 

DIRECIONADOS A NEUTRÓFILOS:

São três principais moléculas, capazes de modular a quimiocinese e a quimiotaxia neutrofílica. Originam-se durante as reações mediadas por mastócitos. O fator de quimiotaxia para neutrófilo (HMW-CF) aparece na circulação rapidamente após indução experimental de urticária e bronquioconstrição e, durante a fase tardia das reações mediadas por IgE.

Sua liberação é inibida pelo tratamento prévio de indivíduos alérgicos com cromalina, mas ainda parecem obscuros a fonte celular provedora desse fator e o seu papel biológico. É capaz de causar leucocitose neutrofílica transitória e aumento da expressão de receptores para complemento na superfície dos neutrófilos.

Além da HMW-CF, também são gerados pelos mastócitos LTB4 e PAF para mediar quimiotaxia neutrofílica. O papel exato que essas moléculas desempenham na atividade quimiotática de neutrófilos durante o processo inflamatório permanece desconhecido. Entretanto, tendo em vista a atividade quimiotática de neutrófilos, está associada à produção de oxigênio tóxicos. Sua relevância na produção alérgica deve ser mais pertinente do que vem sendo considerado.

 

MEDIADORES ENZIMÁTICOS:

São enzimas inclusas nos grânulos dosmatócitos e basófilos, liberadas perante a ativação dessas células. Classificam-se em neutras e hidrolases lisossômicas.

NEUTRAS:

A principal é a protease tríptica presente em mastócitos da mucosa e tecido conjuntivo. É resistente à ação de anti-proteases circulantes. Estabiliza-se pela ligação à heparina granular e sua atividade biológica sofre rápida queda quando se rompe a ligação.

Uma segunda protease neutra, com especificidade de quimiotripsina, foi identificada em mastócitos do tecido conjuntivo. Um de seus substratos parece ser o angiotensinogênio, mas o seu substrato original ainda não foi caracterizado, assim como seu papel na fisiopatologia.

Nos grânulos de mastócitos também encontra-se a carboxipeptidase A.

HIDROLASES ÁCIDAS:

Distribuídas em lisossomas primários de várias células e também nos mastócitos.

b - hexosaminidase – vem sendo utilizada como marcador de atividade de mastócitos in vitro.

b - glicoronidase

Arilsulfatase

Superóxido desmutase e peroxidase, tem sido especulado que essas enzimas degradam substâncias como sulfatos de condroitina, mas suas funções específicas ainda são desconhecidas.

 

 PROTEOGLICANOS

São compostos químicos armazenados na matriz estrutural dos grânulos citoplasmáticos de mastócitos e basófilos. Armazenam e liberam mediadores dessas células. O principal deles é a heparina, anticoagulante capaz de modular a ação da triptase. Tem ação de matriz estrutural para ligar proteínas granulares e aminas.

Sulfato de condroitina E, presente nos mastócitos, enquanto os basófilos contém sulfatos de condroitina A e C. Não atuam apenas como moléculas estruturais, mas também fornecem sítios de ligação para outros mediadores presentes nos grânulos de mastócitos.

 

MOLÉCULAS DE OXIGÊNIO TÓXICAS

São produzidas pela ativação dos neutrófilos, eosinófilo e, provavelmente, também dos mastócitos. A oxidase do NADPH doa um elétron para o O , gerando ânion superóxido que pode interagir com íon de hidrogênio, formando peróxido de H .

NADPH + O ® NADP + O

2 O + 2 H ® H O + O

O + H O ® . OH + OH + O

O H O pode intermediar eventos extracelulares, possivelmente levando à produção do radical hidroxila.

 

Interações de Mediadores:

O conjunto de mediadores gerados nas reações alérgicas e a justaposição de seus efeitos biológicos sugerem que eles interagem de forma aditiva. As reações conhecidas incluem interação de histamina e leucotrienos, heparina e tripatase e, na forma de cascata, a indução de prostaglandina pela histamina.

 

O papel biológico dos mediadores:

A melhor evidência do papel dos mediadores nas doenças alérgicas surge a partir de estudos em pacientes que são conhecidamente sensíveis a antígenos específicos e que são desafiados por broncoestimulação com alérgenos na forma de aerossóis. Isto causa broncoconstrição aguda dentro de poucos minutos após a inalação do antígeno e recuperação instantânea de 30 a 60 minutos. Em pelo menos metade dos casos, uma segunda resposta de fase tardia mediada por IgE ocorre.

Na reação imediata, há edema de mucosa dos brônquios e eritema, secreção de muco e broncoconstrição. Acompanha liberação de histamina e uma variedade de fatores quimiotátiocos para neutrófilos e eosinófilos no sangue. No lavado broncoalveolar, é liberado histamina, fatores quimiotáticos leucocitários, prostaglandinas D2 e leucotrienos.

A reação inflamatória braônquica tardia é acompanhada no sangue, pelos fatores quimiotáticos para neutrófilos e eosinófilos e, infiltração dessas células nas vias respiratórias. Isso indica que a reação imediata é dependente de mediadores vasoativos e broncoespásticos (histamina, PGD2, PAF, LT e adenosina). Como essas respostas são inibidas por anti-histamínicos antagonistas de H1 e drogas antiinflamatórias não-esteróides, parece que a PGD2 e a histamina desempenham importante papel na sua expressão.

Embora não existam inibidores específicos da fase tardia de reação, a infiltração leucocitária parece ser um importante componente, levando a crer que o PAF e outros leucotrienos quimiotáticos possam desempenhar um importante papel na sua expressão.