27 Patología Inflamación INFLAMACIÓN Es una respuesta compleja, de tejidos vascularizados, frente a una injuria. La inflamación se da frente a diversas injurias, por lo que se dice que es inespecífica. Hay inflamación frente a traumas, virus, parásitos, sustancias antigénicas (del exterior) o autoantígenos, celulas alteradas dañadas que forman parte de una neoplasia, cuerpos extraños, etc. La inflamación solo se da en tejidos vascularizados. Así, un tejido epitelial no se puede inflamar, pero el conjuntivo sí, y éstas células migrar al epitelial. La inflamación constituye un mecanismo de defensa para: Diluir al agente causante, haciéndolo menos tóxico. Por ejemplo, picada de zancudo. Destruir la bacteria, introducida, por ejemplo, por una espina. Encapsular al agente, por ejemplo, polvo talco. Además sin inflamación no hay reparación del tejido dañado, porque el monocito tiene como función limpiar lo sucio, además libera citoquinas. Existen 2 tipos de inflamaciones: Aguda: donde predominan los procesos vasculares (o exudativos) y participan principalmente el leucocito polimorfo nuclear (LPMN) y el monocito. Crónica: donde predominan los procesos proliferativos y participan el linfocito, plaquetas, mastocitos y linfocitos B. El proceso agudo puede pasar a crónico o el crónico agudizarse. En la inflamación participan: Células: Célula endotelial. Monocito (macrófago) Linfocito (T y B) Célula cebada o mastocito. Fibroblasto Histiocitos Células mesenquimáticas indiferenciadas. Fibras: colágenas, nerviosas y elásticas Sustancias fundamentales Colágeno Proteoglicanos Fibronectina Aparato circulatorio Vasos sanguíneos: arteriola, capilares (arteriales y venosos), vanas. Aparato linfático: vasos linfáticos y linfa. Células sanguíneas: células, plaquetas, sistema del complemento, sistema de coagulación, sistema proteasas, sistema quininas. Sistema nervioso: vasodilatación, vasocontricción, dolor. Esteban Arriagada Patología Inflamación 28 PROCESO INFLAMATORIO AGUDO Es de corta duración: segundos, horas, pero no más de 2 días. (Dentro de la membrana basal están adheridas las células endoteliales, existiendo entre una y otra un espacio llamado zona ocludens). Ocurren en una primera etapa fenómenos vasculares o cambios hemodinámicos. Vasocontricción fugaz arteriolar: como consecuencia de un fenómeno neurógeno. Vasodilatación: aumenta el fluido sanguíneo, aumentando la presión hidrostática, como consecuencia de esto sale líquido desde los vasos al tejido conjuntivo (edema). La vasodilatación se produce como consecuencia de la acción de mediadores químicos como histamina, que produce contracción de la célula endotelial, aumentando la zona ocludens. Aumento del flujo sanguíneo: por el aumento de la presión hidrostática capilar y la acción de aminas vasoactivas, principalmente histaminas. La gran cantidad de sangre en los vasos producto de la vasodilatación y el aumento del flujo se conoce como hiperemia. El líquido que sale en una primera etapa es pobre en proteínas y rico en agua. Cuando la cantidad de proteínas es menor de 1012 Dalton se llama trasudado. Posteriormente salen más proteínas, llamándose ahora exudado. Parte del líquido que sale se recupera por el sistema venoso y parte es fagocitado. El interior del vaso, por la periferia, está bañado con plasma; los elementos figurados circula por el centro. Al salir líquido se altera la corriente laminar y los glóbulos rojos, formando pilas de monedas, ocupan el centro y empujan hacia fuera al LPMN. En este proceso la sangre se espesa, aumenta su viscosidad, lo que se conoce como éstasis sanguíneo. Una inflamación aguda produce lo siguiente: Calor: como consecuencia de la vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo. Rubor: por el aumento del flujo sanguíneo. Tumor Dolor Impedimento funcional. Las células del proceso inflamatorio agudo son: LPMN: de tipo neutrófilo; se caracteriza por un núcleo lobulado; en su citoplasma hay muchos lisosomas responsables de destruir al agente agresor. Además de fagocitar realiza funciones quimiotácticas para los monocitos y linfocitos. Es de vida muy corta (24 hr), es la primera línea de defensa, es el que más fagocita y produce radicales libres. Plaquetas: regulan la permeabilidad en el vaso; regula la proliferación de las células mesenquimáticas. Tiene