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24.8: Inflamação
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Inflammation
 
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24.8: Inflammation

24.8: Inflamação

Overview

In response to tissue injury and infection, mast cells initiate inflammation. Mast cells release chemicals that increase the permeability of adjacent blood capillaries and attract additional immune cells to the wound or site of infection. Neutrophils are phagocytic leukocytes that exit the bloodstream and engulf invading microbes. Blood clotting platelets seal the wound and fibers create a scaffold for wound healing. Macrophages engulf aging neutrophils to end the acute inflammatory response.

Acute Inflammation Protects the Body

Tissue injury and infection are the primary causes of acute inflammation. Inflammation protects the body by eliminating the cause of tissue injury and initiating the removal of cell debris resulting from the initial damage and related immune cell activity. Inflammation involves mediators of both the innate and adaptive immune system. Proper regulation of inflammation is crucial to clear the pathogen and remove cell debris without overly damaging healthy tissue in the process. If inflammatory processes are not properly regulated, chronic inflammation can arise that is often fatal.

Mast Cells Initiate and Regulate Inflammation

Mast cells are the first to respond to tissue injury, as they are primarily located in areas that have contact with the exterior: the skin, gut, and airways. Mast cells have an arsenal of receptors on their cell surface and can hence be activated by a wide variety of stimuli, such as microbial antigens, products of complement activation, animal venom and damage-associated molecular patterns, which signal cellular damage or stress.

Upon activation, mast cells engage in complex bidirectional interactions with macrophages, mesenchymal stem cells, dendritic cells, natural killer cells, and B and T cells. These interactions are mediated by a cocktail of chemical signals that mast cells release into the surrounding tissue. The effect of these chemicals is two-fold: they attract effector cells of the immune system that follow the chemical trail (chemotaxis) and affect surrounding blood vessels. For instance, one of the chemicals released by mast cells is histamine, which increases the permeability of capillaries in a process called vasodilation. This expansion of local blood vessels, in turn, facilitates blood flow to the injured tissue, resulting in redness and warmth.

Neutrophils Target Foreign Elements with Sophisticated Methods

Vasodilation also allows phagocytic neutrophils to leave the bloodstream, a process called leukocyte extravasation, or diapedesis. Neutrophils follow the chemical trail left by mast cells and enter the tissue by squeezing through the now widened junctions in the capillaries. At the site of infection, they capture pathogens via neutrophil extracellular traps (NETs) that are formed of DNA fibers and proteins. Neutrophils engulf invaders (in a process known as phagocytosis) or release antimicrobial components (degranulation). Neutrophils are short-lived (hours or days) and are replaced by macrophages and lymphocytes in later phases of the inflammatory response.

Platelets Promote Closure of Wounds and Healing

Platelets (also called thrombocytes) are cell fragments with no nuclei that are a constituent of blood and derived from bone marrow megakaryocytes. They also follow the chemical signal of mast cells to the affected tissue. Platelets release growth factors to induce wound healing, patch disrupted tissue by aggregating in response to blood vessel damage and can even engulf pathogens.

Chronic Inflammation Is the Most Common Cause of Death

Three of five people in the world die due to chronic inflammatory diseases, such as stroke, chronic respiratory diseases, heart disorders, some cancers, obesity, and diabetes. The proper regulation of inflammatory processes is therefore crucial for proper bodily function.

Atherosclerosis is the narrowing of arteries due to the formation of plaques along the lining of the blood vessels. Narrower vessels transport less blood, which hinders oxygen flow. The reduced oxygen flow is one problem caused by atherosclerosis. An additional issue is the potential rupture of the plaque, which triggers blood clotting, further reducing or totally blocking the blood flow. Depending on which arteries are affected, the function of the heart, brain, arms, legs, pelvis, and kidneys can be impaired, with potentially fatal consequences.

The formation of plaques starts with a small injury of the vessel, initiating an acute inflammatory response, including vasodilation. Neutrophils and monocytes can then move beneath the endothelium (the lining of the blood vessel) via diapedesis. Monocytes differentiate into macrophages and start to take up free low-density lipoprotein (LDL) via phagocytosis. The process continues until macrophages are laden with fat, at which point they are referred to as foam cells. An accumulation of foam cells is called a fatty streak, the first visual sign of atherosclerosis that might later turn into a hardened plaque.

In atherosclerosis, the initial inflammatory response does not stop, but becomes chronic, recruiting more and more immune cells. Anti-inflammatory signals do not replace pro-inflammatory signals, and dead effector cells are not adequately removed, creating a mass of dead cells (necrotic center) in the fatty streak. The onset and progression of atherosclerosis can be delayed by minimizing the amount of LDL cholesterol in the blood, maintaining a moderate physical exercise regimen, refraining from smoking, and taking certain medications.

Visão geral

Em resposta à lesão tecidual e infecção, as células de mastro iniciam a inflamação. As células de mastro liberam produtos químicos que aumentam a permeabilidade dos capilares sanguíneos adjacentes e atraem células imunes adicionais para a ferida ou local de infecção. Neutrófilos são leucócitos fagocíticos que saem da corrente sanguínea e engolfam micróbios invasores. As plaquetas de coagulação sanguínea selam a ferida e as fibras criam um andaime para cicatrização da ferida. Macrófagos engolfam neutrófilos envelhecidos para acabar com a resposta inflamatória aguda.

