Radicales Libres y Antioxidantes en El Proceso Inflamatorio y en Las Lesiones Por Isquemia-reperfusion

5/20/2018 Radicales Libres y Antioxidantes en El Proceso Inflamatorio y en Las Lesione...

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Vet Clin Small Anim 38 (2008) 31123

CLNICAS VETERINARIASPEQUEOS ANIMALES

Radicales libres y antioxidantesen el proceso inflamatorioy en las lesiones por isquemia-reperfusin

Peter Vajdovich, PhDDepartment of Internal Medicine and Clinics, Szent Istvn University,H-1078, Istvn u. 2., P.O. Box 1400, Budapest, Hungary

RADICALES LIBRES Y ANTIOXIDANTES EN EL PROCESOINFLAMATORIOGeneralidades sobre la inflamacinLa inflamacin es uno de los mecanismos de defensa del husped ms tiles e impor-tantes. Sin una respuesta inflamatoria adecuada la vida no sera posible [1]. Tambines una de las formas ms comunes de lesionar los tejidos. La palabra inflamacinsignifica literalmente quemazn. El romano Cornelio Celso formul sus famosossignos cardinales de la inflamacin: calor, rubor, tumor y dolor. A esta lista clsica decuatro signos debe aadirsefunctio laesao prdida de funcin. Este quinto signo sue-

le atribuirse a Galeno (130200 d. C.), pero en realidad se debe a Rudolf Wirchow(18211902), el padre de la patologa moderna.La inflamacin es un proceso en el que intervienen mltiples participantes celula-

res, humorales y tisulares. Comienza o est precedida por una lesin celular o tisularque provoca ajustes hemodinmicos y de la permeabilidad. Rpidamente, los vasosafectados exudan lquidos, protenas plasmticas y leucocitos. La maquinaria que acti-va estos procesos incluye mediadores bioqumicos. Los distintos tipos de leucocitoscontribuyen a la reaccin de defensa debido a su capacidad para migrar, liberar enzi-mas y, muchas veces, mediadores inflamatorios, e inducir la fagocitosis. En las reac-

ciones inflamatorias que provocan respuestas sistmicas suele producirse un aumentode leucocitos circulantes en el torrente sanguneo (leucocitosis) y, por supuesto, en lostejidos.

Aunque la inflamacin es una parte de la defensa del husped, puede provocar unalesin tisular en el husped mayor que la que podra haber causado el estmulo inicialsi no se hubiera producido la respuesta inflamatoria (p. ej., las reacciones anafilcticas,que son devastadoras para el organismo y la neutropenia inducida experimentalmente,que previene la aparicin de neumona e hipoxia graves en los terneros infectados por

Mannheimia haemolytica). Muchas enfermedades, especialmente las enfermedadesinmunomediadas (p. ej., anemia hemoltica inmunomediada, dermatopatas autoinmu-nitarias similares y peritonitis infecciosa felina), se asocian a reacciones inflamatoriasque no suponen un beneficio evidente para el husped, sino que le perjudican.

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La inflamacin es un proceso orientado a la supervivencia. Sin el proceso infla-matorio, sera difcil contener las infecciones bacterianas, las heridas no cicatrizaranbien y los tejidos lesionados no se repararan. Como ejemplos pueden citarse las

enfermedades granulomatosas que se desarrollan en los seres humanos que tieneninfecciones recurrentes graves. En estos pacientes se produce un profundo deteriorodel metabolismo exudativo de los leucocitos (es decir, en la generacin de radicaleslibres reactivos de oxgeno) que da lugar a defectos de la funcin microbicida. Elsndrome de Chediak-Higashi (SCH) se ha descrito en los seres humanos, los visonesaleucianos, los ratones de color beige, el ganado Hereford parcialmente albino y losgatos. El SCH es una enfermedad autosmica recesiva determinada genticamenteque se caracteriza por neutropenia, infecciones pigenas recurrentes asociadas gr-nulos lisosomales fagocticos gigantes anormales y defectos de la actividad microbi-

cida. La deficiencia de la adherencia leucoctica (DAL) es una enfermedad rara quese ha descrito en los seres humanos, el ganado vacuno (DAL bovina, DALB) y en losperros, en la que los leucocitos carecen de un grupo relacionado de molculas deadherencia funcionales en su superficie, las integrinas CD11/CD18. En la DAL algu-nos leucocitos, en especial los neutrfilos, son incapaces de abandonar el torrentesanguneo y entrar en los tejidos. La DAL se extendi mucho en Estados Unidosentre las vacas frisonas Holstein porque el gen defectuoso se disemin debido a lainseminacin artificial [2]. En los seres humanos tambin se ha descrito otra defi-ciencia de las molculas de adhesin, la DAL 2.

Manifestaciones de la inflamacin agudaLos tres componentes principales de la respuesta inflamatoria son [1]:

Cambios hemodinmicos.1.Cambios de la permeabilidad.2.Las clulas implicadas.3.

Cambios hemodinmicosTras la primera seal de la respuesta inflamatoria se producen rpidamente alteraciones

de la permeabilidad de los vasos afectados y reacciones que afectan a los leucocitos. Lasalteraciones hemodinmicas son una cadena integrada de sucesos activada por mediado-res bioqumicos, aunque en algunos casos se inician de forma transitoria debido a meca-nismos neurognicos. Los cambios hemodinmicos siguen la siguiente secuencia:

Vasoconstriccin transitoria que dura algunos segundos (mecanismo neurognico).1.Vasodilatacin, que tarda unos minutos en aparecer y dura horas o ms. La2.liberacin de histamina hace que se formen mastocitos y se produzcan xidontrico (NO) y prostaglandinas (PGD2, PGE2), lo que causa hiperemia activa localaguda.

El volumen del flujo sanguneo aumenta en la zona debido a la vasodilatacin.3. El aumento de la permeabilidad vascular (histamina, leucotrienos LTC4. 4, -D4, y -E4,bradicinina y factor activador plaquetario [PAF]) produce contraccin de las clu-las endoteliales, por lo que se producen fisuras en los vasos pequeos. Los facto-res del complemento (C5a y C3a) participan indirectamente induciendo la libe-racin de histamina en los mastocitos.El caudal del flujo disminuye debido a la vasodilatacin que existe en la zona I.5.



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Se produce marginacin de los leucocitos a lo largo de las paredes vasculares:6.la disminucin del caudal del flujo produce una disminucin de la fuerza deresistencia de los leucocitos cuando entran en contacto con la pared de los vasos,

por lo que las molculas de adhesin que se encuentran sobre los leucocitos ylas clulas endoteliales pueden permanecer unidas. Tambin aumentan el nmeroy la avidez de las molculas de adhesin. Cuando la permeabilidad vascularaumenta mucho, se filtran ms protenas en los tejidos.Se produce exudacin: los leucocitos migran hacia los tejidos, igual que el suero.7.

Cambios de la permeabilidadTras la lesin local puede producirse directamente filtracin vascular, causada porcualquier clase de lesin estructural de la microvasculatura que afecta a todos los tiposde vasos, o indirectamente, como un efecto de las sustancias bioqumicas que aparecen

en, y alrededor, de la zona y afectan principalmente a las vnulas.La permeabilidad puede ser un proceso pasivo que afecta al paso de lquido entre

las clulas endoteliales o un proceso activo en el que las clulas endoteliales creanvesculas endocitticas y descargan el contenido al otro lado de la barrera mediantetransporte activo dentro de la propia clula.

El edema puede desarrollarse mediante dos mecanismos principales: hidrosttico odebido a mediadores bioqumicos que estn almacenados y se liberan desde las clulas(es decir, histamina y serotonina de los mastocitos, granulocitos basfilos y plaquetas)o que se sintetizan rpidamente. Los mediadores bioqumicos incluyen:

Cininas plasmticas, como bradicinina, que se activan o se adhieren enzimti-1.camente por la accin de proteinasas plasmtica, como el factor de Hageman(XIIa).Factores del complemento, como C5a y C3a, que inducen la liberacin de2.mediadores desde los leucocitos.Leucotrienos que se producen a travs de la cascada del cido araquidnico3.(AA) y que actan independientemente de los granulocitos de los neutrfilos(LTC4, LTD4, LTE4) o actan a travs de cambios de la permeabilidad dependien-tes de los neutrfilos (LTB4).

Prostaglandinas, como PGE4. 2y PGI2, que producen vasodilatacin y filtracinvascular, y tromboxano A2que causa filtrado vascular solamente.Citocinas, como interleucina (IL)-1 y el factor de necrosis tumoral (TNF)-5. que sesintetizan en los leucocitos e inducen la segunda fase de la filtracin vascularPAF, que afecta tanto al endotelio como a los leucocitos.6.

Los siguientes mediadores producen contraccin de las clulas endoteliales, que dalugar a fisuras en los vasos pequeos:

La histamina (de los mastocitos) causa un efecto transitorio y a corto plazo que1.

puede eliminarse con antihistamnicos. (Otros mediadores son LTC4, LTD4, LTE4ybradicinina.)PAF.2.La serotonina (slo en los mastocitos de los roedores) tiene un efecto prolongado3.(34 horas). (Los antihistamnicos no invierten los cambios.)El complemento, como C5a y C3a, participa indirectamente induciendo la libe-4.racin de histamina por los mastocitos.



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Los mediadores bioqumicos de la permeabilidad vascular pueden ejercer sus efec-tos actuando directamente sobre la microvasculatura (p. ej., histamina y LTC4, LTD4yLTE4) o utilizando los leucocitos como intermediarios (p. ej., citocinas).

Citocinas. Las citocinas inflamatorias pueden dividirse en dos grupos: las que partici-pan en la inflamacin aguda y las responsables de la inflamacin crnica. IL-1, TNF-,IL-6, IL-8, IL-11 y otras quimiocinas desempean una funcin en la inflamacin agu-da. Las citocinas que participan en la inflamacin crnica pueden dividirse en dosgrupos. IL-4, IL-5, IL-6, IL-7 y IL-13 son las citocinas que median las respuestashumorales. IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-7, IL-9, IL-10, IL-12, los interferones (IFN), elfactor de crecimiento transformante (TGF)-y TNF-median las respuestas celulares.Algunas citocinas, como IL-1, participan de forma significativa tanto en la inflamacin

aguda como crnica [3,4].IL-8 y otras quimiocinas de bajo peso molecular (p. ej., protena inflamatoria de

macrfago-1) pertenecen a la familia de citocinas quimiotcticas y son responsablesde la migracin quimiotctica y de la activacin de los neutrfilos y otros tipos celulares(p. ej., monocitos, linfocitos, basfilos y eosinfilos) en el sitio de la inflamacin [5].