gránulos, donde hay serotonina, calcio, ADP. Monocitos: se denominan así dentro del vaso, pero cuando sale se transforma en un macrófago; se encuentra en la inflamación aguda y crónica, pero es más abundante en esta última. Esteban Arriagada 29 Patología Inflamación Participación en Edema Vasodilatación Célula cebada o mastocito Histaminas Plaquetas (serotonina) C3 y C5A del complemento Células inflamatorias: factor Bradicina activador, factor plaquetario, Prostaglandinas E2 prostaglandinas, leucotrienos Aumento permeabilidad Histamina Serotonina C3 y C5A del complemento Leucotrienos B4 El endotelio se hace permeable por: Contracción de la célula endotelial por la acción de histamina, serotonina y bradicina; esta es una respuesta inmediata y transitoria. Lesión directa sobre la célula endotelial, como quemaduras o acción de cáusticos. Con esto se produce un grave daño celular, lo que genera una respuesta mediata y sostenida. Producción de sustancias por LPMN: se liberan mediadores químicos tóxicos dependientes del O2, además de enzimas tóxicas proteolíticas. Exudado de brotes de células endoteliales. Secuencia de acción leucocitaria: 1. Marginación: en la periferia del vaso el leucocito rueda y se adhiere a la célula endotelial, porque ambos tienen carga negativa. Ocurren los siguientes acontecimientos: Cambio del potencial de membrana: se produce porque el LPMN libera proteínas catiónicas. Iones bivalentes: Ca++, Mg++, Mn++. Cambian la carga del LPMN o endotelio. Mediadores químicos: C5A del complemento, leucotrienos B4 y moléculas de adhesión. Estas últimas son glicoproteínas unidas a la membrana que le permiten a una célula interactuar con otra; además participan en procesos que implican interacción celular, como la morfogénesis, respuesta inmune (presentación de antígeno), inflamación, inflamación de células cancerosas y formación de metástasis. Entre las moléculas de adhesión tenemos: - ELAM-1: tiene como función la adhesión de neutrófilos. - ICAM-1: tiene como función la adhesión de neutrófilos y linfocitos. - VCAM-1: tiene como función la adhesión de linfocitos y monocito. 2. Pavimentación: cuando hay varias células adheridas. 3. Migración: los primeros que migran son los LPMN, luego lo hace el monocito y finalmente el linfocito. Una vez que el leucocito ha penetrado la célula endotelial se queda entre esta y la lámina basal. Todo este proceso se realiza con gasto de energía. En cambio, el linfocito puede usar esta vía con gasto de energía o utilizar vesículas intracitoplasmáticas gastando menos energía. Los glóbulos rojos salen en forma pasiva entre los espacios que deja la célula endotelial. 4. Fagocitosis y degradación celular. 5. Liberación extracelular de productos. Esteban Arriagada 30 Patología Inflamación QUIMIOTAXIS El LPMN sale del vaso y se mueve en forma unidireccional hacia el foco inflamatorio. Para ello debe haber interacción con el agente quimiotáctico, el que se ancla en la superficie del LPMN, donde existe un receptor. Esta interacción introduce calcio y magnesio al LPMN. El calcio actúa sobre filamentos de actina y miosina, produciéndose un movimiento de tipo ameboideo. Este movimiento es unidireccional porque el LPMN se da vuelta y coloca su borde de avance en dirección al foco inflamatorio y un microtúbulo hace de manubrio. Factores quimiotácticos más importantes para neutrófilos: C5A Leucotrieno B4 Productos bacterianos, dentro de ellos péptidos con N-formil metionina terminal. Factores quimiotácticos más importantes para macrófagos (monocitos) C5A Leucotrieno B4 Factores bacterianos. Factores producidos por neutrófilo. Linfoquinas. Fragmentos de fibronectina, proteína que tiene por función aglutinar o unir tejidos FAGOCITOSIS Consta de las siguientes fases: 1. Unión y reconocimiento: la sustancia a fagocitar (se deben eliminar bacterios y restos de tejidos para que la herida cicatrice) se tiene que unir a la membrana de la célula. El organismo rodea al cuerpo extraño con una sustancia, lo que se conoce como opsonización. La opsonina pueden ser inmunoglobulinas o fracciones del complemento (C3). En la superficie de la célula hay receptores para opsonina. Esto es lo más frecuente. Ya que también hay unión sin opsonina. 2. Englobamiento: la célula se elonga, emite prolongaciones tratando de englobar al microorganismo. Así se inicia la formación de un fagosoma. Esto implica consumo de energía. 