INFLAMACIÓN. FIEBRE Depto. de Fisiopatología Hospital de Clínicas Abril 2012 BIBLIOGRAFÍA www.fsp.hc.edu.uy 2 Respuestas del organismo ante la agresión 3 Inflamación Conceptos Respuesta fisiológica, localizada y protectora, llevada adelante por los tejidos conectivos vascularizados en respuesta a un daño (trauma, infecciones, toxinas, etc.). Su propósito: aislar, neutralizar y remover la causa del daño; limpiar, y finalmente reparar la zona. 4 5 Inflamación Conceptos Reacción de vasos sanguíneos acumulación de fluido (exudado) y leucocitos en los tejidos extravasculares. Implica respuesta vascular, migración y activación de leucocitos, y reacciones sistémicas. Se asocia a procesos de reparación. Tanto el proceso inflamatorio como la reparación pueden ser potencialmente generadoras de daño. 6 Inflamación Participantes de la respuesta Células circulantes: neutrófilos, monocitos, eosinófilos, linfocitos, basófilos y plaquetas. Plasma y proteínas plasmáticas. Microvasculatura. Membrana basal. Células del tejido conectivo: mastocitos, fibroblastos, macrófagos y linfocitos residentes. Matriz extracelular: proteínas estructurales fibrosas (colágeno, elastina), glicoproteínas de adhesión (fibronectina, 7 laminina, etc.) y proteoglicanos. Microcirculación 8 Tejido conectivo y microcirculación 9 Características Inflamación aguda: Rápido desarrollo (segundos a minutos). Relativamente corta duración (hasta pocos días). Presencia de edema (exudado) y neutrófilos. Inflamación crónica: Mayor duración. Presencia de linfocitos y macrófagos. Proliferación de neovasos, fibrosis y necrosis tisular. 10 Inflamación Presentación clínica 11 Inflamación Presentación clínica (signos y síntomas locales) Calor - Por aumento del flujo sanguíneo. Rubor - Ídem. Tumor - Por el edema. Dolor - Por mediadores químicos (bradiquinina). Pérdida de función - Respuesta adecuada. 12 13 INFLAMACIÓN AGUDA 14 Inflamación aguda Elementos centrales 1. Alteración en el calibre de los vasos sanguíneos (vasodilatación) - permite incremento del flujo sanguíneo. 2. Cambios estructurales en la microvasculatura con aumento de la permeabilidad - que permite a las proteínas plasmáticas y células abandonar la circulación. 3. Estasis sanguínea. 4. Migración, acumulación y activación de leucocitos - hacia y en el foco inflamatorio. 15 Inflamación aguda Vasodilatación Produce cambios en el calibre y flujo vascular. De comienzo casi inmediato luego de la injuria. Mediada por la histamina y el NO, entre otros. 16 17 Inflamación aguda Aumento de la permeabilidad vascular Característica de la inflamación aguda. Conduce a la formación de exudado y edema. 18 Inflamación aguda Extravasación leucocitaria 19 Inflamación aguda Extravasación leucocitaria Los leucocitos atraviesan la pared vascular y se activan siguiendo una serie de pasos: - Marginación y rodamiento. - Adhesión y transmigración. - Quimiotaxis y activación. Una vez allí están prontos para cumplir con su función y sus consecuencias: - Fagocitosis y degranulación. - Injuria tisular mediada por leucocitos. 20 Extravasación leucocitaria Marginación y rodamiento El rodamiento es mediado por la familia de las selectinas: E-selectin (endotelio) P-selectin (plaquetas, endotelio) L-selectin (leucocitos) Estas reconocen otras proteínas de membrana (por ejemplo CD34, Sialyl-Lewis X-modified GP) que se encuentran reguladas en más por citoquinas (TNF, IL-1) a nivel del sitio de injuria. 21 Extravasación leucocitaria Adhesión El rodamiento cesa y comienza la etapa de adhesión a nivel de vénulas poscapilares. Otras moléculas de adhesión comienzan su participación: - A nivel endotelial: ICAM-1, VCAM-1 - A nivel leucocitario: LFA-1, Mac-1, VLA-4 - Habitualmente estas moléculas están subexpresadas o en una forma inactiva, pero esto cambia durante el proceso inflamatorio. 