La formacin de citocinas como IL-8 puede estar inducida por metabolitos reactivosde oxgeno (MRO) como el perxido de hidrgeno (H2O2). El tratamiento con 1 mM deH2O2 produce la mxima expresin de IL-8 en clulas Caco-2 adultas sin filtrar24 horas despus del tratamiento. Adems, puede inducir necrosis tisular. Se observ

que 1 mM de H2O2tena un efecto necrosante tardo en las clulas Caco-2 adultas sinfiltrar [6].Tras un estmulo que induce inflamacin, se activa el factor nuclear kappa B

(NF-B), un activador de la transcripcin de varios genes inflamatorios [7]. Simult-neamente, tambin puede activarse la ruta de la protena cinasa activada por mitogn(MAPK) [8].

Los radicales libres de oxgeno regulan la activacin de los factores de transcrip-cin, como NFB y la protena activadora 1, en varias clulas diferentes. Esta acti-vacin da lugar a la expresin de muchas citocinas proinflamatorias, incluyendo

IL-1[9].

Clulas implicadasLos grupos bsicos de leucocitos que participan en las reacciones inflamatorias son losgranulocitos neutrfilos, eosinfilos y basfilos, mastocitos, monocitos y macrfagos,linfocitos, y plasmocitos. Todos, excepto los mastocitos y los plasmocitos, son habi-tantes normales de la sangre circulante. Cada uno de estos tipos celulares desempeauna funcin diferente y entra en el proceso inflamatorio en respuesta a un estmuloespecfico [1]. La produccin de clulas mieloides, como neutrfilos, eosinfilos,basfilos y monocitos, est regulada principalmente por las siguientes citocinas: IL-3,factor estimulante de colonias de granulocitos y macrfagos (GM-CSF), factor estimu-lante de colonias de granulocitos (G-CSF) y factor estimulante de colonias de mono-citos (M-CSF) [10].

Granulocitos neutrfilos o leucocitos polimorfonucleares. Generalmente, la madura-cin de los granulocitos neutrfilos polimorfonucleares (PMN) en la mdula sea dura




2 semanas, pero puede acelerarse si existe una gran demanda de neutrfilos circulan-tes. En algunos casos, la maduracin se produce en el bazo y/o el hgado, a veces enrespuesta a un aumento de la demanda de estas clulas y a veces por razones eviden-

tes [1]. Los neutrfilos maduros permanecen en la circulacin menos de 1 da(7-14 horas) y despus migran a los tejidos, donde pueden sobrevivir hasta 1-2 das;no regresan a la circulacin. Sin embargo, los neutrfilos leucmicos pueden volvera circular [10]. Normalmente, existen dos compartimentos funcionales de PMN enla sangre: un compartimento marginal, formado por las clulas que se encuentranen la luz de los vasos sanguneos, y un compartimento circulante, formado por lasclulas que fluyen libremente y que se encuentran en las muestras cuando se hacenfrotis sanguneos [1]. En los perros normales, el ganado bovino y los caballos, slola mitad de los neutrfilos circulan libremente y aproximadamente la mitad se

encuentran en el compartimento marginal, pero en los gatos, aproximadamente dostercios de los neutrfilos se encuentran en el compartimento marginal [10]. Cual-quier mediador farmacolgico o bioqumico que afecte al nivel de los leucocitos o ala funcin de las clulas endoteliales puede modificar el equilibrio entre los compar-timentos marginal y circulante [1]. El compartimento marginal puede movilizarserpidamente bajo la influencia de la adrenalina y los corticoesteroides liberados a lacirculacin en respuesta a estmulos fisiolgicos y patolgicos. La adrenalina dismi-nuye la adherencia aumentando la produccin de AMP cclico. Los frmacos antiin-flamatorios no esteroideos (AINE) pueden inhibir la agregacin y la adherencia

inducidas por el complemento (C5a) in vitro[10].La funcin principal de los neutrfilos en la respuesta inflamatoria implica su par-ticipacin en la fagocitosis, la liberacin de sus enzimas lisosomales lticas y la forma-cin de factores quimiotcticos [1].

Durante la fagocitosis, las clulas absorben las partculas extraas y luego las des-truyen mediante sus enzimas y otros componentes que se encuentran principalmenteen los grnulos. Existen numerosas enzimas y otras sustancias en los grnulos neutr-filos (lisosomas), y muchas de estas enzimas son proteolticas y digestivas. Cuando losneutrfilos ingieren las partculas, las envuelven en una membrana celular, formando

fagosomas, que se fusionan con los lisosomas para formar fagolisosomas. La sntesisde factores quimiotcticos tambin es una funcin esencial, ya que ciertos componen-tes del complemento pueden activarse por enzimas de los neutrfilos, produciendoquimioatractores (como C5a) para ms neutrfilos y PMN que producen LTB4, que dalugar a la atraccin y activacin cclicas de los neutrfilos [1].

En los PMN de varias especies se han identificado varias clases y subclases degrnulos (o compartimentos). Cada uno de los tipos principales de grnulos tiene unperfil enzimtico distinto, que adems puede variar entre las especies. Los diferentesgrnulos aparecen en diferentes fases del desarrollo de los neutrfilos en la mdulasea. Los grnulos azurfilos, o primarios, son los primeros en aparecer. Estos grnulosson grandes, ovalados y electrodensos. Los grnulos especficos, o secundarios, sonms pequeos, menos densos y ms numerosos [1].

En los neutrfilos maduros no puede demostrarse la presencia de grnulos azur-filos con los mtodos que suelen utilizarse para teir los frotis de sangre debido a ladisminucin del contenido de glucosaminoglicanos (mucopolisacridos) en los gr-nulos. Generalmente, la formacin de grnulos primarios se limita a la fase promie-



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locito. Se dividen en dos grupos: un grupo contiene grandes cantidades de pptidosantibacterianos denominados defensinas o beta-defensinas (en el ganado bovi-no) y el otro grupo no contiene estos pptidos, pero su perfil enzimtico es muy

parecido [1].Se cree que los grnulos secundarios slo se producen en la fase de mielocito. Los

grnulos secundarios especficos no contienen mieloperoxidasa (MPO). En los neutr-filos de muchas especies se han identificado otros tipos de grnulos, y se han denomi-nado grnulos terciarios o grnulos de gelatinasa. La gelatinasa, una enzima quedisuelve la matriz extracelular es, cuantitativamente, su mayor componente, aunquetambin contienen citocromo b especfico de los grnulos [1].

Las vesculas secretoras son ricas en receptores y tambin contienen algunas enzi-mas. Los neutrfilos contienen otros componentes de localizacin incierta.

Las protenas que se encuentran en los neutrfilos son esenciales. Pueden clasificar-se segn su naturaleza bioqumica o segn sus sitios de actividad en serina, metalo-,cistena y asprtico proteinasas. Las dos primeras clases de proteinasas degradan lasprotenas de la matriz extracelular. Las serina proteinasas tienen un residuo serinacatalticamente esencial en su sitio activo. Las cistena y asprtico proteinasas, que sedenominan as porque requieren un aminocido en particular para su actividad catal-tica, incluyen las catepsinas B, D, H, L y S, que se encuentran en los lisosomas de lamayora de los leucocitos [1].

Granulocitos eosinoflicos. Los granulocitos eosinoflicos se encuentran abundante-mente en los sitios donde existe un trastorno inflamatorio alrgico, parasitario o fn-gico de tipo determinado, pero pueden formar parte de cualquier exudado. Tienen unafuncin nica como clulas efectoras para daar o eliminar helmintos y otros patge-nos. Tambin tienen una predisposicin tanto para causar trastornos de hipersensibi-lidad como para colaborar en su regulacin, especialmente reacciones de hipersensi-bilidad de tipo I. Los eosinfilos son fagocitos, pero menos activos que los neutrfilos.Se forman en la mdula sea, y su diferenciacin y maduracin dependen especial-mente de tres citocinas: IL-3, IL-5 (factor de diferenciacin de eosinfilos) y GM-CSF.

En los tejidos, se encuentran principalmente en la pared intestinal, los pulmones, lapiel y las mucosas. Los glucocorticoesteroides afectan a los eosinfilos, y un aumentode la liberacin o la administracin de estas sustancias puede producir eosinopenia,que puede atribuirse en parte a la inhibicin transitoria de la liberacin de eosinfilosdesde la mdula sea [1].

Los eosinfilos pueden adherirse a los helmintos y perder los grnulos. General-mente, son atrados a zonas de degranulacin de los mastocitos. Los eosinfilos tienenel potencial bioqumico para ayudar a neutralizar algunos de estos mediadores deriva-dos de los mastocitos. Debido a la degranulacin de los mastocitos, tambin apareceuna quimiotaxina eosinfila especfica, la eotaxina. Aparentemente, varios tipos declulas, incluyendo fibroblastos y algunas clulas epiteliales, sintetizan las protenaseotaxina pequeas en los tejidos, como respuesta, al menos en parte, a la liberacin delcontenido de los mastocitos estimulados, como la histamina [1].

Los eosinfilos responden a los mismos estmulos y quimiotaxinas que los neutr-filos (p. ej., factores bacterianos solubles y componentes activados del sistema delcomplemento). En condiciones normales, la llegada de los eosinfilos ayuda a destruir




los antgenos o los patgenos ofensivos y puede ayudar a neutralizar el exceso demediadores de los mastocitos, que podra causar una inflamacin excesiva. Si el est-mulo antignico o inflamatorio es persistente, o si el sistema inmunitario del husped

es demasiado sensible, llegarn al tejido demasiados eosinfilos y permanecern dema-siado tiempo en l, contribuyendo a las reacciones tisulares adversas y a la lesintisular [1].

