inflamatia acuta

Upload: ssarbovan

Post on 10-Jul-2015

656 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Inflamaia acut Leziunile celulare determinate de stimuli ca traumele mecanice, necroze tisulare, celule canceroase sau ageni infecioi, pot declana o cascad bine organizat de schimbri fluidice i celulare n esuturile vii, vascularizate, proces numit inflamaie acut. Aceste schimbri duc la acumularea de lichide, electrolii, proteine plasmatice, precum i de leucocite n spaiul extravascular, i sunt manifestate clinic prin nroire, creterea temperaturii locale, tumefiere, durere i piederea funciei esutului afectat. Deseori inflamaia este un mecanism protector, a crei funcie biologic este de a dilua, izola i elimina cauza declanatoare, i de a repara leziunile tisulare aprute. Fr inflamaie, animalele nu ar putea supravieui interaciunii zilnice cu microbii din mediul nconjurtor, cu materiale strine sau traumatisme, i nici cu unele celule degenerate, mbtrnite sau neoplazice. Cunotinele legate de inflamaie au evoluat pe parcursul a 5000 de ani. Primele descrieri ale semnelor clinice ale inflamaiei dateaz din anul 3000 I.C., din Egipt. Celcus, un scriitor roman, a fost primul care a descris cele 4 semne cardinale ale inflamaiei (rubor, calor, tumor, dolor), semne ce se folosesc i azi n diagnosticarea inflamaiilor. n anii 1800, Rudolf Virchow, fondatorul patologiei moderne, a adugat al cincilea semn cardinal, pierderea funciei. Pn la vrsta de 25 de ani, Dr. Virchow a descoperit fibrinogenul, a descris procesul leucocitozei, i mai trziu a caracterizat puroiul i necroza. n 1859, cartea sa intitulat Patologie celular a devenit baza pentru studiul microscopic al bolilor. Fagocitoza de ctre macrofage, ca i component important a inlamaiei i a rspunsului imun, a fost descris pentru prima dat de Elie Metchnikoff, n 1883. n 1908 a primit premiul Nobel pentru aceste studii. Primul experiment care a demostrat rolul mediatorilor chimici (histamina) n inducerea rspunsului vascular a fost fcut de Sir Thomas Lewis, n 1927. Munca acestor pionieri, precum i studiile experimentale din secolul trecut au contribuit: la o mai bun nelegere a inflamaiei, i la dezvoltarea unor componeni terapeutici pentru tratarea efectelor nedorite ale rspunsului inflamator. Inflamaia acut este reacia progresiv a tesuturilor vii vascularizate la diferite injurii. Acest proces este de obicei o cascad mediat de chemoatractani, molecule vasoactive, citokine proinflamatorii i inflamatorii i receptorii acestora, molecule antimicrobiene sau citotoxice. Inflamaia acut are o durat de cteva ore pn la cteva zile, i este caracterizat de exudaia microvascular a electroliilor, a plasmei, i a proteinelor plasmatice, de migrarea leucocitar, n principal a neutrofilelor, de instalarea rapid a proceselor reparatorii i vindecare. n acest capitol, rspunsul inflamator acut va fi divizat n trei stadii: fluidic, celular i reparator. Inflamaia cu o durat mai lung, de sptmni sau luni, este considerat cronic; n aceste cazuri inflamaia activ este caracterizat de prezena limfocitelor, macrofagelor i a necrozelor tisulare, acompaniate de reparaie tisular prin vindecare, fibroz i formare de esut de granulaie, toate acestea pot avea loc simultan. Inflamaia cronic poate s apar ca urmare a imposibilitii organismului de a elimina agentul etiologic care a cauzat inflamaia acut iniial, sau poate fi rezultatul direct al aciunii factorului nociv. Ca i exemple se pot aminti infeciile cu Mycobacterium spp.; expunerea prelungit la materiale strine precum resturile vegetale sau seminele de iarb; bolile autoimune precum artrita. Exist diferene dar i similitudini ntre cele dou tipuri de inflamaii, ns cele dou vor fi desrise n capitole separate. Aspecte benefice i duntoare ale inflamaiei Ca i regul general, rspunsul inflamator este benefic pentru c: Dilueaz i/sau inactiveaz toxinele biologice i chimice Distruge sau sechestreaz microbii i celulele neoplazice Asigur factorii de cicatrizare pentru suprafeele ulcerate i esuturile lezionate Degradeaz materialele strine Limiteaz micrile extremitilor i a articulaiilor pentru a asigura timpul necesar vindecrii 1

Totui, n anumite situaii, rspunsul inflamator exagerat i/sau prelungit poate fi duntor, i poate fi mai nociv dect agentul cauzal. n numeroase afeciuni ale omului ca infarctul miocardic, tromboza cerebral i ateroscleroza, rspunsul inflamator excesiv sau prelungit poate exacerba severitatea bolii. i n medicina veterinar rspunsul inflamator exuberant sau necontrolat poate agrava unele boli. Cercetrile n acest domeniu au dus la o mai bun nelegere a interaciunilor dintre stadiile inflamaiei acute, i a rolului cheie pe care il joac stimulii i mediatorii n inflamaia cronic. Prin urmare, medicamentele antiinflamatorii ca de ex. corticosteroizii, aspirina sau antiinflamatoarele nesteroidiene (NSAIDs) au fost dezvoltate i folosite pentru a reduce severitatea rspunsului inflamator prin modularea unor ci bine definite din cascada inflamatorie. Disciplinele de farmacologie, fiziologie i patologie molecular colaboreaz pentru a realiza medicamente antiinflamatoare mai puternice i mai eficiente din punct de vedere clinic. n viitor, cnd veterinarii vor folosi medicamente noi antimicrobiene, chimioterapice i terapia care regleaz expresia genelor, va fi foarte important modificarea rspunsului inflamator cu medicamente antiinflamatoare i monitorizarea continu a acestei terapii. De exemplu, n pneumonia produs de Mannheima haemolytica la bovine, folosirea intit a antiinflamatoarelor care moduleaz infiltrarea leucocitar i exudaia poate reduce cantitatea de exudat din alveole i pereii alveolari, astfel asigur o nbuntire a schimbului de gaze i previne apariia leziunilor pulmonare i a fibrozei. n acelai timp, se pot folosi antibiotice puternice sau alte medicamente, pentru a reduce proliferarea bacterian. Rspunsul inflamator acut Rspunsul inflamator acut poate fi iniiat de numeroi stimuli exogeni sau endogeni, care produc leziuni la nivelul unui esut vascularizat. Rspunsul la lezionare ncepe cu o hiperemie activ, cu creterea fluxului sanguin spre esutul afectat prin dilatarea secundar a arteriolelor i a capilarelor (rubor i calor), proces facilitat de mediatori chimici ca prostaglandinele, leucotrienele i oxidul nitric. Hiperemia activ este urmat rapid de schimbri n complexele joncionale ale celulelor endoteliale, induse de aminele vasoactive, fraciunile C3 i C5 ale complementului, bradikinin i factorul de activare plachetar (PAF), n urma crora rezult extravazarea plasmei i a proteinelor plasmatice n spaiul extracelular (tumefiere i durere - stimularea receptorilor durerii prin ntindere) mai ales din venulele postcapilare. Volumul i concentraia n proteine a exudatului sunt corelate cu dimensiunea spaiilor dintre celulele endoteliale i masa molecular a electroliilor i a proteinelor plasmatice ca albumina i fibrinogenul. n cazul unor leziuni severe cu distrugerea celulelor endoteliale, se produce hemoragia, iar exudaia plasmei i a proteinelor plasmatice se poate produce direct prin orificiul peretelui capilar sau venos. Odat activate, celulele endoteliale i perivasculare precum mastocitele, celulele dendritice, fibroblastele i pericitele pot produce citokine i chemokine, care regleaz expresia receptorilor pentru mediatorii inflamaiei i a moleculelor de adeziune. Proteinele plasmatice i fluidele care se acumuleaz iniial n spaiul extracelular ca rspuns la lezionare formeaz transudatul. Transudatul este un lichid care nu conine proteine (greutatea specific 1.020) care conine mai mult de 3 g/dL proteine i mai mult de 1500 leucocite/ L. Clasificarea morfologic a inflamaiilor ca seroase, fibrinoase, i/sau supurative se bazeaz pe caracterele lichidului care se formeaz i a leucocitelor care migreaz din vase n spaiul extracelular. Fibrinogenul este o protein plasmatic important, care n spaiul extravascular se polimerizeaz formnd fibrina. Plasma diminu efectul stimulului declanator, ntruct fibrina polimerizat delimiteaz zona afectat, mpiedicnd afectarea tesutului nconjurtor. Aceast delimitare asigur o int bine definit pentru migrarea leucocitelor din faza celular a rspunsului inflamator acut. 2

Neutrofilele sunt primele leucocite care apar n exudat, iar acumularea lor n exudat dup lichefiere formeaz puroiul. Ele au numeroase granule citoplasmatice, ca de ex. lizozomii, care conin peptide i proteine antimicrobiene, metaloproteine, elastaz i mieloperoxidaze care distrug agenii patogeni prin dou mecanisme: (1) fagocitoz i fuziunea cu lizozomi primari sau secundari i (2) secreia coninutului granulelor n exudat. Acest din urm mecanism poate produce uneori leziuni tisulare severe. Fibrina i produsele sale au activiti adiionale, care includ proprietile chemotactice i de coagulare. De asemenea are rol i n primele faze ale cicatrizrii rnilor. Neutrofilele i celelalte leucocite nu migreaz la ntmplare pentru a gsi zonele lezionate. Microbii, materialele strine i unele celule neoplazice elibereaz n exudat molecule chemoatractante, care difuzeaz pn la capilare i venule. Concentraia cea mai mare de chemoatractani o gsim n apropierea microbilor sau a particulelor strine, scade ns pe msur ce ne ndeprtm de surs. Acest proces formeaz un gradient chemotactic care asigur leucocitelor calea pe care trebuie s o urmeze pentru a ajunge la focarul lezional. Chemoatractanii activeaz receptorii i moleculele de pe suprafaa neutrofilelor, care determin deplasarea acestora i ataarea de suprafaa lumenal a capilarelor i venulelor, migrarea prin spaiile dintre celulele endoteliale, i migrarea prin exudat n sensul gradientului de concentraie, pn la sursa leziunii. Acest proces se numeste cascada de adeziune leucocitar. Aceast cascad este format din secvene bine definite, care se desfoar pe suprafaa lumenal a celulelor endoteliale. Faza reparatorie a rspunsului inflamator acut ncepe timpuriu, i este complet doar dac sursa este nlturat. Dac stimulul nu este ndeprtat, se poate produce proliferarea exuberant a esutului de granulaie, ca rspuns la o leziune cronic nevindecat. n faza reparatorie, celulele necrozate i esuturile sunt nlocuite prin diferenierea i regenerarea celulelor stem epiteliale i mezenchimale, care vor umple defectul cu esut conjunctiv, iar suprafaa denudat va fi acoperit prin reepitelizare. Cnd rspunsul inflamator acut este complet, iar stimulul este ndeprtat, esutul lezionat revine la structura i funcia normal, iar procesul inflamator este terminat. Stimuli care induc rspuns inflamator acut Exist dou categorii de stimuli, endogeni i exogeni, care sunt capabili s produc leziuni celulare i tisulare, i s induc un rspuns inflamator acut. Stimulii endogeni sunt cei care produc rspunsuri inflamatorii autoreactive primare, ca de exemplu antigenele nou formate din celule degenerate, displazice sau neoplazice, i reaciile de hipersensibilitate. Stimulii exogeni includ microbii ca virusurile, bacteriile, protozoarele i paraziii; materialele strine ca fibrele vegetale sau firele de sutur; stimuli mecanici ca leziunile traumatice; stimulii fizici ca arsurile sau degerturile, radiiile ionizante i microundele; stimulii chimici ca substanele caustice, toxice i veninurile; i stimulii nutritivi ca ischemia sau carenele vitaminice. Rspunsul inflamator acut la stimulii endogeni sau exogeni se produce simultan cu activarea sistemului imun propriu. Imunitatea nnscut este um mecanism de aprare nonspecific, care const n: Bariera fizic reprezentat de piele (pH sczut, acidul lactic i acizi grasi) i suprafeele mucoaselor digestive (saliva, secreiile mucoase, peristaltismul), respiratorii (activitatea mucociliar) i genitale. Secreia de molecule ca lactoferina, peptide antimicrobiene i surfactani. Eliberarea mediatorilor chimici formai n granulele citoplasmatice ale celulelor efectoare, care se distribuie n esutul conjunctiv, ca de exemplu mastocitele (histamina i factorul de necroz tumoral TNF-), leucocitele (citokine, enzime), i macrofage (citokine) Eliberarea substanei P, sub aciunea moleculelor efectoare din snge ca proteazele plasmatice (complementul, kinina, sistemul de coagulare) i unele fibre nervoase (fibre senzitive, fibre C reactive) Stimulii fizici i biologici care activeaz rspunsul inflamator acut i rspunsul imun, pot s acioneze direct asupra celulelor efectoare de pe suprafeele mucoaselor i esutul conjunctiv vascularizat, a moleculelor efectoare din snge, sau a celulelor endoteliale. Localizarea, gravitatea i 3

