UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO Riobamba-Ecuador FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA DE MEDICINA REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: “MEDIADORES DE LA INFLAMACIÓN, REACCIONES VASCULARES Y LEUCOCITARIAS” • CÁTEDRA: PATOLOGÍA I • PERIODO ACADÉMICO: NOVIEMBRE 2021- ABRIL 2022 • UNIDAD N°: 02 INFLAMACIÓN Y REPARACIÓN • CURSO Y PARALELO: Tercer Semestre- “A” • DOCENTE: Dra. Elda María Valdez González • RESPONSABLES: Erazo Stalin Conterón Jesús Rochina Jonnathan Guadalupe Odalis Vallejo Kattya Chancusig Dafne FECHA DE PRESENTACIÓN: 14/12/2021 1 1. INTRODUCCIÓN La inflamación puede ser inicia o regulada por mediadores de la inflamación. Entre estos encontramos aminas vasoactivas, productos lipídicos, citocinas y productos de la activación del complemento. Estos inducen varios componentes de la respuesta inflamatoria causando la inhibición, la cual resulta beneficiosa desde un punto de vista terapéutico. Estos mediadores pueden tener origen celular u origen proteico. Por otro lado, existen ciertas reacciones vasculares durante la inflamación aguda, estas causan cambios en el flujo de sangre y en la permeabilidad de los vasos. Estos cambios, son seguidos de un flujo de entrada de leucocitos en los tejidos, los cuales intentan eliminar los agentes agresores, por lo que tienen capacidad fagocítica como neutrófilos y macrófagos. 2. OBJETIVOS a. General Describir los principales mediadores de la inflamación, reacciones vasculares y leucocitarias mediante la revisión bibliográfica de varias fuentes para la ampliación de los conocimientos sobre inflamación b. Específicos • Señalar los mediadores y reguladores químicos más importantes que participan en el proceso de inflamación • Resumir las principales reacciones vasculares y leucocitarias que se producen en la inflamación 2 3. MATERIALES Y MÉTODOS Materiales Métodos Computadora/Laptop Investigación bibliográfica de mediadores de la inflamación, reacciones Herramientas Zoom Google vasculares y leucocitarias recuperada del libro de Robbins – Patología humana. 4. DESARROLLO MEDIADORES Y REGULADORES QUÍMICOS DE LA INFLAMACIÓN Para Kumar, Abbas, & Aster (2013), los mediadores inflamatorios son sustancias que inician y regulan las reacciones inflamatorias. Los mediadores más importantes son las aminas vasoactivas, productos lipídicos, citocinas y productos de la activación del complemento. Estos mediadores inducen ciertos componentes de la respuesta inflamatoria, causando inhibición por diversos mecanismos. Los mediadores son secretados por células o producidos por proteínas plasmáticas. Los Mediadores derivados de células están secuestrados en gránulos intracelulares y pueden ser secretados mediante exocitosis, los principales productores de estos son: macrófagos, células dendríticas y mastocitos. Los Mediadores derivados del plasma se producen en el hígado y están presentes como precursores inactivados. Los mediadores activos solo son producidos en repuesta a estímulos ofensivos como productos y sustancias microbianas liberadas por las células necróticas. Son de vida breve, es decir se degradan con rapidez o son inactivados por enzimas o son depurados o inhibidos Un mediador puede estimular la liberación de otros. Estos mediadores secundarios son capaces de realizar las mismas acciones que los iniciales, pero pueden desarrollar actividades diferentes u opuestas. 3 MEDIADORES DE ORIGEN CELULAR Según Kumar, Abbas, & Aster, (2013), su origen se da en macrófagos tisulares, los mastocitos y las células endoteliales presentes en los focos de inflamación (p. 46). Pueden producir distintos mediadores de la inflamación como: 1. Aminas Vasoactivas Tabla 1. Aminas Vasoactivas Estímulos para su liberación Función Histamina: Elaborada 1) Lesiones físicas, (traumatismos -Provoca una dilatación por arteriolar muchos tipos o Calor) celulares, sobre todo los 2) reacciones inmunitarias -Aumenta con rapidez la mastocitos adyacentes a 3) Fragmentos C3a y C5a del permeabilidad vascular los vasos, además de los complemento, las denominadas basófilos las Anafilotoxinas y plaquetas circulantes 4) Proteínas liberadoras de histamina derivadas de los leucocitos 5) Presencia de neuropéptidos 6) Presencia de algunas citocinas Serotonina: Es un vasoactivo 1) Cuando ocurre agregación mediador que plaquetaria está 2) producido, principalmente, por -Induce la vasoconstricción durante la coagulación - Actúa como neurotransmisor y presente en los gránulos algunas neuronas y