3. Destrucción y/o degradación: el fagosoma está completo cuando se produce la sutura entre los 2 brazos elongados, gracias a un microfilamento. Durante el englobamiento se destruyen lisosomas y se liberan enzimas muy potentes, que producen la destrucción del microorganismo y, cuando no se ha cerrado totalmente el fagosoma, pueden salir y destruir tejido (regurgitación). Posteriormente se destruye el LPMN y el tejido circundante, produciendo pus (licuefacción). Sustancias dentro del fagosoma: Radical superoxido. Peróxido de hidrógeno (H2O2) Radical hidróxilo (OH-) Ion hipoclorito (HCLO-) (De donde vienen los radicales libres?) Esteban Arriagada Patología Inflamación 31 Destructores bacterianas: Oxígeno independiente: Proteinas catiónicas, ácidos, lactoferrina, lisosina, elastasa. Oxígeno dependiente: H2O2, Oxígeno singlete, radical hidroxilo, anión superóxido, mieloperoxidasa, ion hipoclorito. Si la fagocitosis se realiza, al interior del macrófago pueden ocurrir 2 cosas: Que el bacterio sea totalmente destruído y el macrófago quede vivo, ya que tiene una vida larga. Que el bacterio no pueda ser destruído; pero el macrófago lo guarda en su interior; esto ocurre, por ejemplo, en la lepra y la tuberculosis. Clasificación de los mediadores químicos: Aminas vasoactivas: histaminas y serotonina (contracción célula endotelial) Proteasas plasmáticas. Metabolitos derivados del ácido araquidónico. Radicales derivados. Citoquinas (interleuquinas). Moléculas de adhesión. Esteban Arriagada Patología Inflamación 32 Aminas Histamina: es producida por diferentes células, principalmente por los mastocitos, ubicados en la periferia de los vasos; también la producen los LPMN tipo basófilos y las plaquetas. Cumple su rol en los procesos inflamatorios y en las alergias. Puede ser liberado frente a diversos agentes injuriantes: frio, calor, trauma, luz U.V., toxinas bacterianas, productos virales, por activación de parte del sistema del complemento,etc. La histamina produce vasodilatación y aumento de permeabilidad en la vénula por contracción de la célula endotelial; además actúa como quimiotáctico para el LPMN. Serotonina: es producida por las plaquetas y tiene por función aumentar la permeabilidad vascular, siendo en parte responsable de la formación de edema. Proteasas plasmáticas Sistema cininas: produce bradiquinina, proteína del interior del plasma. Actúa en la vasodilatación y produce contracción de la célula endotelial y consiguiente edema. No es quimiotáctica para el LPMN. Complemento: son varias proteínas; cada fracción se conoce con la letra “C”: C1, C2, C3A, C3B, C4 …. C20. La fracción C3A y C5A actúan como quimiotácticos para el LPMN y para los monocitos. La fracción C3B actúa como opsonina en la fagocitosis. Coagulación: factor II o factor de Hagemann, actúa sobre las plaquetas teniendo rol en la liberación de serotonina. Sistema fibrinolítico: rol en la reparación. Metabolitos derivados del ácido araquidónico. La célula está envuelta por una triple membrana tanto a nivel celular, nuclear, mitocondrial, etc. Los lípidos liberados pueden tomar distintas vías: - Vía ciclooxigenasa: da como producto prostaglandinas (vasodilatación, además produce fiebre y dolor) y tromboxano A2. La aspirina e indometacina frenan esta vía impidiendo la formación de productos. - Vía lipooxigenasa: da como producto leucotrienos (rol durante la quimiotaxis; el leucotrieno B4 actúa tanto para el LPMN como para el monocito) y lipoxina. Mediadores químicos inflamatorios Son productos del leucocito: enzimas lisosomales. Esteban Arriagada 33 Patología Inflamación Citoquinas o interleuquinas Son mediadores de tipo proteico que funcionan como reguladores de la inflamación, reparación y de la respuesta inmune. Son producidas por muchas células, pero no se detectan en el suero; actúan en las cercanías de las células que las produjeron. Funcionan como señales intercelulares (quiste apical). Su función es actuar sobre la célula blanco a través de un receptor específico. Entre ellas tenemos: IL-1, IL-2, factor de necrosis tumoral (actúa sobre la célula tumoral, pero se produce en muy poca cantidad), interferón, etc. Participación: - IL-1: favorece la permeabilidad a nivel de la vénula. - IL-8: quimiotaxis