Mediadores inflamatórios

A típica resposta inflamatória consiste em quatro componentes: os indutores inflamatórios, os sensores (receptores), os mediadores inflamatórios e os tecidos alvos (FIG. 7). Cada componente se apresenta em múltiplas formas e sua função em diferentes combinações de vias inflamatórias. Os indutores iniciam a resposta inflamatória e são detectados por sensores. Estes sensores, tais como receptores Toll-like (TLRs), são expressos em células sentinelas especializadas, tais como macrófagos residentes, células dendríticas e mastócitos. Eles induzem a produção de mediadores, incluindo aminas vasoativas, citocinas, quimiocinas, eicosanóides, e cininas, como a bradicinina. Esses mediadores inflamatórios agem

em vários tecidos-alvo para provocar mudanças em seus estados funcionais que otimizam a adaptação à condição nocivos (por exemplo, infecção ou lesão tecidual) (MEDZHITOV, 2010).

Figura 7 - Componentes do processo inflamatório.

Fonte: Modificado de MEDZHITOV, 2010.

Os componentes básicos de um processo inflamatório envolvem eventos vasculares e celulares, mediadores derivados de células e da ativação plasmática, que produzem os sinais clínicos clássicos da inflamação (GILROY et al., 2004).

Os eventos vasculares ocorrem em resposta à ação dos mediadores inflamatórios. Iniciam-se imediatamente e desenvolvem-se durante as primeiras horas após o estímulo inflamatório. Eles induzem a produção de mediadores, como as aminas vasoativas, os peptídeos vasoativos, os fragmentos de componentes do complemento, os mediadores lipídicos, as citocinas, as quimiocinas e as enzimas proteolíticas (SERHAN, CHIANG, VAN DYKE, 2008). Todos os mediadores são conhecidos por promover dor pela ativação e/ou sensibilização das fibras aferentes primárias especializadas, ou seja, os nociceptores, e recrutam outros mediadores para exacerbar o sinal de dor (RITTNER; BRACK; STEIN, 2008).

Os eventos celulares são marcados pela saída das células circulantes da luz do vaso e a migração de leucócitos para o sítio inflamatório. A mobilização dos leucócitos circulantes para o local da inflamação é fundamental para a defesa do organismo, já que estas células podem desenvolver suas ações de fagocitose e destruição de agentes patogênicos levando à resolução do processo (BOYTON; OPENSHAW, 2002).

Vamos destacar alguns dos mediadores envolvidos nos processos inflamatórios tais como as citocinas, os eicosanoides e as cininas.

Entre as citocinas mais conhecidas, TNF-α e IL-1 (IL-1α, IL-1 , IL-1Ra e IL-18) são vistas como de suma importância, devido aos seus papéis na patofisiologia de muitas respostas inflamatórias, além de terem um papel regulador sobre o início, a manutenção e o término das reações inflamatórias (EL ALWANI et

al., 2006; MORI et al., 2011; SAADANE et al., 2011).

As citocinas IL-1 e TNF-α são as primeiras a serem formadas após o dano tecidual ou infecção, afetando diretamente os receptores específicos dos neurônios sensoriais (de OLIVEIRA et al., 2011). Em torno de 01 hora após o inicio da cascata inflamatória, estas citocinas são secretadas em grandes quantidades principalmente pelos macrófagos e aparecem na circulação e apresentam efeitos locais e sistêmicos (EL ALWANI et al., 2006).

A citocina TNF-α é produzida por células polimorfonucleares e mononucleares, exercendo potentes efeitos inflamatórios, tais como, indução da expressão endotelial de moléculas de adesão ICAM-1 e VCAM-1 (EL ALWANI et al., 2006), ativação de neutrófilos e fagócitos mononucleares, aumento da permeabilidade vascular, além de atuar como um fator de crescimento para fibroblastos e angiogênese (LAWRENCE; WILLOUGHBY; GILROY, 2002; SHERWOOD; TOLIVER-KINSKY, 2004).

As respostas biológicas, decorrentes da ação de TNF-_{α, envolvem as vias} de sinalização intracelulares por meio dos membros da família de proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPK), fator nuclear-kB (NF-kB) e p38 que levam à síntese de TNF-_{α, dentre outras citocinas (EL ALWANI et al., 2006). Promove a} liberação do NF-kB no citosol, que por sua vez regula a síntese de proteínas que funcionam em vias inflamatórias, incluindo IL-1, INF- , TNF-α e as ciclo-oxigenases (EL ALWANI et al., 2006; SUN, 2011; ZHENG et al., 2011).