Monocitos y macrfagos. Los monocitos y los macrfagos se originan en la mdulasea y migran a los tejidos desde la sangre circulante. Pueden destacar en las reac-ciones inflamatorias. Algunos macrfagos, los histiocitos, residen en los tejidos yexperimentan la divisin celular, pero tambin se originan en la mdula sea. Losmacrfagos son los leucocitos ms dinmicos, su semivida en la circulacin es de

24 a 72 horas. Los monocitos de la sangre tienen que activarse antes de adquirir sumxima competencia funcional como macrfagos. As, la diferencia principal entrelos monocitos y los macrfagos se relaciona con el sitio de activacin. En los rumian-tes (vacas, ovejas y cabras), los gatos y los cerdos se encuentran macrfagos espec-ficos de rgano, clulas de Kupffer hepticas y macrfagos intravasculares pulmona-res. Estas clulas son muy sensibles a las endotoxinas bacterianas y a otros estmulosque inducen la liberacin de una gran cantidad de citocinas y otros mediadores des-de los macrfagos. En esta situacin especial, los macrfagos fijados a los tejidospueden provocar respuestas inmunoinflamatorias especficas de rgano [1]. Tienen

importantes funciones secretoras, ya que son capaces de sintetizar un gran nmerode mediadores.El proceso de fagocitosis y de eliminacin de los microorganismos es parecido en

los macrfagos y en los neutrfilos. Los macrfagos absorben y destruyen los patge-nos que los neutrfilos no pueden controlar de forma eficaz, especialmente los micro-organismos intracelulares y los que causan una respuesta inflamatoria granulomatosa(p. ej., hongos, protozoos, virus, el bacilo tuberculoso,ListeriayBrucellaspp.) [11].Su funcin se asocia a la formacin de radicales libres de oxgeno, intermediariosreactivos de nitrgeno (radicales de oxgeno, NO) y pptidos antimicrobianos (como

las defensinas) en los grnulos celulares. Los macrfagos de las vacas resistentes aBrucella abortusproducen significativamente ms explosiones oxidativas y tienen msactividad bacteriosttica que los macrfagos de las vacas susceptibles [12].

Los macrfagos limpian los deshechos de los tejidos mediante fagocitosis y des-componiendo la fibrina (activadores del plasmingeno). Los macrfagos especficosde tejidos pueden recoger los deshechos tisulares e incluso participar en el reciclado delas sustancias que el organismo prefiere conservar, como el hierro procedente de losproductos de la degradacin de los grupos hemo. Ingieren los restos celulares, lasclulas afectadas, las clulas recubiertas de anticuerpos y otros materiales extraos.Como ejemplos pueden citarse la destruccin fagoctica de los ncleos expulsados delos metarubricitos en la mdula sea, la eliminacin de los cuerpos de Howell-Jollyde las clulas circulantes en el bazo y la fagocitosis de los eritrocitos recubiertos deanticuerpos por el sistema de fagocitos mononucleares en la anemia hemoltica inmu-nomediada [11].

Los mediadores que se forman en los macrfagos reclutan otros leucocitos en la zonae influyen en su actividad, y tambin en la de las clulas del estroma, como los fibro-



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blastos. Esta funcin est mediada por la sntesis de quimiocinas (IL-8, oncogn-relacionado con el crecimiento/actividad estimuladora del crecimiento de melanomas,protena-1 quimioatractora de monocitos, protena-10 IFN-inducible, y otras) y la sn-

tesis de otros mediadores que incrementan la expresin de los leucocitos y la molculasde adhesin endoteliales, como los interferones (IFN-e IFN-) y las citocinas (IL-1,IL1-1, IL-1ra, IL-4, y otras, y TNF-) [1]. Las citocinas de los macrfagos puedencausar cambios dramticos en las clulas. Por ejemplo, IL-1disminuye la expresinde la protena de la Na+-K+-ATPase. Esta accin se consigue estimulando la MAP y laprotena cinasa regulada por la seal extracelular (MEK)/ruta de la protena cinasa regu-lada por la seal extracelular (ERK), NF-B, y ciclooxigenasa [COX]) [13].

Las citocinas sintetizadas por los macrfagos, IL-1, TNF-e IL-6, tienen efectosestimulantes autocrinos y paracrinos locales, que incluyen la induccin de una respues-

ta de fase aguda a la inflamacin, la infeccin u otra enfermedad [1].Los macrfagos estimulan y modulan otra actividad celular en los tejidos por sus

actividades antimicrobianas, antivricas (formacin de radicales libres de oxgeno,mediadores nitrito, proteasas) y antitumorales (oncostatina M, factor inhibidor de laleucemia). Estimulan las respuestas inmunitarias linfocitarias producidas por citocinas(IL-1, IL-1, IL-1ra, IL-4 y otras, y TNF-). Afectan a las reacciones vascularesmediante la sntesis de mediadores lipdicos de la inflamacin (PAF, prostaglandinas,leucotrienos) e intermediarios reactivos de nitrgeno (NO). Tambin actan en la cica-trizacin y reparacin: los macrfagos estimulados sintetizan y secretan factores de

crecimiento, como el factor de crecimiento hematopoytico (G-CSF, GM-CSF, M-CSF)y otros factores de crecimiento como TGF-, TGF-, el factor de crecimiento derivadode plaquetas y el factor de crecimiento de los hepatocitos, que estimulan la regenera-cin y las respuestas de reparacin en el tejido lesionado [1].

Los macrfagos desempean una funcin en la fase aferente de la respuesta inmuni-taria (la induccin de la inmunidad frente a un antgeno) y en la fase eferente (la expre-sin de la inmunidad celular). En la fase aferente de la respuesta inmunitaria, los macr-fagos recogen y procesan el antgeno antes de que est disponible para que los linfocitosdesencadenen una respuesta mediante anticuerpos o la inmunidad celular. La propiedad

de los macrfagos para unirse al antgeno se asocia a sus antgenos de superficie (Ia). Losmonocitos procesan el antgeno de una forma altamente inmunognica. Despus, el ant-geno est disponible para los linfocitos por la secrecin de un producto de los macrfagossoluble que se une al antgeno o por la interaccin entre las clulas. Los macrfagos secre-tan IL-1, que estimula a los linfocitos T, que elaboran varias linfocinas que reclutanclones especficos de las clulas T y B para que participen en la fase eferente de la res-puesta inmunitaria [3]. En la fase eferente de la respuesta inmunitaria, el aumento de lafagocitosis, la destruccin de los patgenos recubiertos de anticuerpos o la citotoxicidadse consiguen mediante macrfagos activados o armados [11].

Tanto los neutrfilos como los macrfagos migran hacia los tejidos, pero los PMNlo hacen ms deprisa y en mayor nmero; los macrfagos aparecen ms tarde en lasreacciones tisulares. Los macrfagos tienen una esperanza de vida mayor que los neu-trfilos y pueden proliferar en zonas donde la inflamacin se prolonga; esta prolifera-cin es responsable de que existan en gran nmero en las reacciones de larga duracin.Los macrfagos son el origen de las clulas gigantes multinucleadas presentes en algu-nas reacciones inflamatorias crnicas. Por ejemplo, los objetos no digeribles, como los




cuerpos extraos o ciertos tipos de microorganismos como las micobacterias, puedenestimular a los macrfagos para que se fundan y formen clulas gigantes. Esta fusinpuede ser el resultado de que coexistan macrfagos muy estimulados en la misma zona,

que intentan absorber los mismos objetos, chocan entre s y se fusionan bajo la influen-cia de las citocinas [1].

Mastocitos y granulocitos basfilos. Los mastocitos se encuentran en las zonas perivas-culares de los tejidos, mientras que los basfilos son circulantes. Estas clulas estn muyrelacionadas funcionalmente y tienen muchas similitudes (p. ej., el citoplasma lleno degrnulos gruesos, que se tien de color azul oscuro en los basfilos y de color rojo oscu-ro en los mastocitos cuando se utilizan tinciones de tipo Romanowsky). Son ricos enmucopolisacridos, principalmente heparina, histamina, varias proteinasas y otros media-

dores biolgicamente activos. Estas clulas participan en la patogenia de la inflamacinaguda porque su liberacin de histamina desencadena muchas de las manifestacionesclnicas inmediatas. Tienen receptores que se unen con gran afinidad a la porcin Fc delos anticuerpos IgE. La degranulacin con liberacin de histamina y otros mediadoresinflamatorios tiene lugar cuando los basfilos y los mastocitos se estimulan de formaadecuada (p. ej., cuando un antgeno especfico se unen a los anticuerpos IgE unidos a laclula). Los mastocitos son la fuente principal de histamina, que es importante para elfenmeno vascular de la inflamacin aguda, y tambin producen algunas citocinas [1].

Los granulocitos basfilos se originan en la mdula sea y son miembros raros de

la poblacin de leucocitos de la sangre. Son reclutados en los tejidos por mecanismosinmunitarios parecidos a los de los mastocitos. Parece que la liberacin de mediadorespor los basfilos tisulares ayuda a la expulsin de los parsitos, y la llegada de basfi-los cuando se producen reacciones de hipersensibilidad aumenta el potencial anafilc-tico de una zona tisular determinada [1].

Linfocitos y plasmocitos. Tanto los linfocitos como los plasmocitos participan en lasreacciones inmunitarias. Estas clulas aparecen ms tarde que los neutrfilos en lamayora de las reacciones inflamatorias. Sin embargo, parece que algunos microorga-

nismos infecciosos provocan una respuesta linfoctica casi desde el principio, como laslesiones renales de la leptospirosis aguda en los perros y las infecciones por micoplas-mas en muchas especies. Generalmente, los infiltrados de linfocitos y plasmocitosindican una reaccin inmunitaria local en respuesta a algn tipo de sustancia o antge-no. Los linfocitos son importantes para la respuesta inflamatoria de varias formas espe-cficas. Los linfocitos B y su progenie, los plasmocitos, son importantes en la produc-cin de anticuerpos. Los anticuerpos constituyen una de las opsoninas principales y,por tanto, interactan directamente con la rama fagoctica, celular, del mecanismo dedefensa del husped. Adems, los linfocitos T colaboradores de tipo 1 representan elorigen celular de las linfocinas potentes, IFN-, TNF- e IL-2, que pueden modular yextender las reacciones inflamatorias locales [1].

