CONCEPTO
La inflamación es una reacción compleja, que involucra numerosos sistemas biológicos. Este capítulo estará centrado en la descripción de varios principios generales, que permiten establecer una definición de inflamación aplicable a la mayoría de los casos. Así, la inflamación puede definirse como una reacción del tejido conjuntivo vascular, generada por todos los agentes etiológicos conocidos, estereotipada desde el punto de vista morfológico, mediada principalmente por agentes químicos, que cursa clínicamente con manifestaciones locales y un mayor o menor número de manifestaciones sistémicas, en cuya génesis intervienen sistemas amplificadores y redundantes, sometida a su vez a un importante control tanto local como general y modificada por factores individuales.
TOPOGRAFÍA
La respuesta inflamatoria es una reacción del tejido conjuntivo vascular, no de los epitelios o parénquimas. El repertorio de respuestas de los epitelios y de las células de los diferentes parénquimas a la agresión es muy limitado, siendo las dos formas principales la degeneración y la hiperplasia (neoplásica o benigna). Como se indicará más adelante, la reacción inflamatoria precisa de forma inexcusable la presencia de vasos y leucocitos, por lo que los tejidos avasculares (p. ej., la córnea), para reaccionar con este mecanismo patogénico, deben ser neovascularizados previamente.
CAUSAS INFLAMACION
La inflamación puede producirse en respuesta a todos los agentes etiológicos conocidos. Los agentes desencadenantes clásicos de respuestas inflamatorias son los exógenos (microorganismos, estímulos físicos o sustancias químicas) y las reacciones inmunológicas alteradas (reacciones de hipersensibilidad y autoinmunidad); otros mecanismos de lesión como la isquemia (p. ej., reacción inflamatoria tras un infarto visceral) o la neoplasia (p. ej., componente linfocitario en neoplasias de mama o nasofaringe) también pueden generar respuestas inflamatorias.
CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS
La inflamación es una reacción estereotipada desde el punto de vista morfológico. Aunque algunas reacciones inflamatorias crónicas pueden cursar inicialmente con una infiltración por células mononucleares, por lo común la respuesta inflamatoria se desarrolla en tres fases consecutivas.
Respuesta vascular
En los momentos inmediatos a la acción de un agente lesional, e independientemente de su naturaleza, se produce una respuesta vasoconstrictora de breve duración. A continuación sobreviene una dilatación arteriolar, con apertura de los esfínteres precapilares, lo que origina dos fenómenos simultáneos: un incremento de flujo en los capilares previamente funcionales y la apertura de lechos capilares que se encontraban cerrados antes del inicio del proceso inflamatorio.
El efecto común de ambos fenómenos es el desarrollo progresivo de hiperemia, a la que se asocia un aumento de la permeabilidad de los capilares y de las vénulas. Como consecuencia del escape de líquido rico en proteínas aumenta la viscosidad de la sangre, lo que ocasiona un retraso de su flujo.
La suma de los fenómenos mencionados incremento del aporte sanguíneo y disminución de la evacuación produce un aumento de la presión hidrostática, lo que también contribuye a la exudación de líquido al espacio extravascular.
Por lo tanto se desarrollan tres fenómenos:
1. Hiperemia.
2. Exudación proteica (como consecuencia de la alteración de la permeabilidad y el aumento de la presión hidrostática).
3. Alteración de la relación espacial de las células sanguíneas ya que,
al enlentecerse el flujo sanguíneo, los eritrocitos adoptan una
posición central en el vaso, mientras que los leucocitos se disponen en
la periferia.
Respuesta leucocitaria inicial
Los leucocitos (principalmente los PMN neutrófilos y los monocitos), confinados a la periferia del vaso por los fenómenos vasculares, se adhieren rápidamente a las superficies endoteliales. En una segunda fase (migración), estas células atraviesan las uniones intercelulares endoteliales, sobrepasando la membrana basal por un proceso activo. Una vez en el tejido, los leucocitos PMN y los macrófagos se dirigen hacia el lugar donde se ha producido la lesión, a favor de un gradiente de concentración de sustancias con capacidad para inducir la migración (atractantes). Este proceso se denomina quimiotaxis y su base es la interacción de atractantes específicos con receptores celulares. Una vez en el foco inflamatorio, estas células se adhieren a los agentes patógenos y reconocen tanto a algunos elementos de éstos (p. ej., monosacáridos manosafucosa de la pared bacteriana) como a determinadas proteínas del individuo lesionado (receptor Fc de las inmunoglobulinas, fracciones del sistema de complemento) que actúan como «detectores» de la inflamación, haciendo más apto al agente causal para ser reconocido. Este último proceso se denomina opsonización y, en general, requiere un contacto previo del agente inflamatorio con el individuo, ya que precisa una reacción inmunológica frente al agente que genere moléculas detectoras. Además de estos mecanismos «específicos» o del receptor, los leucocitos pueden ingerir los agentes causales de forma inespecífica. Esta fase, es decir la ingestión de los agentes causales en el foco inflamatorio, se denomina fagocitosis. Una vez fagocitado el agente lesivo por los leucocitos, se producen el vertido de enzimas lisosómicas sistema independiente del oxígeno— y la activación del complejo enzimático generador de radicales de oxígeno sistema dependiente del oxígeno— en el seno de la vacuola de fagocitosis, lo que produce, en la mayoría de los casos, la destrucción del agente causal de la inflamación.
Respuesta leucocitaria tardía
Los leucocitos PMN neutrófilos sucumben en el foco inflamatorio, liberando sus componentes al medio extracelular. Muchos de estos productos poseen capacidad para lesionar el propio organismo, circunstancia que amplifica la respuesta inflamatoria. En términos mercantiles sería el precio que se ha de pagar para destruir al agente causal. Los macrófagos, sin embargo, no son destruidos y amplifican el proceso inflamatorio gracias a su participación en la respuesta inmunológica. Así, tras la fragmentación del agente causal («antígeno»), generan epítopos que, una vez situados fuera de la membrana, se ponen en contacto con los antígenos de histocompatibilidad de clase II. En términos inmunológicos, a estos procesos se los denomina procesamiento y presentación antigénica. El reconocimiento por los receptores para el antígeno de las células T de estos epítopos, unido a la producción de citocinas por los macrófagos, pone en marcha la respuesta inmunológica, una de cuyas finalidades es la producción de inmunoglobulinas específicas y células activadas que, por sí mismas o por favorecer la acción de los macrófagos (opsonización), ocasionan la destrucción total del agente causal. Estos fenómenos producen, en el supuesto más favorable, la eliminación del agente productor de la inflamación (v. parte XXII).
BASES MOLECULARES
Los aspectos morfológicos de la inflamación así como las consecuencias clínicas dependen estrictamente de la interacción entre diferentes agentes químicos (liberados por las células del foco inflamatorio o presentes en el plasma y activados posteriormente) y de la expresión de diversas moléculas de membrana. Sólo las fases iniciales de la inflamación (vasoconstricción) parecen estar mediadas por mecanismos neurogénicos. Antes de revisar los procesos fundamentales de la inflamación atendiendo a estos criterios, es preciso señalar de forma detallada las características de los diferentes mediadores y de las moléculas de membrana.
Mediadores químicos
Una característica de interés, común a todos los mediadores químicos de la inflamación, es su presencia en el individuo sano como formas precursoras, bien en el plasma como proenzimas, bien «empaquetadas» en el interior de las células (lisosomas o formas citoplasmáticas). Los principales mediadores de la inflamación pueden clasificarse en varios grupos cuyas características se señalan a continuación.
Aminas vasoactivas
Las principales aminas vasoactivas liberadas durante la inflamación son la histamina y la serotonina procedentes de los mastocitos (células cebadas) y de las plaquetas. Dichas sustancias son liberadas por diversos estímulos [traumatismos, calor, anafilotoxinas (C5a, C3a), enzimas lisosómicas, reacciones de hipersensibilidad]. Estas aminas vasoactivas podrían ser las responsables de las reacciones vasodilatadoras iniciales de la inflamación por actuación sobre los receptores celulares específicos.
Histamina.
La histamina deriva de la descarboxilación del aminoácido histidina por medio de una enzima dependiente del piridoxal (histidina descarboxilasa). La síntesis de esta amina vasoactiva se produce fundamentalmente en dos tipos de células, los basófilos y las células cebadas, aunque otros tipos celulares (células adherentes del peritoneo y linfocitos T) también pueden sintetizarla. En los basófilos y en las células cebadas, la histamina sintetizada se almacena en los gránulos citoplasmáticos unida a proteoglicanos (heparina en las células cebadas, condroitinsulfato en los basófilos). Por acción de los diferentes estímulos señalados se produce su liberación al medio extracelular. Teniendo en cuenta que las células cebadas se localizan en áreas perivasculares, perineurales y perilinfáticas, es evidente que las máximas concentraciones locales de histamina se encontrarán en estas regiones.
La histamina ejerce su acción a través de la interacción con tres tipos de receptores celulares específicos: H1, H2 y H3. Los dos primeros receptores han sido bien caracterizados en numerosos tejidos (células inflamatorias e inmunitarias, mucosa gástrica, músculo liso, endotelio, etc.). La interacción de la histamina con los receptores H1 determina la movilización del calcio citosólico a través de la vía de los fosfoinositoles, mientras que los efectos producidos a través del receptor H2 están mediados principalmente por un aumento de cAMP. Las acciones de la histamina sobre las diferentes células y tejidos son complejas, ya que en muchos sistemas que poseen tanto receptores H1 como H2, sus efectos son opuestos (en general los efectos a través de los receptores H1 son estimulantes, mientras que los mediados por los receptores H2 son inhibidores).