semnele clinice ale rspunsului inflamator depind de calea de ptrundere i de caracteristicile fizice i biologice ale stimulului. Stimulii fie penetreaz (razele UV), fie distrug/penetreaz (microbi i corpi strini) barierele epiteliale ale sistemelor alimentar, respirator sau urinar, i declaneaz rspunsul inflamator acut. Cnd microbii trec aceste bariere, se ntlnesc cu macrofagele i leucocitele care exprim receptorii de membran. Spre deosebire de sistemul imun nscut, cel dobndit reacioneaz printr-un rspuns antigenspecific, reprezentat de producerea de anticorpi i leucocite efectoare, care ncearc s elimine stimulul lezional i s genereze celule cu memorie, cu rol n aprarea specific. Efectele stimulului inflamator se manifest prin intervenia unor molecule biologice numite mediatori chimici. Aceti mediatori sunt reprezentai de aminele vasoactive (histamina, serotonina), proteazele plasmatice (complementul, kininele, proteinele sistemului de coagulare), mediatorii lipidici (metaboliii acidului arahidonic), PAF, citokine, chemokine i oxidul nitric. Mastocitele sunt bogate n histamin i ali mediatori. Ele sunt distribuite n esutul conjunctiv adiacent vaselor de snge, iar n faza fluidic a rspunsului inflamator acut se produce alterarea permeabilitii acestor vase. Histamina, care se formeaz n granulele mastocitelor, este eliberat printr-un proces numit degranulare. Bradikinina, o alt amin vasoactiv, se formeaz n urma lezionrii vasculare i/sau endoteliale. Att histamina, ct i bradikinina produc schimbri ale calibrului arteriolelor, capilarelor i a venulelor postcapilare, i cresc permeabilitatea capilarelor i a venulelor postcapilare. Aceste schimbri au loc n stadiile timpurii ale fazei fluidice, i sunt urmate rapid de faza celular a rspunsului inflamator acut. Faza fluidic (exudativ) a rspunsului inflamator acut n condiii normale, capilarele permit doar trecerea moleculelor cu greutate molecular mai mic de 69.000. Schimbul de molecule mici i ap dintre lumenul vascular i spaiul interstiial este foarte rapid. De exemplu: apa din plasm se schimb cu apa din spaiul interstiial de 80 de ori nainte ca plasma s strbat sectorul capilar. Cantiti mari de fluide pot trece peretele vascular, n mod fiziologic, n caz de: (1) presiune hidrostatic crescut, cauzat de hipertensiune i/sau retenie de sodiu; (2) scderea proteinelor plasmatice; sau (3) obstrucie limfatic i/sau venoas. Dac cantitatea de fluide este mare, se formeaz edemul. Dac cantitatea este mic, iar venulele postcapilare i vasele limfatice sunt funcionale, fluidele exudate din arteriole i capilarele mici se ntorc n circulaie. n timpul rspunsului inflamator acut, fluidele trec din arteriole, capilare i venule n esutul extracelular. Principala funcie a acestei faze este de a dilua i localiza stimulul. Secvenele evenimentelor vasculare sunt urmtoarele: Creterea fluxului sanguin la locul leziunii; Creterea permeabilitii capilarelor i venulelor postcapilare pentru proteinele plasmatice i leucocite (mediatorii chimici ai inflamaiei); Migrarea leucocitelor (mediatorii inflamaiei i cascada de adeziune leucocitar) n exudat. n aceast faz exist o reacie vasocentric imediat la stimuli (arteriole, capilare i venule portcapilare). Iniial, arteriolele se dilat, iar capilarele i mresc diametrul pentru a se acomoda la fluxul sanguin crescut (calor i rubor). Prin urmare, fluxul sanguin prin sectorul capilar este ncetinit, iar permeabilitatea crete datorit aciunii mediatorilor chimici. Datorit trecerii fluidelor din capilare n spaiul extracelular, plasma devine mai vscoas, ceea ce contribuie de asemenea la ncetinirea circulaiei. Microscopic se poate observa ncrcarea capilarelor cu eritrocite, datorit hemoconcentraiei. Acest proces determin staz sanguin, care asigur condiiile optime pentru marginaia leucocitar de-a lungul suprafeei luminale a celulelor endoteliale, nainte de migrarea lor prin jonciunile intercelulare n exudatul inflamator. Dinamica celulelor endoteliale n rspunsul inflamator acut 4

Celulele endoteliale reprezint interfaa dintre plasma din lumenul vascular i esutul conjunctiv perivascular. Ele sunt celule polarizate (suprafaa luminale vs. suprafaa abluminal), adaptate la nevoile fiziologice ale patului vascular. Transportul prin endoteliu are loc prin: (1) transcitoz (pasaj transcelular), prin intermediul unor vezicule mici; sau (2) pasaj paracelular. Transcitoza, procesul care transport substanele prin nglobarea lor n vezicule acoperite de membran, faciliteaz transportul albuminei, a lipoproteinelor cu densitate mic (LDLs), a metaloproteinazelor i a insulinei. Pasajul paracelular permite transportul apei i a ionilor prin jonciunile intercelulare. Acest proces este mai activ n venulele postcapilare. 30% din jonciunile celulare endoteliale ale venulelor postcapilare se pot deschide la diametrul de 6 m, echivalent cu diametrul unui eritrocit. Transudarea lichidelor din patul vascular poate avea loc la cteva secunde dup ce un stimul a declanat rspunsul inflamator acut. Mecanismul prin care are loc transudarea, depinde de caracteristicile biologice i fizice ale stimulului declanator. Mecanismele extravazrii vasculare n rspunsul inflamator acut includ: Deschiderea complexelor joncionale dintre celulele endoteliale Aciunea direct a stimulului poate produce necroza i detaarea celulelor endoteliale, ca n cazul unor infecii virale sau produse de protozoare Leziuni dependente de leucocite, cnd necroza i detaarea celulelor endoteliale este produs de enzime i mediatori eliberai de ctre leucocite n timpul migrrii. Transcitoza endotelial crescut Spaiile dintre celulele endoteliale se pot forma prin (1) contracia (actin/miozin) celulelor endoteliale, care este cel mai frecvent mecanism, sau prin (2) reorganizarea citoscheletului i a microfilamentelor proteice din celulele endoteliale. n ambele cazuri, spaiile rezult din deschiderea complexelor joncionale dintre celule. Spaiile intercelulare care se formeaz prin contracia celulelor endoteliale sunt mai rspndite la nivelul venulelor postcapilare, unde exist numeroi receptori pentru histamin, serotonin, bradikinin i angiotensin II. Spaiile care se formeaz prin reorganizarea citoscheletului apar mai frecvent la nivelul venulelor postcapilare, i mai puin la nivelul capilarelor, ca rspuns la aciunea citokinelor ca interleukina (IL)-1 i TNF, i a hipoxiei. Formarea spaiilor este tranzitorie, i are o durat de 15-30 minute de la aciunea stimulului. Exudaia produs de lezionarea direct a endoteliului are loc datorit necrozei i detarii celulelor de pe membrana bazal, ceea ce asigur condiii favorabile pentru activarea coagulrii i a cascadei complementului. De obicei, acest tip de extravazare are loc imediat dup aciunea factorilor necrotizani, cum ar fi agenii termici, chimioterapicele sau citotoxinele bacteriene. Exudarea produs de leziunile induse de ctre leucocite are loc datorit interaciunii lor cu celulele endoteliale n timpul cascadei de adeziune leucocitar. Leucocitele activate elibereaz din lizozomi specii reactive de oxigen, radicali liberi i enzime proteolitice prin degranulare, proces care determin necroza celulelor endoteliale i detaarea lor. Acest tip de extravazare afecteaz de obicei capilarele i venulele postcapilare. Faza celular a rspunsului inflamator acut Principala funcie a acestei faze este cea de a asigura leucocitele necesare pentru fagocitarea agenilor patogeni. Neutrofilele, eozinofilele, bazofilele, monocitele i limfocitele au rol n protejarea mucoaselor, a pielii i a altor suprafee ca pleura, pericardul i peritoneul. Aprarea se realizeaz prin fagocitoz sau eliberarea de enzime proteolitice, mediatori chimici i specii reactive de oxigen. Neutrofilele au de asemenea rol n rspunsul la corpi strini, toxine i celule neoplazice. Trecerea leucocitelor din lumenul vascular n spaiul interstiial este numit cascada de adeziune leucocitar. Acest proces este iniiat n faza fluidic i este influenat de chemokine, citokine i substane chemoatractante ca complementul. Vasodilataia i modificrile de permeabilitate duc la ncetinirea fluxului sanguin i la schimbri ale forelor hemodinamice, datorit crora leucocitele se dispun la periferia lumenului vascular, pe suprafaa celulelor endoteliale. Acest proces se numete marginaie leucocitar. n final, leucocitele migreaz printre celulele endoteliale, pn la nivelul 5

