Inflamación Inflamación La inflamación es una reacción del tejido vivo vascularizado frente a un daño local; se caracteriza por una serie de cambios en los vasos sanguíneos que provocan la acumulación de líquido y leucocitos en el intersticio, con el objetivo de eliminar el agente causal y reparar el tejido lesionado. Los signos cardinales de la inflamación, descritos por Cornelius Celsus en el primer siglo DC son: calor, rubor, tumor y dolor; todos se atribuyen a las alteraciones vasculares. En el ciclo XIX R. Virchow describió la inflamación como pérdida de funcionalidad del tejido. Conceptos generales de la inflamación La inflamación es básicamente una reacción de defensa del organismo en frente un daño inicial. Únicamente se puede dar en tejidos vivos – no se puede dar en tejidos muertos. Involucra muchos componentes, la mayoría de los cuales se encuentran a la sangre (mediadores de inflamación y células leucocitarias). La inflamación es un proceso esteriotipado y redundante, es decir, el proceso infamatorio desencadenado por diferentes lesiones es igual. La inflamación es un fenómeno de superficies – se da sobre la superficie celular y no puede darse sin este soporte. En la inflamación participan diferentes elementos: Células del tejido conjuntivo o Mastocitos o Fibroblastos o Macrófagos Componentes de la matriz extracelular Componentes intravasculares o Leucocitos cleares polimorfonu- o Linfocitos o Plaquetas o Monócitos o Membrana basal del endotelio o Eosinófilos o Fibras elásticas o Endotelio o Basófilos o Fibras de colágeno o Proteoglicanos La inflamación tiene dos etapas fundamentales: Cambios vasculares. Alteraciones hemodinámicas y de la permeabilidad vascular Cambios celulares. Exudación celular. Estas dos etapas son responsables de la neutralización y eliminación del agente agresor y la curación de la lesión; estos cambios son modulados por sustancias especiales que sirven de mediadores de la inflamación. 63 Inflamación Inflamación aguda Cambios vasculares Los cambios vasculares producidos durante la inflamación se dividen en alteraciones hemodinámicas y alteración de la permeabilidad vascular; ambos se dan a nivel de a la circulación arteriolar-capilar-venular, y son los responsables de los signos visibles de la inflamación. Alteraciones hemodinámicas 1. Vasoconstricción transitoria. 2. Vasodilatación arteriolar desencadenada por la histamina, óxido nítrico (NO), prostaglandinas (PG) etc. 3. Incremento local del riego sanguíneo – hiperemia activa. 4. Incremento de la presión hidrostática capilar – salida de líquido plasmático; se produce concentración e incremento de viscosidad de la sangre a consecuencia. 5. Alentamiento o estasis de la circulación sanguínea debido a la elevada viscosidad. El alentamiento de la circulación sanguínea permite el contacto entre células sanguíneas y el endotelio vascular. Alteración de la permeabilidad vascular La alteración de la permeabilidad vascular permite la salida y acumulación de plasma y células inflamatorias en la zona lesionada, provocando edema o exudado inflamatorio. Cuanto más grave es la lesión, mayor es el peso molecular y la concentración de proteínas plasmáticas y la cantidad de leucocitos presentes en el exudado inflamatorio. La alteración de la permeabilidad vascular se produce por dos mecanismos: Directo. Efecto del agente agresor sobre el endotelio (rotura mecánica) Indirecto. Acción de los mediadores de la inflamación. o Fase dependiente de histamina. Formación de poros intracelulares. Mediada por histamina, bradicinina y leucotrienos. Respuesta reversible y de corta duración, que se da en las venúlas. o Fase no dependiente de histamina. Modulada por otros mediadores de la inflamación. Reorganización de citoesqueleto de células endoteliales; mediada por citoquinas (IL-1, TNF, IFN-γ). Respuesta más tardía y de larga duración. Los mediadores de la permeabilidad vascular son variados: Aminas vasoactivas: histamina, serotonina Cininas plasmáticas: bradicinina Fragmentos del complemento: C5a, C3a. Provocan la liberación de histamina por los mastocitos. 