A liberação sistêmica de TNF-α pode, entretanto, precipitar uma cascata destrutiva de eventos que resultam em lesão tecidual, disfunção orgânica e, potencialmente, morte. Entre seus efeitos sistêmicos está a indução de febre, estimulação da secreção de proteínas de fase aguda pelo fígado, ativação da cascata de coagulação dentre outros (SHERWOOD;TOLIVER-KINSKY, 2004).

A IL-1 é um potente mediador dos processos inflamatórios e febris e sua produção é semelhante ao TNF-α, frequentemente, são encontradas juntas em

inúmeros cenários inflamatórios (WAGNER e ROTH, 2000; EL ALWANI et al., 2006). Seus efeitos fisiológicos são essencialmente, idênticos aos do TNF-_{α, entretanto, a} IL-1 não induz, por si só, lesão tecidual ou morte apoptótica, embora possa intensificar os efeitos lesivos do TNF-α (WAGNER; ROTH, 2000; SHERWOOD; TOLIVER-KINSKY, 2004; EL ALWANI et al., 2006).

A IL-1 , IL-6, IL-8 e TNF-α, são capazes de induzir hiperalgesia mediada indiretamente através de diversos mecanismos, incluindo liberação de prostaglandinas, elevação na expressão do fator de crescimento neural ou de receptores da bradicinina, ou ainda por afetar as fibras simpáticas (CARVALHO; LEMÔNICA, 1998).

A IL-1 , TNF-α e IL-6 possuem efeitos sistêmicos quando secretadas em quantidades suficientes. Essas citocinas também são responsáveis por induzir as enzimas ciclo-oxigenases e lipoxigenases na formação de seus produtos (GÓMEZ ESTRADA; GONZÁLEZ RUIZ; MEDINA, 2011).

Os eicosanóides são mediadores lipídicos que compreendem os prostanóides, leucotrienos (LTs) e lipoxinas, todos derivados do metabolismo do ácido araquidônico (AA), que é um ácido graxo poli-insaturado presente esterificado nos fosfolipídios de membrana celular. Após a ativação por íons Ca+2 _{intracelular, a}

fosfolipase A2 citosólica gera o AA a partir da fosfatidilcolina. O AA é metabolizado em eicosanóides por ciclo-oxigenases (COX-1 e COX-2), que geram prostaglandinas (PGs) e tromboxanos (TXA), ou por lipoxigenases, que geram leucotrienos (LTs) e lipoxinas (LXA) (SERHAN, 2010) (FIG. 9). Os eicosanóides estão envolvidos em vários processos fisiológicos e estão entre os mais importantes mediadores e moduladores da reação inflamatória (RANG et al ., 2007).

Os prostanóides são produzidos por duas isoformas enzimáticas, a COX- 1 e COX-2. Essas duas enzimas catalisam a conversão do ácido araquidônico (AA) em prostaglandina G2 (PGG2) e depois em prostaglandina H2 (PGH2) que é

subsequentemente convertida nos prostanóides biologicamente ativos (PGE2, PGD2,

Figura 8 - Biossíntese de eicosanóides e seus receptores.

Fonte: Modificado de RAHNAMA et al., 2012.

A prostaglandina E2 (PGE2) modula vários eventos inflamatórios e

imunes, como o aumento da permeabilidade vascular e vasodilatação, contribuindo assim na formação do edema, na adesão e diapedese dos neutrófilos e monócitos das células natural Killer e macrófagos (ARA; TEICHER, 1996).

Em especial a PGE2, é a prostaglandina encontrada em maior abundância

e dependendo da situação específica, exerce papel homeostático ou inflamatório e doloroso (PARK; PILLINGER; ABRAMSON, 2006). Ela também se destaca por ser uma das principais prostaglandinas pró-nociceptivas liberadas perifericamente, ou

seja, é um importante vasodilatador intrínseco, sendo assim o eicosanóide predominantemente detectado em processos inflamatórios (ARA; TEICHER, 1996; VANEGAS; SCHAIBLE, 2001).