Plaquetas. Las plaquetas casi siempre estn involucradas en las reacciones inflamato-rias locales, porque los vasos lesionados dejan expuestas las estructuras subendotelialesa las clulas sanguneas circulantes y las plaquetas se unen a estas zonas. Uno de losprimeros pasos es la adherencia de las plaquetas circulantes al colgeno subendotelial y


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a la membrana basal prxima a la superficie endotelial daada. La adhesin depende delos enlaces entre las molculas de adhesin de la superficie de las plaquetas (glucopro-tena Ib) y el factor de von Willebrand, que se sintetiza en las clulas endoteliales y en

los magacariocitos, se almacena en los grnulos citoplsmicos y se secreta desde lasclulas endoteliales tanto en el plasma como hacia la membrana basal subendotelial y elcolgeno. Cuando se adhiere al colgeno, el factor de von Willebrand expuesto actacomo un ancla para el receptor de glucoprotena plaquetaria Ib, y comienza la fase pla-quetaria. Una vez que las primeras plaquetas se adhieren, liberan componentes de losdos tipos de grnulos intracelulares, los cuerpos alfa y los cuerpos densos. El contenidode los grnulos que tiene algn efecto sobre el proceso inflamatorio incluye ADP y ATP,serotonina, factor plaquetario 4, PAF, fibronectina, factores de la coagulacin (fibrin-geno, antgeno relacionado con el factor VIII, factor V), adrenalina, histamina, Ca2+y

productos de la unin entre la proteasa y el complemento (que produce C5a). Las enzi-mas de la ruta del AA, especialmente tromboxano A2(TXA2) y los factores de creci-miento (p. ej., factor de crecimiento derivado de plaquetas, factor de crecimiento fibro-blstico, TGF), tambin participan y estimulan enzimas (catepsina, arilsulfatasa,-glucuronidasa) y los procesos de cicatrizacin resultantes [1]. Las plaquetas puedentener propiedades fagocitarias y bactericidas, esta actividad se ha demostrado en plaque-tas de pollo y humanas. Se trata de un proceso dependiente de energa. Las plaquetas seunen a las endotoxinas para detoxificarlas. La -lisina, un componente termoestablebactericida del suero, se ha localizado en las plaquetas, y se secreta durante la coagula-

cin sangunea, la inflamacin, las reacciones antgeno-anticuerpo y la bacteriemia.Tiene efecto bactericida sobre Bacillus subtilis y deteriora Escherichia coli. Puedeamplificar la muerte mediada por anticuerpos y por el complemento, y la lisis de lasbacterias gramnegativas. Se ha descubierto que las protenas catinicas derivadas delas plaquetas tienen una potente actividad bactericida contra Staphylococcus aureus[14].

Clulas endoteliales y fibroblastos. Para abandonar la corriente sangunea y entrar en laszonas inflamadas de los tejidos, los leucocitos primero deben adherirse a la microvascu-latura y migrar a travs de ella. El endotelio participa activamente en las interacciones

entre los leucocitos y las clulas endoteliales. Adems, las clulas endoteliales tienen ungran potencial de proliferacin y desempean una funcin crtica en la cicatrizacin yreparacin [1]. Los fibroblastos son clulas importantes porque sintetizan una serie decitocinas que influyen en los leucocitos, y tambin son importantes en la cicatrizacin yreparacin debido a su capacidad para sintetizar y fijar colgeno. Adems, muchas de lasprotenas importantes de la matriz extracelular son productos de los fibroblastos, y muchasde ellas son importantes para la activacin y desplazamiento de los leucocitos [1].

EVENTOS CELULARESLa secuencia de eventos celulares consta de: 1) marginacin, 2) pavimentacin,3) migracin, 4) quimiotaxis, 5) fagocitosis y 6) sntesis de mediadores.

MarginacinEn el foco de la lesin o la inflamacin, las clulas como los macrfagos residentes enlos tejidos se estimulan para sintetizar y secretar quimioatractores y activadores de lasclulas, como citocinas y quimiocinas, que se difunden desde la zona, entran en contac-




to con los vasos sanguneos pequeos y estimulan la adhesin entre los leucocitos y lasclulas endoteliales en las vnulas locales, atrayendo a los leucocitos hacia el tejido. Lamarginacin se consigue en parte debido a la vasodilatacin y a la disminucin del

caudal del flujo sanguneo; gran parte de estos procesos pueden atribuirse a las mol-culas de adhesin de la superficie de los leucocitos y las clulas endoteliales [1].

PavimentacinCuando el estmulo inflamatorio es muy fuerte entran en juego otras molculas deadhesin. En los leucocitos son importantes las 2-integrinas, que son molculas hete-rodimricas que siempre estn presentes en la superficie de los leucocitos, pero suadhesividad aumenta rpidamente en respuesta a la estimulacin. Estas integrinas com-prenden CD11b/CD18 (tambin conocidas como complejo de ataque de la membrana

1 [Mac-1]) y CD11a/CD18 (tambin conocidas como antgeno asociado a la funcinlinfoctica 1 [LFA-1]). Como ya se ha mencionado, la agregacin de los neutrfilos estmediada por la 2-integrina CD11b/CD18, que tiene una expresin limitada sobre lamembrana superficial de las clulas en reposo, pero que es reclutada desde las organe-las intracelulares tras la activacin celular [15]. Las molculas de adhesin se almace-nan en grnulos (lisosomas) y se desplazan a la superficie cuando se estimula la clula.Durante el proceso inflamatorio, los mediadores bioqumicos (sobre todo citocinascomo IL-1 y el TNF-) se difunden a travs del tejido en la zona, entrando en contactocon las clulas endoteliales. Este contacto hace que el endotelio produzca otros media-

dores, como PAF e IL-8, lo que estimula an ms a los leucocitos. Esta segunda fase deunin entre los leucocitos y las clulas endoteliales es intensa, y los leucocitos puedenquedarse detenidos en la zona [1]. Se ha investigado el efecto de la oxigenacin hiperb-rica sobre varias funciones de los neutrfilos mediadas por CD11b/CD18 (Mac-1) en sereshumanos sanos. La oxigenacin hiperbrica con una presin absoluta de 3 atmsferasdurante 23 minutos reduce la adherencia al 50%. Los estudios anteriores indican queeste efecto puede estar causado por la inhibicin de la 2-integrina [16].

Se ha asociado un trastorno hereditario al deterioro de la adherencia de los neutrfilos.La DAL (sndrome de granulopata canina) es una inmunodeficiencia primaria que se

hereda como un rasgo autosmico recesivo. Se ha descrito en los seres humanos, losSetters irlandeses y las vacas Holstein. Esta deficiencia es el resultado de una deficienciade la expresin de las glucoprotenas de la superficie de los leucocitos. Clnicamente, secaracteriza por infecciones bacterianas graves, recurrentes, alteracin de la formacin depus y retraso de la cicatrizacin de las heridas. Los animales infectados suelen mostrarpirexia intensa, anorexia y prdida de peso; generalmente, la respuesta al tratamiento conantibiticos es escasa. Puede producirse leucocitosis persistente y extrema (>100.000 leu-cocitos/L), en la que predominan los neutrfilos maduros. [17]. En este trastorno, lafagocitosis y la capacidad bactericida de los neutrfilos estn deterioradas debido a la fal-ta de protenas de adhesin, que impide que los leucocitos abandonen los vasos sangu-neos, por lo que su nmero en los tejidos es reducido, aunque estn presentes en grannmero en la sangre. Por tanto, son incapaces de fagocitar las bacterias opsonizadas porel fragmento C3b. La DALB se diagnostic en cuatro terneros Holstein de entre 1 y4 meses de edad, que presentaban lceras graves en la mucosa oral, gingivitis, perodon-titis grave, neumona crnica y falta de crecimiento asociado a neutrofilia intensa. Losneutrfilos de los terneros afectados tenan un defecto funcional que se caracterizaba por



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una gran disminucin de la adherencia, los movimientos quimiotcticos, la fagocitosis,la respuesta quimioluminiscente dependiente de luminol y las actividades productoras deO2. Mediante el anlisis citomtrico de flujo se detect claramente la deficiencia de la

expresin de CD18 (0,11,7%) en los neutrfilos. Estos terneros afectados tenan unantecesor comn, que se haba reconocido como portador. Las caractersticas clnicas, lasanomalas funcionales de los leucocitos, la deficiencia de la expresin de CD18 y laforma de heredarse indicaban que los terneros tenan DALB. Las anomalas funcionalesde los leucocitos in vitrose asociaron a deficiencia de la expresin de CD11/CD18 [18].Tambin se diagnostic DALB en dos terneros (de 5 y 9 meses de edad) que tenan neu-mona y gingivitis. En estos terneros y en sus madres (las portadoras) se examin el gende la molcula de adhesin de los leucocitos CD18 mediante la reaccin en cadena de lapolimerasa (PCR) y digestin mediante endonucleasa de restriccin. Se observ una

diferencia evidente en el patrn de digestin de los terneros sanos, los terneros con DALBy sus madres. Por tanto, en la DALB, la mutacin puntual observada en los pacienteshumanos era muy indicativa [19]. La estimacin de la frecuencia allica de la DALBteniendo en cuenta los resultados de la PCR demostr que alrededor de 450 ternerosdaneses nacidos en 1991 podran estar afectados por este trastorno recesivo [20].

MigracinLa migracin es el proceso por el que los leucocitos abandonan su localizacin en lasangre para alcanzar los tejidos perivasculares. Los neutrfilos entran enseguida en

contacto con las uniones celulares interendoteliales, y aparece otra molcula de adhe-sin, CD31, sobre las clulas endoteliales de esa zona. Los neutrfilos tienen las mismasmolculas de adhesin, y estas molculas reconocen y se unen a sus parejas sobre lasuniones celulares endoteliales, creando una seal de salida para los neutrfilos. Lasirritaciones relativamente menores de las cavidades peritoneal y pleural, as como lasabrasiones cutneas menores, provocan una acumulacin de neutrfilos que alcanza suvalor mximo a las 4 a 6 horas y disminuye rpidamente, mientras que el nmero totalde clulas mononucleares comienza a aumentar a las 4 horas y alcanza un valor mximosostenido a las 18 a 24 horas. Cuando el proceso est causado por microorganismos

vivos, se va acumulando progresivamente un gran nmero de neutrfilos durante las24 horas de observacin, pero no puede detectarse ninguna respuesta mononuclear [1].