64 Inflamación Leucotrienos Prostaglandinas Citoquinas: IL-1, TNF, IFN-γ Factor de activación plaquetaria Cambios celulares Marginación de leucocitos Adhesión o pavimento Trasmigración de leucocitos Migración o quimiotaxis Fagocitosis y liberación de enzimas Marginación de leucocitos Los cambios hemodinámicas modifican implican alteración en el flujo sanguíneo (estasis sanguínea) que permite el contacto entre los leucocitos y el endotelio, que normalmente no se da en el flujo laminar. Adhesión o pavimento Endotelio Leucocitos Función Selectinas – proteínas Receptores – polisacáridos Adhesión transitoria o rolling P-selectina PSGL-1 E-selectina ESGL-1 Inmunoglobulinas PECAM Integrinas ICAM-1 LFA-1, Mac-1 VCAM-1 VLA-4 PECAM Adhesión firme o definitiva Trasmigración 65 Inflamación La adhesión transitoria es importante en las primeras horas tras la lesión, mientras que la adhesión firme es importante en las fases tardías. La adhesión transitoria, modulada por mediadores preformados se puede dar muy rápidamente, mientras que la adhesión firme requiere la activación de las integrinas y las inmunoglobulinas por las citoquinas, que son mediadores de la inflamación sintetizados de novo, y por tanto se da más tarde. Adhesión transitoria o rolling Los mediadores de inflamación (PAF, histamina y trombina) inducen la activación endotelial, es decir la redistribucion y síntesis de novo de moléculas de adhesión hacia la superficie de células endoteliales. Las moléculas expresadas, las selectinas, permiten la adhesión transitoria de células endoteliales y células leucocitarias. Adhesión firme Los mediadores de inflamación (IL-1 y TNF) inducen la activación leucocitaria y endotelial incrementando el número y afinidad de moléculas de adhesión mediante síntesis de novo y activación de integrinas existentes; la expresión de las inmunoglobulinas e integrinas permite la adhesión firme célula endotelialleucocito (pavimento). Trasmigración Para permitir la trasmigración, se requiere los siguientes cambios: Incremento de espacio entre células endoteliales Expresión de moléculas de adhesión que permiten el contacto entre endotelio y células leucocitarias Capacidad de secretar enzimas que destruyen la membrana basal La trasmigración también requiere la expresión de las proteínas PECAM por ambas células (leucocito y célula endotelial). Imagen histológica de pavimentación. Vaso dilatado con muchos neutrófilos enganchados a la pared vascular. Migración y quimiotaxis 66 Inflamación La quimiotaxis es el desplazamiento de la célula en dirección de una gradiente de concentraciones; es importante que la lesión produzca este gradiente de concentraciones para atraer a los leucocitos. Los factores quimiotácticos son variables: Factores derivados del plasma: C5a, fibrinopéptidos (degradación de fibrina). Factores derivados de células inflamatorias: LTB4, PAF y quimioquinas Factores derivados de bacterias Células muertas Quimioquinas Célula Quimioquinas Neutrófilos IL-8 Macrófagos MIP-1α, RANTES, MCP-1, a-5 Eosinófilos MIP-1α, RANTES, MCP-1, a-5, eotaxina Linfocitos T MIP-1α, RANTES, MCP-1, a-5 IP-10 Eritrocitos IL-8, RANTES, MCP-1 Los factores quimiotácticos se unen a su receptor en la célula leucocitaria; esta unión induce un incremento de la concentración citoplasmática de calcio, que activa los elementos contráctiles de la célula (actina-miosina) y provocan la formación de seudópodos. Colonia bacteriana rodeada por corona de leucocitos extravasados. 67 Inflamación Fagocitosis y liberación de enzimas Fagocitosis La fagocitosis se da en macrófagos y neutrófilos; consta de tres etapas: Reconocimiento específico de la partícula Internalización Digestión y degradaron del material fagocitado El reconocimiento específico de la partícula se da mediante las opsoninas, que cubren la partícula y son reconocidas por receptores específicos en la célula fagocítica. Las opsoninas incluyen los anticuerpos y el complemento. Durante la internalización, los seudópodos de la célula fagocítica engloban la partícula y forman el fagosoma. La digestión y degradación del material fagocitado se dan por dos mecanismos: Mecanismo independiente de oxígeno: enzimas digestivas como lisozima, lactoferrina, catepsina G, defensinas etc. Mecanismo dependiente de oxígeno: o NADPH oxidasa – macrófagos o NADPH oxidasa-MPO (mieloperoxidasa) – neutrófilos Los heterófilos de las aves no tienen MPO – las inflamaciones tienden ser muy granulomatosas (con macrófagos) porque los heterófilos no son capaces de resolver problemas que los neutrófilos resuelven en los mamíferos. Liberación de enzimas Además de la fagocitosis, las células fagocitarias a veces liberan al medio enzimas lisosomales que destruyen el tejido; este proceso es importante porque es responsable de la liberación de sustancias quimiotácticas y mediadores de inflamación. Suicidio lisosomal – autodigestión celular; la célula digiere a sí misma. Regurgitación durante la ingestión – durante el proceso de internalización salen enzimas al medio. Fagocitosis frustrada – intento de fagocitosis que no tiene éxito; cuando la célula intenta fagocitar macromoléculas demasiado grandes (por ejemplo, inmunocomplejos depositados en la membrana basal del glomérulo en casos de glomerulonefritis). 