exudatului, proces numit transmigrare. Cascada de migrare leucocitar este format din secvene bine definite ca: legarea, rostogolirea, rostogolirea lent, activarea, adeziunea i transmigrarea leucocitelor spre stimulul chmotactic. Blocarea uneia din aceste secvene are ca rezultat scderea numrului de leucocite din exudat. Acest proces este mediat de interaciunea unor liganzi exprimai pe suprafaa neutrofilelor, limfocitelor, macrofagelor, i a receptorilor exprimai pe suprafaa lumenal a celulelor endoteliale activate. Chemokinele i citokinele influeneaz acest proces prin modularea expresiei i/sau a aviditii acestor molecule de adeziune. Aceste molecule sunt reprezentate de selectine, integrine, citoadezine, imunoglobuline i alte molecule ca CD44. Legarea are loc dup marginaie, i reprezint primul contact al leucocitelor cu suprafaa lumenal a celulelor endoteliale. Se realizeaz prin legturi tranzitorii, slabe, ntre moleculele de adeziune din familia selectinelor i receptorii si. Leucocitele ader temporar la endoteliu, dar apoi se desprind, rezultnd o apropiere de celulele endoteliale i reducerea vitezei de circulare. Acest proces este mediat de selectine, incluznd selectina-L exprimat de neutrofile i selectina-P, o molecul legat de carbohidrai, stocat n corpii Weibel-Palade din celulele endoteliale i n granulele a trombocitelor. Urmtorul pas, rostogolirea, este procesul n care rezult un contact prelungit ntre leucocite i endoteliu. Leucocitele se rostogolesc de-a lungul suprafeei endoteliale sub aciunea forelor hemodinamice. Aceast rostogolire poate fi indus chiar i de cel mai mic stimul, ca manipularea chirurgical, cldura, ischemia temporar sau degranularea mastocitelor. Urmeaz stadiul de rostogolire lent, care are loc n urma interaciunii celulelor endoteliale cu citokinele proinflamatorii, ca TNF-, dup exprimarea selectinelor E de ctre celulele endoteliale, i a 2 integrinelor i a CD11b de ctre neutrofile. ncetinirea timpului de circulaie a neutrofilelor prin capilare i apropierea lor de endoteliu, precum i expresia chemokinelor pe suprafaa celulelor endoteliale, contribuie la formarea unui mediu propice pentru trecerea la stadiul de adeziune ferm. Pentru acest stadiu, neutrofilele i celulele endoteliale trebuie s fie activate de o varietate de citokine (interleukina-1, interleukina-6, factorul de necroz tumoral), de complement, factorii de activare plachetar (PAF), PDGF (platelet-derived growth factor), chemokine i ali mediatori. Odat ce neutrofilele sunt activate, moleculele de selectin-L sunt separate de pe suprafaa lor, i se vor exprima alte proteine membranare (integrine) prin exocitoza rapid a unor vezicule citoplasmatice. Adeziunea de celulele endoteliale este mediat de legturile dintre moleculele de integrinele 2 de pe suprafaa neutrofilelor i moleculele ICAM de pe celulele endoteliale. La nivelul venulelor postcapilare, micarea leucocitelor este ncetinit dup marginaie, de la 10 m/sec pn la oprire. Leucocitele aderate migreaz (transmigreaz) printre celulele endoteliale dac n exudat exist un chemoatractant exogen. i n acest proces sunt implicate cteva molecule de adeziune leucocitar. Neutrofilele i celelalte leucocite migreaz prin jonciunile intercelulare. Acestea emit pseudopode, care se extind printre celulele endoteliale i se ataeaz de membrana bazal (format din laminin i colagen) i de proteinele matrixului extracelular subiacent (proteoglicani, fibronectina, vitronectina). Aceast interaciune este mediat parial de integrinele 1. Migrarea transendotelial a neutrofilelor duce la acumularea acestora n exudatul inflamator care se formeaz n esutul conjunctiv. Deficienele adeziunii leucocitare Deficienele de adeziune leucocitar (LAD) apar datorit unor defecte de migrare a leucocitelor la locul inflamaiei. Aceste deficiene sunt cunoscute la om, dar au fost descrise de curnd la bovine i la cini. Urmrile deficienei de adeziune leucocitar, att la om, ct i la cine, subliniaz importana leucocitelor n aprare i rolul vital al moleculelor de adeziune n procesul de transmigrare. La bovine, cine (setter irlandez) i om, n tipul I de LAD lipsete expresia funcional a integrinelor 2. Aceti pacieni au un numr crescut de neutrofile n snge, uneori peste 125.000/L la bovine, dar acestea nu pot trece pereii vasculari i au capacitate slab de adeziune. La bovinele cu deficiene de adeziune leucocitar (BLAD) se pot ntlni gingivite, pierderi dentare, ulcere bucale, ulcere intestinale, ulcere cutanate, abcese fr formare de puroi i pneumonii. Animalele cu forme grave mor dup cteva zile sau sptmni de via datorit diareei i/sau 6

pneumoniei. Leziunile histologice sunt caracterizate de un infiltrat leucocitar rar la nivelul suprafeelor ulcerate sau a alveolelor pulmonare, n timp ce n lumenul vaselor se gsesc neutrofile n numr mare. Nu exist tratament eficient pentru viei i setteri irlandezi cu LAD, dar bovinele cu BLAD pot ajunge uneori la maturitate cu o terapie corespunztoare. Deficiena de expresie a integrinei 2 la viei Holstein se datoreaz unei mutaii punctiforme (adenina guanina) la poziia 128, care determin apariia unei schimbri n lanul de aminoacizi (acid aspartic glicina) din subunitatea a integrinei 2. La bovinele cu BLAD a fost depistat i alt mutaie, care nu schimb ns secvena aminoacizilor. La setterii irlandezi cu CLAD a fost depistat o singur mutaie, transversia G n C, la nucleotida 107 din ADN, prin care serina este nlocuit cu cisteina. O variant a LAD tipul I a fost descris la om, n care integrinele 2 sunt exprimate, dar nu sunt funcionale. n 1992 s-a descoperit o alt form de LAD: tipul II. n aceast form, pacienii au un deficit de sialoglicoproteine, care sunt necesare adeziunii mediate de selectine. Caderinele Caderinele sunt reprezentate de glicoproteine nrudite funcional, exprimate pe suprafaa celulelor epilteliale cutanate i ale mucoaselor, care mediaz adeziunea celular dependent de calciu. Exist trei subtipuri de caderine: epiteliale (E) sau uvomorulina, placentare (P), i neurale (N). Caderinele E i P sunt prezente la nivelul jonciunilor intercelulare. Limfocitele intraepiteliale care exprim integrinele 47, se leag de caderina E exprimat de celulele epiteliale. Caderina E este prezent n majoritatea celulelor epiteliale, iar caderina P se gsete la nivelul placentei i a epiteliilor. Caderina D se gsete n esutul nervos, muchi, rinichi i cristalin. Formarea autoanticorpilor anti caderine st la baza apariiei pemphigusului. Caderinele sunt vitale pentru activitatea imun nscut i reparaia tisular. Strategii terapeutice: inhibarea moleculelor de adeziune leucocitar Inhibarea infiltraiei cu leucocite poate fi util n tratamentul unor condiii ca accidentele vasculare, infarctul miocardic, astmul, bolile autoimune la om, laminita, injuriile de reperfuzie n colic, dilataia/torsiunea gastric, mastita, enterita, bolile pulmonare alergice, pneumonia i bolile autoimune la animale. De exemplu, unele studii au artat c, infiltraia iniial cu neutrofile n bronchii i bronhiole, la bovinele pneumonie produs de Mannheima haemolytica, necesit integrine 2 funcionale, dar acestea nu sunt ns vitale pentru infiltrarea neutrofilelor n alveole. Prin urmare, infiltraia alveolar poate fi inhibat de inhibitorii de selectine TBC1269 (Bimosiamose, Encysive Pharmaceuticals, Bellaire, Tex.). Inhibarea infiltraiei cu leucocite n bolile infecioase poate preveni distruciile produse de leucocite, dac este combinat cu o antibioticoterapie corespunztoare. De asemenea, manipularea infiltraiei leucocitare n anumite regiuni poate redireciona infiltaia ntr-o alt zon. De exemplu, se pot dezvolta inhibitori care permit infiltraia leucocitar la nivel bronhial, la animale cu patogeni cu localizare bronhial (Bordetella bronchiseptica la cini i porci), dar previne infiltraia la nivelul alveolelor. Inhibitorii ar putea de asemenea permite infiltraia la nivelul bazinetului renal i a zonei corticale n infeciile bacteriene ascendente, dar fr implicarea glomerulilor. Inhibitori nespecifici ai adeziunii leucocitare sunt AINS, corticosteroizii i substane care inhib eliberarea citokinelor inflamatorii. Inhibitorii specifici sunt reprezentai de antagonitii selectinelor (TBC1269, Efomycine, Cylexin), antagonitii integrinelor 1 (TBC4746, BIO1211) i antagonitii integrinelor 2 (A304470, BIRT377). Ali inhibitori includ peptidele derivate din fragmente de fibronectin, anticorpi monoclonali i ARN-ul inhibitor. Aceste substane sunt testate pe animale, pentru infarct miocardic, accident vascular, scleroz multipl, psoriasis, artrit reumatoid, boala inflamatorie intestinal, astm i colit. Unele dintre aceste medicamente sunt disponibile i sunt folosite la om. Faza reparatorie a rspunsului inflamator acut 7

Urmrile rspunsului inflamator acut Inflamaia acut se poate finaliza prin: Rezoluie (revenirea la structurile i funciile normale) Vindecare prin fibroz Formare de abcese Tranformare n inflamaie cronic Evoluia inflamaiei depinde de severitatea leziunilor tisulare, abilitatea de regenerare a celulelor i caracteristicile biologice ale stimulului lezional. Rezultatul dorit este rezoluia, care reprezint revenirea la structura i funcia normal. Rezoluia are loc dac: Secvenele rspunsului s-au desfurat n ordinea corect Macrofagele i vasele limfatice ndeprteaz exudatul Stimulul este nlturat Stroma conjunctiv a esutului afectat este intact i poate asigura suportul pentru regenerarea celulelor epiteliale Celulele denudate i necrotice sunt nlocuite prin regenerarea celulelor epiteliale adiacente de pe membrana bazal intact Primul stadiu critic al rezoluiei cuprinde eliminarea stimulului i neutralizarea mediatorilor chimici, revenirea la normal a fluxului sanguin i a permeabilitii capilare, oprirea migraiei leucocitare, moartea neutrofilelor rmase n exudat, i eliminarea exudatului prin fagocitoz. Regenerarea este al doilea stadiu al rezoluiei, care este dependent de disponibilitatea celulelor epiteliale progenitoare pentru nlocuirea celulelor distruse, i de prezena unei strome i a membranei bazale intacte. De exemplu, necroza tubular renal acut poate fi produs de antiboticele aminoglicozide, care produc descuamarea i necroza celulelor epiteliale de pe membrana bazal. Dac stroma i membrana bazal rmn intacte, celulele epiteliale progenitoare se pot divide i pot migra pentru a nlocui celulele distruse. Dac membrana bazal nu este intact, nu se vor forma tubi funcionali. Celulele tubulare epiteliale regenerative se vor atrofia, i vor forma agregate, cu celule gigante sinciializate. Simultan are loc i restabilirea microcirculaiei, prin proliferarea celulelor endoteliale, sub aciunea factorului de cretere endotelial vascular (VEGF). Celulele efectoare a rspunsului inflamator acut Celulele endoteliale Pe vremuri celulele endoteliale erau considerate doar celule simple care formeaz o barier ntre snge i esutul nconjurtor. Azi este cunoscut faptul c celulele endoteliale au un rol foarte important n reglarea: (1) hemostazei/coagulrii, (2) presiunii arteriale, (3) angiogenezei din timpul vindecrii rnilor, (4) carcinogenezei, (5) recrutrii leucocitelor i (6) a inflamaiei. n timpul inflamaiei, celulele endoteliale au un rol major n contracie, eliberarea mediatorilor chimici i expresia moleculelor de adeziune i a receptorilor. Mastocitele i bazofilele Cercetrile curente au demonstrat c mastocitele i bazofilele sunt celule distincte, chiar dac au caracteristici morfologice i funcionale asemntoare. Ambele provin din precursorul medular comun CD34+, mpreun cu alte granulocite i monocite. Diferenierea celulelor precursoare CD34+ n mastocite sau bazofile este dependent de un factor al celulelor stem, produs n mduva osoas de ctre fibroblaste i celule endoteliale. Nu exist dovezi care s ateste c bazofilele se transform n mastocite tisulare. La mamifere, mastocitele sunt distribuite n mod normal n esutul conjunctiv adiacent vaselor sanguine i limfatice mici de la nivelul pielii i a mucoaselor. Aceast dispunere permite interaciunea lor cu celulele dendritice (macrofagele) rezidente, i reacionarea la ptrunderea proteinelor strine sau a microbilor n spaiul perivascular. Studiile experimentale demonstreaz c, 8