En la respuesta inflamatoria, la histamina posee acciones relevantes en todas las fases descritas previamente. Así, en la fase inicial de la inflamación ejerce una acción vasodilatadora directa, mediada por ambos tipos de receptores, que incrementa la permeabilidad endotelial debido a la contracción de las células endoteliales (a través de los receptores H1), estimula la liberación de acetilcolina por las terminaciones nerviosas, incrementa la respuesta a agentes a-adrenérgicos y estimula la liberación de sustancia P. En la fase leucocitaria precoz la histamina actúa de forma autocrina sobre las células cebadas y los basófilos ejerciendo diferentes efectos según su concentración: a bajas concentraciones inhibe el reclutamiento de basófilos y disminuye la liberación de la histamina endógena, mientras que a concentraciones elevadas ejerce un efecto estimulante de la liberación de histamina. En lo que respecta a la acción sobre los eosinófilos los efectos son contrapuestos: a bajas concentraciones ejerce una acción estimulante, mientras que a dosis elevadas inhibe la quimiotaxis de estas células. Los efectos de la histamina sobre los neutrófilos se ejercen principalmente a través de los receptores H2 y son de tipo inhibidor. Finalmente, sus acciones sobre las células del sistema mononuclear fagocítico dependen críticamente del tipo de receptor sobre el que actúen. Así, la acción a través del receptor H1 produce efectos proinflamatorios, mientras que a través del receptor H2 sus efectos son inhibidores.
Los efectos de la histamina sobre la respuesta inmunológica son complejos y dependen de múltiples factores. De forma general, puede afirmarse que este autacoide ejerce acciones inhibidoras
Serotonina.
La serotonina (5-hidroxitriptamina) es un autacoide sintetizado en el organismo a partir del aminoácido triptófano. La mayor parte se sintetiza en las células enterocromafines del tubo digestivo y en las neuronas, desde donde es liberada al plasma. Una parte de la serotonina plasmática es captada por las células endoteliales hepáticas y desaminada y el resto se acumula en las plaquetas, en las que se almacena en los gránulos densos. La serotonina ejerce sus acciones por interacción con receptores específicos de los cuales se han señalado cuatro tipos principales (5-HT1, 5-HT2, 5-HT3 y 5-HT4) y diversos subtipos. Los sistemas de segundos mensajeros inducidos por la interacción entre la serotonina y sus receptores, así como la diferente localización de éstos, explican la participación de este autacoide en múltiples procesos fisiológicos (ritmos sueño-vigilia, regulación hormonal, termorregulación, presión arterial). En este apartado sólo se señalarán las acciones de la serotonina que tienen una relación directa con la inflamación.
El principal mecanismo que desencadena la liberación de serotonina en el foco inflamatorio es la agregación plaquetaria. La propia serotonina es una sustancia que incrementa este proceso. En el foco inflamatorio, la serotonina liberada puede ejercer sus efectos a través de la interacción con dos tipos de receptores locales: 5-HT1, localizados en las células endoteliales, y 5-HT2 situados en el músculo liso. La interacción con los receptores 5-HT1 endoteliales origina la producción de óxido nítrico, de prostaciclina y de otras sustancias vasodilatadoras. Por el contrario, la interacción con las células musculares lisas de los vasos produce vasoconstricción. El efecto neto de la serotonina dependerá, por lo tanto, del estado del endotelio. Así, si existe integridad endotelial, predominará el efecto vasodilatador, mientras que en presencia de un endotelio alterado la acción predominante será vasoconstrictora.
Proteasas plasmáticas
Varios sistemas de proteasas plasmáticas intervienen en la inflamación: sistema de las cininas, sistemas plasmáticos de la coagulación y de la fibrinólisis y sistema del complemento. Los aspectos generales de estos sistemas se estudian en profundidad en otros apartados del texto. En éste, la descripción se centrará en su papel en la respuesta inflamatoria.
El sistema de las cininas posee dos tipos de componentes: un sistema plasmático, constituido por el cininógeno de alto peso molecular y la precalicreína, dos precursores que circulan unidos y un sistema tisular, formado por cininógeno de bajo peso molecular y procalicreína. El sistema plasmático se pone en marcha por la acción del factor XII de la coagulación activado (XIIa) sobre la precalicreína, a la que transforma en calicreína. Esta enzima actúa sobre el cininógeno de alto peso molecular convirtiéndolo en bradicinina, una de las sustancias activas del sistema. El sistema tisular se activa por la acción de diversas sustancias (calicreína plasmática, enzimas tisulares, plasmina) sobre la procalicreína generando calicreína tisular. Ésta actúa sobre el cininógeno de bajo peso molecular y origina la síntesis de lisilbradicinina (también llamada kalidina).
La bradicinina (un nonapéptido) y la kalidina (lisilbradicinina) son transformadas por la cininasa I generando metabolitos sin arginina (des-Arg9-bradicinina y des-Arg10kalidina), que poseen actividad biológica. Las cininas actúan sobre receptores específicos, de los cuales los mejor caracterizados son los denominados B1 y B2, aunque existen pruebas indirectas de la existencia, al menos en el pulmón, de un tercer tipo de receptores. La mayoría de los efectos de las cininas se producen por la interacción con los receptores tipo B2. Estos efectos son similares a los producidos por las aminas vasoactivas e incluyen vasodilatación, aumento de la permeabilidad capilar, irritación neural responsable del dolor y contracción del músculo liso extravascular.
La lesión tisular promueve la activación del sistema plasmático de la coagulación debido a la unión del factor XII con el colágeno subendotelial y con las membranas basales. El factor XIIa incrementa los fenómenos inflamatorios a expensas de una activación del sistema cininérgico y a la transformación del plasminógeno en plasmina, sustancia que activa por vía enzimática el sistema del complemento.
El sistema del complemento consta de un conjunto de proteínas plasmáticas, presentes en el plasma de forma inactiva, que son activadas por estímulos específicos (inmunocomplejos) o por estímulos inespecíficos (endotoxinas, productos bacterianos, etc.). De cualquier forma, este proceso implica la activación del factor C3 con rotura de la molécula en dos fragmentos: C3b (fragmento grande), que permanece unido al agente que generó su activación, y C3a (fragmento pequeño) que se libera al plasma. Un gran número de células (sobre todo células fagocíticas) poseen receptores para C3b o productos de degradación de esta molécula (C3bi o C3d), por lo que este factor actúa como opsonina, es decir, favorece la fagocitosis de los agentes inflamatorios. Por otro lado, el C3b continúa la activación del sistema del complemento (vía común) lo que produce la liberación de fragmentos colaterales de otros factores (en particular C5a) y, en último extremo, la formación de un producto final C5-C9 (complejo de ataque) capaz de lisar la bacteria o célula extraña que inició la respuesta inflamatoria. Los fragmentos pequeños (C3a y C5a) ejercen dos acciones de gran interés. Por un lado poseen capacidad anafilotáxica (es decir, la capacidad para la desgranulación de los mastocitos) con lo que se liberan aminas vasoactivas y, por otro, aumentan la adhesividad de los neutrófilos y las células del sistema mononuclear fagocítico (monocitos y macrófagos) al endotelio, actuando además como quimioatractantes para esas células. En la figura 3-4 se señalan los aspectos básicos del sistema del complemento implicados en la inflamación.
Lípidos bioactivos
La unión de los receptores (quimiotácticos o involucrados en la fagocitosis) a sus ligandos y las proteasas liberadas en el foco inflamatorio son, entre otros, estímulos capaces de provocar que el ácido araquidónico, anclado en la membrana plasmática de todas las células, se libere al citoplasma.
La actuación de dos sistemas enzimáticos (vía de la cicloxigenasa y vía de la lipooxigenasa) sobre el ácido araquidónico origina la liberación de una serie de metabolitos denominados, de forma conjunta, eicosanoides (fig. 3-5). Los eicosanoides más importantes en la respuesta inflamatoria son:
1. Prostaglandinas clásicas (PGE2 PGD2), capaces de provocar vasodilatación sostenida y dolor por irritación neural.
2. Prostaciclina (PGI2), que actúa como un potente vasodilatador e indirectamente incrementa la permeabilidad vascular.
3. Leucotrienos, entre ellos, el leucotrieno B4 es un potente
quimioatractante, mientras que los leucotrienos C4 y D4 —denominados de
forma conjunta sustancias de reacción lenta de la anafilaxia (SRS-A)—
incrementan intensamente la permeabilidad vascular y provocan la
constricción del músculo liso extravascular (p. ej., músculo
bronquial). El otro biolípido importante en la respuesta inflamatoria
es el factor activador de las plaquetas (PAF). Realmente, más que una
molécula aislada, el PAF es un conjunto de, al menos, 16 especies
moleculares, que comparten un mismo esquema estructural
(1-alquil-2-acetil-glicero-2-fosfocolina). Esta molécula se genera tras
la activación celular por dos vías diferentes: la biosíntesis de novo a
partir de acetil-
CoA y dihidroxiacetona-fosfato y la vía de remodelación, a través de un
precursor anclado en la membrana plasmática, común a la síntesis de
eicosanoides. En la respuesta inflamatoria, el PAF puede ser
sintetizado y liberado por todos los tipos de leucocitos PMN y por las
células del sistema mononuclear fagocítico. En general, se considera
que
los linfocitos no poseen capacidad de producir este biolípido. Aunque
debido a su naturaleza lipídica el PAF interacciona inespecíficamente
con las membranas plasmáticas de las células diana, los principales
efectos de esta sustancia están mediados por la unión a receptores
específicos.
El PAF interviene de forma decisiva en múltiples procesos biológicos esenciales, como la reproducción, la trombosis, la inflamación o la respuesta inmunológica. Por lo que respecta a sus acciones en la inflamación y en la respuesta inmunológica, este biolípido ejerce diversos efectos directos sobre las células inflamatorias y, por otro lado, al estimular la liberación de hormonas (prolactina y hormona del crecimiento) o neuropéptidos (sustancia P) regula de forma indirecta las respuestas inflamatoria e inmunológica. Entre los efectos generales que ejerce el PAF sobre las células inflamatorias deben señalarse el incremento de la quimiotaxis, el aumento en la generación de los radicales libres, la modulación de la síntesis de eicosanoides y la liberación del contenido de los gránulos así como la secreción de citocinas proinflamatorias. Por otra parte, induce la retracción de las células endoteliales incrementando la permeabilidad vascular. En cuanto a las acciones sobre las células T, este biolípido incrementa la proliferación de linfocitos T colaboradores (helper) y disminuye la actividad citotóxica. En lo que atañe a las acciones sobre los linfocitos B, ejerce un estímulo proliferativo a bajas concentraciones, pero es inhibidor a elevadas concentraciones.
Enzimas lisosómicas
La fagocitosis macrofágica y la destrucción de los neutrófilos PMN en el foco inflamatorio generan la liberación de gran número de enzimas lisosómicas. Estas sustancias poseen una importante capacidad destructiva del tejido conjuntivo (elastasa, colagenasa, catepsina) así como la propiedad de activar otros sistemas (paso de precalicreína a calicreína, activación enzimática del complemento).