68 Inflamación Células implicadas en la inflamación Células inflamatorias: Tejidos Sangre o Mastocitos o Neutrófilos o Células plasmáticas o Eosinófilos o Macrófagos residentes o Basófilos o Linfocitos o Monócitos – macrófagos Polimorfonuclear neutrófilo (PMNN) El neutrófilo es el primer leucocito en llegar al daño; existe un compartimiento de reserva en la médula ósea, que permite su reacción rápida. Los neutrófilos maduran en la médula ósea, de la cual salen y circulan en sangre menos de 24 horas. En el tejido pasan 1-2 días hasta que se mueren. Si salen muchos neutrófilos de la médula ósea, en sangre se observa gran proporción de células con núcleo en banda. Los neutrófilos funcionan en el tiempo que los macrófagos tardan en activarse. Funciones del neutrófilo La fagocitosis es la función más importante del neutrófilo en las infecciones bacterianas. Los neutrófilos tienen enzimas que les permiten atacar las bacterias en sus gránulos citoplasmáticos. La mieloperoxidasa es una enzima hidrolítica muy importante dependiente del oxígeno molecular. No existe en los heterófilos de las aves, que tienen menos capacidad fagocítica. Las defensinas están relacionadas con inflamaciones bacterianas. Gránulos azurófilos Granos específicos Gránulos terciarios Mieloperoxidasa Colaegasa Gelatinasa 69 Inflamación Elastasa Gelatinasa Lisozima Lisozima Lisozima Citocromo B Catepsina G Histaminasa Integrinas Proteinasa 3 Heparinasa Receptor de uPA Glucuronidasa Citocromo B Manosidasa Lactoferrina Defensinas Receptor de TNF BPI (proteína bactericida por incremento de permeabilidad) Activador del plasminógeno uroquinasa (uPA) Integrinas Otra función importante es el incremento de la permeabilidad vascular, mediante activación del complemento que da la formación de C5a y C3a, que provocan desgranulación de los mastocitos y liberación de histamina. Finalmente, los neutrófilos son responsables de la generación de factores quimiotácticos, que desencadenan la activación del complemento y la formación de C5a. Polimorfonuclear eosinófilo (PMNE) Los eosinófilos son leucocitos importantes en respuestas inflamatorias frente parásitos, sobretodo helmintos. También participan en reacciones alérgicas. Funciones del eosinófilo El eosinófilo tiene acción parasiticida: en sus gránulos tiene enzimas hidrolíticas que atacan los helmintos. Además, es responsable de la regulación de los procesos inflamatorios: 70 Constituyentes de los gránulos del eosinófilo Función Proteína básica mayor Degradación del parasito, inducción de la liberación de histamina Proteína catiónica eosinofílica Degradación del parásito, disminución del tiempo de coagulación Arilsulfatasa B Inactiva leucotrienos Histaminasa Inactiva la histamina Fosfolipasa D Inactiva el PAF Inflamación Polimorfonuclear basófilo (PMNB) y mastocito El basófilo cumple una función similar al mastocito. Son células muy similares en cuanto a su estructura – ambos tienen gránulos citoplasmáticos y presentan receptores de la fracción constante de las inmunoglobulinas. Comparten su función: ambos potencian la inflamación. Función del basófilo y del mastocito Los basófilos y los mastocitos son promotores de la respuesta infamatoria. Sus gránulos contienen mediadores de la inflamación vasoactivos, como prostaglandinas, histamina, PAF etc., además de factores quimiotácticos (LTB4, quimioquinas etc.) y citoquinas. Macrófago El macrófago pertenece al sistema mononuclear fagocítico, que incluye los macrófagos residentes en tejidos (macrófagos alveolares, células de Kupfer, células mesangiales etc.) además de los monócitos, que se transforman en macrófagos al salir a los tejidos periféricos. Los macrófagos son las células fagocíticas por