Quimiotaxis y Fagocitosis
Exudación celular
“En los campos de la observación la suerte solo
favorece a las mentes preparadas” (L. Pasteur)
Inflamación (2)
Defectos en la función leucocitaria
Los neutrófilos son las principales celulas efectoras
en la inflamación aguda pero tienen una vida
media corta.
La activación del endotelio es un proceso
Imprescindible en la inflamación aguda
Los macrófagos y/o monocitos intervienen en
menor numero pero sobreviven mucho mas
tiempo.
Premisas
Venulas
Noxa
flujo normal
inflamación disminución de la velocidad del flujo
MARGINACION de leucocitos
Acumulo de leucocitos
sobre el endotelio vascular RODAMIENTO
adhesión progresiva
PAVIMENTACION
Endotelio revestido
por leucocitos
6 a 24 horas
INFLAMACION AGUDA
Rodamiento Activación Adhesión
Estable
Transmigración
Integrinas/IG
LFA1 MAC1 ICAM1 VLA4/ VCAM1 PECAM-1 (CD31)
Quimiotaxis Trombina
PAF
Histamina
Citoquinas
(IL-1, TNF)
24-48 horas
Quimiocinas
•MARGINACION Y RODAMIENTO
Marginación = Acumulación leucocitaria en la
periferia de los vasos
Rodamiento = Mediante adhesiones débiles los
leucocitos ruedan sobre la superficie
endotelial (rodadura)
Familia de moléculas de adhesión
- Selectina E (CD26E) en cels.endoteliales
- Selectina P (CD26P) en endotelio y plaquetas
- Selectina L (CD26L) en leucocitos
Presencia de receptores especificos en las membranas
celulares de los leucocitos
El leucocito emite un pseudópodo para su movimiento
al atravesar la membrana basal del endotelio
Mediadores quimicos Citoquinas (IL-1, TNF)
Factores quimiotácticos
Moléculas de adhesión Inmunoglobulinas
Selectinas, Integrinas
Glucoproteinas (mucinas)
•ADHESION Y TRANSMIGRACION
Marginación, rodamiento y adhesión 1º (intravascular)
Transmigración a través del endotelio (diapedésis)
2º
Migración en el intersticio hacia el
estimulo quimiotáctico (quimiotaxis /extravascular)
3º
Activación endotelial
Participación de leucocitos neutrófilos
Mecanismos Moleculares
en la activación de la célula
endotelial
1.- Redistribución de las moléculas de adhesión hacia la <
superficie celular (cuerpos de Weibel-Palade (1) y
P- selectinas (2)
(importante en el rodamiento)
2.- Inducción de las moléculas de adhesión sobre el
endotelio por parte de las citoquinas (IL-1 y TNF)
1 2
Moléculas de adhesión
Selectinas
E-selectina (ELAM-1) endotelio
P-selectina (endotelio y plaquetas)
L-selectina (LAM-1) la mayoria de leucocitos
leucocito - endotelio
Glucoproteinas tipo mucina GlyCAM, PSGL-1, ESL-1, CD34
Inmunoglobulinas
ICAM-1
VCAM-1
Integrinas
LFA-1, MAC-1
VLA-4, LPAM-1
Superficie leucocitos
Superficie endotelial
Superficie leucocitos
Superficie endotelial
Adhesión labil
Adhesión fuerte
Célula endotelial estimulada
ICAM-1
LFA-1
ELAM-1
3.- Aumento de la intensidad de fijación a través de las
integrinas activadas.
IL-1
TNF
E-Selectina
ICAM
4.- Transmigración a través de las uniones intercelulares
a través de la PECAM-1 (CD31) ‘platelet endothelial
cell adhesion’
PECAM-1 (CD31)
DIAPEDESIS
El leucocito emite de un pseudópodo (lamelipodo) que tira
de la célula en dirección de la extensión.
El lamelipodo posee un complejo de filamentos de actina-miosina
Efecto de iones calcio y fosfoinositol sobre proteinas
reguladoras de la actina: - filamina
- gelsolina
- profilina
- calmodulina
•Fijación de los agentes quimiotácticos a receptores específicos
•Desencadenamiento de cadena activación para liberación de
calcio citosólico
CONTRACCIÓN Y MOVIMIENTO
•DIAPEDESIS LEUCOCITARIA
Agente quimiotáctico
Receptor
Prot. G activa
Fosfolipasa C
IP3 Inositol trifosfato
Dacilglicerol
DAG
RE
Ca++
Ca++
Aumento del nº y afinidad
De las moléculas de adhesión (LFA-1)
Ensamblaje de filamentos actina-miosina
PIP2
PSEUDÓPODO
Resumen del reclutamiento de los
leucocitos al foco inflamatorio
Activacion endotelial (que incrementa la expresion de
selectinas y sus ligandos)
Rodamiento de los leucocitos (facilitado por la adherencia
o union laxa de selectinas a sus ligandos de hidratos de carbono)
Adherencia firme leucocitos-celulas endoteliales (mediada por quimiocinas en las que las integrinas se unen a
sus ligandos endoteliales)
Transmigración de los leucocitos (entre las celulas
endoteliales mediante las interacciones de PECAM-1 y salida
a espacio extravascular)
• QUIMIOTAXIS
“Locomoción orientada de las células en el
intersticio según un gradiente químico”
Las células inflamatorias: leucocitos, monocitos y en menor
grado los linfocitos responden a estimulos quimiotácticos
con grados diferentes de velocidad.