células regulador de la motilidad de las plaquetas enterocromafines Intestinal (p.46). Fuente: (Kumar, Abbas, & Aster, 2013) 2. Metabolitos del ácido araquidónico (eicosanoides) Principalmente son las prostaglandinas, leucotrienos y lipoxinas. Se originan principalmente de leucocitos, los mastocitos, las células endoteliales y las plaquetas son las principales. Específicamente se derivan del ácido linoleico de la dieta, el cual en el cuerpo humano se almacena en los fosfolípidos de la membrana celular (p.46). Estos fosfolípidos son liberados y su metabolismo se da a través de dos vías enzimáticas: 4 Ciclooxigenasa (Prostanglandinas y tromboxanos) y Lipooxigenasa (Leucotrienos y Lipoxina) Ilustración 1. Prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos Fuente: (Kumar, Abbas, & Aster, 2013) *Lopoxina: Es bueno agregar que tiene una acción contraria a los leucotrienos, siendo antiinflamatorios, ya que inhiben la quimiotaxia y adhesión de leucocitos. Su fuente de producción importante son las plaquetas que se activan y adhieren a los leucocitos (p.47) El resumen del metabolismo del ácido araquidónico se representa en la siguiente figura: Ilustración 2. Metabolismo del ácido araquidónico Fuente: (Kumar, Abbas, & Aster, 2013, p.47) 5 Fármacos antiinflamatorios que bloquean la producción de prostaglandinas. Tabla 2. Farmacos Antiinflamatorios Los antiinflamatorios no Función esteroideos (AINE) • ácido acetilsalicílico Inhiben la actividad de la ciclooxigenasa, por • Ibuprofeno lo que se bloquean la síntesis de prostaglandinas (por ello es Efectivo para tratar fiebre y del dolor) (p.47). 3. Factor activar de plaquetas Factor Estructuras de activador de donde se origina Función Plaquetas Es un mediador Fosfolípidos de la de la membrana de : Amplia gama de efectos inflamatorios como: 1. Broncoconstricción inflamación con neutrófilos, 2. Vasodilatación capacidad 3. Aumento de la permeabilidad vascular de monocitos, agregar las plaquetas determinar basófilos, células y endoteliales y su plaquetas desgranulación, (>Histamina) 4. Síntesis de eicosanoides y citocinas 5. Potencia adhesión leucocítica, quimiotaxia, desgranulación de los leucocitos (p.47) 4. Citocinas Kumar, Abbas, & Aster, (2013) menciona que “Estas proteínas se elaboradas a partir de muchos tipos celulares, suelen actuar a corto plazo” (p. 48). Sus funciones son sobre todo en el reclutamiento y la migración de los leucocitos para continuar el proceso inflamatorio. Se subdividen en: 6 Tipo Elaborados por Funcion Factor de necrosis macrófagos activados, -Estimulan la unión tumoral e mastocitos, interleucina (TNF, la las células endoteliales de los leucocitos y su reclutamiento, -Estimulan la producción de otras citocina y eicosanoides IL-1), Quimiocinas. Subtipos de leucocitos -Reclutar leucocitos para dirigirlos a los focos inflamatorios - controlar la organización anatómica normal de las células en los tejidos linfoide (p.49) 5. Especies reactivas de oxígeno Elaborados por EROS Lisosomas Función Pocos Cantidad • Aumenta la expresión de quimiocinas, citocinas y moléculas de adhesión de leucocitos Mucha cantidad Lesión Tisular (Se controlan con antioxidantes) (p.49). 6. Óxido Nítrico Cumple muchas funciones y se divide en tres tipos de NO: o El tipo I (la NOS neuronal) no interviene en la inflamación. o El tipo II, la NOS inducible (iNOS): Se forma en los macrófagos y las células endoteliales ( también en como los hepatocitos, los miocardiocitos y las células epiteliales) en respuesta a una serie de mediadores inflamatorios, y es responsable de produccir de NO en las reacciones inflamatorias (Kumar, Abbas, & Aster, 2013). 7 o El tipo III, la NOS epitelial (eNOS), es sintetizado en el endotelio. Funciones NO o agente microbicida o vasodilatación o el antagonismo con todos los estadios de la activación plaquetaria o reducción del reclutamiento de los leucocitos en los focos inflamatorios 7. Enzimas lisosómicas de leucocitos Los gránulos lisosómicos de los neutrófilos y monocitos contienen muchas enzimas que destruyen las sustancias fagocitadas y pueden provocar lesiones tisulares 8. Neuropéptidos Iniciar respuestas inflamatorias mediante proteínas pequeñas, como la sustancia P, que transmiten señales dolorosas, regulan el tono vascular y median la permeabilidad vascular MEDIADORES DERIVADOS DE LAS PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Las proteínas circulantes de tres sistemas interrelacionados que son: 1.