Citocinas
Aspectos generales
Desde hace décadas, es bien conocido que las células de la respuesta inmunológica son capaces de producir y segregar sustancias activas con capacidad efectora, reguladora o de crecimiento sobre otros tipos celulares. Atendiendo a su origen, inicialmente se las denominaba monocinas (producidas por los monocitos) y linfocinas (producidas por los linfocitos), definiendo a las que actúan sobre las células hemopoyéticas como factores estimulantes de colonias (CSF).
En los primeros estudios, realizados sobre cultivos celulares, se encontraron «actividades» demostrables por ensayos biológicos (bioanálisis). Así, se definieron los pirógenos (sustancias capaces de producir fiebre), los interferones (productos inhibidores de la replicación vírica) o los factores activadores. En una segunda fase, con el empleo de antisueros frente a proteínas parcialmente purificadas, se observó que varias actividades eran desempeñadas por una misma proteína y, por otro lado, que varias proteínas inmunológicamente diferentes desempeñaban la misma actividad.
La introducción de las técnicas de biología molecular en el estudio de estas moléculas permitió su separación, su identificación y su obtención en condiciones de pureza, con lo que surgió una nueva denominación genérica: interleucinas (ya que la mayor parte eran sintetizadas por leucocitos y actuaban sobre otros leucocitos).
Estudios ulteriores demostraron que la síntesis de estas moléculas puede ser realizada por células no relacionadas clásicamente con la inmunidad (endotelio, células del tejido conjuntivo, etc.) y que sus efectos biológicos se ejercen, además de sobre los leucocitos, sobre otros tipos celulares (hepatocitos, células del sistema endocrino, etc.). Por ello, el término más adecuado (y, por otro lado, altamente inespecífico) para este grupo de moléculas es el de citocinas, incluyendo en este grupo las clásicas interleucinas, los interferones, los factores de necrosis tumoral y los factores estimulantes de colonias. Tiene interés señalar en este momento que la OMS y la International Union of Inmunological Societies (IUIS) han acuñado una serie de criterios para otorgar la denominación «interleucina» a los productos de secreción del sistema inmunitario. Estos criterios son los siguientes:
1. La molécula debe ser purificada, clonada y expresada. La secuencia
de nucleótidos del gen y la de aminoácidos de la proteína deben ser
diferentes de cualquier otra molécula descrita.
2. Debe demostrarse claramente que la molécula es un producto natural de las células del sistema inmunitario.
3. Si la molécula es un miembro de una familia de productos ya
caracterizados que ejercen sus funciones en otros sistemas diferentes
del inmunitario, es preferible emplear una denominación compatible con
otros miembros de la familia.
4. La IUIS sugiere el empleo de términos descriptivos de la función
evitando en lo posible una nueva inclusión del término interleucina.
Las principales citocinas se clasifican, de forma arbitraria, en cuatro
grupos (tabla 3-1). En este capítulo se describirán las características
comunes a todas las citocinas y las de las citocinas inflamatorias.
(Para las restantes citocinas, partes XIX y XXII.)
Características comunes
Aunque las citocinas poseen actividades funcionales muy diferentes, es posible extraer una serie de características comunes:
1. Desde el punto de vista químico son proteínas o glucoproteínas de tamaño pequeño (grupo de la IL-8) o medio. La actividad biológica reside en el componente proteico, aunque sus propiedades farmacocinéticas dependen del grado y del tipo de glucosilación (p. ej., eritropoyetina). En general no poseen homología estructural entre sus secuencias de aminoácidos (con la excepción de la IL-6 y el factor estimulante de colonias granulocíticas [G-CSF]), aunque la gran mayoría presenta una estructura en a-hélice. Estructuralmente la mayor parte de las citocinas son polipéptidos monoméricos, si bien algunas aparecen como dímeros (p. ej., el factor de crecimiento transformante beta [TGF-b] es un homodímero o la IL-12 un heterodímero) o trímeros (TNF-a).
2. Desde el punto de vista genético, los genes que codifican las citocinas poseen dos patrones estructurales característicos: 4 exones y 3 exones (IL-2, IL-4, IL-5, IL-8, factor estimulante de colonias granulocíticas-monocíticas [GM-CSF] e interferón gamma [IFN-g]) o 5 exones y 4 intrones (IL-3, IL-6, IL-9 y G-CSF). La localización de los genes codificadores es diversa aunque existen tres zonas de especial interés: el brazo largo del cromosoma 5, en el que se localizan los genes de GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 y una de las dos cadenas de la IL-12, lo que sugiere un papel importante en la regulación de la hemopoyesis; el cromosoma 2, en el que están situados los genes de la IL-1a y la IL-1b, y el cromosoma 6, en el que se localizan los genes de TNF-a y TNF-b. La presencia en el mismo cromosoma de los genes de las IL-1 y de los TNF sugiere que derivan de duplicaciones génicas.
3. Son producidas por múltiples estirpes celulares. En general existe un amplio espectro de selectividad en su producción, desde citocinas muy específicas (p. ej., la IL-3 es sintetizada por los linfocitos T colaboradores y los mastocitos) hasta citocinas inespecíficas (p. ej., la IL-1b que puede ser producida prácticamente por todas las células nucleadas).
4. En general poseen una importante pleiotropía, en el sentido de que actúan sobre múltiples órganos y sistemas. Algunas citocinas escapan a esta regla y poseen una acción limitada (p. ej., el factor estimulante de colonias macrofágicas [M-CSF] o la eritropoyetina).
5. Disponen de una gran capacidad redundante, ya que varias interleucinas actúan sobre un mismo tejido provocando efectos similares.
6. Tienen una gran capacidad interactiva, de forma que unas citocinas actúan sobre la síntesis de otras. Un ejemplo clásico es la «cascada» cronológica de citocinas inducida tras la inoculación de endotoxina (lipopolisacárido). Además, el hecho de que una misma estirpe celular posea la capacidad de producir diversas citocinas y exprese receptores para ellas, complica extraordinariamente la interpretación de los resultados de los estudios in vitro.
7. Ejercen efectos autocrinos (p. ej., la IL-6 producida por los linfocitos B en fases finales de diferenciación ejerce una acción autocrina estimulante), paracrinos (p. ej., los efectos fundamentales del IFN-g, producido por los linfocitos T colaboradores se ejercen sobre las células inmunológicas locales) o endocrinos (p. ej., las acciones sistémicas del TNF o de la IL-1).
8. Su secreción es un fenómeno breve y autolimitado pero sus efectos son tardíos (horas) ya que requieren la activación de genes, la transcripción de mRNA y la síntesis de proteínas.
9. Sus acciones se ejercen sobre tres grandes áreas: a) Estímulo del crecimiento y de la diferenciación de las células sanguíneas: IL-3, IL-7, IL-9, IL-11, GM-CSF, G- CSF, M-CSF, eritropoyetina.
b) Mediación de la respuesta inflamatoria: IL-1, IL-6, TNF-a, IL-8 y otras intercrinas e IL-12.
c) Modulación y regulación de la activación y los efectos linfocitarios. En este grupo se incluyen las citocinas derivadas de los linfocitos T colaboradores tipo 1: IL-2, IFN-g y linfotoxina, y las derivadas en especial de los linfocitos T colaboradores tipo 2: IL-4, IL-5 e IL-10. También se incluye la IL-13 que, al menos en el hombre, es producida por los dos tipos de linfocitos colaboradores.
Receptores para citocinas
Las citocinas actúan sobre las células diana por un mecanismo análogo al de las hormonas peptídicas, es decir, se fijan sobre un receptor de membrana, ponen en marcha un sistema de transducción a través de segundos mensajeros y ejercen los efectos bioquímicos característicos de cada citocina. Desde el punto de vista estructural, los receptores para citocinas se clasifican en cinco grandes grupos: a) receptores pertenecientes a la superfamilia de las inmunoglobulinas; b) receptores tipo hemopoyetina; c) familia de los receptores tipo TNF; d) receptores tipo quimiotáctico, y e) el receptor para el IFN-g.
La superfamilia de las inmunoglobulinas está formada por diferentes proteínas, derivadas de un precursor común y estructuralmente relacionadas. El criterio de inclusión de una molécula determinada en este grupo es la presencia en la estructura de la proteína de una o varias regiones similares a los dominios constantes o variables de las inmunoglobulinas. Cada dominio está formado por un número variable de aminoácidos (70-110) que poseen la propiedad de formar estructuras terciaras globulares con estructura secundaria de cadena b-plegada, unidas por puentes disulfuro. Los dominios tipo inmunoglobulina se clasifican en tres tipos: tipo V, que poseen homología con las regiones variables de las inmunoglobulinas; tipo C, que poseen homología con las regiones constantes, y tipo H, similares a los dominios C aunque más cortos y compactos. Los genes que codifican los diferentes miembros de la superfamilia de las inmunoglobulinas se encuentran dispersos en el genoma, aunque en ocasiones forman grupos. En lo que respecta a los receptores de las citocinas, pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas los dos tipos de receptores para la IL-1 y el receptor para el M-CSF. Una diferencia sustancial entre ellos es la presencia de actividad tirosincinasa, en la cola citoplasmática del receptor M-CSF.
Los receptores tipo hemopoyetina constituyen la familia más abundante de receptores para citocinas. Las características comunes de los miembros de esta familia incluyen la existencia de una cola citoplasmática sin actividad tirosincinasa de tamaño variable, un único dominio transmembrana hidrófobo (de 24-27 aminoácidos) y una región extracelular en la que existen dos secuencias muy conservadas: cuatro cisteínas situadas en la región aminoterminal y una secuencia de cinco aminoácidos característica (Try- Ser-X-Try-Ser), localizada junto a la membrana plasmática. Prácticamente todos los receptores de citocinas tipo hemopoyetina están formados por dos o tres cadenas. Una de ellas (la cadena a) es diferente en cada tipo de receptor y está encargada de la unión con la citocina. La otra cadena, que no posee afinidad por la citocina, es esencial en la generación de segundos mensajeros. La segunda cadena es compartida por diversos receptores para citocinas, originando así varias subfamilias. Así, los receptores para IL-2, IL-4 e IL-7 (y probablemente para IL-13) poseen una cadena común, cuyo defecto ocasiona el síndrome de inmunodeficiencia combinada grave. Por otro lado, los receptores para IL-3, IL-5 y GM-CSF (todos ellos encargados del control de la hemopoyesis) poseen una cadena común (cadena b) caracterizada por presentar dos dominios tipo hemopoyetina. Finalmente el receptor para IL-6 (cuya cadena a posee un dominio tipo hemopoyetina y un dominio tipo inmunoglobulina) requiere, para su actividad funcional la unión con una proteína (gp-130) común a otro grupo de receptores para proteínas reguladoras. Los receptores tipo TNF forman parte de una nueva familia de moléculas que incluye también los receptores para otros factores. Estas proteínas poseen una cola citoplasmática de tamaño variable, una única región hidrófoba transmembrana y una zona extracelular dividida en cuatro partes con una homología interna acusada.