22 Moléculas de adhesión del leucocito y la célula endotelial 23 Extravasación leucocitaria Transmigración (diapédesis) Ocurre luego de la adhesión firme del leucocito al endotelio, sobre todo en vénulas vía PECAM–1 (CD31). Se debe sobrepasar la membrana basal, para lo cual el leucocito utiliza enzimas proteolíticas (colagenasas). 24 25 Extravasación leucocitaria Qumiotaxis El leucocito sigue un gradiente químico hacia el sitio de injuria. Este gradiente puede estar dado por: – – – – Productos bacterianos solubles (N-formyl). Componentes del complemento (C5a). Citoquinas (IL-8). Metabolitos del AA (LTB4). Los agentes quimiotácticos se unen a receptores de superficie induciendo la movilización intracelular de calcio y el ensamblaje de los elementos contráctiles del citoesqueleto. 26 Extravasación leucocitaria Qumiotaxis y activación Leucocitos: – extienden seudópodos mientras integrinas de membrana se unen a moléculas de la matriz extracelular durante la quimiotaxis. – siguiendo con la activación: Se producen metabolitos del AA a partir de fosfolípidos. Se prepara toda la maquinaria para la degranulación con liberación de enzimas lisosomales, así como el estallido respiratorio. Se regulan las moléculas de adhesión. 27 28 Leucocito activado Fagocitosis y degranulación El leucocito reconoce el material a fagocitar mediante las opsoninas (C3b, IgG). Para ello cuenta con receptores específicos para ellas: FcR, CR1, 2, 3. 29 Leucocito activado Fagocitosis y degranulación Luego del englobamiento la vacuola fagocítica se une a un lisosoma generando un fagolisosoma. Así se descarga el contenido de los gránulos en su interior (y a veces también hacia el exterior celular). Se forman especies reactivas del oxígeno. 30 31 Lesión asociada a la respuesta celular - La respuesta inflamatoria se asocia casi siempre a cierto grado de lesión hística. 1) FAGOCITOSIS: - Las enzimas se liberan dentro del fagolisosoma, pero pueden escapar por: Degranulación prematura. Fagocitosis fallida. Sustancias que lisan lípidos de membrana. 2) LEUCOCITOS ACTIVADOS: Radicales libres de oxígeno. Lesión endotelial directa Daños hísticos Derivados del metabolismo del ácido araquidónico. 32 Inflamación Mediadores químicos Median los procesos celulares inflamación aguda y crónica. y vasculares de la De origen plasmático (precursores) o celular (preformados o sintetizados de novo). Se unen a receptores específicos de las células blanco. Pueden tener múltiples funciones. Inician o mantienen la respuesta inflamatoria; otros la frenan. Corta vida media. Pueden producir daño tisular. Numerosos mecanismos de 33 control. 34 35 Inflamación Mediadores químicos - Aminas vasoactivas: histamina; serotonina. - Proteasas plasmáticas: complemento; sistema de las quininas; coagulación. - Metabolitos del ácido araquidónico: prostaglandinas; leucotrienos; lipoxinas. - Citocinas y quimioquinas: IL-1; TNF-α. - Óxido nítrico. - Especies reactivas del oxígeno. - Componentes lisosomales. 36 Proteasas plasmáticas Sistema del complemento 37 Metabolitos del ácido araquidónico 38 Citoquinas y quimioquinas Interleuquina-1 (IL-1) Aumenta flujo sanguíneo local, fiebre, producción de otros mediadores solubles, aumenta expresión moléculas de adhesión. Factor de Necrosis Tumoral alfa (TNF-) Aumenta expresión de moléculas de adhesión, expresión de otros mediadores solubles (quimioquinas, IL-1), fiebre. Interleuquina-6 (IL-6) Promueve diferenciación de monocitos, aumenta número de plaquetas circulantes y proteínas de fase aguda. Interleuquina-4 (IL-4) Relacionada a inflamación alérgica. Propiedades antiinflamatorias. Interleuquina-8 (IL-8) Quimiotáctico de neutrófilos. Interferón Gamma (IFN-) Función en inmunidad celular contra agentes intracelulares. 