mastocitele cutanate au o durat de via de 4-12 sptmni, n funcie de localizarea lor. n anii 1960, Enerback a identificat dou tipuri separate de mastocite: mastocitele din mucoase i cele din esutul conjuctiv. Mastocitele localizate la nivelul mucoasei respiratorii i intestinale cresc numeric n timpul rspunsului imun dependent de celulele Th2. Mastocitele localizate n esutul conjunctiv nu sunt dependente de celulele T. Mastocitele exprim receptori cu afinitate crescut pentru imunoglobulinele E (IgE), care cuplndu-se cu antigene ca polenul, alergenii sau parazii, produc degranularea mastocitelor. Substana P eliberat de fibrele nervoase senzitive (C-reactive) i macrofage, produce de asemenea degranularea mastocitelor. Prin degranulare se elibereaz histamina TNF- preformat, proteaze neutre, proteoglicani (condroitin sulfat i heparin), serotonina, triptaze, chimaze i factorii celulelor stem. Mastocitele sintetizeaz i leucotriene C4 (LTC4), PAF, prostaglandine D2, citokine i chemokine C-C. Eliberarea acestor mediatori contribuie la iniierea rspunsului inflamator acut. Aceti produi, n concentraii fiziologice, regleaz permeabilitatea vascular. Mastocitele mai produc i enzime proteolitice, ca triptaza i chimaza, care sunt implicate n remodelarea matrixului extracelular. Triptaza are efect mitogenic asupra celulelor epiteliale, i contribuie la proliferarea acestora n timpul vindecrii. Bazofilele se matureaz n mduva osoas ca i neutrofilele sau eozinofilele. Ele circul n sngele periferic, apoi sunt recrutate n esuturi, unde supraveuiesc cteva zile. Bazofilele exprim receptori IgE cu afinitate crescut, similar mastocitelor, i elibereaz granule i mediatori chimici. Ele sunt lipsite de heparin, produc citokine n cantiti limitate i cantiti crescute de IL-4 i IL-3. Bazofilele predomin n infiltraia leucocitar mediat de IgE, de la nivelul mucoaselor nazale, sinusale, a tractului respirator i a pielii, toate aceste regiuni sunt predispuse afeciunilor alergice. Rolul mastocitelor i a bazofilelor n reaciile de hipersensibilitate mediate de IgE se cunoate de secole. Acestea par a fi celule efectoare cu rol critic n reaciile de hipersensibilitate de tip I IgE dependente. Eliberarea mediatorilor produce creterea secreiei de mucus, acumularea unor lichide seroproteinacee n cile respiratorii, bronchoconstricie i vasodilataie. Producia excesiv de triptaz i chimaz de ctre mastocite intensific degradarea matrixului extracelular, i contribuie la fibrozarea i remodelarea esutului. Chemokinele i citokinele din mastocite i bazofile contribuie la aprarea imun, i la intensificarea expresiei moleculelor de adeziune, cu infiltraia leucocitar consecvent. Neutrofilele Neutrofilele sunt primele leucocite recrutate n exudatul inflamator. Scopul lor este de a elimina microbii (bacterii, fungi, protozoare, virui), celulele tumorale sau materialele stine. Activitatea biologic primar a neutrofilelor este de a ucide microbii, dar dac acest lucru nu este posibil, ele pot limita nmulirea lor, asigurnd astfel timpul necesar pentru formarea rspunsului imun adaptativ. Neutrofilele au dou funcii importante: (1) fagocitoza microbilor sau a materialelor strine, apoi fuziunea fagozomilor cu lizozomii neutrofilelor i formarea fagolizozomilor, n care microbii i materialele strine sunt distruse; i (2) secreia i eliberarea coninutului granulelor n exudatul inflamator. De asemenea, ele infiltreaz zonele de necroz tisular acut, precum cele care apar n infarctele ischemice sau n zonele necrotice ale tumorilor. Neutrofilele sunt produse n mduva osoas, intr n circulaie, iar dac nu sunt recrutate n esuturi de ctre un rspuns inflamator, ele trec n tesuturi unde vor fi distruse de macrofage. Ele pot prsi organismul i prin suprafeele mucoaselor digestive sau respiratorii. Timpul de circulaie n snge este de 10 ore, n esuturi ele supravieuiesc 1-4 zile. Citokinele, factorii de cretere i interleukinele pot stimula eliberarea neutrofilelor din mduv, i induc granulopoeza n 2-4 zile. Apoptoza i urmrile ei pot fi accelerate de TNF. n timpul apoptozei, neutrofilele -i pierd capacitatea de a se degranula i de activare, ceea ce previne leziunile tisulare excesive date de enzimele lizozomale. Neutrofilele care intr n esuturi devin activate datorit stimulrii de ctre mediatori i aderenei prin moleculele de suprafa. Mediatorii leag receptorii de neutrofile. Muli dintre aceti mediatori au efect chemotactic; cnd moleculele de adeziune leucocitar ca selectinele i integrinele se leag de liganzii specifici, induc eliberarea protein kinazei i a proteinei G, care asigur micarea leucocitelor n sensul gradientului chemotactic. 9

Neutrofilele pot fagocita particule cu diametrul de pn la 0.5 m, ca microbii, materiale strine, celule mbtrnite i moarte. Neutrofilele pot internaliza particule neopsonizate, cu toate c opsonizarea faciliteaz fagocitoza. Principalii receptori pentru opsonine sunt receptorii Fc, care se leag de poriunea Fc a imunoglobulinelor. Aceste legturi iniiaz activitatea GTPase Rac-1 i a integrinei 2 Mac-1, care se leag i fraciune a C3 a complementului. Proteinele care formeaz aceste legturi i kinazele lipidice mediaz activarea actinei, care formeaz pseudopodele, cu ajutorul crora neutrofilele nconjoar i internalizeaz particulele. Procesul de activare de asemenea duce la eliberarea calciului din reticulul endoplasmatic, care poate declana stresul oxidativ. Stresul oxidativ este procesul n care NADPH catalizeaz formarea radicalilor liberi n fagozomi, care vor distruge microbii i vor degrada materialul fagocitat. Odat ce particulele sunt internalizate, fagozomii fuzioneaz cu lizozomii i endozomii. Procesul fuziunii este modulat de calmodulin, o protein dependent de calciu. pH-ul din fagozomi scade, iar enzimele sunt activate, se formeaz radicalii liberi de oxigen i complexele de mieloperoxidaze. Abilitatea neutrofilelor de a ucide microbii sau de a degrada materialele strine depinde n mare parte de coninutul granulelor neutrofilelor, care stocheaz enzime degradative, peroxidaze, molecule de adeziune i peptide sau proteine antimicrobiene. Mieloperoxidaza este o enzim care convertete peroxidul de hidrogen n acid clorhidric. Acidul clorhidric i peroxidul de hidrogen fac parte din sistemul mieloperoxidazei, care este un mecanism antimicrobian foarte eficient. Defensinele, cathelicidinele i proteinele antimicrobiene contribuie la degradarea microbilor prin formarea unor pori n membrana microbian. Ele au efect i asupra chemotaxiei i asupra activrii rspunsului imun. Lactoferina inhib nmulirea bacteriilor fagocitate, prin sechestrarea fierului liber, iar elastaza hidrolizeaz proteinele peretelui celular bacterian i elastina tisular. Coninutul enzimatic al granulelor gelatinaza i mieloperoxidaza-, precum i substanele neenzimatice peptidele antimicrobiene i lactoferina- sunt eliberate n spaiul extracelular, i au rol n distrugerea extracelular a microbilor i degradarea matrixului extracelular. Efectele proteazelor din neutrofile, dac nu sunt inactivate, pot produce leziuni tisulare severe. Inhibitori ai proteazelor sunt prezeni n plasm i n exudatul inflamator. Formarea granulelor neutrofilice ncepe n timpul diferenierii celulelor mieloide, n mduva osoas. Granulele se observ iniial n mieloblati i promielocite, cnd veziculele imature se desprind din aparatul Golgi i fuzioneaz pentru a forma granule primare. Aceste granule sunt numite i azurofile din cauza afinitii pentru colorantul azur A. Aceste granule conin mieloperoxidaz, elastaz, defensine i cantiti mici de lizozim. Mielocitele i metamielocitele formeaz granule secundare, care conin defensine, lactoferin, lizozim i cantiti mai mici de mieloperoxidaz, CD11b/CD18, i elastaz. Neutrofilele n penultimul stadiu de dezvoltare (band cell) formeaz granule teriare care conin lizozim, gelatinaz, proteine secretorii bogate n cistein i molecule de adeziune CD11b/CD18, dar au cantiti mai mici de mieloperoxidaz, lactoferin, proteinaz 3, elastaz i defensine. Neutrofilele n band i cele mature au de asemenea vezicule secretorii, care conin proteine plasmatice, fosfataz alkalin i numeroase antigene CD, inclusiv molecule de adeziune CD11b/CD18. Veziculele secretorii sunt mobilizate rapid dup activare, permind infiltrarea leucocitar. Granulele neutrofilelor au evoluat filogenetic i sunt adaptate fiecrei specii. La majoritatea mamiferelor, enzimele eliberate de ctre neutrofile produc lichefierea exudatului, formnd puroiul. La reptile i psri aceste enzime fie lipsesc, fie se gsesc n cantiti mici, atfel exudatul nu se poate lichefia, i se formeaz un material cazeos. Granulele din heteofilele psrilor (echivalentul neutrofilelor la psri, iepuri i porcuori de guineea) au cantiti mici de mieloperoxidaz, ca i neutrofilele bovinelor i porcinelor. Neutrofilele bovinelor i ovinelor au cantiti limitate de lizozim. -defensinele sunt prezente la iepuri, porcuori de guineea, hamsteri, obolani i n neutrofilele bovinelor, dar nu au fost identificate n cele de la cine, pisic, oarece, porc i cal. Eozinofilele Eozinofilele sunt recrutate din circulaie n esutul conjunctiv vascularizat al diferitelor organe, ca rspuns la chemoatractanii prezeni n bolile alergice i parazitare. De exemplu eozinofilele sunt prezente n anumite procese inflamatorii de la nivelul pielii, sistemului respirator i digestiv, precum i de la nivelul ficatului. Eozinofilele au granule proeminente, care conin proteine bazice, 10

iar cnd sunt activate produc citokine, chemokine, proteaze i radicali oxidativi. Aceti mediatori sunt eliberai n infestaiile parazitare, infiltraia eozinofilic este implicat n rezistena fa de anumite tipuri de cancer. Pe de alt parte, substanele eliberate de eozinofile contribuie la lezionarea esuturilor n diferite organe, inclusiv pulmoni (astm), cord, piele i tract gastrointestinal. Eozinofilele au fost descrise iniial ca celule sanguine (leucocite) cu multe granule citoplasmatice, cu afinitate pentru coloranii acizi ca eozina. Denumirea de eozinofil a fost propus deEhrlich n anii 1800. n 1883 s-a demonstrat rolul eozinofilelor n rspunsul imun fa de helmini, iar n anii 1970 s-a observat creterea numrului lor n snge (eozinofilie) n caz de boli alergice sau parazitare. Eozinofilele sunt puin mai mari ca neutrofilele. Nucleul este lobat (bilobat) i este format din heterocromatin (condensat). Granulele eozinofilelor sunt cunoscute pentru dimensiunele mari, mai ales la cal: sunt bogate n arginin, i se coloreaz brun-roietic. Eozinofilele au mai multe tipuri de granule: granule specifice mari, granule mici, granule primare i secundare. Granulele mari specifice conin 4 proteine distincte: (1) proteina bazic major, (2) proteina cationic, (3) neurotoxina derivat i (4) peroxidaza. Aceste proteine exercit un efect biologic asupra microbilor i asupra esuturilor n care se multiplic microbii, prin lezionarea membranelor lipidice. Histaminaza i alte enzime hidrolitice lizozomale ca colagenaza i gelatinaza, sunt de asemenea prezente n granulele mari specifice. Granulele mici conin enzime ca arilsulfataza, fosfataza acid, metaloproteinaza i gelatinaza. Eozinofilele produc de asemenea i citokine i chemokine. Coninutul granulelor eozinofilice poate produce leziuni tisulare severe, inclusiv degradarea colagenului, cum se ntmpl i n granuloamele eozinofilice la pisic, cal sau cine. Aproape toate mastocitoamele de la cine, i unele de la pisic, conin eozinofile. Chemoatractanii majori ai eozinofilelor sunt histamina i factorul chemotactic eoozinofilic A (din mastocite), peptidele neutrofilice, C5a, citokinele i chemokinele eliberate din celulele epiteliale, eozinofile, mastocite i helmini. Acidul 5-oxo-6,8,11,14-eicosatetraenoic este un activator puternic al eozinofilelor umane. Acesta contribuie la acumularea eozinofilelor la nivelul sistemului respirator n boli ca astmul. Monocitele i macrofagele Monocitele i macrofagele fac parte din sistemul monocito-macrofagic. Numrul tisular de macrofage este meninut de: influxul monocitelor din snge, proliferarea monocitelor recrutate n esuturi, turnoverul biologic al macrofagelor prin apoptoz (durata de via n esuturi este de aprox. 3 sptmni). n timpul rspunsului inflamator, monocitele care au receptori pentru mediatorii chimici ai inflamaiei, exercit activiti de migrare, chemotactice, de pinocitoz i de fagocitoz. Cnd monocitele migreaz n esuturi, ele se difereniaz i devin macrofage tisulare. Exist dou tipuri de macrofage tisulare: cele din diferite organe (macrofage libere i fixe) i macrofage derivate din monocite sub aciunea stimulului inflamator. Macrofagele din organe/esut conjunctiv ptrund n aceste locuri ca monocite sanguine, dar n condiii fiziologice (nu inflamatorii). Aceste macrofage includ: n esutul conjunctiv (histiocite-macrofage libere), n ficat celulele Kupfer (macrofage fixe), n pulmoni (macrofagealveolare - libere) i macrofagele intravasculare (macrofage fixe), macrofagele fixe i libere din limfonoduri i splin, macrofagele fixe din mduva osoas, macrofagele seroaselor pleurale i peritoneale (macrofage libere), macrofagele cutanate (histiocite-macrofage fixe). n timpul inflamaiei, sub aciunea mediatorilor monocitele prsesc patul vascular, ptrund n esuturi i devin macrofage activate. Acest proces poate avea loc oriunde n organism, i st la baza apariiei inflamaiei cronice. Din punct de vedere funcional macrofagele fac parte din sistemul imun nnscut. Ele reprezint principalul declanator al rspunsului imun adaptativ, datorit abilitii lor de a procesa i prezenta antigenul, i de a regla activitatea celulelor T. Mediatorii chimici ai rspunsului inflamator acut Mediatorii chimici ai inflamaiei sunt produi n ficat, n neutrofile, bazofile, macrofage/monocite, trombocite, mastocite, celule endoteliale, celule musculare netede, fibroblaste i majoritatea celulelor epiteliale. Moleculele preformate ha histamina, sunt stocate n granulele sau vacuolele 11