excelencia – tienen elevada capacidad fagocítica, pero tardan en activarse; la presencia de opsoninas favorece su acción. Además, sirven de nexo de unión entre la inmunidad inespecífica y específica – el macrófago tiene mecanismos de presentación de antígenos, y por tanto es capcz de activar la inmunidad específica. Funciones del macrófago La fagocitosis es la función más importante del macrófago. El macrófago fagocita agentes patógenos vivos, como los virus, bacterias y parásitos, además de partículas extrañas, como el carbón y partículas vegetales. También fagocita macromoléculas endógenas (lipoproteínas) y células del propio organismo en degeneración. El macrófago también presenta actividad proinflamatoria por diferentes actividades que presenta, además de la secreción de mediadores de inflamación: Factores quimiotácticos (acción directa) Metabolitos del ácido araquidónico y PAF (acción indirecta) Factores estimulantes de la hematopoyesis Factores del complemento Actividad fibrinolítica Actividad procoagulante El macrófago tiene actividad en la inmunidad específica. Forma parte de las células presentadoras de antígeno, capaces de activar los linfocitos T. Además secreta citoquinas (IL-1, IFN, TNF e interleucinas) que inducen la activación de la inmunidad específica. Linfocitos y células plasmáticas Los linfocitos son responsables de la inmunidad específica. Tienen una vida media larga (células de memoria) y recirculan entre los diversos tejidos. Una vez 71 Inflamación maduros, los linfocitos salen de los órganos linfoides primarios y pasan a la circulación sanguínea, a través de la cual llegan a los órganos linfoides secundarios (bazo, linfonodos etc.). Los linfocitos entran a los linfonodos por la sangre o por vasos linfáticos aferentes, pero salen por vasos eferentes y son recuperados a la circulación general a través del conducto toráxico. Funciones de los linfocitos y de las células plasmáticas Los linfocitos B y las células plasmáticas son responsables de la producción de inmunoglobulinas. Los linfocitos T se dividen en dos grupos: Linfocitos citotóxicos (CD8) – eliminan células alteradas Linfocitos helper – reguladores de la respuesta inmunitaria por secreción de citoquinas. Mediadores de la inflamación Los mediadores de la inflamación forman un grupo muy heterogéneo de moléculas que actúan como mensajeros y tienen efecto básicamente sobre los vasos sanguíneos y las células que participan en la respuesta inflamatoria. Aminas vasoactivas: histamina y serotonina Metabolitos del ácido araquidónico Facto de activación plaquetaria (PAF) Óxido nítrico Sistema del complemento Sistema de las cininas Citoquinas Los mediadores pueden dividirse en grupos según su origen: Preformados en gránulos: histamina, serotonina Sintetizados de novo: prostaglandinas, leucotrienos, PAF, óxido nítrico, citoquinas Factores presentes en el plasma: factor XII (Hageman), complemento, cininas. Aminas vasoactivas Las aminas vasoactivas son la histamina y la serotonina. Son las primeras moléculas liberadas durante la respuesta inflamatoria. Se encuentran en granulos preformados en el citoplasma de mastocitos y basófilos (histamina) y en plaquetas y células enterocromafinas (serotonina). Histamina La histamina se secreta tras estímulos que provocan la desgranulación de mastocitos y basófilos: Daño físico Reacciones inmunitarias (unión anticuerpo-receptor de membrana) 72 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Anafilotoxinas (C5a) Citoquinas (IL-1, IL-1) Las acciones de la histamina son vasodilatación arteriolar e incremento de la permeabilidad durante la fase inmediata. Serotonina La serotonina se libera tras estímulos que provocan la desgranulación de plaquetas: Agregación plaquetaria PAF Trombina ADP Complejos antígeno-anticuerpo Sus acciones son similares a las de la histamina. Metabolitos del ácido araquidónico Los metabolitos del ácido araquidónico pertenecen a un grupo amplio de moléculas denominadas autocoides, que actúan localmente y se inactivan rápidamente. Los autocoides son sintetizados por plaquetas, leucocitos, mastocitos y células endoteliales. Todos los autocoides provienen del ácido araquidónico, que se obtiene por la acción de las fosfolipasas sobre fosfolípidos de membrana. Las fosfolipasas se activan por estímulos proinflamatorios (citoquinas, factores quimiotácticos