El receptor para la IL-8 presenta la peculiaridad de poseer siete regiones transmembrana y estar ligado en su extremo carboxiterminal a una proteína G, lo que permite su clasificación junto a otros receptores para factores quimiotácticos (p. ej., el receptor para C5a, para el PAF o para péptidos formilmetilados).
El receptor para el IFN-g posee una estructura particular, diferente de las señaladas, con dos residuos cisteína en la región aminoterminal y un residuo cisteína próximo a la membrana plasmática. Algunos datos indirectos sugieren que probablemente el receptor para el IFN-g posea, además de la cadena señalada, otras cadenas implicadas en la transducción de las señales.
La transducción de la señal, tras la interacción entre las citocinas y sus receptores, es un proceso complejo. Así, con excepción de los receptores para el M-CSF y el steel factor, que poseen actividad tirosincinasa en la cola citoplasmática o el receptor para IL-8 ligado a una proteína G reguladora, los restantes receptores para citocinas al parecer requieren el acoplamiento de las cadenas a a otros componentes.
Debe señalarse, finalmente, que el estudio de diferentes tipos de líquidos biológicos ha demostrado la existencia de receptores para citocinas solubles. En general, se considera que estos receptores solubles representan un sistema de control de la acción de las citocinas, pues evitan la unión de éstas a sus receptores celulares y, por lo tanto, impiden su efecto. Sin embargo, en algunos casos, la unión de determinadas citocinas a las cadenas a solubles del receptor puede producir una interacción con las cadenas accesorias ancladas en la membrana y generar efectos biológicos.
Las principales citocinas inflamatorias poseen varias características comunes de interés:
1. Pueden ser sintetizadas y liberadas por múltiples estirpes celulares
(inmunológicas y no inmunológicas), aunque su principal fuente de
producción la constituyen las células del sistema mononuclear
fagocítico.
2. Se sintetizan y liberan en respuesta a antígenos y a otras citocinas.
3. Actúan como intermediarios en múltiples aspectos sistémicos de la inflamación.
4. Ejercen acciones complementarias en la maduración y la activación linfocitarias.
5. Su síntesis es inhibida por algunas citocinas linfocitarias
(particularmente por IL-4). Interleucina 1. Existen dos tipos de IL-1,
la a y la b, cada una de ellas codificada por un gen diferente. La
síntesis de ambas proteínas se produce en el citoplasma en forma de
precursores (31 kD) que posteriormente son fragmentados para originar
el péptido activo. Por lo general, la IL-1a queda adherida a la
membrana celular, mientras que la IL-1b es liberada al medio
extracelular. Los principales estímulos para su síntesis son de tres
tipos: antígenos (biológicos o inorgánicos), citocinas (IL-2, TNF-a e
IFN-g) y el contacto con linfocitos T. Por el contrario, disminuyen su
síntesis, entre otros factores, la administración de corticoides, la
IL-4 y la PGE2.
La IL-1a y la IL-b ejercen sus acciones por unión a dos tipos de receptores específicos (tipo I y tipo II). El receptor tipo I se encuentra principalmente en los linfocitos T, las células endoteliales, los hepatocitos y los fibroblastos. Este tipo de receptor posee mayor afinidad por la IL-1a que por la IL-1b y sería el responsable de la mayoría de los efectos biológicos de esta citocina. Por el contrario, el receptor tipo II se encuentra fundamentalmente en los linfocitos B, los neutrófilos y los monocitos y posee mayor afinidad por la IL-1b. El significado biológico exacto de este segundo tipo de receptor no está demasiado claro. Además de estos receptores para IL-1 localizados en la superficie celular, se ha demostrado la presencia in vivo de receptores solubles generados por la rotura proteolítica de la porción extracelular del receptor tipo II. Dichos receptores solubles se unen a la IL-1, previniendo, por lo tanto, la unión de esta citocina con las células.
Además de los elementos señalados previamente, el «sistema de la IL-1» posee otro componente denominado antagonista del receptor de IL-1 (IL-1-RA). Esta molécula presenta una considerable homología estructural con IL-1a e IL-1b y es producida por los mismos tipos celulares que aquéllas. El IL-1-RA es capaz de unirse a los dos tipos de receptores de IL-1 pero incapaz de desencadenar efectos biológicos. La presencia en el plasma de receptores solubles y de IL-1-RA en individuos con diferentes enfermedades sugiere que estos sistemas forman parte de la respuesta biológica de la enfermedad y, por lo tanto, de la defensa del organismo frente a esta citocina. La síntesis de IL-1 y de IL-1-RA es regulada de forma diferente incluso por la misma célula. Así, por ejemplo, en células estimuladas con lipopolisacárido, la producción de IL-1b precede a la síntesis del inhibidor. Por el contrario, el estímulo monocitario a través de receptores Fc estimula la producción de IL-1-RA pero no de IL-1b.
El mecanismo de acción de la IL-1 tras su unión con los receptores de las células diana no está completamente aclarado, y sólo se dispone de datos parciales. Entre los efectos descritos pueden señalarse las modificaciones de los niveles de cAMP, la estimulación de la fosfolipasa A2 y la expresión de los genes precoces (c-fos, c-myc y c-jun).
Las acciones biológicas de la IL-1 son múltiples. A continuación se describen, de forma esquemática, las más importantes.
Acciones sobre la inflamación. La IL-1 induce la producción de otras citocinas por las células endoteliales y los macrófagos (sobre todo IL-6). Además, incrementa la capacidad procoagulante del endotelio y la expresión de moléculas de adhesión leucocitaria. Por otro lado es capaz de activar los neutrófilos indirectamente, al inducir la síntesis de IL-8 por los macrófagos y el endotelio. Finalmente, estimula la fibrogénesis y, por lo tanto, la reparación de las lesiones.
Acciones sobre las células hemopoyéticas y linfoides. La IL-1 posee una acción coestimulante en el desarrollo de los progenitores linfoides y mieloides (hemopoyetina 1). Por otro lado, es un coestimulante de la activación de los linfocitos T, induce la síntesis de IL-2 y es un factor inicial en la proliferación de los linfocitos B.
Acciones sistémicas. Además de las acciones locales señaladas, la IL-1 actúa a distancia provocando un gran número de efectos. Los más destacables son: producción de fiebre, inducción de la síntesis de reactantes de fase aguda, hipotensión, caquexia y alteración del ritmo sueño-vigilia.
Factor de necrosis tumoral alfa. El TNF-a (denominado en ocasiones caquectina) es codificado por un gen situado en el cromosoma 6, en la región que codifica para los antígenos de histocompatibilidad. La transcripción de este gen está regulada por varios factores, entre los cuales cabe destacar el efecto inductor de una proteína codificada por el cromosoma 4 en respuesta al lipopolisacárido o el efecto positivo del IFN-g. Debe señalarse, en este contexto, que aunque son múltiples los factores capaces de estimular la síntesis y liberación de TNF-a, el estímulo más potente es el lipopolisacárido.
Las acciones del TNF-a se ejercen a través de la interacción con dos tipos de receptores específicos (p60 y p80). Al menos en el caso del receptor p60 se cree que estos efectos están mediados por la activación de una fosfolipasa C.
Los efectos del TNF-a descritos en la literatura son confusos puesto que no se considera la concentración estudiada, dato fundamental para entender los aspectos clave de la biología de esta molécula. Por ello, a continuación se indicarán las acciones del TNF-a atendiendo a sus concentraciones.
1. A bajas concentraciones (de unos 10–9 M) el TNF-a actúa localmente
como inmunorregulador y en la inflamación ejerciendo los siguientes
efectos:
a) Inhibe los efectos de varios factores de crecimiento sobre los progenitores mieloides.
b) Estimula la activación linfocitaria T y la proliferación de los
linfocitos B. Debe señalarse, no obstante, que en estas acciones tanto
la IL-1 como la IL-6 son citocinas más potentes.
c) Focaliza la respuesta inflamatoria ya que induce la expresión de las
adhesinas de los leucocitos y de los receptores para estas moléculas en
el endotelio.
d) Activa los sistemas de defensa intracelulares (generación de
radicales libres de oxígeno) y la expresión de los antígenos de
histocompatibilidad de clase I.
2. A concentraciones elevadas (de unos 10–8 M) el TNF-a accede a la
circulación sistémica ejerciendo acciones endocrinas: a) Produce
fiebre.
b) Genera una oleada secuencial de citocinas.
c) Suprime la producción de células hemopoyéticas y lleva a un estado
de inmunodeficiencia. Curiosamente, la acción del TNF-a sobre el
endotelio es opuesta a la anterior ya que genera un incremento de
factores de crecimiento.
d) Su acción sobre los hepatocitos produce un aumento de reactantes de
fase aguda similar al inducido por la IL1 pero diferente al de la IL-6.
e) Activa la coagulación al disminuir la actividad de la trombomodulina endotelial.
f) Provoca caquexia por tres mecanismos complementarios: disminución
del apetito, reducción de la masa magra y disminución de la masa grasa.
La disminución de la masa magra se produce por un aumento en el consumo
de glucosa, con la consiguiente reducción del contenido en glucógeno
así como del número de miofibrillas. La principal razón de la
disminución de la masa grasa se debe a una inhibición de la
lipoproteinlipasa, que genera un aumento de los triacilglicéridos
circulantes.