celulelor inflamatorii. Ele pot fi eliberate imediat dup activarea celular, i devin active n cteva secunde. Alte molecule ca citokinele, moleculele de adeziune i prostaglandinele sunt sintetizate dup ce celulele inflamatorii devin activate. Mediatorii originari din proteinele plasmatice i proteinele sistemului de coagulare i a complementului sunt sintetizai n ficat sub form de precursori, care trebuie activai printr-un clivaj proteolitic n sistemul circulator; odat ce clivajul proteolitic este iniiat, activitatea kininei i a complementului este imediat, ca i la histamin. Mediatorii inflamaiei, indiferent de originea lor, se leag n general de receptorii celulelor int, pe care le activeaz sau le stimuleaz pentru a secreta mediatori adiionali. Acetia din urm pot amplifica sau supresa secreia de mediatori de ctre celulele int. Odat ce sunt activai i eliberai, mediatorii inflamaiei au un timp de njumtire scurt, sunt distrui de ctre kinaze i antioxidani, sau sunt blocai de inhibitori exogeni ca inhibitorii de complement. Acest proces echilibreaz severitatea rspunsului inflamator acut, i poate fi exploatat pentru dezvoltarea unor medicamente care inhib rspunsul inflamator excesiv. Dac mediatorii sunt n exces, pot produce leziuni severe n zona inflamat i n esuturile din jur. Proteinele inflamatorii preformate includ histamina, serotonina, bradikinina i tahikinina (substana P i neurokininele). Aceste substane sunt eliberate n timpul fazei iniiale a rspunsului inflamator. Mastocitele i bazofilele sunt principalele surse de histamin i serotonin. Bradikinina este eliberat de leucocite i celulele endoteliale vasculare, iar substana P de mastocite, bazofile i fibrele nervoase C reactive (senzitive). Mediatorii devin activi rapid i contribuie la creterea permeabilitii vasculare, care poate dura de la cteva minute pn la cteva ore. Histamina crete rapid permeabilitatea vascular. Este derivat din aminoacidul histidin, prin aciunea histidin decarboxilazei. Aceast enzim catalizeaz decarboxilarea histidinei, formnd histamina i dioxid de carbon. Histamina este stocat (preformat) n granulele mastocitelor, bazofilelor i a trombocitelor. Efectele majore ale histaminei sunt: (1) vasodilataie (hiperemie activ) prin receptorii H1 i H2, (2) creterea permeabilitii microvasculare prin receptorii H1, (3) reflexe neurale, reflexe vagale, bronhoconstricie, (4) eliberarea PG F2, (5) durere i prurit, (6) tahicardie, i (7) chemotaxie pentru eozinofile. Efectele vasculare acute ale histaminei sunt imediate (n cteva minute) dar tranzitorii (dureaz aproximativ 30-90 minute). Antihistaminicele inhib legarea histaminei de receptorii H1 localizate pe celulele int (leucocite, celule endoteliale, celulele musculare netede). Eozinofilele elibereaz histaminaze care degradeaz histamina. Eliberarea histaminei din mastocite are loc ca rspuns la stimuli ca IgE, C3a, C5a, cldur, frig, substana P, ATP i produii leucocitelor, celulelor endoteliale i a trombocitelor. Au fost descrii 3 receptori pentru histamin: H1, H2 i H3. Histamina liber reacioneaz n cteva minute cu receptorii H1 de pe endoteliul venulelor, produc contracia vaselor i formarea spaiilor (reorganizarea citoscheletului filamente de actinomicin), crescnd astfel permeabilitatea vascular. Activarea receptorilor H1 poate duce la formarea citokinelor i a anticorpilor de ctre limfocitele T i B. Aceti receptori se gsesc i la nivelul limfocitelor T , B, i a monocitelor. Histamina acioneaz i prin receptorii H2, care se gsesc pe suprafaa multor celule, ca celulele endoteliale, celulele epiteliale gastrice i neuronii. Aciunea histaminei asupra leucocitelor este de asemenea mediat prin receptorii H1 i H2. Receptorii H3 au rol de autoreceptori inhibitori la nivelul terminaiilor nervoase, i regleaz neurotransmitorilor lanivelul sistemului nervos central i periferic. Aciunile histaminei pot fi mimate de substane agoniste ale receptorilor H1 i H2, sau pot fi blocate de substane antagoniste. Acest efect st la baza terapiei folosite n medicina veterinar. Receptorii pentru histamin sunt implicai n patogeneza alergiilor, iar antagonitii acestor receptori reduc simptomele asociate rinitei alergice. n broniolita alergic la pisic i cal, activarea receptorilor H1 produce creterea permeabilitii vasculare i apariia inflamaiei seroase a bronhiilor i a bronhiolelor. Dac acest rspuns este blocat, efectul alergenilor poate fi minimalizat la aceti pacieni. Serotonina (5-hidroxitriptamina) este o amin vasoactiv cu aciuni similare histaminei. Serotonina este de asemenea un neurotransmitor important. Se gsete n granulele mastocitelor la roztoare 12

i n trombocite la mamifere. Serotonina i histamina sunt eliberate din trombocite, dup ce sunt activate de urmtoarele: Agregarea i contactul cu colagenul membranelor bazale n zonele n care celulele endoteliale sunt necrozate i detaate; Trombina din activarea cascadei de coagulare Adenozin difosfatul eliberat din celulele endoteliale lezionate; Activarea cascadei complementului (C3, C5). Kininele, ca tahikinina i bradikinina, sunt mediatori chimici ai inflamaiei acute, i acioneaz de asemenea prin modularea rspunsului la cascada de coagulare i cascada complementului. Activarea sistemului kininelor duce la formarea bradikininei. Bradikinina este un peptid vasoactiv, cu proprieti proinflamatorii, care produce: Permeabilitate vascular crescut Vasodilataie Creterea sensibilitii la durere Contracia musculaturii netede Creterea metabolismului acidului arahidonic (stimularea fosfolipazei A2) Hipotensiune Bronhoconstricie Tahikininele sunt o familie de neuropeptide vasoactive care includ substana P i neurokinina A i B, care sunt sintetizate de fibrele nervoase senzitive aferente pulmonilor i sistemului digestiv. Aceste substane sunt implicate n reaciile alergice i n astm. Substana P induce vasoconstricie, vasodilataie, creterea permeabilitii care duce la formarea edemului, activare leucocitar i chemotaxie. Substana P induce i actvarea i degranularea mastocitelor, bazofilelor i eozinofilelor, cu eliberarea histaminei i a altor mediatori. Histamina eliberat, printr-un mecanism de feed-back, se leag de receptorii H3 de la nivelul fibrelor nervoase i inhib parial producerea substanei P. Unul din numeroii receptori pentru substana P, NK-1R, este exprimat pe suprafaa mastocitelor, celulelor epiteliale, endoteliale i a macrofagelor. Cascada complementului Cascada complementului este o secven unic de evenimente moleculare, care au loc n sistemul vascular, i prin care proteinele plasmatice inactive sintetizate de ficat sunt activate n urma unei leziuni tisulare. Aceast cascad rezult din generarea unor molecule biologic active cu efect proinflamator, chemotactic, opsonizant, de solubilizare a antigenelor, de formare a anticorpilor, de permeabilitate i microbicid, care de obicei sunt benefice animalului. Sistemul complementului este format dintr-un numr mare de proteine plasmatice, aproximativ 10% din proteinele serice sunt factori ai complementului. Exist o cale clasic i una alternativ de activare sau fixare a complementului, care duce la formarea unui complex de atac membranar (MAC) care perforeaz membrana celular a microbilor sau a celulelor gazd. n timpul generrii MAC sunt eliberate componentele complementului, care au efect inflamator i imun. Proteinele C1 i C9 ale complementului sunt componente plasmatice inactive, care sunt activate de substane ca moleculele microbiene, endotoxine, imunoglobuline agregate, polizaharide complexe, i veninuri. Punctul critic este activarea C3 prin calea clasic sau cea alternativ. Calea clasic a cascadei poate fi activat prin complexe de anticorpi. Activarea are loc cnd IgG i/sau IgM se cupleaz la C1. C1 are trei componente: C1 q, r i s. C1q se leag de regiunea Fc a IgG i/sau IgM, i aduce molecula C1r cu activitate proteolitic n proximitatea moleculei C1s, care este clivat prin interaciunea cu C4 i C2. Se formeaz convertaza C3 (C4b2a) i eventual convertaza C5 (C4b2a3b). Convertaza C3 transform C3 n C3a, iar convertaza C5 transform C5 n C5a. Calea alternativ este iniiat de produii microorganismelor, inclusiv LPS (lipopolizaharid) din bacteriile gram negative i polizaharidele peretelui celular al fungilor. i alte proteine plasmatice activate, ca plasmina, kalicreina i factorul XII activat pot declana clivajul C3 i formarea de C3b. C3b se combin cu factorul B i factorul D, i formeaz convertaza C3 a cii alternative (C3bBb). Aceasta transform C3 n C3b. C3b se combin cu convertaza C3 a cii alternative, pentru a forma 13