etc.). Cada tipo celular sintetiza algunos metabolitos del ácido araquidónico: Tromboxano A2 – plaquetas (sintasa de tromboxano) PGI2 – células endoteliales (sintasa de prostaciclina) LTB4 – PMNN (enzima 5-lipoxigenasa) 73 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Cada uno de los metabolitos tiene efecto distinto, y muchas veces los efectos son antagónicos: Leucotrieno B4 – quimiotaxis Leucotrienos C4, D4 y E4 – vasodilatación, incremento de permeabilidad y broncospasmos Prostaglandina PGI2 – vasodilatación, disminución de la agregación plaquetaria Prostaglandinas PGD2, PGE2, PGF2α – vasodilatación, edema y dolor Tromboxano TXA2 – vasoconstricción, incremento de la agregación plaquetaria Factor de activación plaquetaria (PAF) El PAF es un fosfolípido sintetizado por plaquetas, neutrófilos, basófilos, mastocitos, macrófagos-monócitos y células endoteliales. Sus acciones son: Incremento de la permeabilidad Incremento en la adhesión, quimiotaxis y activación leucocitaria Incremento en la actividad plaquetaria Incremento en la síntesis de otras moléculas 74 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Óxido nítrico El óxido nítrico es una molécula muy pequeña de gas soluble que tiene una actividad local y muy corta, sintetizada a partir de L-arginina por la enzima sintasa de óxido nítrico (NOS). Existen tres tipos de NOS: De expresión constitutiva; se activa por entrada de calcio. o Endotelio (eNOS) o Neuronas (nNOS) De expresión y activación inducida por citoquinas (TNF-α y IFN-γ) o Macrófagos (iNOS) El NO es un vasodilatador potente ya que induce la relajación del músculo liso de los vasos. También es regulador de la respuesta inflamatoria: Inhibe la agregación y la adhesión de plaquetas Inhibe la acción de los mastocitos Disminuye la capacidad de adhesión y migración leucocitaria Además, el NO tiene actividad bactericida, fungicida y parasiticida por combinación con radicales libres del oxígeno. Sistema del complemento El sistema del complemento está formado por unas 20 proteínas plasmáticas. Su objetivo final es lisar agentes microbianos por medio del complejo de ataque de membrana (MAC), pero muchos de sus componentes tienen otras funciones, como la opsonización, quimiotaxis etc. Hay dos vías de activación del complemento: Clásica. Activación de C1 por la el complejo antígeno-anticuerpo. Alternativa o vía properdina: activación del C3b por unión a moléculas microbianas, anticuerpos, polisacáridos complejos etc. 75 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica El sistema del complemento tiene tres moléculas altamente activas: C3a, C5a y MAC. Las dos primeras son anafilotoxinas, mientras que el último es el responsable de la lisis de la bacteria por desequilibrio osmótico (permite la penetración de iones y moléculas pequeñas). El complemento también tiene otras funciones: C3a, C5a – anafilotoxinas. Estimulan la liberación de histamina por parte de los mastocitos. C3b – opsonización de moléculas ajenas. C5a – quimiotaxis y activación leucocitarios Estos componentes del complemento son producen los cambios típicos de la inflamación, tanto a nivel celular como a nivel vascular. Sistema de las cininas El sistema de las cininas es una cascada de reacciones en la cual se forman péptidos vasoactivos (bradicinina) a partir de proteínas plasmáticas (cininógenos) mediante proteasas específicas (calicreínas). 76 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica La cascada de las cininas, la cascada de coagulación y el complemento están relacionados entre sí: Citoquinas Las citoquinas son proteínas solubles secretadas por células (básicamente linfocitos y macrófagos) que actúan como mediadores intercelulares y que producen crecimiento, diferenciación y/o activación en ellas mismas o en otras células, dando respuestas inflamatorias e inmunitarias. 