3. A concentraciones muy elevadas (10–7 M) el TNF-a ejerce efectos letales:
a) Deprime la contractilidad miocárdica.
b) Provoca una intensa vasodilatación tanto directamente como a través
de la inducción de factores endoteliales vasodilatadores (prostaciclina
y óxido nítrico).
c) Ocasiona coagulación intravascular diseminada.
d) Altera la permeabilidad vascular.
Interleucina 6. Múltiples células, inmunológicas y no inmunológicas, poseen capacidad para sintetizar y liberar IL-6. En lo que respecta a la producción de esta citocina, existen algunas características que la diferencian del resto de las citocinas macrofágicas:
1. En el individuo sano, la mayoría de la IL-6 es producida por las células del sistema mononuclear fagocítico.
2. En tejidos enfermos (p. ej., la membrana sinovial) los linfocitos B y T constituyen una importante fuente de esta proteína.
3. Las células foliculoestrelladas de la hipófisis producen IL-6, lo que ha llevado a especular sobre el papel de esta citocina en la regulación hormonal. El gen que codifica para la IL-6 se encuentra en el cromosoma 7 humano. Los principales estímulos para la síntesis de esta citocina difieren en función de la célula productora. Así, por ejemplo, en los fibroblastos el principal estímulo para su síntesis es la IL-1, mientras que en las células de la médula ósea la acción principal la ejercen los factores de crecimiento (IL-3, GM-CSF). De cualquier forma, globalmente los estímulos para la producción de la IL-6 son similares a los de las demás citocinas macrofágicas: lipopolisacárido y otras interleucinas. La IL-6 actúa por unión con receptores específicos, que poseen en su peculiar estructura características que les permiten actuar tanto de receptor tipo hemopoyetina como de receptor de la familia de las inmunoglobulinas (v. más adelante). Prácticamente todas las células inmunológicas (en diferentes momentos de su diferenciación) y otras células no inmunológicas (hepatocitos, queratinocitos) poseen receptores para la IL-6. Debe señalarse, como curiosidad, que los corticoides estimulan la expresión del receptor para la IL-6.
Las acciones biológicas de la IL-6 se ejercen sobre distintos sistemas.
Acciones sobre las células inmunológicas y las células inflamatorias:
1. La IL-6, de forma similar a la IL-1, es un factor importante en la maduración inicial de la serie mieloide.
2. Probablemente la IL-6 producida por las células del estroma tímico interviene de forma esencial en la diferenciación de los timocitos.
3. En la activación linfocitaria B, la IL-6 es el principal factor involucrado en las fases finales de la diferenciación B. A través de este mecanismo, se ha relacionado a la IL-6 con la patogenia de diversos trastornos que cursan con hipergammaglobulinemia (mieloma múltiple, mixoma cardíaco, enfermedad de Castleman).
4. Interviene en las fases iniciales de la activación linfocitaria T de forma conjunta con la IL-1. Algunos autores, extrapolando hallazgos experimentales, han diseñado un modelo de las primeras fases de la activación linfocitaria T según el cual la IL-6 sería responsable de la iniciación de la activación linfocitaria T.
5. Las acciones de la IL-6 sobre las células del sistema mononuclear fagocítico incluyen el bloqueo de la proliferación, con un incremento en la diferenciación y en la capacidad efectora.
Acciones sobre células no inmunológicas:
1. Interviene sobre el tejido nervioso de forma directa y a través de la secreción de NGF por los astrocitos. De esta forma, la producción local de IL-6 actúa en la reparación de lesiones en el SNC.
2. Posee capacidad estimulante del crecimiento de queratinocitos. En este sentido se ha implicado a la IL-6 en la patogenia de la psoriasis.
3. Produce proliferación de las células mesangiales. De hecho, se ha postulado por datos experimentales que la producción disregulada de IL-6 por las células mesangiales podría provocar el desarrollo de una glomerulonefritis mesangial. Acciones endocrinas. De forma similar a las restantes citocinas macrofágicas, la IL-6 es capaz de producir fiebre, estimular la liberación de ACTH y, por lo tanto, de glucocorticoides e inducir la síntesis de reactantes de fase aguda. Aunque la IL-1 y el TNF-a también poseen la capacidad de inducir la síntesis de reactantes de fase aguda, sólo la IL-6 da lugar al espectro completo de respuesta hepatocitaria.
Interleucina 8 y otras intercrinas. Las intercrinas son un grupo de citocinas con varias características comunes:
1. Poseen un bajo peso molecular (8-10 kD).
2. Incluyen cuatro residuos de cisteína en su molécula, muy importantes
tanto en la estructura terciaria de dicha molécula como en su actividad
funcional. En las intercrinas a existe un aminoácido entre las
cisteínas adyacentes (intercrinas C-X-C), mientras que en las
intercrinas b este aminoácido está ausente (intercrinas C-C).
3. Están codificadas por genes agrupados en dos cromosomas (cromosoma 4
en el caso de las intercrinas a y cromosoma 17 en las intercrinas b).
4. Poseen funciones proinflamatorias y reparadoras.
5. Aunque inicialmente se pensó que podrían constituir el elemento
final de la cascada de las citocinas inflamatorias, existen datos que
sugieren una importante pleiotropía.
Atendiendo a su estructura y homología se clasifican en dos familias (a
y b). Las principales intercrinas a son la IL-8, el factor 4
plaquetario, la b-tromboglobulina y dos productos de función
desconocida obtenidos de líneas celulares humanas (IP10-g y factor
estimulante del crecimiento de los melanomas). La proteína más
interesante de este grupo es la IL-8 que ejerce su efecto
principalmente sobre los neutrófilos (induciendo la quimiotaxis, la
expresión de los receptores de membrana CD11b/CD18, la exocitosis de
gránulos y el estallido respiratorio) y en menor medida sobre los
linfocitos.
Los miembros de la familia de las intercrinas b son las proteínas inflamatorias macrofágicas (MIP-1 y MIP-2) y la molécula RANTES (regulated on activation, normal T expressed and secreted). La molécula mejor caracterizada del grupo es la MIP-1 que consta de dos péptidos MIP-1a y MIP-1b. Globalmente esta proteína ejerce sus efectos sobre las células del sistema mononuclear fagocítico induciendo la quimiotaxis, la proliferación de los macrófagos tisulares y la secreción de otras citocinas macrofágicas.
Interleucina 12. Esta molécula, recientemente descrita, procede sobre todo de las células con capacidad de presentación antigénica (en particular, monocitos y linfocitos B) en respuesta a la infección bacteriana. Su papel biológico parece ser doble: inducción de la producción de IFN-g por las células NK y los linfocitos T, así como diferenciación de los linfocitos T colaboradores tipo 1 con inhibición concomitante de los linfocitos T colaboradores tipo 2.
Durante el proceso de la fagocitosis, los PMN neutrófilos y los macrófagos generan radicales libres del oxígeno mediante un proceso complejo, en el que intervienen varios sistemas enzimáticos. Las diferentes especies reactivas de oxígeno poseen una potencia relativa diferente: el más potente es el hidroxilo y el menos reactivo el peróxido de hidrógeno. Inicialmente se genera el radical superóxido gracias a un sistema enzimático especializado (NADPH oxidasa), localizado en la membrana plasmática y en las vacuolas de fagocitosis. Este sistema emplea como dador de electrones el NADPH y requiere como coenzimas una flavoproteína, una ubiquinona y un citocromo b (b245 o b558). La interacción de dos moléculas de superóxido, bien de forma espontánea, bien por la acción catalítica de la enzima superóxido-dismutasa, genera peróxido de hidrógeno. Aunque el peróxido de hidrógeno no es un radical libre, es capaz de ejercer efectos tóxicos a través de dos mecanismos principales: el sistema mieloperoxidasa/haluro/peróxido de hidrógeno (sistema de Klebanoff) y la formación de radical hidroxilo. Por interacción entre la mieloperoxidasa, el peróxido de hidrógeno y los haluros se forman compuestos tóxicos (ácidos hipohalosos y haloaminas) que ejercen efectos tóxicos sobre las membranas celulares. La formación del radical hidroxilo se efectúa mediante la reacción de Haber-Weiss, en cuya formulación final se produce la reacción de peróxido de hidrógeno y radical superóxido. El factor limitante de la reacción de Haber-Weiss es la presencia de hierro libre y, en menor medida, de cobre.
La generación de radicales libres de oxígeno es un fenómeno fisiológico relacionado de forma esencial con la defensa antibacteriana. Sin embargo, si estos radicales libres son vertidos en el medio extracelular lesionan las estructuras próximas al actuar sobre todos los tipos de moléculas (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Por ello, el organismo dispone de sistemas antioxidantes que controlan cuidadosamente su génesis y liberación o participan en la reparación de las lesiones producidas por éstos.
Recientemente se ha demostrado que algunas células que intervienen en la inflamación (en concreto, las células del sistema mononuclear fagocítico) producen especies reactivas que incluyen nitrógeno en su estructura. La mejor estudiada de estas especies reactivas es el óxido nítrico, liberado principalmente por el endotelio vascular y con una potente acción vasodilatadora. En algunas especies (en el hombre los datos son contradictorios), el óxido nítrico puede ser también liberado por células del sistema mononuclear fagocítico y ejercer acciones citotóxicas sobre las células diana.
Antígenos de membrana leucocitarios Aspectos generales
Las células leucocitarias, y en especial las células mononucleares, poseen escasas características diferenciales desde el punto de vista morfológico. Sin embargo, desde hace muchos años existían datos experimentales que sugerían la existencia de diferentes subpoblaciones funcionales. El primer método de caracterización de las diferentes subvariedades fue la demostración de que unos linfocitos (linfocitos B) poseían inmunoglobulinas en la membrana plasmática y que otro subgrupo (linfocitos T) formaban rosetas espontáneas con los hematíes de carnero. Los linfocitos que no mostraban estas características se denominaron células nulas.
La introducción de la metodología de los anticuerpos monoclonales (AcMo) permitió descubrir en un breve plazo de tiempo la existencia de numerosos antígenos de membrana diferentes. La primera consecuencia de este proceso fue una gran confusión, ya que cada grupo experimental o cada casa comercial describían (mediante el anticuerpo monoclonal correspondiente) a los diferentes antígenos con términos muy variados. Para evitarlo, se realizaron varias reuniones de trabajo (la última desarrollada en Boston en 1993) en las que se estableció un código, consistente en las siglas CD (cluster of differentiation) seguida de un número para todos aquellos AcMo que reconocen el mismo antígeno. Debido a la especificidad, en muchas ocasiones se denomina al antígeno de membrana con este código, aunque conceptualmente no sea correcto.