QuimiotaxisLa quimiotaxis es una migracin direccional en respuesta a un gradiente de quimioatrac-tores. Los leucocitos pueden percibir las pequeas diferencias direccionales de las concen-traciones de mediadores quimiotcticos (quimiotaxinas) debido a que se ocupan ms desus receptores de quimiotaxinas en el lado de la clula ms prximo al sitio de la inflama-cin, donde la concentracin de mediadores inflamatorios y quimiotaxinas es mayor. Losleucocitos activados son muy mviles y parece que poseen un sentido de la direccin, esdecir, sus desplazamientos en el tejido estn dirigidos, no son aleatorios. Adems de losleucocitos, las bacterias, los mohos deslizantes celulares, las clulas tumorales, los fibro-blastos, las clulas endoteliales y otras clulas muestran varios niveles de sensibilidadquimiotctica. Los neutrfilos responden rpidamente a las seales quimiotcticas, enaproximadamente 90 minutos, mientras que los monocitos tardan varias horas en respon-der. La velocidad de respuesta de los eosinfilos se encuentra en un punto intermedio [1].




QuimiotaxinasCompuestos quimiotcticos. Las quimiotaxinas que derivan del plasma son C5a, C5a-des Arg y los fibrinopptidos (productos de la degradacin de la fibrina) [1].

Las quimiotaxinas que derivan de las clulas inflamatorias son derivados del AA:LTB4, cido hidroxieicosatetraenoico (HETE), PAF y quimiocinas.

Las quimiotaxinas derivadas de otros factores son:

Quimiotaxinas bacterianas, que incluyen los pptidos de tipo1. N-Formil-Met-Leu-Fe.Necrotaxinas (derivadas de clulas muertas).2.Endotoxinas.3.

El radical anin superxido (O2) tambin puede ser un factor quimiotctico, puesto que

varios modelos de inflamacin inducida en animales de laboratorio se inhiban notablemen-

te mediante la administracin intravenosa de la enzima superxido dismutasa (SOD) [21].

Endotoxinas o lipopolisacridos bacterianos. Las endotoxinas y los lipopolisacridosbacterianos (LPS) son productos bacterianos. La endotoxina que es el producto de lasbacterias gramnegativas no es una quimiotaxina potente para los leucocitos, pero indu-ce la sntesis de quimiotaxinas potentes en las clulas de los tejidos, como las quimio-cinas. Las endotoxinas producen inflamacin indirectamente. Los LPS son activadoresde muchos tipos de leucocitos y especialmente de los macrfagos, no por activacindirecta, sino por la combinacin de varias protenas en el organismo. El hgado de los

mamferos produce una protena ligada a LPS que reconoce y se une a los LPS en elplasma sanguneo. Se trata de una protena de fase aguda que aumenta en los procesosinflamatorios. Su efecto beneficioso es que suprime o elimina las bacterias gramnega-tivas peligrosas, pero la hiperestimulacin del sistema inmunitario y la produccinexcesiva de mediadores pueden causar reacciones potencialmente mortales. Los sereshumanos y los caballos estn entre los organismos ms sensibles [1].

Varios ejemplos demuestran que los efectos de los LPS se asocian a las sustanciasantioxidantes del organismo. Esto se explica porque los LPS inducen la formacin deMRO que pueden inhibirse por los antioxidantes. Sin embargo, los MRO inducidos por

los LPS pueden producir la activacin, transduccin de la seal y secrecin exageradasde varias poblaciones de clulas inflamatorias. Los efectos txicos de las endotoxinaspueden estar mediados por clulas inflamatorias y por la liberacin de oxidantes txi-cos.N-acetilcistena inhibe los efectos in vivode la endotoxemia en las ovejas [22]. LosLPS inducen el aumento de los mediadores de la respuesta inflamatoria sistmica. Lalutena, un dihidroxicarotenoide, tiene un potencial antioxidante e inmunomodulador.La inyeccin de LPS aumenta la hepatoglobina y el cinc en el plasma, y disminuye elhierro y el cobre plasmticos. El hierro y el azufre plasmticos de los pollos proceden-tes de huevos carentes de carotenoides sufren ms cambios tras la inyeccin de LPSque en los pollos procedentes de huevos ricos en carotenoides. [23]. Los LPS modifi-can las concentraciones de carotenoides en los pollos en crecimiento. Los carotenoidesdel plasma, el hgado y la piel disminuyen tras las enfermedades infecciosas. General-mente, los LPS disminuyen la lutena, la cantaxantina y los carotenoides totales enel plasma, y la lutena, la ceaxantina, la cantaxantina y los carotenoides totales en elhgado [24]. En general, los LPS inducen la expresin de TGF-ARNm e IL-2. Lavitamina E de la dieta tiene un efecto inmunomodulador sobre la inflamacin en las



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aves de corral mediando la induccin de algunas citocinas y otros factores. Estos efec-tos no se relacionan claramente con sus propiedades antioxidantes. Los LPS producenun aumento de la expresin de IL-1, el factor de crecimiento mielomonoctico (MGF)

e IFN-, y no tienen efecto sobre la expresin de IL-2 y TGF-ARNm sea cual sea laconcentracin de vitamina E de la dieta. A una dosis de 200 UI/kg, la vitamina E dis-minuye la expresin estructural de MGF ARNm tras la inyeccin intravenosa de LPS,pero no afecta a la expresin de otras citocinas [25].

Mecanismo de la quimiotaxisEl mecanismo de la quimiotaxis es el siguiente: [1]:

El quimioatractor se une a la superficie celular.1.Se libera calcio de los almacenes intracelulares, y la traslocacin de membrana2.

del calcio produce un aumento del Ca2+citoslico, necesario para desencade-nar tanto la degranulacin como los cambios de la polaridad de la membrana.Tambin influye en la red actina-miosina submembranosa.Movilidad de los leucocitos. La locomocin adecuada requiere la adherencia3.reversible a una superficie.Las clulas sufren cambios morfolgicos caractersticos que comienzan con el4.aumento del fruncimiento de la membrana superficial a los 30 segundos de laestimulacin.En los primeros minutos tras la estimulacin puede producirse agregacin leuco-5.citaria transitoria dependiente de la dosis.

Cuando los leucocitos responden, adoptan una orientacin polarizada caracterstica6.durante la locomocin con lamelipodios muy extendidos en el borde principal.En un gradiente de quimioatractores, las poblaciones de clulas migran hacia la7.fuente del factor quimiotctico.Los leucocitos se deforman fcilmente cuando migran a travs de lugares estrechos.8.

La capacidad de las clulas para orientarse correctamente en un gradiente quimio-tctico es una funcin de los microtbulos, mientras que la locomocin propiamentedicha est ligada a los microfilamentos. Las sustancias como la citocalasina B, que

altera los microfilamentos, impiden la locomocin aunque las clulas sigan orientadasen el gradiente. La colchicina altera los microtbulos y produce desorientacin, perono interfiere con la locomocin. Tras el desplazamiento, las clulas llegan al sitio de lainflamacin; es posible que intervenga la disminucin de la expresin de los receptoressuperficiales de quimiotaxinas.

FagocitosisHace casi 100 aos, Metchnikoff declar que las clulas fagocitarias eran responsablesde proteger al husped de la invasin de innumerables microorganismos. Estas clulascolaboran con varios factores tumorales, denominados en conjunto opsoninas, paramejorar la eficacia del proceso. Este proceso implica eventos de reconocimiento demembrana especficos, unin superficial entre los leucocitos y las partculas, absor-cin, formacin de una vacuola fagoctica y fusin de la vacuola con los lisosomas,exponiendo el objeto prisionero a la accin del contenido lisosomal. Los neutrfilos ylos macrfagos se degranulan progresivamente, es decir, utilizan el contenido de susgrnulos para intentar eliminar o descomponer la partcula ingerida [1].




Mecanismos bactericidasLa finalidad de la fagocitosis es destruir y degradar las bacterias. Se conocen dos sis-temas de destruccin: dependiente de oxgeno e independiente de oxgeno. Existen dos

tipos de sistemas de destruccin dependientes de oxgeno: el sistema de radicales deoxgeno y el sistema MPO-haluro [1].

Mecanismos de destruccin dependientes de oxgeno. Durante la fagocitosis, los neutr-filos sufren una explosin de la actividad metablica, que se caracteriza por un aumentode dos a tres veces del consumo de oxgeno, un aumento de la produccin de O2

y deradicales aninicos hidroxilo (HO) y de la formacin de H2O2, y un aumento de la cap-tacin de oxgeno independiente de cianuro y de la cantidad de glucosa metabolizada porla desviacin de hexosa monofosfato (HMPS) [26]. Esta actividad, que se demostr hace

ms de 50 aos, es la base de los radicales libres de oxgeno y de los cambios antioxidan-tes en los procesos inflamatorios. En la figura 1 se muestra cmo se midi hace muchasdcadas y de forma fiable el uso de oxgeno por los leucocitos [26].

El sistema de radicales libres de oxgeno. Adems de formarse MRO, aumenta la acti-vidad de la glutatin reductasa (GSSG-R) debido a la induccin de los mecanismos dedefensa contra las especies reactivas de oxgeno (ERO) que se forman intracelularmenteen los leucocitos. Este proceso regulado se ha denominado explosin respiratoria de la

Figura 1. Tasas relativas de captacin de oxgeno en suspensiones de leucocitos ricas enPMN procedentes de exudados peritoneales de cobayas normales (controles) y de cobayasinfectados con diferentes cepas de mycobacterium. Las tasas de captacin de oxgeno se cal-cularon en L/100 L fsforo celular/h. El valor absoluto para los leucocitos obtenidos del

exudado peritoneal de los animales normales es de 36,5 1,9 g O2/100 L fsforo celular/h.El nmero de animales de cada grupo es: control, 31; infectados con el bacilo Calmette-Gurin(BCG), 15; infectados con R1Rv, 8; infectados con Valle, 6. (Tomado de Stahelin H, Karnovs-ky ML, Farnham AE, Suter E. Studies on the interaction between phagocytes and tubercle bacilli.III. Some metabolic effects in guinea pigs associated with infection with tubercle bacilli. J ExpMed 1957;105(3):26577; con autorizacin. Copyright 1957, The Rockefeller UniversityPress.)