77 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Existen las linfoquinas (secretadas por los linfocitos), las monoquinas (secretadas por macrófagos y monócitos), las quimioquinas (secretadas por diferentes células pero con acción quimiotáctica) y otras proteínas solubles, como algunos factores estimuladores de colonias (CSFs) o factores de crecimiento, que son citoquinas. Tipos y funciones de citoquinas Citoquinas que regulan la función de los linfocitos. IL-2, IL-4, IL-7 e IL-9. Facilitan la activación, diferenciación y crecimiento de leucocitos. Citoquinas implicadas en la inmunidad natural: TNF-α, IFN-α, IFN-β, IL1 e IL-6. Citoquinas que activan células inflamatorias: IFN-γ, TNF-α, TNF-β, IL-5, IL-10 e IL-12. Quimioquinas: IL-8, eotaxina, RANTES (Regulada por Activación Normal T Expresada y Secretada) etc. Las diferentes quimioquinas tienen actividad sobre diferentes células. Citoquinas implicadas en la hematopoyesis: IL-3, IL-5, G-CSF (granulócitos), M-CSF (monócitos), GM-CSF (granulócitos y monócitos). Efectos sistémicos de la inflamación Fiebre – la acción de IL-I, TNF e IL-6 sobre el hipotálamo provoca la activación del centro vasomotor y nervios del sistema simpático, que desencadenan vasoconstricción cutánea. La vasoconstricción reduce la pérdida de calor e incremento de la temperatura corporal – fiebre. Resumen mediadores de la inflamación Cambios vasculares o Vasodilatación: prostaglandinas y NO o Incremento de permeabilidad: aminas vasoactivas, anafilotoxinas, bradicinina, PAF y leucotrienos C4,, D4 y E4. Quimiotaxis y activación leucocitaria: C5a, leucotrieno B4, quimioquinas y productos de bacterias. Signos sistémicos: o Fiebre: IL-1, IL-6 y TNF o Dolor: prostaglandinas y bradicinina 78 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Inflamación Crónica La inflamación crónica es una respuesta inflamatoria de larga duración (semanas, meses o años) en la cual se observan fenómenos de inflamación activa, destrucción tisular y reparación. Las inflamaciones crónicas son causadas por: Infecciones persistentes, provocadas por microorganismos difíciles de eliminar como micobacterias y hongos. Partículas extrañas. Partículas extrañas de sílice (silicosis), carbón (antracosis) o cristales de colesterol depositados en la íntima de los vasos (aterosclerosis) pueden provocar inflamación crónica. Reacciones autoinmunes. El sistema inmune del individuo reconoce estructuras propias como ajenas y las ataca constantemente provocando inflamaciones; ejemplos: artritis reumatoide, esclerosis múltiple. Virus. La mayoría de los virus no desencadenan inflamaciones crónicas sino agudas; sin embargo, algunos virus que no son letales para la célula pueden desencadenar inflamaciones crónicas. Características histológicas La inflamación crónica se caracteriza por el abundante infiltrado inflamatorio mononuclear, formado por macrófagos, linfocitos y células plasmáticas (los linfocitos sirven de células de memoria); en algunas inflamaciones crónicas, además de las células mononucleares se pueden observar eosinófilos (infección parasitaria) y mastocitos (hipersensibilidad). Se observa la destrucción tisular, causada por la respuesta inflamatoria, e indicios de reparación por cicatrización (depósito de tejido conjuntivo, fibrosis y angiogénesis) del tejido dañado. Macrófago: la célula central de la inflamación crónica El macrófago es la célula característica de las inflamaciones crónicas. Se origina por células madres que se transforman en monoblastos, la célula precursora que reside en médula ósea. Los monoblastos maduran y se transforman en monócitos, que son los precursores de los macrófagos tisulares presentes en circulación sanguínea. Una vez extravasados, los monócitos se activan, dando macrófagos activados, células epitelioides o bien células gigantes; también pueden diferenciarse en macrófagos residentes en tejidos, como la microglia (SNC), células de Kupfer (hígado), macrófagos alveolares (pulmón) y osteoclastos (hueso). Los macrófagos pueden adquirir formas especiales, en función del agente etiológico: Las células epitelioides son macrófagos que se aplanan juntándose con la intención de eliminar el agente etiológico. Las células gigantes de cuerpo extraño se forman tras la fusión de unos cuantos macrófagos que son incapaces de fagocitar una partícula extraña; se observan en forma de células gigantes multinucleadas, en las cuales los núcleos se distribuyen de forma aleatoria. 