MEDIADORES QUIMICOS
Componentes del sistema del complemento: C5a
Productos via lipooxigenasa: LTB4, AA
Citocinas (quimiocinas) : IL-8
EXOGENOS : Productos del agente patógeno( bacterianos)
ENDOGENOS
¿qué tipo de leucocitos migran ?
En la mayoria de las formas de inflamación aguda
predominan los neutrófilos durante las primeras 6 a 24
horas y son sustituidos por monocitos/macrófagos a las
24- 48 horas
Excepciones •En la inflamacion aguda por Pseudomonas el reclutamiento de
neutrófilos es continuo durante varios dias…
•En las Infecciones viricas los linfocitos son los primeros es
activarse
•En las infecciones parasitarias el reclutamiento es de eosinófilos.
• FAGOCITOSIS
1.- Reconocimiento y adherencia de la particula
2.- Englobamiento de la partícula
3.- Destrucción o degradación de lo fagocitado
Fc
C3b
Fijación
Englobamiento
Formación de
Fagolisosomas y
Degranulación
1. Reconocimiento y adhesión de la particula (1)
Los leucocitos expresan varios RECEPTORES que reconocen
estimulos externos y emiten señales activadoras:
a) RECEPTORES DE TIPO SEÑUELO /TLR (para los
productos microbianos)
b) RECEPTORES ACOPLADOS A LA PROTEINA G
(reconocen peptidos bacterianos cortos , algunas
quimiocinas y productos de degradación del complemento
como C5a)
c) RECEPTORES PARA LAS OPSONINAS
1. Reconocimiento y adhesión de la particula(2)
La particula a fagocitar ha de estar revestida de factores séricos
denominados
- Fc de la IgG
- C3b
- colectinas
OPSONINAS
Las particulas opsonizadas se
unen a receptores situados en la
superficie de neutrófilos y macrófagos
RECEPTORES
- FcγR
- CR1,2,3
- c1q
- La célula (neutrófilo o monocito) emite extensiones citoplasmáticas
o pseudópodos que rodean a la particula hasta quedar englobada
dentro de un FAGOSOMA cuya membrana procede de la membrana
de la célula.
- Esta membrana del fagosoma se fusiona con la membrana
limitante de un granulo lisosomal produciendose la descarga del
contenido del lisosoma en el FAGOLISOSOMA
2. Englobamiento de la partícula
(interiorización)
Degranulación paulatina del neutrófilo y/o monocito
y escape de las sustancias al espacio exterior.
Formas de liberación de productos leucocitarios
1.- Regurgitación durante la ingestión
2.- Endocitosis inversa
(captación de particulas ingeribles encima
de superficies planas –endotelios-)
3.- Citolísis : muerte del leucocito
3.- Degradación y destrucción de la particula (I)
a) Mecanismos dependientes del oxigeno
Producción de peroxido de hidrógeno en el interior del lisosoma
La fagocitosis estimula el consumo de Oxigeno (O2)
2 O 2
+ e -
NADPH oxidasa
2 O 2
- .