Altos níveis de PGE2 são encontrados em exsudatos inflamatórios e a

injeção de PGE2 diretamente dentro do tecido, produz uma série de sinais clássicos

da inflamação (WILLIAMS; HIGGS, 1988; LAWRENCE; WILLOUGHBY; GILROY, 2002). Interessantemente, existe uma série de estudos que sugerem que a PGE2

atua sinergicamente com outros mediadores, como a histamina e bradicinina, especialmente na dor e edema associados aos processos inflamatórios (WILLIAMS e HIGGS, 1988; ARMSTRONG et al., 1995; LAWRENCE; WILLOUGHBY; GILROY, 2002).

Em conjunto, essas evidências mostram o importante papel exercido pela enzima COX-2 e pela produção de PGE2 nos processos inflamatórios periféricos. A

PGE2 exerce sua ação através de receptores específicos na membrana plasmática,

chamados de receptores prostanóides e são divididos em quatro subtipos: EP1, EP2, EP3, e EP4 e se enquadram à categoria de receptores acoplados a proteína G (GPCRs). A ativação dos receptores EP pela PGE2 pode estimular a PKA, PKC e as

proteínas quinases ativadas por mitógeno (MAPKs) (COLEMAN; SMITH; NARUMIYA, 1994; CLAUDINO, et al., 2006; ZEILHOFER, 2007, STEIN et al., 2009).

As cininas, bradicinina e calidina, constituem peptídeos formados no plasma e em tecidos periféricos em resposta a ativação de enzimas denominadas calicreínas, atuando em substratos cininogênios (MOREAU, et al., 2005).

São produzidos em regiões de tecido inflamado, onde induzem seus efeitos agindo em receptores B1 e/ou B2 (MARCEAU; REGOLI, 2004). Os receptores

B1 são poucos expressos em tecidos normais, mas sua expressão é aumentada sob

situação de injúria e/ou infecção (NODA et al., 2003). Por outro lado, os receptores B2 são expressos constitutivamente e distribuídos em diversos tecidos (MARCEAU;

REGOLI, 2004). Participam na indução dos sinais cardinais da inflamação aguda, incluindo aumento de permeabilidade vascular, vasoconstrição e dor por meio da ativação de nervos sensoriais temporários (MCLEAN; AHLUWALIA; PERRETTI, 2000). Tem sido sugerido, que receptores B2 estejam envolvidos na fase aguda da

inflamação e resposta da dor, ao passo que, B1 participa da fase crônica da resposta

Além de tecidos periféricos, a bradicinina exerce atividades fisiológicas no SNC (WALKER et al., 1995) . Uma vez formada na periferia, a bradicinina ativa fibras Aδ e C nos nervos sensoriais, produzindo dor, hiperalgesia ou alodinia, tanto em humanos quanto em modelos experimentais (WALKER et al., 1995).

Em virtude das importantes funções da bradicinina na patogênese da dor inflamatória, foram, desenvolvidos e testados, recentemente os antagonistas do receptor B2 da bradicinina, apresentando promissores resultados como agentes

analgésicos e anti-inflamatórios em modelos animais. Entre estes, destacam-se principalmente o NPC16731, NPC567, HOE140, CPO127 e WIN64338. Antagonistas do receptor B1 tem sido também desenvolvidos com atividade

analgésica em hiperalgesia crônica (CARVALHO; LEMÔNICA, 1998).

Os mediadores inflamatórios são divididos em dois grupos igualmente importantes na transmissão nociceptiva: aqueles que promovem uma sensibilização dos nociceptores (hiperalgesia) como as citocinas e as prostaglandinas, e os que ativam os nociceptores sensibilizados como as cininas (bradicinina) e os neuropeptídeos (SP, NKA e CGRP) (MILLAN, 1999; CALIXTO et al., 2000).

Em geral, o mecanismo de ação das drogas analgésicas sobre os mediadores inflamatórios atuam em duas etapas fundamentais do ciclo destes neurotransmissores: uma etapa envolve a inibição da produção, e a outra, o bloqueio dos receptores ativados por eles. Em ambas as situações, os analgésicos estariam prevenindo ou bloqueando a ativação do nociceptor previamente sensibilizado (MILLAN, 1999; CALIXTO et al., 2000).