CEPA UTILIZADA PARA LA INFECCIN

TASA

RE

LATIVA

DE

CAPTACIN

DE

OXGENO

1

1,1630,05 > P > 0,02

1,293P < 0,01

1,064P > 0,1

CONTROL BCG R1RV VALLE



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fagocitosis. La figura 1 incluye una parte importante de esta actividad bioqumica delos fagocitos. Gran parte de esta actividad bioqumica de los fagocitos puede atribuirse ala NADPH oxidasa ligada a la membrana; el citocromo b tambin forma parte de este

sistema y est presente en los grnulos especficos y terciarios (gelatinasa) de los neutr-filos. Estos grnulos se fusionan con la partcula absorbida, que tambin est unida a lamembrana, haciendo que el citocromo b y otros muchos componentes de los grnulosestn disponibles para la actividad microbicida [1]. La activacin de la protena C cinasay el aumento del Ca2+intracelular activan la NADPH oxidasa [27].

La NADPH oxidasa activada reduce el oxgeno molecular mediante transferenciade electrones desde NADPH, formando as O2

y NADP; este ltimo es necesario parala actividad de HMPS. La mayora del O2

que se produce reacciona rpidamente ysufre una dismutacin para producir oxgeno y H2O2. El HMPS activado por NADP

metaboliza la glucosa para proporcionar la energa necesaria para regenerar el NADPHque se ha consumido en la reaccin inicial en la que particip la NADPH oxidasa, y elsistema puede comenzar otra vez [1]. Para que la explosin respiratoria funcione deforma correcta es necesaria la despolarizacin de las membranas celulares. Tras laexplosin respiratoria se produce degranulacin y cambia la concentracin intracelularde AMPc mientras se produce O2

[28]. Puesto que la NADPH oxidasa se localiza enla membrana, el O2

puede producirse en la superficie interna de la membrana plasm-tica de las clulas y tambin en la superficie externa. Sus sitios de unin estn orienta-dos hacia la superficie citoplsmica, ya que el propio NADPH se localiza en el cito-

plasma. La parte de la enzima que produce O2

se localiza en la bicapa lipdica. Lasuperficie externa original de la membrana celular est en el interior del fagolisosoma,y la superficie interna original est en la parte exterior, por lo que la parte que produceO2

est dentro de la vacuola [29]. As, el O2se convierte en H2O2de forma espont-

nea o mediante SOD. La partcula fagocitada est en la vacuola, que ms tarde sefusiona con los grnulos azurfilos que contienen MPO (primarios) [30].

El sistema mieloperoxidasa-haluro. La produccin de O2y H2O2durante la explosin

respiratoria proporciona un enlace directo entre el radical libre de oxgeno y los siste-

mas basados en MPO de las actividades microbicidas y citotxicas de los fagocitos[31]. Ni el O2ni el H2O2son molculas microbicidas potentes por s mismas. O2

contribuye a la formacin de HO, que es muy txico, muy activo y perjudicial para lasmacromolculas biolgicas. Estos radicales destruyen las bacterias debido a la lesinoxidativa y a la peroxidacin de los lpidos de la membrana [32].

La peroxidacin lipdica (POL) es una consecuencia de la produccin de O2. Laconcentracin mxima de 4-hidroxinonenal (HNE), un producto aldehdo principal dela POL, se alcanza al mismo tiempo que la tasa de produccin mxima de O2, 6 horasdespus de que comience el proceso inflamatorio [33]. Otro producto final metaestablees el malondialdehdo (MDA), una sustancia que suele utilizarse para detectar la POLpor su carcter reactivo con el cido tiobarbitrico [34]. Gran parte de la produccinde O2

tiene lugar en la superficie de los fagolisosomas. Otra reaccin antimicrobianaes el resultado de la combinacin de O2

con H2O2, ambos producidos y disponiblesdebido a la reduccin del oxgeno. Esta combinacin tambin da lugar a la produccinde HOoxidante reactivo y se denomina reaccin de Haber-Weiss: O2

+ H2O2O2+HO+ HO[35]. Esta reaccin es muy lenta, pero la catlisis de iones metlicos tran-




sitorios, especialmente hierro, la potencia en gran medida. El hierro que participa enestas reacciones puede proceder de muchas fuentes, tanto del interior como del exteriorde los leucocitos; este ltimo est disponible en las protenas hemo y en las protenas

transportadoras de hierro, como la transferrina.El hierro se cataliza en la reaccin de Haber-Weiss mediante la reaccin de Fenton:

O2+ Fe3+rFe2++ O2

Fe2++ H2O2rFe3++ HO+ HO

Como una analoga de la reaccin de Fenton, el H2O2puede sustituirse por alquil-hidroperxidos:

Fe2++ ROOH rFe3++ RO+ HO[36].

El H2O2que se produce en estas reacciones tambin puede combinarse con la enzi-ma MPO de los grnulos azurfilos dentro de los fagolisosomas y, junto con un inhaluro, como yoduro, bromuro o cloruro (este ltimo es el haluro fisiolgicamenteimportante habitual), puede formar una mezcla bactericida potente que se conoce comosistema H2O2-MPO-haluro. La combinacin molecular de estos componentes produceuna actividad bactericida mucho ms fuerte que la que podra tener cualquiera de estasmolculas si actuara de forma individual. La molcula asesina que se produce en la

reaccin H2O2+ Cl

r

HOCl + H2O es el cido hipocloroso (HOCl), una sustanciaoxidante y antimicrobiana potente. Esta actividad tiene lugar dentro del fagolisosomapara que no se destruya el propio fagocito [1].

Enzimas fundamentales para la fagocitosisNADPH oxidasa.En condiciones de reposo, los componentes citoslicos de la NADPHoxidasa (E.C. 1.23.45.3) existen como oligmeros de 240 a 300 kd [37,38]. Para quese forme un complejo oxidasa activo se requieren al menos cinco protenas: el citocro-mo b558ligado a la membrana, las protenas citoslicas, p47

phox, p67phox, y una prote-

na ligada a GTP pequea, Rac-1 o Rac2 [39,40]. Recientemente se han identificadootros dos componentes [37], un complejo enzimtico asociado a la membrana plasm-tica que cataliza la reduccin de electrn nico del O2molecular a O2

, una sustanciaoxidante y reductora muy potente [41]. El O2

sufre una dismutacin espontnea o, enpresencia de SOD, para formar H2O2, que no es un radical libre, pero ms adelantepuede convertirse en cido hipobromoso o hipocloroso en presencia de MPO en losneutrfilos y macrfagos, y de eosinfilo peroxidasa (una protena muy bsica que sealmacena dentro de grnulos eosinfilos especficos) y cloruro o bromuro [42]. Se creeque la activacin de la NADPH oxidasa y la produccin consecuente de radicales deoxgeno txicos son importantes para la funcin de defensa del husped de las clulasmieloides (v. figura 2) [43,44].

Se cree que la estimulacin de la fosfolipasa C en los neutrfilos es el evento centralde la activacin de la NADPH oxidasa. Se ha propuesto que el AA, que se separa losfosfolpidos de la membrana debido a la actividad de la fosfolipasa A2(PLA2), puededesempear una funcin importante en la activacin de los neutrfilos humanos[4548]. Las MAPK y las tirosina cinasas tambin participan en la activacin de la



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NADPH oxidasa [4951]. Tambin se conocen otros procesos reguladores. La regula-cin hacia abajo mediada por receptor gamma activado por proliferadores de peroxi-somas (PPAR-) de la p47 fagocito oxidasa, un componente del sistema NAD(P)Hoxidasa, se ha identificado como un mecanismo molecular que inhibe la formacin deO2

[52].

Mieloperoxidasa. MPO (EC 1.11.1.7) tiene un pigmento hemo, que es el responsabledel color verde que tienen las secreciones ricas en neutrfilos, como el pus y algunas

formas de moco. La protena MPO de 150 kd es un tetrmero que consta de dos cade-nas ligeras de 15 kd y dos cadenas pesadas glucosiladas de peso variable unidas a ungrupo hemo protsico. Se han identificado tres isoformas, que slo se diferencian en eltamao de las cadenas pesadas [53]. En la figura 3 se muestra la estructura cristalinade MPO [54].

MPO produce cido hipocloroso a partir de H2O2y del anin cloruro (Cl) durante

la explosin respiratoria de los neutrfilos. Requiere hemo como cofactor [54]. Ade-ms, oxida la tiroxina de su radical tirosilo utilizando H2O2como agente oxidante [55].El cido hipocloroso y el radical tirosilo son citotxicos. Su efecto antibacteriano pue-de reducirse mucho precalentndola a 80 C o durante ms de 10 minutos o aadiendoalgunos inhibidores; es ms activa cunto ms cido es el pH utilizado (5). La lactope-roxidasa es menos eficaz que la MPO cuando el cloruro es el haluro utilizado. Si no seaade un haluro junto con MPO, a altas concentraciones tiene un efecto antibacterianosobreLactobacillus acidophilus, que tambin es sensible a la temperatura y a la cata-lasa (CAT). Los haluros y el H2O2aumentan el efecto antibacteriano, y la CAT lodisminuye, as como el cianuro, acida, metimazol y tiosulfato. [56]. Los PMN pueden

Figura 2.Estructura del complejo NADPH oxidasa activo. Se cree que el dominio de unin aNADPH est a un lado de la membrana y que el O2

se genera en el otro lado. La oxidasapuede localizarse en la membrana plasmtica o en las membranas intracelulares, dependiendodel tipo de clula. (Tomado de Ray R, Shah AM. NADPH oxidase and endothelial cell function.Clin Sci 2005;109:21726; con autorizacin.)




concentrar el yoduro, por ejemplo, por desyodacin de las hormonas tiroideas. Median-te la activacin de este yodo, la MPO de los granulocitos neutrfilos puede produciryodacin de la transferrina, lo que da lugar a una prdida notable de la capacidad deligarse al hierro y a la formacin concomitante de H2O2, proceso que puede inhibir la

CAT. Estos procesos pueden ayudar a explicar los cambios del metabolismo del hierroque se asocian a la respuesta inflamatoria in vivo[57]. La actividad de MPO en lostejidos puede utilizarse como marcador para detectar la gravedad de los procesos infla-matorios, por ejemplo, en el modelo en ratas de la colitis inducida con cido actico(v. figura 4) [58].