79 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Las células gigantes de Langhans se forman de forma similar a las células gigantes de cuerpo extraño – por fusión; a diferencia de las primeras, sus núcleos se distribuyen en la periferia de la célula. Son características de infecciones por micobacterias. Activación de los macrófagos Los macrófagos se pueden activar por dos vías: activación inmunomediada y no inmunomediada. La activación inmunomediada es la que requiere la liberación de citoquinas (IFN-γ) liberadas por un linfocito T activado, mientras que la activación no inmunomediada sólo requiere elementos liberados por el mismo daño células, como endotoxinas, fibronectina etc. Una vez activado el macrófago, éste es capaz de activar el linfocito T, mediante la liberación de TNF e IL-1. De este modo, se mantiene la activación del macrófago. El macrófago activado provoca daño tisular y fibrosis a la vez: libera radicales libres de oxígeno, proteasas, metabolitos de ácido araquidónico y NO (daño tisular) así como factores de crecimiento, citoquinas fibrogénicas, factores angiogénicos y colagenasas (favorecen la fibrosis). Inflamación granulomatosa La inflamación granulomatosa es un tipo específico de inflamación crónica que se caracteriza por el acumulo de macrófagos modificados (células epitelioides) y que se inicia tanto por el efecto de agentes infecciosos (micobacterias) como no infecciosos (partículas extrañas no digeribles). Las inflamaciones granulomatosas pueden ser constituidas por infiltrado granulomatoso difuso, o bien por granulomas. La inflamación granulomatosa difusa se caracteriza por el acumulo de macrófagos sin ninguna disposición concreta; ejemplo: enteritis granulomatosa difusa causada por M. paratuberculosis). La inflamación granulomatosa localizada en granulomas es característica de neumonías de origen fúngico (Aspergillus spp.) o bien en tuberculosis pulmonar, pero también pueden ser provocadas por cuerpos extraños. Los granulomas se dividen en granulomas de cuerpo extraño y granulomas inmunitarios. Los granulomas de cuerpo extraño son causados por material inerte (hilos de sutura, material inyectado etc.); se observan células epitelioides y células gigantes de cuerpo extraño en la superficie. Los granulomas inmunitarios son causados por agentes difíciles de eliminar, y que incitan una respuesta inmunitaria mediada por células, por el proceso de activación macrófagolinfocito T. 80 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Enteritis granulomatosa difusa (paratuberculosis) Imagen histológica neumonía granulomatosa multifocal (Aspergilosis) Neumonía granulomatosa multifocal (tuberculosis) Neumonía granulomatosa multifocal (tuberculosis) – imagen histológica. Nota la zona necrótica central y la presencia del halo de células inflamatorias (más claro) alrededor. Inflamación: etapas fundamentales La inflamación consta de tres etapas reguladas por los mediadores inflamatorios: Cambios vasculares: alteraciones hemodinámicas y de permeabilidad vascular. Cambios celulares: exudación celular. Curación de la lesión Los cambios vasculares y celulares son responsables de la eliminación del agente agresor, lo que permite la curación del a lesión. La curación, o reparación, puede producirse por la regeneración (lesión pequeña) o bien por cicatrización – reemplazar el tejido dañado por tejido conjuntivo (proceso mediado por factores de crecimiento), lo que implica pérdida de funcionalidad. Curación por regeneración La curación por regeneración requiere que el estroma del órgano no esté afectado, y que el tejido donde se ha producido el daño esté formado por células lábiles o estables. 81 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Las células lábiles están en constante proceso de división (epitelios, médula ósea) mientras que las células estables se dividen frente un estímulo específico (hepatocito, fibroblasto); las células permanentes no se dividen nunca (neuronas, células musculares, cardíacas). Curación La curación es la respuesta fibroproliferativa que consigue la formación de una cicatriz. Se da cuando hay mucha destrucción de tejidos, en tejidos con poca capacidad de regeneración, cuando hay mucho exudado fibrinoso o bien en la formación de abscesos. La curación es un fenómeno complejo pero ordenado: Proceso inflamatorio en respuesta al daño inicial para eliminar el tejido dañado o muerto. Proliferación y migración de células parenquimatosas. Proliferación de fibroblastos y formación de vasos sanguíneos, que dan tejido de granulación. Síntesis de matriz extracelular y depósito de colágeno. Remodelación tisular. Contracción de la herida. Adquisición de resistencia. En todos los casos de reparación, no se dan todos los procesos; la secuencia