+ 2 H
+
2 O 2 + NADP + H
+ +
H O + O
2 2
2
Dismutación espontánea
Mieloperoxidasa
(MPO) en granulos
azurófilos
HOCL- Bactericida
mas eficaz
de neutrófilos
Radical hipocloroso (antioxidante y antimicrobiano)
CL-
Ion superóxido
NADPH
3.- Degradación y destrucción de la particula (II)
b) Mecanismos independientes del oxigeno
Por sustancias contenidas en los gránulos de los leucocitos
- Proteina bactericida por incremento de la permeabilidad (BPI)
- Lisozima
- Lactoferrina
- Proteina Básica principal
- Defensinas
Disminución pH (4-5) Acción de enzimas lisosomales
Agente quimiotáctico
Receptor
Prot. G activa
Fosfolipasa C
Diglicerol
DAG
PIP2
DAG
O2
Fosforilación
proteica
Granulo secretorio
Estallido oxidativo
Proteina cinasa C
BACTERIA EN
DEGRADACION
NADPH
H2O2
OCL OH
Granulos lisosomales de los leucocitos
Granulos específicos
Granulos azurófilos
- Lactoferrina
-- Lisozima
-- Fosfatasa alcalina
-- Colagenasa tipo IV
-- Moleculas de adhesión
-- Activación del plasminógeno
-- Fosfolipasa A2
- Mieloperoxidasa
- Lisozima
-- Proteinas catiónicas
-- Elastasa
-- BPI
-- Defensinas
-- Catepsina G
-- Fosfolipasa A
Defectos en la función leucocitaria
1.- Defecto en el NUMERO de leucocitos (leucopenia<5000)
2.- Déficit de ADHERENCIA leucocitaria defectos genéticos de las moleculas de adhesión:
- LAD1 (deficit de integrinas ß2 o CD18)
- LAD2 (deficit carbohidrato receptor selectinas)
3.-Defectos de la MIGRACION Y QUIMIOTAXIS (1)
a) Anomalia intrinseca de los leucocitos
- Diabetes
- “Sindrome de Chédiak- Higashi”
b) Defecto en la generación de factores quimiotácticos
(Congénitos o adquiridos del C5 o Ig)
- “Sde del Leucocito Perezoso”
- “Sde de Job”
En los tratamientos inmunosupresores por cancer o trasplantados
Sindrome de Chédiak-Higashi
Enfermedad autosomica recesiva .Mutacion del gen
regulador del trafico lisosomal (LYST) Presencia de
lisososomas gigantes en varios tipos de celulas (neutrofilos)
con agranulocitosis, disfagocitosis.
Presentan infecciones de repetición. Defectos somáticos y
neurológicos. Albinismo.
Sindrome del leucocito perezoso
Los leucocitos no responden a los estimulos quimiotácticos
llegando al foco demasiado despacio. Neutropenia periferica
severa pero en médula ósea el número es igual que en los
test cutáneos. Por tanto el defecto reside en el paso desde
médula osea a sangre.
Causa desconocida. Afecta a niñas pelirrojas. Aumento
de IgE circulante en sangre > 2000ui/mL. Infecciones
bacterianas recurrentes ( piel y pulmon) a Stafiloccocus
Aereus. Rash cutaneo eczematoso, eosinofilia, abscesos
frios cutaneos con poca respuesta inflamatoria.
Sindrome de JOB: Hiperinmunoglobulinemia E
(AD-HIES)
d) Inhibidores de la motilidad de los leucocitos:
- Fcos: cloroquina ; Factores séricos en enfermedades: cancer, AR..
c) Inhibidores sericos del quimiotaxtismo (inactivadores del c5)
3.-Defectos de la MIGRACION Y QUIMIOTAXIS (2)
4.- Defectos de la FAGOCITOSIS
- Por deficit de Ig o Co (opsonización defectuosa)
Hay ingestión del agente patógeno pero su digestion es defectuosa
o no se produce.
- Por defecto celular intrinseco (diabetes)
Enfermedad granulomatosa crónica
(defectos geneticos hereditarios que codifican componentes
de la NAPDH oxidasa de los mecanismos oxigeno- dependientes)
-- Ligado al cromosoma X (gp91phox)
-- autosómica recesiva (p47phox yp67phox)
Déficit de mieloperoxidasas
Déficit de glucosa 6 fosfato-deshidrogenasa
5.- Defectos en la ACTIVIDAD MICROBICIDA
Enfermedad granulomatosa crónica
Es hereditaria ligada al cromosoma X y con mas
frecuencia la padecen niños. Defecto de la función
oxidante de los granulos leucocitarios .
Test de laboratorio: leucocitos en cultivo + granulos de
nitrato B tetrazolio, si es normal se oxida el colorante
fagocitado y cambia de color de amarillo a azul
negruzco (“granulos de farmazac”)
si no hay granulos : patológico.
NBT test normal (“granulos de farmazac”)
Las fases moleculares de la inflamación aguda son:
la activación endotelial , la marginación y rodamiento
de los leucocitos , la adherencia leucocito-endotelio,
la transmigración por diapédesis , la quimotaxis y la
fagocitosis.
Take Home Messages
En todos estos procesos intervienen mediadores
químicos que activan receptores y ligandos
específicos.
Si bien en la mayoría de las formas de inflamación
aguda el reclutamiento es a expensas de
neutrófilos (en las primeras 6-24 h) , hay algunas
excepciones a recordar.
En la degradación y destrucción de la partícula en el
proceso de fagocitosis, existen los mecanismos
dependientes e independientes de oxigeno.
Existen muchas enfermedades causadas por la
disfunción leucocitaria en la respuesta inflamatoria.
http://library.med.utah.edu/WebPath/INFLHTML/INFLIDX.html