La aplicación sistematizada de estos AcMo permitió demostrar que algunos antígenos eran relativamente específicos de estirpes celulares (p. ej., CD3 de los linfocitos T, CD19 de los linfocitos B o CD14 de los monocitos), otros indicaban fases de diferenciación dentro de una estirpe y otros indicaban la activación de esa célula.
En los últimos años, el principal objetivo en el estudio de las moléculas de membrana es su caracterización funcional. Así, se han descrito moléculas que actúan como receptores para sustancias solubles (p. ej., CD71 reconoce al receptor para la transferrina o CD25 reconoce a un tipo de receptor para la IL-2), moléculas reguladoras (p. ej., algunas proteínas inhibidoras del complemento), y moléculas coestimulantes (p. ej., las proteínas reconocidas por CD4 o CD8, esenciales en la función de los linfocitos T colaboradores y citotóxicos, respectivamente). Este apartado se centrará en las moléculas de adhesión intercelular (adhesinas) que desempeñan un papel esencial en la inflamación.
Moléculas de adhesión
De forma genérica se denomina adhesinas a un conjunto de moléculas que median la unión física entre las células o entre éstas y elementos del tejido conjuntivo.
Desde el punto de vista estructural se distinguen tres grandes grupos de adhesinas: selectinas, integrinas y miembros de la superfamilia de las inmunoglobulinas.
Selectinas. Son moléculas que se expresan en el endotelio y/o en los leucocitos cuya función es promover una adhesión intercelular débil en las áreas de la inflamación. Estructuralmente están formadas por tres elementos: un dominio lectina, una región homóloga al factor de crecimiento epidérmico (EGF) y varias regiones SCR (short consensus repeat). La confusa nomenclatura de este grupo de sustancias se ha simplificado enormemente y en la actualidad se distinguen tres tipos de selectinas:
1. CD62-E o selectina E (selectina endotelial) denominada previamente
ELAM-1. Las células endoteliales no expresan basalmente esta proteína,
aunque durante la inflamación, y sobre todo debido a la acción de las
citocinas inflamatorias, se expresa durante un breve lapso de tiempo.
Esta selectina reconoce en los leucocitos hidratos de carbono con
residuos de ácido siálico del grupo Lewisx y de su isómero Lewisa.
2. CD62-P o selectina P (selectina plaquetaria) denominada previamente
GMP-140, PADGEM. La selectina P se almacena en los gránulos de
Weibel-Palade de las células endoteliales y en los gránulos a de las
plaquetas y se moviliza hasta la membrana plasmática por diversos
estímulos inflamatorios (p. ej., trombina o histamina). Esta selectina
es capaz de unirse a los residuos mucoides de un contrarreceptor
leucocitario denominado ligando glucoproteico de la selectina P
(PSGL-1).
3. CD62-L o selectina L (selectina leucocitaria) reconocida por los
AcMo Mel-14, Leu-8 o TQ-1. La selectina L se expresa en la mayoría de
los leucocitos circulantes (con la excepción de una subpoblación de
linfocitos memoria). Esta selectina es capaz de unirse a tres tipos de
moléculas: una molécula de adhesión celular dependiente de
glucosilación (GlyCAM), proteína de membrana que puede ser segregada,
CD34 y una molécula de adhesión celular dirigida a mucosas (MAdCAM).
Esta última glucoproteína constituye un ligando tanto de selectinas
como de integrinas (a4b7).
Integrinas. Son moléculas cuya denominación deriva de su propiedad de «integrar» el medio intracelular (citoesqueleto) con el medio extracelular. Desde el punto de vista funcional estas moléculas participan en la adhesión intercelular así como en la interacción de células con elementos de la matriz extracelular. Estructuralmente están compuestas por dos tipos de cadenas: cadena b (común a cada familia) y cadena a (específica de cada molécula). Esta simplificación no es estrictamente correcta, ya que en los últimos años se ha demostrado la existencia de nuevas cadenas b y la unión a cadenas a de otras familias, por lo que la tendencia en su nomenclatura es meramente descriptiva. No obstante, se señalarán las características principales de las familias «clásicas» de integrinas.
Las integrinas b1 forman la familia de antígenos de activación muy tardía (VLA), denominadas de esta forma porque se describieron inicialmente en la superficie de linfocitos activados tras varias semanas de cultivo. Con posterioridad se observaron en plaquetas y en células del sistema mononuclear fagocítico y más tarde en múltiples estirpes celulares. Su función básica es la unión de las células con elementos del tejido conjuntivo (laminina, colágeno, fibronectina o fibrinógeno), con mayor o menor grado de selectividad. En la figura 3-6 se señalan los principales ligandos de cada tipo de VLA. Las integrinas celulares (y particularmente la familia VLA) pueden encontrarse en diversos estadios de activación debido a factores intracelulares (p. ej., estímulo por citocinas) o extracelulares (unión de la integrina a los ligandos).
Las integrinas b2 forman la familia LeuCAM (leucoadhesinas), un grupo de moléculas que poseen una localización restringida (leucocitos) y sirven para la unión con otras células, como el antígeno linfocitario funcional 1 (LFA-1), o con superficies recubiertas de complemento (CR3 y CR4). La molécula LFA-1 posee como principales contrarreceptores las moléculas de la superfamilia de las inmunoglobulinas denominadas moléculas de adhesión intercelular (ICAM).
El segundo miembro de la familia de leucoadhesinas (LeuCAM) es la molécula CD11b/CD18, denominado también CR3 (receptor para fragmentos del C3 tipo 3). Esta molécula se expresa de forma restringida en las células mieloides (monocitos, macrófagos y neutrófilos) y en las células NK y es capaz de unirse a antígenos recubiertos por iC3b así como a residuos glucídicos presentes en el lipopolisacárido, a Leishmania, a hongos y a bacterias. La molécula CD11c/CD18 es el CR4 (receptor para fragmentos del C3 tipo 4), expresada en leucocitos y posee en general la misma capacidad para unirse a ligandos que el CR3.
Las integrinas b3 forman la familia de las citoadhesinas, moléculas relacionadas con la activación plaquetaria y otros fenómenos hemostáticos.
Las integrinas b7 desempeñan un papel esencial en la recirculación linfocitaria.
Las adhesinas de la superfamilia de las inmunoglobulinas poseen como característica común la presencia en la estructura de su molécula de elementos similares a la región constante de las inmunoglobulinas. Las más interesantes en lo que respecta a la inflamación son las proteínas ICAM y la molécula celular de adhesión vascular 1 (VCAM-1).
Familia ICAM. Estas moléculas poseen un número variable de dominios tipo inmunoglobulina. La proteína mejor conocida del grupo es ICAM-1, que posee cinco ligandos: LFA-1, CR3, CD43, rinovirus y Plasmodium falciparum. El ligando habitual de ICAM-2 e ICAM-3 es LFA-1.
La regulación de la expresión de las distintas moléculas ICAM es totalmente diferente lo que implica una función particular para cada una de ellas. Así, ICAM-1 es expresada por las células endoteliales en respuesta a las citocinas macrofágicas, siendo esencial en la migración celular durante el proceso inflamatorio. ICAM-2 se expresa de forma constitutiva en las células endoteliales, y se postula que interviene en la recirculación leucocitaria normal. ICAM-3 se expresa curiosamente en la superficie de los leucocitos y no aparece en el endotelio.
Molécula VCAM-1. Es el ligando endotelial de la molécula leucocitaria VLA-4. De forma similar a ICAM-1, la expresión de VCAM-1 en el endotelio es estimulada por las citocinas inflamatorias y alcanza un máximo de expresión en torno a las 24 horas. Existen diferencias entre la expresión de VCAM-1 y de ICAM-1, dado que, por ejemplo, la IL-4 induce la expresión de la primera y reprime la de ICAM-1. También puede unirse a la molécula de adhesión linfocitaria 1 situada, en las placas de Peyer (LPAM-1).
Participación de las moléculas de adhesión en la inflamación
Aunque el conocimiento de las diferentes moléculas de adhesión y su regulación cronológica es incompleto, con los datos existentes puede establecerse un modelo provisional de los elementos básicos implicados en el inicio de la fase leucocitaria precoz.
La presencia de un agente inflamatorio en un tejido determinado ocasiona la liberación de mediadores químicos responsables, en un primer momento, de los fenómenos vasculares descritos previamente. Sin embargo, muchas de las alteraciones son totalmente inespecíficas y no discriminan entre los diferentes tipos de leucocitos. En contraste, la expresión de diferentes moléculas de adhesión proporciona un medio de reclutamiento selectivo de los diferentes leucocitos. De esta forma, la génesis de citocinas macrofágicas produciría al comienzo un incremento de la expresión de selectinas endoteliales lo que favorecería la adhesión de los neutrófilos circulantes. Si el estímulo persiste más de 6 horas disminuiría la expresión de estas selectinas, incrementándose la de VCAM-1 y/o ICAM-1 según el tipo y los niveles de citocinas linfocitarias.
Estos fenómenos focalizan la respuesta inflamatoria en el endotelio y, aunque poseen gran interés, no explican muchos aspectos clave de la respuesta inflamatoria. En la figura 3-8 se indica esquemáticamente la probable participación de las moléculas inflamatorias en la evolución del proceso.
Aunque afirmarlo es muy simplista, es probable que la inflamación pueda entenderse cabalmente cuando las interacciones cronológicas entre mediadores químicos y moléculas de membrana se conozcan con precisión. Entre otras ventajas de este conocimiento, será posible un abordaje científico a la manipulación terapéutica del proceso inflamatorio.