convertaza C5 a cii alternative (C3bB3b), care transform C5 n C5a. Deoarece calea alternativ poate fi activat de factorii de coagulare i kinine, odat ce acetia sunt activai, se activeaz i complementul, i vice versa. Uneori activarea unui sistem duce la activarea celuilalt. C3 crete permeabilitatea vascular prin inducerea eliberrii histaminei din mastocite. C5 odat format, este eliberat n exudatul inflamator i se comport ca o anafilatoxin (o molecul care determin eliberarea histaminei sau a altor mediatori din mastocite sau bazofile), chemoatractant pentru leucocite, i induce expresia moleculelor de adeziune ce ctre celulele endoteliale. MAC se formeaz prin scindarea C5 de ctre convertaza C5, formndu-se C5a i C5b. C5b servete ca o ancor pentru asamblarea unei molecule formate din C6, C7 i C8. Acest MAC faciliteaz polimerizarea C9 (pn la 18 molecule de C9), formnd un tub care este inserat n membrana dubl lipidic a bacteriilor. Se formeaz un canal prin membrana celular, care permite pasajul ionilor, a moleculelor mici i a apei n interiorul bacteriei prin osmoz, liznd bacteria. Acest proces poate afecta i celulele gazdei, ca de exemplu n anemiile hemolitice. Metaboliii acidului arahidonic Cnd celulele sunt lezionate de stimulii inflamatori sauali mediatori chimici, lipidele membranelor celulare sunt rearanjate rapid pentru a crea o varietate de mediatori lipidici biologic activi derivai din acidul arahidonic. Metaboliii acidului arahidonic sunt mediatori derivai din lipide, care acioneaz ca hormoni locali, influeneaz cascada de coagulare i mediaz aproape fiecare pas al rspunsului inflamator acut. Efectele sunt de scurt durat deoarece aceti mediatori lipidici sunt distrui rapid de enzime. Metaboliii acidului arahidonic includ prostaglandinele, leukotrienele i lipoxinele. Acidul arahidonic (acid eicosatetraenoic) este un acid gras derivat din acidul linoleic, prezent n membranele plasmatice din carnea roie. Este un component al membranelor fosfolipidice i este principalul precursor al eicosanoidelor. Eicosanoidele sunt sintetizate de dou clase de enzime: (1) ciclooxigenaze i (2) lipooxigenaze, iar produsele lor sunt (1) prostaglandinele i tromboxanii, i (2) leukotrienele i lipoxinele. Aceste molecule sunt sintetizate n celulele endoteliale, leucocite i trombocite. Ele i exercit efectul biologic asupra musculaturii netede din vase i ci respiratorii, asupra celulelor endoteliale i a trombocitelor. Acidul arahidonic este eliberat din fosfolipidele membranare a celulelor endoteliale i a leucocitelor, datorit aciunii fosfolipazei A2 citoplasmatice (cPLA2), i n mai mic msur a fosfolipazei solubile (extracelulare) (sPLA2). cPLA2 este translocat de pe reticulul endoplasmatic pe membrana plasmatic atunci cnd crete concentraia intracelular de calciu. Activitatea sPLA2 necesit de asemenea participarea calciului. Acidul arahidonic liber se metabolizeaz pe una din cele trei ci: (1) calea COX pentru formarea prostaglandinei i a tromboxanilor; (2) calea lipooxigenazei pentru formarea leukotrienelor i a lipoxinelor; i (3) pe calea citocromului p450 pentru formarea acidului epoxieicosatrienoic (HPETE i HETE). Exist trei isoenzime COX COX 1, COX 2 i COX 3 care sunt componente ale prostaglandin H sintetazei i acioneaz mpreun cu o peroxidaz a grupului hem. Izoemzima COX 1 este prezent n aproape toate esuturile, i este considerat o enzim cu rol fiziologic n hemostaz i gastroprotecie. Expresia izoenzimei COX 2 este indus de stimuli exogeni i endogeni, i are loc n regiunile inflamate. Este prezent n leucocite, celule endoteliale i fibroblaste sinoviale. Izoenzima COX 3 este o variant a enzimei COX 1 (mai este numit i COX1b sau COX 1v). Este prezent n cantiti mari la nivelul cortexului cerebral la cine i om, dar a mai fost detectat i la nivelul aortei umane i a endoteliului cerebral la roztoare, n cord, rinichi i esut nervos. Formarea i inhibarea prostaglandinei Metaboliii acidului arahidonic din izoenzimele COX induc formarea unei prostaglandine intermediare, PGH2, care este convertit n cel puin 5 metabolii (PGD2, PGF2, PGE2, PGI2 i TXA2), prin enzime specifice pentru fiecare metabolit. Concentaia relativ a acestor cinci tipuri de prostaglandine depinde de tipul celulei stimulate. De exemplu, PGI2 (prostaciclina) este produs de 14

celulele endoteliale, cu ajutorul PGI2 sintetazei, n timp ce TXA2 (tromboxan) este produs de trombocite, ca ajutorul TXA2 sintetazei. PGD2 este produs de mastocite, PGE de celule epiteliale, fibroblaste i celule musculare netede. Aceti factori inhib (PGI2), induc (TXA2) coagularea/tromboza, sau afecteaz permeabilitatea vascular (PGD i PGE). Aspirina, indometacina, ibuprofenul i naproxenul sunt inhibitori ai COX-1. Aspirina, naproxenul i ibuprofenul inhib de asemenea i COX-2. Alte substane care inhib COX-2 sunt celecoxib, rofecoxib, valdecoxib, lumiracoxib i etoricoxib. Acetaminofenul inhib COX-3 la cine, dar la om i la roztoare acest efect este mai puin cunoscut. Deoarece COX -3 este prezent n cantiti mai mari la nivelul cortexului cerebral, iar acetaminofenul traverseaz bariera hematoencefalic (spre deosebire de alte AINS), explic de ce acetaminofenul este uneori mai eficient n tratarea durerilor de cap, dect n inhibarea inflamaiei n organism. Acetaminofenul poate inhiba ntr-o mic msur COX-2 i COX-3 (COX-1b), dar poate avea i alte efecte. Multe din efectele antiinflamatorii ale corticosteroizilor se datoreaz inhibrii fosfolipazei A2, enzima care elibereaz acidul arahidonic din fosfolipidele membranare. Corticosteroizii determin celula s sintetizeze un polipeptid numit lipocortin (lipomodulin), care va inhiba fosfolipaza A2. astfel efectul antiinflamator al corticosteroizilo este ntrziat. Exist o varietate de derivai naturali sau sintetici, care pot inhiba fosfolipaza A2. Formarea i inhibarea leukotrienelor n leucocite, acidul arahiconic poate fi metabolizat i pe calea 5-lipoxigenazei, rezultnd leukotrienele i lipoxina. 5-lipoxigenaza acioneaz concomitent cu o protein de activare a 5lipoxigenazei. Complexul format de 5-lipoxigenaza i proteina de activare este numit 5-HPETE (acid hidroperoxieicosatetraenoic), i este convertit ntr-un complex intermediar, leukotriena A4, care apoi este convertit n leukotriena B4 sau C4 prin hidrolaza A4, sau prin sintetaza C4. Sintetaza C4 este o glutation tranferaz, care transform leucotriena C4 n leucotriena D4 i E4. Efectele majore ale leucotrienelor includ: (1) creterea permeabilitii vasculare, (2) efect chemotactic pentru leucocite, i (3) vasoconstricie, iar toate acestea exacerbeaz rspunsul inflamator acut. Neutrofilele produc mai ales leucotriene B4, care sunt cei mai poteni factori chemotactici pentru neutrofile i macrofage. De asemenea stimuleaz leucocitele s elibereze coninutul lor lizozomal. Mastocitele i eozinofilele produc mai ales leukotriene C4. Macrofagele produc leucotriene B4 i C4. 5-HPETE i produsul su final 5-HETE (acid hidroeicosatetraenoic) au efect chemotactic puternic asupra neutrofilelor i macrofagelor. Lipoxina, secretat mai ales de trombocite, este produs de asemenea din acidul arahidonic, pe calea lipooxigenazei. Trombocitele nu pot forma direct lipoxine, doar prin interaciunea cu leucocitele i transferul metaboliilor acidului arahidonic n trombocite. Neutrofilele i pot transfera leucotrienele A4 trombocitelor. Ele conin 12 lipoxigenaze, care convertesc leucotrienele A4 derivate i transferate din neutrofile n lipoxina A4 i lipoxina B4. Lipoxinele au efecte pro-i antiinflamatorii, i contracareaz efectele leucotrienelor. Stimuleaz adeziunea macrofagelor la celulele endoteliale din vasele sanguine, dar inhib adeziunea neutrofilelor i chemotaxia. Lipoxina A4 produce vasodilataie i anuleaz aciunea de vasoconstricie indus de leucotriena C4. Calea 5-lipoxigenazei poate fi inhibat de numeroase substane (inhibitori ai 5-lipoxigenazei i antagoniti ai receptorilor leucotrienelor). Eozinofilele elibereaz arilsulfataza din granule, care inactiveaz leucotrienele. Acizii grai Omega 3 (uleiuri de pete) i inhibarea activitii eicosanoidelor Numeroase studii au demonstrat c acizii grai polinesaturai omega 3, care se gsesc n concentraii mari n anumite specii de peti, pot reduce rspunsul inflamator, n particular activitatea prostaglandinelor i a leucotrienelor. Acest efect are loc deoarece acizii grai omega 3 formeaz seria 3 de prostaglandine i seria 5 de leukotriene, n loc de seria 2 de prostaglandine i seria 4 de leukotriene, care se formeaz din acizii grai omega 6. Seriile 3 i 5 de prostaglandine i leucotriene, derivate din acizii grai omega 3 sunt mai puin active biologic ca cele formate din acizii grai omega 6. Aproximativ dou treimi din acizii grai polinesaturai din organism au 15

stuctur omega 6, treimea rmas are structur de omega 3. Acest raport poate fi schimbat prin consumul alimentelor ce conin uleiuri de pete, ceea ce crete cantitatea de omega 3 din esuturi i duce la formarea unor prostaglandine i leucotriene mai puin active. Factorul de activare plachetar FAP este o alt molecul potent de origine fosfolipidic, derivat din membranele celulare ale trombocitelor, bazofilelor, mastocitelor, neutrofilelor, macrofagelor i ale celulelor endoteliale. FAP contribuie la apariia inflamaiei, a ocului endotoxic i a reaciilor alergice (astm) prin vasoconstricie, bronhoconstricie, agregare plachetar i adeziune leucocitar, chemotaxie i degranulare. La concentraii sczute, FAP poate produce vasodilataie i permeabilitate vascular crescut. FAP contribuie de asemenea la rspunsul inflamator prin creterea stresului oxidativ din neutrofile dup fagocitarea bacteriilor, i stimuleaz sinteza eicosanoidelor. Determin agregarea plachetar urmat de eliberarea serotoninei i histaminei. Agregarea plachetar poate crete permeabilitatea vascular n rspunsul imun dobndit, rezultnd inflamaia. LysoPAF acetiltransferaza (lysoPAF-AT) i PAF-fosfocolintransferaza (PAF-PCT) sunt dou enzime care controleaz sinteza FAP din membranele lipidice. FAP i exercit efectul asupra celulelor int printr-un singur receptor. Aceti receptori au fost identificai n endoteliu, neutrofile, eozinofile, macrofage, musculatura neted i n celulele gliale. Activitatea FAP este redus/reglat de FAP acetilhidrolaza, care exist n celulele menionate anterior. Familia citokinelor Citokinele sunt un grup de proteine produse de numeroase tipuri celulare inclusiv limfocitele (limfokine), macrofagele (monokine), celulele endoteliale, neutrofilele, bazofilele, mastocitele, eozinofilele, celulele epiteliale i celulele esutului conjunctiv. Rolul lor primar este modularea expresiei funcionale a altor tipuri celulare n timpul rspunsului inflamator. Chemokinele sunt produse de aproape toate tipurile celulare i sunt citokine care determin chemotaxia leucocitelor i migrarea lor. Citokinele au de asemenea rol n: (1) hematopoiez, (2) imunitatea adaptativ. Sunt recunoscute 29 de citokine majore, care au fost grupate n urmtoarele categorii: Factori de cretere hematopoietici, care includ IL-3, GM-CSF, posibil IL-9, IL-11 i factorul celulelor stem Mediatorii inflamaiei, care induc reacia de faz acut i imunitatea natural (IL-1, IL-6, TNF) Citokine chemotactice (IL-8) Citokinele de proliferare a celulelor T, de activare i de difereniere (Ils 2,4,5,7,9,10,12 pn la IL-29) Exist citokine i proteine care exercit activitate de reglare a limfocitelor (interferon-, TGF-). Din punct de vedere biochimic citokinele pot fi divizate n dou categorii: tipul I i tipul II. Citokine care regleaz formarea i activitatea celulelor natural killer S-a demonstrat recent c IL-21 regleaz diferenierea i apoptoza indus de celulele NK. Aceste celule sunt specializate pentru a distruge anumite tipuri de celule int, precum celulele tumorale sau celule infectate cu virui. Celulele NK sunt considerate limfocite, dar ele nu exprim receptorii celulelor T sau CD3. Aceste celule secret granule specializate, care conin molecule citotoxice puternice ca perforina, care produce liza celulelor int. Celulele NK inactive pot fi stimulate de ligandul Flt-3, o citokin hematopoietic care stimuleaz proliferarea celulelor dendritice i rspunsul imun antitumoral, dar i de IL-4, IL-12, IL-15 i IL-21. Odat activat, IL-21 induce diferenierea celulelor NK i reglarea CD16, receptorul IgG necesar pentru toxicitatea celular. Celulele NK. n final, IL-21 iniiaz apoptoza celulelor NK difereniate i previne recrutarea celor neimplicate. 16