-Sistema del complemento: Las proteínas de este sistema están inactivas en el plasma, Cuando se activan forman una cascada cuyos elementos participan en el proceso inflamatorio, estos son: C3a, C5a y C4a denominadas anafilotoxinas Estimulan la liberación de histamina, producen vasodilatación C5a además activa la lipooxigenasa generando leucotrienios 2.- La coagulación: 8 La inflamación aumenta algunos factores de la coagulación La trombina promueve la inflamación mediante la activación de receptores llamados PAR que activan diferentes respuestas: producción de quimioquinas y citoquinas inducción de COX2 producción de prostaglandinas, producción de NO Y PAF 3.- Sistema de Quininas: Está íntimamente ligado a la coagulación, la forma activa del factor XII convierte la precalicreina del plasma en calicreina La calicreina corta una proteína plasmática generando bradiquinina La bradiquinina aumenta la permeabilidad vascular, causa contracción del músculo liso, dilatación de los vasos y dolor. Por otro lado, la calicreina tiene efecto quimiotáctico convierte C5 del sistema complemento en C5a (también quimiotáctico) y convierte el plasminógeno en plasmina para degradar el coágulo secundario.(Huerta Francisco, 2015) Imagen recuperada de https://image.slidesharecdn.com/mediadoresdelainflamacin130304234610-phpapp02/95/mediadores-de-la-inflamacin-41-638.jpg?cb=1362440873 9 En resumen: Fuente: (Kumar, Abbas, & Aster, 2018) MECANISMOS ANTIINFLAMATORIOS Las reacciones inflamatorias terminan porque muchos de los mediadores duran poco y son destruidos por las enzimas degradantes. Además, existen varios mecanismos que contrarrestan los mediadores inflamatorios y permiten limitar o terminar la respuesta inflamatoria: como las lipoxinas y las proteínas reguladoras del complemento. Los macrófagos activados y otras células secretan una citocina, la IL-10, cuya función principal es regular a la baja las respuestas de los macrófagos activados para dar lugar a un circuito de retroalimentación negativo. Asimismo, las células expresan una serie de proteínas intracelulares, como tirosina fosfatasas, que inhiben las señales proinflamatorias activadas por los receptores que reconocen los microbios y las citocinas. (Kumar, Abbas, & Aster, 2013) REACCIONES VASCULARES Las reacciones vasculares de la inflamación aguda corresponden a cambios de flujos de sangre y variación de la permeabilidad de los vasos que tiene como objetivo optimizar el movimiento de las proteínas plasmáticas y de los leucocitos, de tal forma dejar el torrente sanguíneo para dirigirse 10 hacia el lugar donde se encuentra la infección o lesión. La exudación es un líquido extravascular que se caracteriza por presentar proteínas y células sanguíneas del sistema vascular del tejido intersticial o de las cavidades corporales. Este líquido se encuentra en los vasos sanguíneos pequeños permitiendo una mayor permeabilidad, estimulado por algún tipo de lesión tisular y por una reacción inflamatoria en curso. Un trasudado en cambio, se caracteriza por presentar escasa proteínas (en su mayoría de albumina), material celular escaso o nulo y una densidad baja. Presenta un ultrafiltrado del plasma como consecuencia de un desequilibrio osmótico o hidrostático a través de las paredes vasculares sin presentar un aumento de permeabilidad de los vasos. El edema se caracteriza por presentar un exceso de líquido en el espacio intersticial o en cavidades serosas puede ser exudado o un trasudado. Y el pus corresponde a un exudado inflamatorio purulento que se caracteriza por presentar gran cantidad de leucocitos principalmente neutrófilos y restos de células muertas y microbios. Cambios en el flujo y el calibre de los vasos Los cambios en el flujo y calibre de los vasos inician después de una lesión. 1. La vasodilatación es inducida por acción de varios mediadores, tales como histamina en el musculo liso vascular. Inicia afectando a alas arteriolas, procede a inducir la apertura de nuevos lechos capilares en el área. Como consecuencia da un flujo sanguíneo aumentando provocando calor y enrojecimiento conocido como eritema. 2. Luego de la vasodilatación se presencia un aumento de la permeabilidad de la microvasculatura liberando un líquido rico en proteínas. 3. Esta perdida junto al aumento en el diámetro de los vasos provoca que el flujo sanguíneo sea más lento, por ende, una concentración de eritrocitos en los vasos pequeños y viscosidad sanguínea aumentada provocando una estasis (congelación vascular). 