EVOLUCIÓN
La evolución más favorable de la respuesta inflamatoria consiste en la destrucción del agente causal y en la reparación de las lesiones tisulares generadas. Los mecanismos de reparación del tejido destruido son diferentes en las células parenquimatosas y en el tejido conjuntivo. Así, la sustitución de células «nobles» depende, de manera fundamental, de la capacidad regenerativa de dichas células. De acuerdo con esta propiedad, las células se clasifican en: a) lábiles (epitelios o células hemopoyéticas), que continúan dividiéndose toda la vida del individuo; b) estables (parénquimas glandulares), que conservan la capacidad de dividirse pero que no lo hacen en condiciones normales, y c) permanentes (neuronas y músculo estriado) cuya capacidad de replicación es mínima o nula. Por lo tanto, cuando el proceso inflamatorio afecta alguno de los dos primeros tipos celulares, el componente lesional parenquimatoso puede curar con restitutio ad integrum; esto no ocurre en el caso de las células permanentes. De todas formas, la reparación del tejido parenquimatoso depende, en gran parte, de la indemnidad de la estroma conjuntiva por cuanto si éste no se mantiene, lo más probable es que la regeneración tisular adopte un patrón desordenado que conduzca a alteraciones funcionales del órgano afecto (el ejemplo típico es la cirrosis hepática). La reparación del tejido conjuntivo, excepto en lesiones mínimas en las que conserva su arquitectura, suele llevar al desarrollo de una cicatriz por la acumulación de fibroblastos y la producción de colágeno. Este proceso se denomina fibrogénesis y su consecuencia patológica es la fibrosis. Las consecuencias funcionales de la fibrosis pueden ser mínimas o, por el contrario, conducir a graves manifestaciones, como estenosis de órganos tubulares (digestivos, genitourinarios), e insuficiencia en órganos sólidos (corazón, pulmón).
En algunas circunstancias (agente persistente, agente no degradable, alteración de la respuesta inmunológica), la reacción inflamatoria continúa, produciéndose una acumulación de linfocitos, macrófagos y fibroblastos en el foco inflamatorio. Estas células pueden distribuirse de forma uniforme en el área lesionada adoptando patrones intersticiales (infiltración por «células redondas») o disponerse de forma ordenada (granulomas constituidos por células epitelioides y gigantes). Estos patrones morfológicos son los que definen la inflamación crónica.
A continuación se considerarán de forma más concreta la fibrogénesis y la formación de granulomas como modelos evolutivos de la inflamación.
Fibrogénesis
La fibrogénesis puede definirse, de forma simple, como el proceso de sustitución de un parénquima normal por acumulación de fibroblastos y sus productos derivados. Este material no sólo se encuentra en mayor cantidad sino que además presenta alteraciones cualitativas que distorsionan la arquitectura del tejido. En esta definición se incluyen varias ideas de interés:
1. La noción de fibrogénesis como un proceso en el sentido de
progresión desde la normalidad hasta fases de gran afectación. Este
hecho tiene gran trascendencia práctica ya que los estudios realizados
en diferentes fases de la enfermedad ofrecen resultados distintos.
2. La importancia central del fibroblasto y de sus productos de secreción en la patogenia de la fibrogénesis.
3. La coexistencia de lesiones cuantitativas y cualitativas en el tejido fibrótico.
En la figura 3-9 se esquematizan los mecanismos de fibrogénesis.
En general, en la fibrogénesis se ha prestado mayor atención al estudio de los mecanismos que incrementan la síntesis de colágeno. Sin embargo, un desequilibrio entre las colagenasas y los factores inhibidores de éstas podría conducir a un aumento de colágeno en el tejido afecto. En este sentido, hay pruebas de una disminución de la colagenólisis en algunas enfermedades fibróticas pulmonares (fibrosis pulmonar idiopática, neumonitis por hipersensibilidad).
Además de estos datos existen múltiples observaciones que sugieren que en la fibrogénesis se produce un aumento en la síntesis de colágeno. Antes de analizar las modificaciones que ocurren en la fibrogénesis se señalarán brevemente las características generales de este proceso.
Fibrosis
Las principales células productoras de colágeno en la mayoría de los tejidos son los fibroblastos. No obstante, otras estirpes celulares (p. ej., las células endoteliales, los lipocitos, los hepáticos, etc.) también tienen capacidad para producir esta proteína. En la biosíntesis de las moléculas de colágeno hay que destacar dos aspectos importantes:
1. Existe una retroalimentación negativa en la producción de colágeno
determinada por la degradación intracelular de parte del colágeno
sintetizado.
2. Las moléculas de colágeno se sintetizan en forma de precursores que
poseen secuencias peptídicas en las regiones aminoterminal y
carboxiterminal. La función de estas secuencias es múltiple: promover
la formación de la triple hélice, prevenir la formación prematura de
fibrillas y modular la formación extracelular de la fibra de colágeno.
En función del tipo de colágeno, estos péptidos son liberados
inmediatamente antes o después de la secreción del colágeno, en
cantidades estequiométricas y sirven como marcadores potenciales de
dicha secreción. En este sentido debe señalarse que la medida de
algunos péptidos (en concreto, el péptido procolágeno III
aminoterminal) ha demostrado ser útil como prueba incruenta en la
monitorización de la actividad fibrogénica de algunos órganos (pulmón,
hígado).
Una vez señalados los datos básicos de la biosíntesis de colágeno, se
considerarán los mecanismos por los que puede aumentar esta proteína en
los tejidos: un incremento en el número de células productoras y un
aumento de la síntesis de colágeno y otras proteínas de la matriz
extracelular por cada una de las células.
Los tres mecanismos por los que puede aumentar el número de fibroblastos en un tejido son: el reclutamiento (quimiotaxis) de estas células, la proliferación local y la transformación de otras células.
Los fibroblastos son células móviles, tanto in vitro como in vivo, y responden a múltiples estímulos quimiotácticos y haptotácticos generados en el foco inflamatorio. Estos estímulos pueden proceder de la conversión de factores séricos (p. ej., fragmentos del C5), de la liberación plaquetaria (intercrinas a, factor de crecimiento derivado de las plaquetas [PDGF], TGF-b), de sustancias liberadas por las células inflamatorias (LTB4, PDGF, TGF-b) o de fragmentos de elementos del tejido conjuntivo (colágeno, fibronectina). Por la acción coordinada de estos factores se producirá un aumento de fibroblastos en torno al foco inflamatorio.
Además del reclutamiento de fibroblastos hacia el foco inflamatorio, se ha comprobado que la proliferación de fibroblastos es un mecanismo esencial en la fibrogénesis. En ausencia de estímulos, los fibroblastos se encuentran detenidos en fase G0, requiriendo para su proliferación la acción de dos tipos de estímulos secuenciales: los factores de competencia y los factores de progresión.
Los principales factores de competencia, es decir, los que permiten a la célula evolucionar desde la fase G0 a G1, son el PDGF, los factores de crecimiento fibroblástico (FGF) y la fibronectina. Por otro lado, los factores de progresión actúan sobre células en fase G1 llevándolas a fase S y, por lo tanto, a la división celular. Los factores de progresión mejor estudiados son el EGF y los factores de crecimiento similares a la insulina tipo I (IGF-I). Evidentemente, existen factores de competencia y progresión peor caracterizados.
El tercer mecanismo por el que puede aumentar el número de fibroblastos es la transformación de otras células. Este fenómeno está muy bien caracterizado en la fibrosis hepática, en la que los lipocitos (células de Ito) desempeñan un papel fundamental en la fibrogénesis. Estas células, localizadas en el espacio de Disse, acumulan lípidos y sintetizan colágeno, sobre todo tipos III y IV. Durante el proceso fibrogénico, los lipocitos se activan y proliferan transformándose en miofibroblastos. El principal factor desencadenante de la proliferación de los lipocitos es el PDGF, mientras que el factor esencial en su activación es el TGF-b.
Debido a los tres mecanismos mencionados puede aumentar el número de fibroblastos y, por lo tanto, la síntesis local de colágeno. Sin embargo, se ha demostrado que, además de aumentar el número de fibroblastos, durante la fibrogénesis se incrementa la síntesis de colágeno por cada célula. Los principales factores implicados en este proceso son proteínas derivadas de las células del sistema mononuclear fagocítico. Así, se ha comprobado que en cocultivos de células del sistema mononuclear fagocítico con fibroblastos aumenta la cantidad de colágeno sintetizado y, además, varía el tipo de colágeno, invirtiéndose el cociente tipo I/tipo III. Al parecer esta variación del tipo de colágeno depende de un aumento en el contenido de cAMP intracelular que incrementa el catabolismo intracelular del colágeno tipo I. Estos datos coinciden con el aumento de colágeno tipo III observado en las lesiones fibróticas iniciales. El papel concreto de los mediadores macrofágicos es controvertido. Así, en lo que respecta a la IL-1 se ha señalado tanto que incrementa como que disminuye la síntesis de colágeno. Parece que este efecto se debe a que la IL-1 ejerce una acción positiva sobre la síntesis de colágeno, pero dado que incrementa la producción de PGE2 (inhibidora de la biosíntesis), el efecto neto dependerá de la coexistencia con otros factores. En los últimos años se ha demostrado en varios tejidos (pulmón, hígado) el papel esencial del TGF-b en el incremento de la síntesis de elementos de la matriz extracelular (colágeno, fibronectina, glucosaminoglicanos) durante la fibrogénesis.
Formación de granulomas
El granuloma puede definirse como la acumulación local de células inflamatorias, sobre todo de estirpe mononuclear fagocítica, que se produce como respuesta crónica a estímulos persistentes. Aunque existen formas mixtas, la mayoría de los granulomas se incluyen en uno de estos dos grandes tipos: granulomas tipo cuerpo extraño y granulomas tipo hipersensibilidad. Las diferencias entre ellos se recogen en la tabla 3-2.
Independientemente de su etiología, las células que predominan en los granulomas son las de la serie mononuclear fagocítica. Atendiendo a sus características morfológicas se distinguen tres variedades:
1. Macrófagos «activados», caracterizados por el aumento de las
organelas citoplasmáticas, la intensa expresión de receptores para la
fracción Fc de las inmunoglobulinas y para fragmentos del complemento y
una gran capacidad fagocítica.
2. Células epitelioides, de morfología poligonal, con un núcleo oval y
un retículo endoplásmico rugoso y un aparato de Golgi intensamente
desarrollados. En general expresan pocos receptores de membrana y
ejercen una escasa función fagocítica. Sin embargo, segregan numerosas
enzimas, lo que hace suponer su papel activo en la destrucción de los
irritantes que generaron el granuloma.
3. Células multinucleadas, entre las cuales se distinguen
morfológicamente dos tipos: células gigantes (que aparecen en los
granulomas tipo cuerpo extraño) y células de Langhans (que aparecen en
los granulomas tipo hipersensibilidad). Sin embargo, desde el punto de
vista funcional ambos tipos son similares a las células epitelioides ya
que poseen escasa capacidad fagocítica y elevada capacidad secretora.