Chemokinele Chemokinele sunt proteine care sunt eliberate ca rspuns la stimulii inflamatori, i care induc chemotaxia neutrofilelor, macrofagelor i a limfocitelor spre exudatul inflamator. Ele activeaz celulele inflamatorii, induc activitatea antiviral, regleaz rspunsul imun i induc hematopoieza, angiogeneza i creterea celular. Chemokinele sunt produse de toate celulele nucleate din organism, inclusiv celulele epiteliale, fibroblaste, macrofage, mastocite, cheratinocite, celule dendritice i celule endoteliale. Leucocitele secret toate tipurile de chemokine, cu excepia fraktalkinei (pentru chemotaxia monocitelor), care este produs de celulele nonhematopoietice ca celulele endoteliale vasculare. Chemokinele se pot clasifica pe baza structurii biochimice (poziia cisteinei) sau pe baza comportamentului funcional (inflamatorii sau pentru ntoarcerea leucocitelor). Chemokinele inflamatorii sunt exprimate de ctre celulele rezidente i leucocitele infiltrate ca rspuns la citokine, toxine bacteriene sau ali ageni. Chemokinele pentru ntoarcerea leucocitelor sunt n general produse de esutul limfoid. Receptorii pentru aceste chemokine sunt prezente de obicei pe limfocite i celule dendritice. Expresia acestor receptori este variabil n funcie de diferenierea celular, ceea ce previne ptrunderea celulelor imature n locul greit. Radicalii liberi derivai din oxigen i oxidul nitric Radicalii liberi ca anionul superoxid, radicalul hidroxid i oxidul nitric rezult n urma lipoperoxidrii membranelor fosfolipidice, i a leziuniilor ADN-ului. Radicalii oxidativi pot: (1) s lezioneze celulele endoteliale, producnd creterea permeabilitii vasculare; (2) s inactiveze antiproteazele ca 1-antitripsina, rezultnd distrugerea proteinelor matrixului extracelular; (3) s accentueze expresia citokinelor; (4) s activeze celulele andoteliale i s accentueze expresia moleculelor de adeziune; i (5) s accentueze formarea factorilor chemotactici (LTB4). Pot de asemenea s inactiveze neurotransmitorii (adrenalina i noradrenalina), rezultnd hipotensiunea. Radicalii liberi sunt eliberai din neutrofile i macrofage n urma expunerii la chemokine i complexe imune, i dup fagocitoz. Organismul dispune de sisteme antioxidante: (1) enzimatice, ca superoxid dismutaza (SOD), catalaza i glutation peroxidaza; (2) nonenzimatice, ca ceruloplasmina, transferina i melatonina; i (3) substanele nonenzimatice din alimentaie ca vitaminele A, C i E, flavonoidele, licopenele, genisteina i reserpina. Toate acestea minimalizeaz distruciile tisulare cauzate de radicalii liberi. Oxidul nitric este un mediator chimic al inflamaiei care produce vasodilataie prin relaxarea musculaturii netede ale vaselor sanguine. Derivaii oxidului nitric sunt sintetizai de ctre celulele endoteliale, macrofage i unele celule specifice de la nivelul creierului, din L-arginin , oxigen molecular, NADPH, ali cofactori i enzima nitric oxid sintetaza (NOS). Oxidul nitric inhib agregarea plachetar i adeziunea, inhib inflamaia indus de mastocite, oxideaz lipidele i alte molecule, i regleaz chemotaxia leucocitelor. Receptorii pentru stimulii inflamatori exogeni i endogeni Receptorii PRRs pot s disting diverse clase de produse microbiene. Aceti receptori au un rol important n eliberarea citokinelor inflamatorii ca rspuns la substanele microbiene endogene sau exogene. Produsele microbiene exogene includ substane ca LPS, peptidoglicanii i acidul lipoteichoic. Aceste substane se pot lega de cteva tipuri de receptori. ............ Peptidele antimicrobiene i colectinele Peptidele antimicrobiene ca - i -defensina, cathelicidinele i altele precum peptidele anionice, histatinele i dermacidinele sunt peptide mici cu activitate microbicid mpotriva bacteriilor gram negative i gram pozitive, fungilor, micobacteriilor i a unor virusuri (ex. HIV). Ele sunt codificate 17

de gene ale celulelor implicate n rspunsul inflamator, n special neutrofile i celulele epiteliale ale pielii i ale mucoaselor respiratorii i digestive. Activitatea microbicid are loc prin formarea unor pori n membrana microbian sau anvelopa viral. Peptidele antimicrobiene au rol i n chemotaxia leucocitelor i a celulelor dendritice, n proliferarea celular, cicatrizare, eliberarea de citokine, i n echilibrul proteaze-antiproteaze. Exist numeroase peptide antimicrobiene, dar defensinele sunt cele mai importante, fiindc au i alte roluri n afar de cel microbicid. Exist trei tipuri de defensine: -, - i -defensine. Defensinele sunt produse de neutrofile i celule Paneth. -Defensinele sunt produse de neutrofile i celulele epiteliale. -Defensinele sunt produse de neutrofilele primatelor. Defensinele sunt proteine cationice cu trei perechi de legturi disulfidice intramoleculare. - i - Defensinele pot stimula degranularea mastocitelor, pot induce sinteza IL-8, chemotaxia limfocitelor T, i pot activa limfocitele T, macrofagele i celulele dendritice. Colectinele sunt molecule asemntoare colagenului. Proteinele surfactantului (SP) sunt colectine care mediaz rspunsul inflamator n pulmoni, mucoasa respiratorie i conductul auditiv. Exist patru proteine surfactant (A, B, C, D). Dou dintre acestea, A i D, regleaz rspunsul inflamator. SP-AD opsonizeaz i produce agregarea patogenilor bacterieni i virali, de asemenea activeaz macrofagele, induce degradarea celulelor apoptotice, i crete sau scade producia de TNF i specii reactive de oxigen ca rspuns la agenii infecioi. Proteinele de faz acut Proteinele de faz acut sunt proteine plasmatice sintetizate n ficat, a cror concentraie crete (sau scade) cu 25% n timpul inflamaiei. Aceste proteine servesc ca inhibitori sau mediatori al procesului inflamator, i includ proteina C-reactiv, glicoproteina acid-1, haptoglobina, proteina legat de manoz, fibrinogenul, 1-antitripsina i componentele C3 i C4 ale complementului. Concentraia acestor proteine de faz acut crete de obicei n timpul inflamaiei, n timp ce concentraia prealbuminei i a albuminei (care sunt de asemenea proteine de faz acut) scade n inflamaie. Procesele inflamatorii care sunt suficient de severe ca s determine creterea concentraiei plasmatice de citokine, ca IL-1 i TNF, cresc i concentraia plasmatic a proteinelor de faz acut. Proteina C-reactiv a fost recunoscutt recent ca marker al inflamaiei, n special al aterosclerozei la om. Proteina C-reactiv se leag de bacterii sau fungi i activeaz complementul. Odat ce nivelul proteinelor de faz acut i al citokinelor sistemice crete, este afectat frecvena cardiac, presiunea sanguin i reglarea hipotalamic a temperaturii prin stimularea direct sau indirect a neuronilor din nucleii hipotalamici specifici. Sunt afectate i frecvena respiratorie i schimbul de gaze. Rezumatul mediatorilor chimici ai inflamaiei acute Numeroi stimuli endogeni i exogeni pot activa TLRs, receptorii Fc pentru IgE, sau pot cauza doar leziuni mecanice care determin un rspuns inflamator acut. Acest rspuns poate avea loc rapid, ca urmare a eliberrii mediatorilor peformai i a activrii lor rapide, ca de exemplu a histaminei, kininelor, factorii complementului C3 i C5a i a tahikininelor (substana P). Aceste molecule afecteaz n general calibrul i permeabilitatea vascular, i activeaz leucocitele i celulele endoteliale. Produsele lipidice ca prostaglandinele, leukotrienele i FAP contribuie la chemotaxie, tonus vascular i activitatea leucocitar; toate aceste acioneaz n corelaie cu chemokinele i citokinele, pentru a activa celulele endoteliale i leucocitele. Oxidul nitric eliberat de macrofage i celule endoteliale induc vasodilataie i contribuie la leziunile tisulare cauzate de speciile reactive de oxigen. Mediatorii inflamaiei se leag de receptori care induc semnalizarea citoplasmatic i activarea celular, rezultnd producerea citokinelor adiionale, a moleculelor de adeziune i a altor mediatori care pot exacerba sau inhiba procesul inflamator. Neutrofilele activate care exprim molecule de adeziune leucocitar ca integrinele, ptrund n esutul inflamat i elibereaz enzime hidrolitice i alte substane care distrug esuturile. Sistemic, creterea nivelului proteinelor de faz acut i a citokinelor afecteaz temperatura corporal, funcia cardiovascular, locomoia, somnul, apetitul i alte activiti. 18

Pe msur ce procesul descris mai sus a fost studiat, s-au descoperit intervenii terapeutice din ce n ce mai sigure pentru reglarea procesului inflamaiei. Pot fi prevenite unele ci specifice din procesul inflamator prin sunbstane care inhib receptorii, semnalizarea receptorilor i expresia genelor. Inflamaia i senzaia de durere Rspunsul inflamator stimuleaz fibrele nervoase senzitive. Mecanoreceptorii detecteaz schimbrile din esuturi datorit acumulrii lichidului de edem i/sau a exudatului. Termoreceptorii detecteaz schimbrile temperaturii sistemice. Receptorii durerii pot s fie i ei activai. Prostaglandina E2 este principalul mediator al senzaiei de durere. PGE2 acioneaz printr-un receptor pentru glicin specific (GlyR -3), situat la nivelul cornului dorsal al mduvei spinrii. Inhibarea expresiei PGE2 reduce durerea, astfel tratamentul poate viza blocarea receptorilor GlyR -3. Efectul inflamaiei asupra rspunsului febril i a altor activiti n timpul rspunsului inflamator acut se produc citokine ca Il-1, TNF i Il-6, precum i unele proteine cu mobilitate crescut. Aceti mediatori, mpreun cu LPS (factor microbial) i alte molecule microbiene sau chimice potenial toxice, regleaz temperatura corporal, i pot produce dureri de cap, anorexie, dificulti locomotorii i pierderea contienei. Aceste efecte se produc datorit aciunii citokinelor asupra fibrelor senzitive din nervul vag, i datorit efectului asupra celulelor endoteliale, a microgliilor perivasculare i a macrofagelor meningiene, respectiv datorit abilitii celulelor de a induce activitatea COX-1, COX-2 i COX-3, prin care se va forma i elibera PGE2. PGE2 activeaz apoi nucleii hipotalamici preoptic i paraventricular, nucleul tractusului solitar, mduva ventrolateral i nucleul papabrahial, care regleaz febra i celelalte simptome amintite mai sus. Tipurile inflamaiei Septicemia i ocul endotoxic Septicemia este o form a bacteriemiei, complicat cu toxemie, febr i uneori stare de oc. Septicemia este caracterizat de trecerea microorganismelor n snge de la nivelul microcoloniilor prezente n esuturi i multiplicarea lor. n septicemie, inflamaia nu este o reacie local bine controlat, mediatorii se formeaz sistemic, i duc la exudarea difuz a plasmei n interstiiu i la sechestrarea leucocitelor n microvasculatur. Generarea citokinelor, kininelor, aminelor vasoactive i a mediatorilor lipidici, combinat cu leziunile endoteliale ntinse, duce la dezechilibre circulatorii severe. ocul septic i coagularea intravascular diseminat sunt conseciine frecvente ale septicemiei bacteriene. Septicemia trebuie difereniat de embolismul bacterian. De exemplu, unele lanuri de Streptococcus spp. pot prsi leziunile vegetative (endocardita valvular), iar coloniile mai mari sunt protejate de celule i fibrin. Embolusurile bacteriene pot s ajung n pulmoni, ficat, rinichi sau encefal, unde produc infecii secundare (abcese), dar ntregul proces rmne subclinic. n astfel de cazuri, proba de snge prelevat pentru cultur este lipsit de bacterii viabile. ocul endotoxic Interaciunea sistemic a microorganismelor i a produselor acestora (toxine) cu celulele gazd i mediatorii chimici are ca i rezultat apariia unui sindrom clinic, cunoscut ca ocul septic. Mediatorii i sistemele de amplificare care iniiaz procesul variaz n funcie de organism i natura procesului infecios (local sau sistemic). Elementele majore a ocului septic sunt: tulburrile hemodinamice, temperatura corporal anormal, hipoperfuzia progresiv, leziunile hipoxice ale celulelor susceptibile, modificrile cantitative ale leucocitelor i trombocitelor, CID, insuficiena organic multipl i moartea. 19