En resumen, el aumento del uso de glucosa a travs de la desviacin de hexosamonofosfato (HMPS)/ ruta pentosa fosfato, el aumento de la actividad respiratoria y laactivacin de la NADPH oxidasa de membrana constituye la explosin metablicaposfagoctica o explosin respiratoria. Como consecuencia, se producen muchas EROcon actividad antibacteriana, principalmente de forma espontnea, como O

2

, H2

O2

,HOy oxgeno singlete [10,59,60]. El H2O2se combina con MPO y un haluro, comocloruro o yodo, para formar un sistema bactericida potente (MPO-H2O2-haluro). Estecomplejo elimina varias bacterias, virus, micoplasmas y hongos, y destruye las clulascubiertas de anticuerpos. Se cree que el complejo MPO-H2O2-haluro destruye las bac-terias mediante halogenacin, deaminacin y descarboxilacin de las protenas bacte-rianas y los cidos nucleicos. No slo los haluros, sino tambin el oxgeno singlete y

Figura 3.Estructura cristalina de la mieloperoxidasa. (Por cortesa de T. Kettle, PhD, Christ-church, New Zealand.)



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el OH

eliminan las bacterias mediante peroxidacin de lpidos, lesin de la membranamitocondrial interna y lesin oxidativa de los cidos nucleicos. El hipocloruro, unoxidante reactivo que se forma como producto final de la explosin respiratoria en losneutrfilos activados, es bactericida, y se ha relacionado con las lesiones tisularesmediadas por neutrfilos asociadas a los procesos inflamatorios [10,61]. Los organis-mos y tambin los neutrfilos y las bacterias se protegen a s mismos contra los efectostxicos de varios MRO y otros oxidantes de varias formas, a travs de mecanismos delsistema antioxidante. Este sistema consta de enzimas antioxidantes y sustratos que sonmiembros de reacciones enzimticas y no enzimticas que actan contra los MRO. Lossustratos antioxidantes incluyen algunas vitaminas muy conocidas (p. ej., vitaminas Ey C) y muchas sustancias. SOD previene las lesiones producidas por O2convirtindo-lo en H2O2 a una velocidad rpida. El sistema redox glutatin (glutatin reducido,GSH; glutatin oxidado o bisulfuro de glutatin, GSSG; glutatin peroxidasa, GSH-Px; GSSG-R y CAT) regula la cantidad de H2O2intracelular convirtindola en agua.Las bacterias CAT positivas son resistentes a los efectos destructores del complejoMPO-H2O2-haluro, pero los microorganismos CAT negativos se destruyen [10]. El

Figura 4.Mecanismo de destruccin dependiente de oxgeno y defensa antioxidante enzim-tica. GSH, glutatin reducido; GSH-Px, glutatin peroxidasa; GSH-Red, glutatin reductasa;GSSG, bisulfuro de glutatin; HMPS, desviacin de hexosa monofosfato; MPO, mieloperoxida-sa; SOD, superxido dismutasa.

Peroxidacin en lamembrana lipdica

Fagosoma

Partculafagocitadade forma espontnea

o

Citocromo b Ncleo

NADPHoxidasa

RCHOAldehdoactivo

Canal

de protones Desyodacinde la protena

PeroxisomaCitoplasma




sistema antioxidante tiene una ontognesis, pero la mayora de los mamferos nacencon un sistema bien organizado de defensa contra el entorno extrauterino, que es muyoxigenado comparado con la vida uterina [62]. Varias vitaminas tienen efectos antioxi-

dantes, pero tambin pueden incrementar la explosin oxidativa. Los estudios handemostrado que los suplementos multivitaminas aumentan el nmero y la actividadproductora de ERO de los macrfagos. Este efecto persiste 2 semanas despus de in-terrumpir la administracin de altas dosis de suplementos [63].

Algunos factores que impiden la funcin destructora de los neutrfilos y los macrfagosSe investig si en los pacientes que tenan infecciones piognicas recurrentes exis-tan anomalas de las funciones de los neutrfilos como la adherencia, la quimio-taxis, la fagocitosis, la produccin de MRO, la degranulacin y la eliminacin de

bacterias [10].

Cambios relacionados con la edad. En los caballos [64] y en los terneros [65] se pro-duce un cambio de la funcin de los neutrfilos relacionado con la edad. La fagocitosisde S. aureuspor los neutrfilos de los potros es inferior a la que se observa en losneutrfilos de los adultos. Se utiliz suero autlogo como fuente de opsoninas. Eldeterioro de la funcin no se asoci a la falta de ningn factor plasmtico, y el uso desuero adulto no mejor la capacidad de los neutrfilos para adherirse a las bacterias.La actividad de la explosin oxidativa de los neutrfilos de los potros era equivalente

a la de las clulas adultas [64]. La capacidad fagoctica era dbil desde el nacimientohasta las tres semanas de edad. La capacidad de destruccin tambin era baja al prin-cipio, pero a partir de los 3 meses los valores de la quimioluminiscencia eran iguales osuperiores a los de los caballos maduros [66]. En el ganado vacuno, los valores de layodacin en los terneros de 4 a 11 semanas de edad fueron aproximadamente del 52%de los valores de las vacas de 14 meses. Esta diferencia no pudo atribuirse a la canti-dad de MPO en los grnulos neutrfilos. La citotoxicidad celulomediada dependientede anticuerpos tambin tenda a ser inferior en los neutrfilos de los grupos de edad de4 a 19 semanas. La reduccin de nitroazul de tetrazolio, una medida del O2

generado

por los neutrfilos, slo era inferior en el grupo de edad de 4 a 5 semanas [65].

Defectos hereditarios. Tambin se han observado algunos defectos hereditarios. Losdefectos funcionales pueden asociarse a anomalas morfolgicas, como en el sndromede Chdiak-Higashi, o no estar asociados a cambios morfolgicos de los neutrfilos,como en la enfermedad granulomatosa crnica y en el sndrome de granulocitopata.Este ltimo sndrome se ha mencionado anteriormente.

El SCH se ha descrito en los seres humanos, los visones, los ratones, los zorros, losgatos persa, las vacas Hereford y Brangus [67], y las orcas [68,69]. Se produce unaumento de la sensibilidad a las infecciones bacterianas debido al deterioro de la funcio-nalidad de los leucocitos, un aumento de la tendencia a las hemorragias debido a losdefectos de los grnulos plaquetarios y albinismo oculocutneo parcial debido a la dis-tribucin anormal de la melanina. Los sntomas se asocian a la disfuncin leucocitariasecundaria a las anomalas de los lisosomas. En los seres humanos y los ratones (el ratnbeige) con SCH existe una deficiencia de las clulas asesinas naturales. Existen infor-mes de un trastorno parecido en una lnea de gatos persas [70]. Los individuos afectados



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tienen el pelo de color humo o humo azulado y los iris de color amarillo verdosoplido. En los gatos persas, la capa se vuelve ms clara, los iris cambian de color decobrizo o dorado a amarillo/verde claro y la retina pierde la pigmentacin. Pueden tener

cataratas congnitas [71]. Los neutrfilos contienen grnulos peroxidasa positivos, suda-nfilos y eosinfilos anormalmente grandes. Los grnulos de los eosinfilos y los bas-filos tambin estn dilatados, como los grnulos de melanina de la piel y el pelo. Tambinse han observado grnulos citoplsmicos eosinfilos grandes, cido perydico-Schiff-positivos, en las clulas de los tbulos renales. En el SCH los neutrfilos no puedenmetabolizar y digerir los microbios de forma adecuada debido a las inclusiones anorma-les. Se ha observado que el cido ascrbico mejora la funcin de los neutrfilos [72]. Sehan encontrado mutaciones en el gen CHS1. El genLYSTdel cromosoma 1q42, quecodifica una protena de 429 kd con funcin desconocida, tambin es responsable del

SCH clsico [73]. La nica opcin de tratamiento parece ser la transfusin, la adminis-tracin de antibiticos y glucocorticoesteroides, y el trasplante de mdula sea [74].

La enfermedad granulomatosa crnica (EGC) es un trastorno recesivo que se caracte-riza por un defecto de una oxidasa de la explosin respiratoria de los fagocitos. Est cau-sada por mutaciones de alguno de los cuatro genes que codifican las subunidades de laNADPH oxidasa de los fagocitos que generan O2

. Algunos pacientes con EGC carecendel factor activador de oxidasa de 67 kd [75]. Las caractersticas especficas de la enfer-medad son las infecciones recurrentes bacterianas y fngicas potencialmente mortales ylos granulomas inflamatorios. Se utilizaron tcnica genticas para conseguir ratones con

un alelo nulo del gen relacionado con la EGC ligada a X, que codifica la subunidad de 91kd de la oxidasa citocromo b. Los ratones macho homocigotos afectados no producanO2

en los fagocitos, lo que se manifestaba por un aumento de la susceptibilidad a lasinfecciones causadas por S. aureusyAspergillus fumigatus, y su respuesta inflamatoriaestaba alterada en la peritonitis tioglicolato [76]. Se ha desarrollado un ELISA utilizandoanticuerpos policlonales contra dos protenas citoslicas de 47 kd (p47) y de 67 kd (p67)que se comportan como factores de activacin de la NADPH oxidasa que genera O2

enlos neutrfilos cuando comienza la fagocitosis. Estas dos protenas se asocian al complejoNADPH oxidasa durante la activacin. El ELISA es ms sensible que el anlisis bsico

basado en el uso del sistema libre de clulas de la activacin de la oxidas y la produccinde O2. El mtodo descrito tiene aplicaciones potenciales para la titulacin de los factores

citoslicos de la activacin de la oxidasa en las formas autosmicas recesivas de la EGC[77]. La actividad de la NADPH oxidasa puede reconstruirse mediante transferencia gen-tica mediada por retrovirus o lentivirus a la mdula sea de seres humanos con la EGC invitroy en los modelos de trasplantes de xenoinjertos. Los estudios de transferencia gen-tica en modelos con ratones knockoutque imitan la enfermedad humana indican quecorregir la actividad de la oxidasa en una minora de fagocitos es beneficioso clnicamen-te [78]. Un nio de 6 aos que tena la EGC complicada con reacciones inflamatoriascrnicas con formacin de granulomas pulmonares grandes y lesiones intracerebrales serecuper de forma estable tras el trasplante de mdula sea de un donante no emparentado.Los granulomas pulmonares y las lesiones intracerebrales se resolvieron rpidamente.Existen informes sobre animales de diferentes especies y razas con lesiones graves que sesospechaba que estaban asociadas a la EGC. Ocho dberman pinschers estrechamenterelacionados, con rinitis crnica y neumona, tenan un nmero normal o aumentado deleucocitos estructuralmente normales. El defecto bactericida puede estar relacionado con




la incapacidad de los neutrfilos para producir cantidades normales de radicales de oxge-no tras la estimulacin, que se establece por la disminucin de la capacidad de los neutr-filos para reducir el nitroazul de tetrazolio y para producir O2

tras la estimulacin con

cimosn opsonizado. Estas observaciones, junto con los signos de enfermedad inflamato-ria crnica en los pulmones de un perro, indican que la enfermedad puede tener algnparecido con la EGC de los seres humanos [79].

