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