Endotoxina bacterian LPS din membrana bacteriilor gram-negative este considerat iniiatorul ocului septic. Stratul de peptidoglicani al bacteriilor gran-negative i exotoxinele bacteriene pot iniia rspunsul gazdei. Ali iniiatori importani sunt produii interaciunii dintre neutrofile, macrofage, trombocite, i microorganisme. Endotoxina se leag n ser de proteine transportoare de lipoproteine. Exist numerose ci prin care endotoxina induce activarea sistemic a mediatorilor inflamatori. Trei efecte directe a endotoxinei sunt activarea factorului Hageman (factor de coagulare), a complementului i inducerea cii TLR4. Aceste ci pot activa bradikina, FAP, metaboliii acidului arachidonic i citokinele (IL-1, TNF), iar toate acestea au rol n tulburrile de coagulare, hemodinamice, termoreglatoare i leucocitare observate n ocul septic. TNF este responsabil de producerea simptomelor ocului septic: hipotensiune, acidoz metabolic, hemoconcentraie, hemoragii intestinale, febr, activarea neutrofilelor i a celulelor endoteliale, predispoziia la tromboz. Il-1 acioneaz asemntor cu TNF n medierea ocului septic. Secreia de TNF de ctre macrofagele activate poate fi inhibat parial de pretratamentul cu glucocorticoizi ca dexametazona, care a fost folosit n terapie, dar cu succes limitat. ocul letal poate fi prevenit cu anticorpi anti-TNF sau cu inhibitori ai receptorilor TNF. n septicemia sever poate s apar sindromul rspunsului inflamator sistemic (SRIS), care este caracterizat de acumularea citokinelor, a neutrofilelor activate i a trombocitelor n sistemul circulator. Acestea duc la insuficien organic multipl i stare de oc. Majoritatea pacienilor supravieuiesc primului episod de SRIS, dar aceti indivizi prezint un risc crescut pentru apariia infeciilor secundare sau oportuniste, numite sindromul rspunsului antiinflamator compensator (SRAC). Activarea iniial a sistemului imun nnscut poate duce la scderea activitii macrofagelor, anergia celulelor T i apoptoza limfocitelor, contribuind la apariia SRAC. Insuficiena organic multipl este un stadiu trziu a osului septic i este un proces ireversibil. Ischemia tisular sistemic i hipoxia, asociat cu dezechilibrele cardiovasculare progresive, exudaia i CID duc la insuficien organic generalizat. Organele cele mai sensibile sunt cordul, creierul, rinichiul, pulmonii, ficatul i mucoasa intestinal. Celulele lezionate de ischemie recurg la glicoliza anaerob, care ce duce la consumul rapid al substratelor energetice (glicogen, glucoz), acumularea lactatului i la deficiena de ATP. Fr suficient ATP, pompele ionice membranare nu mai pot menine echilibrul electrolitic, integritatea membranar i sinteza de proteine. Influxul de sodiu i ap n celule produce edem celular cu pierderea funciei celulare. Influxul de calciu activeaz numeroase enzime intracelulare, inclusiv fosfolipaza, care lizeaz membranele celulare i elibereaz acidul arachidonic. Leziunile celulare ireversibile sunt asociate cu pierderea funciei mitocondriilor i pierderea permeabilitii selective a membranelor celulare. La animalele care mor din cauza ocului septic se observ de obicei fluide n principalele caviti, edem pulmonar, hemoragii peteiale, congestia ficatului i a intestinelor, deshidratare. Leziunile microscopice includ necroza acut a tubilor renali, a hepatocitelor centrolobulare, a miocitelor cardiace, a suprarenalelor i a vilozitilor intestinale. Clasificarea morfologic a exudatului n leziunile inflamatorii acute Aspectul macro i microscopic al diferitelor tipuri de reacii inflamatorii poate fi clasificat n funcie de componentele vasculare i celulare. Leziunile histopatologice din inflamaia acut sunt grupate n cinci categorii: leziuni seroase, catarale, fibrinoase, supurative sau purulente, i hemoragice, sau o combinaie a acestora, ca fibrinosupurative. Aspecte histopatologice similare se ntlnesc i n inflamaia cronic (limfomonocitar/limfohistiocitar sau granulomatoas). Inflamaia seroas Inflamaia seroas este inflamaia n care rspunsul tisular const n exudarea sau acumularea fluidelor cu concentraie proteic sczut i numr celular mic. Acest material apos este eliberat prin spaiile dintre celulele endoteliale sau rezult din hipersecreia unor glande seroase inflamate. Astfel se formeaz transudatul (greutate specific 1.02) i leucocite puine sau absente. n inflamaia fibrinoas apar leziuni endoteliale severe, care permit trecerea proteinelor cu greutate molecular mare, ca de exemplu fibrinogenul. Fibrinogenul extravazeaz din capilare i venulele postcapilare n timpul fazei fluidice a rspunsului inflamator acut, i se transform n fibrin, o protein omogen, care se coloreaz n roz la coloraia cu hematoxilin-eozin. Aceast leziune este produs de microbi infecioi, i este obsevat frecvent la nivelul cavitilor seroase ca pleura (pleurita fibrinoas), pericardul (pericardita fibrinoas), peritoneul (peritonita fibrinoas), i membrana sinovial a articulaiilor (sinovita fibrinoas sau poliserozita), i la nivelul meningelui (leptomeningita fibrinoas). Astfel de leziuni apar i la nivelul alveolelor pulmonare n pneumonia fibrinoas (Mannheima haemolytica), pneumonia interstiial atipic (3-metilindol) i n infeciile respiratorii virale (rinotraheita infecioas la bovine-IBR). Cnd fibrina formeaz o pelicul care acoper o suprafa ulcerat, este numit pseudomembran fibrinoas, iar cnd acoper pneumocitele din alveolele pulmonare i este amestecat cu detritusuri celulare, ca de exemplu n infecia cu virusul sinciial respirator bovin (BRSV), se numete membran hialin. Macroscopic, suprafeele esuturilor afectate sunt roii (hiperemie activ) i sunt acoperite cu un exudat vscos, elastic, cenuiu-glbui, care se poate ndeprta uor. Exemplul clasic este pneumonia fibrinoas cauzat de infeciile acute cu Mannheima haemolytica, n care att alveolele ct i stroma conjunctiv (septele interlobulare) conin cantiti semnificative de exudat fibrinos, care devine rapid infiltrat cu neutrofile, rezultnd un exudat fibrinopurulent. Alt exemplu de inflamaie fibrinoas este cea din IBR, produs de un herpesvirus care distruge celulele epiteliale ale tractului respirator, rezultnd o inflamaie fibrinoas. Ageni neinfecioi ca fumul sau temperatura crescut pot cauza de asemenea formarea unui exudat fibrinos n trahee. Microscopic se observ dilatarea capilarelor i a venulelor postcapilare, cu numeroase eritrocite n lumen (hiperemie activ), iar celulele endoteliale apar hipertrofiate. esutul conjunctiv din strom sau suprafaa mezotelial a organelor afectate conine sau este acoperit cu o pelicul roiede fibrin coagulat i/sau polimerizat, sau alte proteine plasmatice. Exudatul fibrinos este infiltrat rapid de neutrofile, rezultnd inflamaia fibrinopurulent. Inflamaia supurativ Inflamaia supurativ este inflamaia acut n care rspunsul tisular const n acumularea unui fluid cu concentraie mare de proteine plasmatice (greutate specific >1.02) i numr mare de leucocite, predominant neutrofile. Acest material este un exudat cunoscut sub denumirea de puroi. Puroiul poate fi un lichid cremos, dar dac se deshidrateaz poate deveni cazeos sau de consisten crescut, 21

uneori cu aspect laminat ca de exemplu n limfadenita cazeoas a oilor. Colecia circumscris de puroi vizibil macroscopic se numete abces, dac este vizibil numai la microscop se numete microabces. Puroiul poate fi localizat i ntre starturile tisulare ca fasciile sau esutul conjunctiv subcutanat, iar n astfel de cazuri se numete celulit sau inflamaie flegmonoas. n unele infecii cu germeni Gram-pozitivi (stafilococi), neutrofilele formeaz un exudat supurativ apos, care se infiltreaz printre fascii i planurile tisulare. Inflamaia supurativ, microabcesele, abcesele i exudatele sunt produse cel mai frecvent de bacterii ca Staphylococcus spp., Streptococcus spp. i Escherichia coli, i se pot forma n orice organ. Aceste bacterii pot de asemenea s produc meningite supurative bacteriene. Abcesele din SNC la cal pot fi produse de Streptococcus equi, iar la bovine, Listeria monocytogenes poate cauza formarea unor microabcese n creier. Inflamaia purulent bacterian poate avea loc i la nivelul: bazinetului i tubulilor renali (pielonefrit), bronhiilor pulmonare (bronhopneumonie), cavitilor nazale i sinusale (rinit i sinuzit), epiteliului glandular al prostatei (prostatit), vezicii biliare (colecistit), vezicii urinare (urocistit), i a acinilor i ductelor glandei mamare (mamit). Cazurile nevindecate pot trece n forma cronic. Macroscopic, suprafaa i/sau esutul conjunctiv al organelor afectate sunt hiperemiate i acoperite cu un puroi gros, alb-cenuiu. n unele cazuri, puroiul se amestec cu fibrin, formnd exudatul fibrinopurulent. Microscopic, esutul afectat conine multe neutrofile, celule degenerate, material necrotic, bacterii, proteine plamatice i fibrin. Nomenclatura inflamaiilor (diagnostic morfologic) Nomenclatura folosit n patologia veterinar asigur clinicienilor diagnosticul morfologic, i o descriere exact a procesului, a tipului inflamaiei i a bolii. Diagnosticul morfologic este format din 6 componente: severitate, durat, distribuie, exudat, modificare i esut. Pe baza examinrii postmortem i/sau a examenului histopatologic, morfopatologul va pune un diagnostic morfologic, prin includerea, n ordine secvenial, a componentelor nomenclaturii care caracterizeaz cel mai bine specimenele. De exemplu, n cazul rinichiului, elementul central al diagnosticului morfologic este numele esutului n latin, nefro. Dac rinichiul este inflamat, prefixul nefro este combinat cu sufixul it, rezultnd cuvntul nefrit, nsemnnd inflamaia rinichiului. Celelalte componente ale diagnosticului morfologic, ca i gradul de severitate, durata, distribuia, exudatul i modificarea, vor precede nefrita, i vor descrie caracteristicile procesului inflamator. Tipul de distribuie a leziunii inflamatorii nu descrie numai localizarea ei, ci de multe ori explic i mecanismul prin care s-a produs leziunea. Aceste tipuri de distribuie sunt: leziuni focale, multifocale, extensive local i difuze. n diagnosticul morfologic se pot folosi i sufixele oz sau patie. Acestea se refer la procese degenerative sau de mbtrnire, fr inflamaie. Prin urmare, pentru descrierea unui proces degenerativ de la nivel renal se pot folosi ambii termeni: nefroz sau nefropatie. Celelalte componente se adaug apoi la nefroz sau nefropatie, pentru a descrie caracteristicile procesului degenerativ. La unele boli metabolice sau tumorale nu se aplic aceast nomenclatur, dar pot fi stabilite diagnostice morfologice valide. Un ficat mrit, friabil, galben i grsos poate fi diagnosticat morfologic ca ficat gras (lipidoz hepatic),