39 Óxido nítrico 40 1) Vasodilatación Prostaglandinas Óxido nítrico 2) Aumento de la permeabilidad vascular Aminas vasoactivas (histamina, serotonina) C3a y C5a (por inducción de la liberación de aminas vasoactivas) Bradicinina Leucotrienos (C4, D4, E4) Factor activador de las plaquetas 3) Quimiotaxis, activación leucocítica C5a Leucotrieno B4 Productos bacterianos Quimioquinas (ej. IL-8) 4) Fiebre IL-1, IL-6, TNF Prostaglandinas 5) Dolor Prostaglandinas Bradicinina 6) Lesión hística Enzimas lisosómicas de neutrófilos y macrófagos Metabolitos del oxígeno Óxido nítrico 41 Control de la respuesta inflamatoria aguda Mediadores antiinflamatorios Interleuquina-4 Transforming Growth Factor- (TGF- ) Interleuquina-10 Interleuquina-13 42 Reparación y angiogénesis Neutrófilos y macrófagos remueven material extraño y detritus celulares. Fibroblastos, células epiteliales y endoteliales crean nuevo tejido y restauran función. Angiogénesis permite revascularización del nuevo tejido. Factores de crecimiento promueven estos eventos: EGF, PDGF, TGF-, TGF-, etc. 43 Evolución del proceso inflamatorio 44 Evolución del proceso inflamatorio Factores que determinan la evolución Virulencia del agente. Respuesta del huésped. Severidad y localización de la lesión. 45 Evolución del proceso inflamatorio 1) RESOLUCIÓN: - Restablecimiento de la normalidad histológica y funcional. - Para ello se debe cumplir: Lesión limitada o de duración breve. No hay destrucción de tejido (necrosis) o es mínima. Sustitución de las células lesionadas irreversiblemente. 46 Evolución del proceso inflamatorio 2) FORMACIÓN DE ABSCESOS: - Ocurre cuando: Hay un abundante infiltrado neutrofílico. En determinadas infecciones por gérmenes piógenos. - Evolucionan a una cicatriz por la gran destrucción hística existente. 47 Evolución del proceso inflamatorio 3) CICATRIZACIÓN Y FIBROSIS: - Ocurre cuando: - La destrucción hística es importante. - Se afectan tejidos sin capacidad de regeneración. - Los exudados fibrinosos extensos no se reabsorben por completo y se organizan con la penetración de elementos del tejido conjuntivo produciendo fibrosis. 48 Evolución del proceso inflamatorio 4) INFLAMACIÓN CRÓNICA: - Estímulo crónico o injuria persistente: infecciones crónicas por bacterias persistentes, exposición prolongada a sustancias tóxicas (asbesto). - Inflamaciones repetición). - Inflamación (tuberculosis). agudas insidiosa recurrentes con (colecistitis respuesta a sub-clínica - Infecciones virales. - Enfermedades autoinmunes. 49 INFLAMACIÓN CRÓNICA 50 Características de la inflamación crónica Inflamación activa. Destrucción del tejido extensa mediada por las células inflamatorias. Aumento del tejido conectivo debido a intentos de reparación. Los eventos vasculares son de escasa significancia. Predominan las células mononucleares. 51 Células en la inflamación crónica 52 Soehnlein, O. et al., 2009. 53 54 55 FISIOPATOLOGÍA DE LA FIEBRE 56 Fiebre: Mecanismo Hipotálamo: termostato del organismo, usualmente seteado a 37oC. Fagocitosis. Destrucción bacteriana y la liberación de LPS. Interleuquina-1 liberada por los macrófagos. Resetean el hipotálamo a una temperatura mayor, produciendo fiebre. 57 58 59 Fiebre: Mecanismo Pirógenos endógenos: - IL-1 - IL-6 - TNF - IFN Pirógeno exógeno: - LPS 60 Fiebre: Mecanismo Pirógenos FIEBRE Conservación y producción de calor Endotelio hipotalámico PGE2 (liberada en el lado cerebral del endotelio hipotalámico) Cél. gliales (receptor EP-3) Elevación del termostato hipotalámico AMPc (neurotrasmisor) 61 Fiebre: Antipiréticos 62 Fiebre vs. Hipertermia Fiebre – elevación del set point. Hipertermia - no se eleva el set point - Exógena - Hipertermia maligna - Sind. maligno neuroléptico 63 64