4. A medida que se desarrolla la estasis, los neutrófilos se acumulan en el endotelio vascular, que a su vez las células endoteliales serán activadas por mediadores producidos en los sitios de infección o lesión tisular presentando un incremento en las moléculas de adhesión, que tras esta adhesión los leucocitos migran hacia los tejidos intersticiales a través de la pared vascular. Aumento de la permeabilidad vascular (Extravasación vascular) Varios mecanismos son responsables del aumento de la permeabilidad de las vénulas poscapilares. • La contracción de células endoteliales, permite un incremento de los espacios 11 interendoteliales, inducido por histamina, bradicinina, leucotrienos y otros mediadores químicos. Respuesta transitoria inmediata: tiene lugar inmediatamente después de la exposición al mediador y dura poco comúnmente entre 15 a 30 minutos. Extravasación prolongada retardada: esta extravasación comienza con un retraso de 2-12 horas y dura varias horas, se debe a contracciones de células endoteliales o una lesión endotelial leve. • Lesión endotelial que induce necrosis celular y desprendimiento. Se registra en lesiones graves tales como quemaduras o por acción de microbios. Los neutrófilos se adhieren al endotelio durante la inflamación y lesionando además a las células endoteliales. Generalmente comienza inmediatamente después de presentar la lesión y dura varias horas hasta lograr que los vasos dañados sean reparados o trombosados. • Transcitosis corresponde al transporte de líquidos y proteínas a través de la célula endotelial. Este proceso puede ser estimulado por algunos factores como el factor de crecimiento endotelial vascular favoreciendo la extravasación vascular, sin embargo es incierta su contribución a la permeabilidad vascular. Respuesta de los vasos y ganglios linfáticos También los vasos linfáticos participan en la inflamación aguda, generalmente junto a los vasos filtra y limpia líquidos extravasculares. Durante la inflamación el flujo linfático aumenta y ayuda a drenar el líquido de edema acumulado por el aumento de permeabilidad vascular. Los vasos linfáticos experimentan una inflamación secundaria (Linfagitis) que también puede afectar a ganglios (linfadenitis). REACCIONES LEUCOCITARIAS Para Kumar, Abbas, & Aster (2013), los leucocitos normalmente fluyen con rapidez por la sangre, y en la inflamación es preciso que se detengan y lleguen al lugar donde se encuentra el agente lesivo o el foco de daño tisular, que típicamente se encuentran localizados fuera de los vasos. La secuencia de acontecimientos durante el reclutamiento de los leucocitos desde la luz vascular al espacio extravascular incluye: 1. Marginación y rodamiento a lo largo de la pared vascular El proceso de acumulación de los leucocitos en la periferia de los vasos se llama marginación. • Conforme la sangre fluye desde los capilares a las vénulas poscapilares, las células circulantes son barridas por el flujo laminar contra la pared del vaso. 12 Como los eritrocitos son más pequeños y se suelen desplazar con más rapidez, los leucocitos de mayor tamaño son empujados de la columna axila central y tienen más oportunidades de interactuar con las células endoteliales de revestimiento, sobre todo en estasis. • Si las células endoteliales son activadas por las citocinas y otros mediadores producidos a nivel local, expresan moléculas de adhesión, a las cuales se unen de forma laxa los leucocitos. Estas células se unen y se separan, comenzando, de este modo, a rodar sobre la superficie endotelial, en el proceso llamado rodamiento. • Las interacciones débiles y temporales implicadas en este fenómeno de rodamiento vienen mediadas por la familia de moléculas de adhesión llamadas selectinas. Las selectinas son receptores expresados en los leucocitos y el endotelio, y contienen un dominio extracelular que se liga a los azúcares (por eso parte del nombre es lectina). Ilustración 3 Moléculas de adhesión endoteliales y leucicíticas Recuperado de: Kumar, V., Abbas, A., & Aster, J. (2013). Patología Humana de Robbins (Novena ed.). (J. Fariña, Ed.) Barcelona, España: Elsiever. Recuperado el 14 de Diciembre de 2021 2. Adhesión firme al endotelio Los leucocitos que se desplazan rodando por el endotelio pueden percibir los cambios sufridos por este e inician el siguiente paso de la reacción de los leucocitos, que es una adhesión firme a la superficie endotelial. Este proceso viene mediado por la interacción entre las integrinas que se expresan sobre las superficies de los leucocitos y los correspondientes ligandos en las células endoteliales. 