El principal mecanismo de formación es la fusión de macrófagos
uninucleados debido al intento de ingestión por varios macrófagos del
mismo material o al efecto de las citocinas (p. ej., IFN-g).
Junto a las células del sistema mononuclear fagocítico, en los
granulomas suelen encontrarse otros tipos celulares: linfocitos B y
sobre todo T (en regiones periféricas), eosinófilos (sobre todo si el
antígeno es parasitario) y fibroblastos (cementando el granuloma).
MANIFESTACIONES CLINICOBIOLÓGICAS
La reacción inflamatoria es un proceso local pero con manifestaciones sistémicas. En la exposición previa se ha visto que la respuesta inflamatoria es un proceso local y no existe ninguna situación clínica en la que la inflamación afecte todos los tejidos simultáneamente. Este carácter local es la base de los clásicos datos clínicos de la inflamación aguda:
1. Calor: provocado por la acumulación de sangre y el incremento de la actividad metabólica en el foco inflamatorio.
2. Rubor: atribuible a la vasodilatación y la estasis sanguínea en el área inflamada.
3. Tumor (aumento de tamaño): generado por la acumulación de sangre, la
presencia de exudado plasmático y el aumento de células inflamatorias
en la región afecta.
4. Dolor: producido por la irritación de las fibras nerviosas del área
lesionada, tanto por el propio agente causal como por algunos
«mediadores» del proceso inflamatorio (bradicinina, PGE2 y otros).
5. Impotencia funcional: consecuencia directa de las anteriores.
Se debe insistir en que estos datos sólo aparecen en las inflamaciones
agudas de tejidos que pueden ser observados por el clínico. Así, si el
proceso es interno (p. ej., una hepatitis) o la inflamación ya desde el
inicio adopta un carácter morfológico de cronicidad, no son
perceptibles.
Junto a estos fenómenos locales, la respuesta inflamatoria se acompaña, excepto en casos muy leves, de un componente general más o menos acusado. Los principales factores responsables de esta respuesta general son las interleucinas mencionadas. A continuación se resumen las consecuencias más importantes de sus acciones sistémicas.
Fiebre. La IL-1, la IL-6 y el TNF-a actúan sobre el centro hipotalámico termorregulador y desencadenan la fiebre por la producción de PGE2, sustancia que ajusta al alza el control termostático. Por ello se estimula la conservación de calor (vasoconstricción) y su producción («tiritona » por contracción muscular) hasta que se eleva la temperatura central y se reajusta el hipotálamo.
Alteración del patrón habitual sueño-vigilia. Hay inducción de un estado de somnolencia.
Neutrofilia. Aunque tras la administración de IL-1 se produce un breve período de neutropenia por la adherencia de los neutrófilos al endotelio, posteriormente aparece una importante elevación de los neutrófilos circulantes, al parecer debido al estímulo directo de la liberación por la médula ósea de precursores inmaduros. Estos datos explican la neutrofilia y la desviación hacia la izquierda de la fórmula leucocitaria que acompaña habitualmente a los procesos inflamatorios agudos.
Inducción de la síntesis de reactantes de fase aguda. Las tres interleucinas mencionadas (IL-1, IL-6 y TNF-a) actúan sobre los hepatocitos regulando la producción de varias proteínas (denominadas globalmente reactantes de fase aguda) a nivel postranscripcional. Como consecuencia se produce una modificación de la concentración plasmática de dichas proteínas. Un estudio más detallado del significado biológico y de los mecanismos de regulación de los reactantes de fase aguda se lleva a cabo en el capítulo 7. Aunque estos reactantes pueden medirse de forma individual (p. ej., proteína C reactiva, a1-antitripsina, etc.), es inútil —por costoso y redundante— determinar todos estos reactantes en la clínica, ya que aportan la misma información: la presencia y la actividad del proceso inflamatorio. Por ello, suele realizarse únicamente un estudio indirecto de los reactantes mediante dos técnicas sencillas y baratas: la VSG y el proteinograma.
La determinación de la VSG consiste en colocar una columna de sangre anticoagulada en un tubo vertical y medir el descenso de la columna eritrocitaria al cabo de 1 hora. El factor determinante de la VSG es la formación de agregados de hematíes (rouleaux), que, a su vez, depende de la suma de dos factores contrarios: la repulsión eléctrica entre hematíes y el efecto disipador del medio. La policitemia, al elevar la repulsión entre los hematíes, disminuye la VSG. Por el contrario, la anemia (al estar disminuido el efecto repulsivo) y el aumento de las proteínas asimétricas (p. ej., fibrinógeno y otros reactantes de fase aguda), que ejercen un efecto disipador de cargas, favorecen la formación de agregados y elevan la VSG. El proteinograma permite comprobar una disminución de la albúmina y una elevación de las a-globulinas. Esto último se debe a que la mayor parte de los reactantes de fase aguda poseen movilidad electroforética alfa.
Manifestaciones generales. Otras manifestaciones generales de la inflamación, cuya fisiopatología no está totalmente aclarada, son la astenia, la anorexia y el malestar general. En los procesos inflamatorios crónicos es frecuente la aparición de una anemia, denominada anemia de las enfermedades crónicas, que habitualmente es normocítica y normocrómica. Aunque el mecanismo de producción no se conoce con exactitud, parecen intervenir varios factores:
1. Incremento del secuestro y la destrucción de los hematíes por el sistema mononuclear fagocítico activado (componente hemolítico extracorpuscular). 2. Déficit de la respuesta medular para incrementar la producción eritrocitaria, debida a varios factores: disminución de la eritropoyetina, resistencia relativa a la eritropoyetina y supresión de la eritropoyesis por factores liberados por los macrófagos activados (componente hipoplásico). 3. Alteraciones del manejo del hierro. Así, aunque no existe ferropenia (de hecho, la ferritina está elevada), la distribución del hierro está alterada debido a un «secuestro» de este metal en las células del sistema mononuclear fagocítico.
RESPUESTA INFLAMATORIA Integración
El proceso inflamatorio posee numerosos sistemas amplificadores y redundantes. Los principales sistemas amplificadores locales ya se han mencionado antes, al describir la activación de los sistemas del complemento, la hemostasia, la fibrinólisis y las cininas, mientras que la amplificación a nivel general está mediada principalmente por las diversas interleucinas. Un aspecto muy importante de la amplificación de la inflamación es su estrecha conexión con la respuesta inmunológica, lo que da origen a la producción de inmunoglobulinas y de células activadas, capaces de destruir el agente inflamatorio. La redundancia en el proceso inflamatorio se produce por dos razones. Por una parte, varios mediadores de la inflamación provocan un mismo fenómeno biológico (p. ej., vasodilatación inducida por aminas vasoactivas, bradicinina, prostaglandinas y factores del complemento; quimiotaxis inducida por factores solubles del complemento, leucotrienos o péptidos bacterianos, etc.). Por otro lado, es bastante común que los sistemas biológicos implicados en la respuesta inflamatoria se activen de varias formas (p. ej., las dos vías del sistema plasmático de la coagulación o del complemento). La importancia biológica de esta redundancia de fenómenos se pone de manifiesto cuando existe un déficit aislado (congénito o adquirido) de algún factor, que en general no tiene consecuencias importantes.
control
La respuesta inflamatoria está, por lo general, sometida a un importante control tanto en lo que respecta a sus fenómenos locales como generales. Aunque estos sistemas de control son múltiples, sólo se mencionarán algunos a modo de ejemplo. Localmente, muchos quimioatractantes para neutrófilos, también reclutan eosinófilos hacia el foco inflamatorio. La desgranulación de estas células produce la liberación de sustancias (histaminasa, arilsulfatasa, etc.) que destruyen varios mediadores químicos de la inflamación. Un ejemplo del control local y general lo constituye la elevación térmica provocada por las interleucinas que incrementa de forma inespecífica la activación de los linfocitos B y T. Además el control general es ejemplificado por las interleucinas inflamatorias que ejercen circuitos de control negativo. Así, por ejemplo, provocan la liberación de ACTH y ésta, a través de la liberación de cortisol, ejerce una acción antiinflamatoria o bien liberan reactantes de fase aguda que, como se mencionó antes, ejercen acciones antiinflamatorias.
Modificaciones por factores del individuo
La respuesta inflamatoria sufre modificaciones en sentido positivo o negativo por factores del individuo. Entre los factores generales destacan la nutrición, las alteraciones hematológicas y las alteraciones hormonales. La nutrición, en especial el aporte proteico, vitamínico y de oligoelementos (cinc) tiene especial importancia sobre todo en la reparación de las lesiones. Las alteraciones de las células sanguíneas (en particular, los leucocitos), impiden el desarrollo normal del proceso inflamatorio y, por lo tanto, predisponen al individuo a infecciones sistémicas. La diabetes mellitus interfiere claramente en el proceso inflamatorio por varias razones: altera los mecanismos quimiotácticos, los fagocitósicos y los bactericidas de los neutrófilos y de los macrófagos, incrementa la supervivencia —debido al aumento de glucosa— de algunos agentes inflamatorios (sobre todo bacterias) y favorece las lesiones vasculares (microangiopatía y macroangiopatía) que alteran el aporte sanguíneo al área lesionada. Otras alteraciones hormonales de especial importancia son las que afectan a las hormonas glucocorticoides que, como se ha mencionado, poseen una clara acción antiinflamatoria.
Entre los factores locales tienen especial trascendencia el aporte sanguíneo local, la presencia de cuerpos extraños y la inmovilización de la región afecta. El adecuado aporte de sangre a una región es esencial para el desarrollo de la respuesta inflamatoria. Así, lesiones arteriales importantes, al impedir una reacción inflamatoria adecuada, favorecen la diseminación del agente causal provocando, por lo tanto, consecuencias clínicas muy graves. La presencia de cuerpos extraños impide la correcta reparación de la lesión hasta que el organismo consiga su eliminación. Los dos mecanismos habituales por los que el organismo intenta resolver este problema son la digestión enzimática y el secuestro en el interior de las células multinucleadas. Finalmente, la inmovilización de la zona lesionada posee especial importancia en la reparación de las fracturas, al evitar desplazamientos del tejido conjuntivo.