Inflamação Aguda protege o corpo

Lesão tecidual e infecção são as principais causas de inflamação aguda. A inflamação protege o corpo eliminando a causa da lesão tecidual e iniciando a remoção de detritos celulares resultantes dos danos iniciais e da atividade das células imunes relacionadas. A inflamação envolve mediadores do sistema imunológico inato e adaptativo. A regulação adequada da inflamação é crucial para limpar o patógeno e remover detritos celulares sem danificar excessivamente o tecido saudável no processo. Se os processos inflamatórios não forem regulados adequadamente, pode surgir inflamação crônica que muitas vezes é fatal.

Células de mastro iniciam e regulam inflamação

As células de mastro são as primeiras a responder a lesões teciduais, pois estão localizadas principalmente em áreas que têm contato com o exterior: a pele, o intestino e as vias aéreas. As células de mastro têm um arsenal de receptores em sua superfície celular e, portanto, podem ser ativadas por uma grande variedade de estímulos, como antígenos microbianos, produtos de ativação complementar, veneno animal e padrões moleculares associados a danos, que sinalizam danos celulares ou estresse.

Após a ativação, as células de mastro se envolvem em interações bidirecionais complexas com macrófagos, células-tronco mesenquimais, células dendríticas, células assassinas naturais e células B e T. Essas interações são mediadas por um coquetel de sinais químicos que as células de mastro liberam no tecido circundante. O efeito desses produtos químicos é duplo: eles atraem células efeitos do sistema imunológico que seguem a trilha química (quimiotaxis) e afetam os vasos sanguíneos circundantes. Por exemplo, um dos produtos químicos liberados por células de mastro é a histamina, que aumenta a permeabilidade dos capilares em um processo chamado vasodilatação. Essa expansão dos vasos sanguíneos locais, por sua vez, facilita o fluxo sanguíneo para o tecido ferido, resultando em vermelhidão e calor.

Neufilos visam elementos estrangeiros com métodos sofisticados

A vasodilatação também permite que os neutrófilos fagocíticos deixem a corrente sanguínea, um processo chamado extravasão de leucócitos, ou diápedesis. Os neutrófilos seguem a trilha química deixada pelas células de mastro e entram no tecido apertando através das junções agora ampliadas nos capilares. No local da infecção, eles capturam patógenos através de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs) que são formadas de fibras de DNA e proteínas. Os neutrófilos engolfam invasores (em um processo conhecido como fagocitose) ou liberam componentes antimicrobianos (degranulação). Os neutrófilos têm vida curta (horas ou dias) e são substituídos por macrófagos e linfócitos em fases posteriores da resposta inflamatória.

Plaquetas promovem fechamento de feridas e cura

Plaquetas (também chamadas trombocitos) são fragmentos de células sem núcleos que são um constituinte de sangue e derivados de megacariócitos de medula óssea. Eles também seguem o sinal químico das células de mastro até o tecido afetado. As plaquetas liberam fatores de crescimento para induzir a cicatrização de feridas, o remendo interrompeu o tecido, agregando-se em resposta aos danos nos vasos sanguíneos e pode até engolir patógenos.

Inflamação Crônica é a causa mais comum de morte

Três das cinco pessoas no mundo morrem por doenças inflamatórias crônicas, como acidente vascular cerebral, doenças respiratórias crônicas, distúrbios cardíacos, alguns cânceres, obesidade e diabetes. A regulação adequada dos processos inflamatórios é, portanto, crucial para uma função corporal adequada.

Aterosclerose é o estreitamento das artérias devido à formação de placas ao longo do revestimento dos vasos sanguíneos. Vasos mais estreitos transportam menos sangue, o que dificulta o fluxo de oxigênio. O fluxo reduzido de oxigênio é um problema causado pela aterosclerose. Um problema adicional é a possível ruptura da placa, que desencadeia a coagulação sanguínea, reduzindo ou bloqueando totalmente o fluxo sanguíneo. Dependendo de quais artérias são afetadas, a função do coração, cérebro, braços, pernas, pélvis e rins pode ser prejudicada, com consequências potencialmente fatais.

A formação de placas começa com uma pequena lesão do vaso, iniciando uma resposta inflamatória aguda, incluindo a vasodilatação. Neutrófilos e monócitos podem então mover-se sob o endotélio (o revestimento do vaso sanguíneo) através da diapedese. Os monócitos se diferenciam em macrófagos e começam a tomar lipoproteína de baixa densidade livre (LDL) via fagocitose. O processo continua até que os macrófagos estejam carregados de gordura, momento em que são chamados de células de espuma. Um acúmulo de células de espuma é chamado de raia gordurosa, o primeiro sinal visual de aterosclerose que pode mais tarde se transformar em uma placa endurecida.

Na aterosclerose, a resposta inflamatória inicial não para, mas se torna crônica, recrutando cada vez mais células imunes. Sinais anti-inflamatórios não substituem sinais pró-inflamatórios, e as células de efeito morto não são adequadamente removidas, criando uma massa de células mortas (centro necrosado) na raia gordurosa. O início e a progressão da aterosclerose podem ser adiados minimizando a quantidade de colesterol LDL no sangue, mantendo um regime de exercício físico moderado, abstendo-se de fumar e tomar certos medicamentos.


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