para el neutrófilo y el monocito. - IL-1 y TNF: en la adherencia del LPMN a la pared del endotelio induciendo a que se expresen las moléculas de adhesión. - IL-1, TNF, INF: activan neutrófilos y macrófagos para la fagocitosis. Además aumentan los radicales libres. PATRONES MORFOLÓGICOS DE LA INFLAMACIÓN AGUDA. Inflamación serosa: se caracteriza porque el exudado que se forma es del tipo seroso: cristalino y pobre en proteínas. Se ve en algunos órganos envueltos por serosas, en quemaduras, en herpes simple, etc. Inflamación fibrinosa: el exudado es rico en fibrina, la que se forma cuando hay lesión a partir del fibrinógeno. Esta se encuentra en úlceras (todas las úlceras pueden estar cubiertas por fibrina), aftas, etc. Inflamación supurativa o purulenta: cuando hay exudado de pus: Inflamación supurada localizada o absceda o abceso: aumento de volumen circunscrito; por fuera del abceso hay una malla de fibras colágenas. Inflamación supurada difusa o flemonosa: en su etapa final va a tener pus, pero no tiene sus límites, solo reparos anatómicos como músculos o aponeurosis. En una primera etapa es dura, cuando se coloca blanda es porque allí drenará pus. Inflamación membranosa o seudomembranosa: se da en difteria o candidiasis; sobre el proceso inflamatorio hay una membrana blanquecina. EVOLUCIÓN INFLAMACIÓN AGUDA Reparación del tejido (local) Generalización del proceso con la posterior resolución o bien muerte del paciente. Instalación de una inflamación crónica. INFLAMACIÓN CRÓNICA Generalmente es producida por un agente de baja intensidad. Puede ser o no precedida por un proceso agudo. Toma más tiempo que un proceso agudo: días, meses, años. Infección persistente por microorganismo intracelulares (bacterio dentro del macrófago): Ej: tuberculosis, sífilis, micosis. Exposiciones prolongadas a materiales inertes no degradables, como silicosis (sílice, mineros), material de sutura, cuerpos extraños diversos como polvo talco o de cara. Enfermedades autoinmunitarias: lupus eritematoso, artritis reumatoídea, etc. Esteban Arriagada 34 Patología Inflamación Se encuentran las siguientes células: Linfocitos (T) Plasmacélulas (B) Monocito (macrófago) A esto se agrega la proliferación celular dada por: Proliferación de células endoteliales, lo que lleva a la formación de neocapilares. Proliferación de fibroblastos, para mayor aposición de colágeno. Inflamación crónica incipiente. Se forma un tejido joven o tejido de granulación, que se caracteriza por tener gran cantidad de capilares. Inflamación crónica en etapa de fibrosis El depósito de colágeno es mayor y se dejan de formar vasos sanguíneos. Linfocitos Es la célula clave en la respuesta inmune mediada por células (T) y humoral (B). El linfocito B es una célula secretora, mononuclear, con el núcleo rechazado hacia los polos y con un retículo endoplásmico muy desarrollado (síntesis de inmuno globulinas). Monocito Se forma en la médula ósea a partir de un promonocito. Participa en la inflamación aguda y crónica por medio de la fagocitosis, presentación de antígenos y regula la coagulación y la fibrinolisis. Puede permanecer en el tejido inflamatorio por bastante tiempo; en el tejido puede dividirse una vez. El monocito, una vez que atraviesa el vaso, se transforma en macrófago. En la inflamación crónica hay mayor concentracion de macrófagos porque tienen una vida más larga y pueden sufrir una división mitótica. Inflamación crónica granulomatosa Se caracteriza por la formación de un granuloma: acumulación compacta y organizada de macrófagos maduros rodeados de linfocitos. Se ve en tuberculosis, lepra, etc. Existen 2 tipos de granuloma: Complejo: con necrosis en alguna parte (tuberculosis) Puro: sin necrosis. Mecanismo de formación de un granuloma. Lesión: bacteria, hongo, cuerpo extraño. Incapacidad para digerir al agente. Falla de la respuesta inflamatoria aguda Respuesta inmune mediada por células Secuestro dentro de los macrófagos. Reclutamiento de macrófagos con formación de células epiteloideas (macrófagos transformados con células dentro) Granuloma: puro o complejo. Evolución: cicatrización, que se mantenga en el tiempo, que se reagudice, incluso puede abcedarse; difícilmente causa la muerte. (La iflamación crónica puede producir además, hiperplasia y quiste inflamatorio periapical) Esteban Arriagada