de procesos de reparación depende de varios parámetros, como el entorno del daño, su extensión, trastornos que inhiben la reparación (falta de riego sanguíneo), enfermedades que inhiben la reparación (diabetes) o bien tratamientos farmacológicos inhibitorios (corticoides). Además, no siempre se produce la cicatrización de la herida, lo que conlleva fibrosis. Proceso de curación En frente de una lesión, se desencadena el proceso de reparación: Eliminación del estímulo – lesión aguda o Regeneración – restitución de la estructura normal o Curación – cicatrización (infarto de miocardio) El estímulo persiste – lesión crónica o Fibrosis (cirrosis) Cicatrización Si no hay regeneración, la reparación empieza rápidamente (a las 24 horas). Proliferan los fibroblastos y las células endoteliales, formando el tejido de granulación. Macroscópicamente, el tejido de granulación se observa granular, rosado y blando; microscópicamente, se observa la formación de vasos sanguíneos (angiogénesis) y la proliferación de fibroblastos. Moduladores de la cicatrización 82 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica El tejido de granulación se forma a consecuencia de tres procesos: la migración y proliferación de fibroblastos, depósitos de matriz extracelular y formación de la cicatriz y la remodelación tisular. Estos tres procesos son modulados por factores de crecimiento y metaloproteinasas. Migración y proliferaron de fibroblastos o GF – proliferan los fibroblastos y se forman vasos Depósito de matriz extracelular y formación de la cicatriz o GF – disminución en la formación de vasos y proliferación de fibroblastos; los fibroblastos incrementan el depósito de matriz extracelular, especialmente colágeno fibrilar; disminuye la degradación de la matriz extracelular. Remodelación tisular – tejido granular se transforma en cicatriz o GF y MMP – cambios en la matriz extracelular; equilibrio entre síntesis y degradación que provoca la remodelación; activación de las metaloproteinasas – MMP Durante la cicatrización participan citoquinas que estimulan la proliferación y diferenciación del tejido, además de factores de crecimiento como la PDGF, EGF, FGF, y TGF-β. Estas moléculas son sintetizadas por plaquetas, macrófagos y células endoteliales. PDGF: migración y proliferación de fibroblastos, quimiotaxis de monócitos. EGF: mitógeno de células epiteliales y fibroblastos, angiogénesis FGF: quimiotaxis de monócitos y fibroblastos, angiogénesis, activación de la colagenasa TGF - efectos variados y contradictorios: fibrogénesis e inhibición de la degradación de matriz extracelular 83 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica Metaloproteinasas Las metaloproteinasas forman un grupo de 20 metaloenzimas dependientes del zinc para su funcionamiento adecuado. Este grupo incluye las colagenasas, gelatinasas, estromelisinas y metaloproteinasas unidas a membranas. Estas enzimas son sintetizadas por fibroblastos, macrófagos, neutrófilos, células endoteliales y células que secretan sinovia. La síntesis de metaloproteinasas es inducida por PDGF, citoquinas IL-1 TNF; también se puede inhibir su síntesis, mediante corticoides-esteroides y TGF-β. Las metaloproteinasas se activan mediante la escisión de péptidos precursores; la inactivación es muy rápida por una familia enzimática. Los TIMP son inhibidores tisulares específicos de los MMP. Fibroblastos, macr ófagos, PMN , endotelio, sinovia Estím ulo Inhibición PD GF, FG F, IL-1, T N F Corticoides, TG F-β Procolagenasas Proe stromelisinas Plasmin a Radicales libres Activación Colagenasas Estromelisinas M EC degradada Remodelacion M EC Inactivacion T IM P Reparación de heridas cutáneas – ejemplo de reparación Regeneración – migración de células epiteliales y su proliferación Curación con mecanismos de angiogénesis, fibrogénesis y remodelación La herida provoca hemorragia, y a consecuencia se forma un coágulo que sirve de cubierta superficial. La fibronectina estabiliza la herida y actúa opsonizando restos de células y tejidos. A continuación, se produce reacción inflamatoria aguda con neutrófilos, seguidos por infiltrado de macrófagos que limpian la zona. La regeneración es la reepitelización; la curación implica la formación de tejido de granulación, la contracción de la herida y su remodelación. 84 Anatomía Patológica Inflamación Inflamación Crónica 85