13 Las quimiocinas son citocinas quimiotácticas secretadas por muchas células en los focos de inflamación y se expresan en la superficie endotelial (las citocinas se describen más adelante en este capítulo). Cuando los leucocitos adheridos se encuentran con las quimiocinas expresadas, las células se activan, y sus integrinas sufren cambios de conformación y se agregan juntas, lo que las convierte en formas de alta afinidad. 3. Transmigración entre las células endoteliales La migración de los leucocitos viene mediada por las quimiocinas elaboradas en los tejidos extravasculares, que estimulan el desplazamiento de los leucocitos a favor de gradiente químico. Además, la molécula de adhesión entre las plaquetas y las células endoteliales 1 (PECAM-1) (también llamada CD31), una molécula de adhesión celular expresada en los leucocitos y las células endoteliales, media en los fenómenos de unión necesarios para que los leucocitos atraviesen el endotelio. 4. Migración hacia los tejidos intersticiales en la dirección del estímulo quimiotáctico Quimiotaxia: Tras extravasarse de la sangre, los leucocitos se desplazan hacia los lugares de infección o lesión a lo largo de un gradiente químico, en un proceso denominado quimiotaxia. Entre las sustancias endógenas y exógenas que pueden ser quimiotácticas para los leucocitos destacan: • Productos bacterianos, sobre todo péptidos con un extremo terminal Nformilo-metionina • Citocinas, sobre todo las pertenecientes a la familia de las quimiocinas • Componentes del sistema del complemento, sobre todo C5 • Productos de la vía de las lipooxigenasas del metabolismo del ácido araquidónico (AA), especialmente leucotrieno B4 (LTB4). Las moléculas quimiotácticas se unen a unos receptores específicos de la superficie celular, que activan el ensamblaje de los elementos contráctiles del citoesqueleto necesarios para el movimiento. Los leucocitos se desplazan extendiendo seudópodos, que se anclan en la MEC y, posteriormente, tiran de la 14 célula en la dirección de la extensión. La dirección de este movimiento está condicionada por la mayor densidad de receptores para quimiocinas en el margen de avance de la célula. 9. OBSERVACIONES • Conforme la realización de la investigación formativa se pudo analizar de mejor manera la información obtenida, junto a la colaboración de cada uno de los integrantes del grupo que mediante un aporte permitían esclarecer cualquier duda o pregunta que se presentaba sobre el tema. 10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES a. Conclusiones • En base al trabajo realizado se puede concluir que tanto las respuestas inflamatorias como antiinflamatorias son procesos que se complementan mutuamente permitiendo la recuperación de lesiones o evitar que el daño celular progrese afectando gravemente al organismo. • Por otra parte también se concluye que tanto las reacciones vasculares como leucocitarias resultan necesarias y son llevadas a cabo en un proceso inflamatorio normal como resultado de diversos estímulos sensoriales y químicos los cuales se van a ver afectados en caso de existir enfermedades como las inflamatorias crónicas o las inmunes que pueden descontrolar este proceso y desequilibrar su funcionamiento. b. Recomendaciones • La respuesta inflamatoria está coordinada por un copioso dispositivo de mediadores que se organizan en complejas redes reguladoras, es útil agrupar esas señales en categorías funcionales y distinguir entre inductores y mediadores de la respuesta inflamatoria para mejor estudio. 15 • Los patrones de alimentación (como la dieta mediterránea y las dietas hipocalóricas controladas), la reducción de grasas totales, el aumento en la relación de grasas insaturadas/saturadas, adecuado consumo de vitaminas y minerales y la inclusión de antioxidantes, son medidas que pueden ser beneficiosos en la modulación de la respuesta inmunitaria. Esto tiene especial importancia en los individuos con exageradas respuestas inmunitarias como en alergias alimentarias, enfermedades inflamatorias crónicas y enfermedades autoinmunes. 11. BIBLIOGRAFIA Huerta Francisco. (2015). Mediadores químicos de la inflamación. https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:w4vR03_0xdQJ:https://al umnosenfermeriauac2014.files.wordpress.com/2015/09/2-2mediadoresquimicos.pptx+&cd=15&hl=es-419&ct=clnk&gl=ec Kumar, V., Abbas, A., & Aster, J. (2013). Patología Humana de Robbins (Novena ed.). (J. Fariña, Ed.) Barcelona, España: Elsiever. Recuperado el 14 de Diciembre de 2021 12. ANEXOS 16