Otros trastornos. En las ratas y en las vacas con deficiencia de selenio se ha observadouna disminucin de la actividad de GSH-Px en los fagocitos, y se ha relacionado con unadisminucin de la actividad bactericida de los neutrfilos bovinos para las bacterias pat-genas. Los defectos de la migracin quimiotctica y el deterioro de la actividad bacteri-cida de los neutrfilos en las vacas con deficiencia de selenio se han asociado a mastitis

coliforme ms grave y prolongada que la que se observa en animales que reciben suple-mentos de selenio [80]. A pesar de que existen algunas controversias, la mayora de losestudios experimentales sobre animales con deficiencia de selenio indican una fagocito-sis normal y una alteracin de la capacidad bactericida de los neutrfilos. La disminucinde la actividad de GSH-Px de los PMN que se produce tras la deficiencia de seleniopodra explicar algunas de estas alteraciones [81]. En los terneros recin nacidos se obser-va disminucin de la expresin del receptor Fc y de la actividad de MPO si se comparancon las vacas. La disminucin de la expresin de Fc podra contribuir al deterioro de laadherencia y la fagocitosis de las bacterias, y la disminucin de la actividad de la MPO

de los neutrfilos podra indicar una capacidad bactericida ms dbil de las clulas neo-natales [82]. El sndrome por aspiracin de meconio es una causa importante de disnea.El meconio caus una disminucin dependiente de la dosis de la fagocitosis y una dismi-nucin de la funcin de los macrfagos alveolares disminuyendo la explosin respirato-ria. En los macrfagos alveolares que estuvieron en contacto con el meconio durante unperodo largo (24 horas) se observ fragmentacin del ADN que indicaba apoptosis enlos lactantes recin nacidos [83]. El ejercicio intensivo puede alterar la fagocitosis de losneutrfilos y la actividad de la explosin oxidativa en los caballos [84].

Infecciones. La capacidad destructora de los PMN puede alterarse de forma transitoriadebido a varias causas, como la infeccin porLeishmaniaspp. La produccin de O2y de

H2O2por las clulas PMN fue significativamente inferior en un grupo de perros infectadoscon Leishmania que en los perros sanos o en los perros infectados tratados con antimonia-to de meglumina que no tenan sntomas de leishmaniosis [85]. La inflamacin spticatambin disminuye la actividad de la explosin oxidativa de los neutrfilos. La explosinoxidativa de los neutrfilos procedentes de potros con sepsis tenda a ser inferior que la delos neutrfilos procedentes de potros sanos en todas las muestras recogidas en cualquiermomento. Las concentraciones sricas de IgG no se relacionaron con la fagocitosis de losneutrfilos, pero s con la actividad de la explosin oxidativa. La actividad de la explosinoxidativa de los neutrfilos procedentes de los potros con sepsis aument significativa-mente 5 das despus de realizar transfusiones de plasma [86]. La explosin respiratoriaoxidativa, medida por el mtodo de la quimioluminiscencia, de los neutrfilos procedentesde gatos con viremia persistente infectados con el virus de la leucemia felina era inferiorque en los gatos afectados slo de forma subclnica [87]. Los PMN procedentes del terode yeguas que se consideraban susceptibles a las infecciones uterinas crnicas tenan una



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funcionalidad deficiente en cuanto a las actividades fagoctica y bactericida, comparadoscon los procedentes de yeguas resistentes a estas infecciones [88].

Frmacos. Existen varios frmacos que pueden influir en la propiedad fagoctica de losPMN. Algunos AINE, como cido acetilsaliclico y centrofenoxina, aumentan la fagoci-tosis, mientras que otros, como bencidamina, idometacina, fenilbutazona, ibuprofeno yparacetamol, disminuyen esta funcin, que se examin mediante fagocitosis de S. aureus32P-marcados por neutrfilos aislados de la leche de vaca. Adems, se descubri que lossiguientes frmacos disminuan la fagocitosis: los peptlidos novobiocina y pristinami-cina; los aminoglucsidos tobramicina, amicacina y gentamicina; las tetraciclinas; elcido fusdico; minociclina y doxiciclina; y los antibiticos betalactmicos carfecilina,cefapirina sdica y cefacetrilo sdico. Sin embargo, bromexina, un frmaco secretoltico,

aument la fagocitosis en el mismo estudio [89]. Los glucocorticoesteroides inhiben lafagocitosis interfiriendo con la unin de la bacteria opsonizada y C3b y/o los receptoresFc [90]. La supresin de la explosin oxidativa inducida por dexametasona en los neu-trfilos de los terneros puede detectarse mediante la tcnica citomtrica de flujo [91].

Efectos perjudiciales de la explosin oxidativaLos efectos perjudiciales de los radicales libres que se originan de las clulas fagocita-rias son evidentes y se han descrito en otro lugar. Un resumen completo se saldra delpropsito de este captulo, pero merece la pena mencionar algunos conceptos, dirigidos

principalmente a los trastornos de los animales.

Peroxidacin lipdica. Se ha descubierto que los leucocitos PMN fomentan la peroxi-dacin en los micelios de cido linoleico. La POL promovida por los leucocitos esparecida al proceso bien conocido promovido por la NADPH citocromo P450 reduc-tasa microsomal. Este mecanismo implica la reaccin del oxgeno molecular o losradicales reactivos de oxgeno y los cidos grasos poliinsaturados, en los cuales elgrupo carbnico de metileno-(CH), que se localiza junto al enlace doble, es relati-vamente inestable y por tanto puede activarse por la prdida de un tomo de hidrgeno

(RHr

R + H). La molcula de oxgeno puede yacer en este lecho, y se forma un radi-cal lipoperxido (ROO). Este proceso inicia ciertas reacciones en cadena, la lesin delpidos, protenas y cidos nucleicos, y la formacin de muchos productos finales esta-bles y metaestables [92]. La peroxidacin de los lpidos es un mecanismo importantepor medio del cual los granulocitos expresan la lesin tisular debido a que la lesin delas membranas produce cambios de la permeabilidad [93].

Lesiones oxidativas del ADN, los lpidos y las protenas.A altas concentraciones, lasERO pueden ser mediadores importantes de la lesin de las estructuras celulares, los ci-dos nucleicos, los lpidos y las protenas. Se sabe que HOreacciona con todos los com-ponentes de la molcula de ADN, daando las bases purina y pirimidina, as como el ejecentral de la desoxirribosa. La lesin del ADN que mejor se ha estudiado es la formacinde 8-OH-G. La modificacin permanente del material gentico causada por estos aconte-cimientos de la lesin oxidativa representa el primer paso relacionado con la mutagne-sis, la carcinognesis y el envejecimiento. Se sabe que la produccin de ERO inducida pormetales provoca un ataque del ADN y de otros componentes celulares relacionados con




los residuos de cidos grasos poliinsaturados de los fosfolpidos, que son extremadamen-te sensibles a la oxidacin. Una vez formados, los radicales peroxilo (ROO) puedenreestructurarse mediante una reaccin de ciclacin para formar endoperoxidasas (precur-

sores de MDA), siendo MDA el producto final del proceso de peroxidacin. El productoaldehdo principal de la POL diferente de MDA es 4-hidroxi-2-nonenal. MDA es mutag-nico en las clulas bacterianas y de los mamferos y es carcinognico en las ratas. Hidroxi-nonenal es dbilmente mutagnico, pero parece que es el producto txico principal de laLPO. Los mecanismos que participan en la oxidacin de las protenas por las ERO seesclarecieron gracias a los estudios en los que aminocidos, pptidos simples y protenasse expusieron a las radiaciones ionizantes en condiciones en las que se formaba HOo unamezcla de radicales HO/O2

. Las cadenas laterales de todos los residuos aminocidos delas protenas, en especial los residuos cistena y metionina de las protenas, son suscepti-

bles a la oxidacin por la accin de las ERO/especies reactivas de nitrgeno. La oxidacinde los residuos cistena puede dar lugar a la formacin reversible de disulfuros mixtosentre los grupos tiol de la protena (-SH) y tioles de bajo peso molecular, en particular GSH(S-glutatiolacin). La concentracin de grupos carbonilo, generados por muchos mecanis-mos diferentes, es una buena forma de medir la oxidacin proteica mediada por ERO. Sehan desarrollado varios mtodos muy sensibles para analizar los grupos carbonilo de lasprotenas. Los productos finales de la glucacin avanzada (AGE) forman una clase com-pleja. Son el resultado de una reaccin entre carbohidratos y un grupo de protenas aminolibres. Los productos intermedios se conocen, de forma variable, como productos Ama-

dori, Schiff Base y Maillard, con el nombre de los investigadores que primero los descri-bieron. La mayora de los AGE son compuestos reactivos, muy inestables, y es difcilanalizar por completo los productos finales. Debido a su color marrn, muy conocido porla qumica alimentaria, al principio Milliard propuso el nombre de melanoidinas. Loscompuestos AGE que se han encentrado en los seres humanos y que mejor se han descri-to qumicamente son pentosidina y carboxil metil lisina [94].

Cambios de la permeabilidad microvascular. Existen pruebas de que las especies deoxgeno activado, generadas por los sistemas sustrato xantina oxidasa (XO), pueden

influir en la degradacin del cido hialurnico, en las clulas gliales humanas de loscultivos y en la microcirculacin. Tambin se han observado aumento de la permeabi-lidad microvascular y aumento de la adherencia leucocito PMN-endotelial [95].

Lesin de los eritrocitos. Los neutrfilos activados pueden afectar a los eritrocitos, yaque inducen la deplecin del GSH reducido de los eritrocitos, aumentan la hemoglobinay metahemoglobina ligadas a la membrana y fomentan la unin de inmunoglobulina a lamembrana celular. SOD y CAT mejoran la disminucin del GSH reducido y el aumentode las uniones de metahemoglobina e inmunoglobulina. Esta actividad se interpreta comouna prueba de que los neutrfilos activados pueden alterar la naturaleza antignica de lamembrana de los eritrocitos generando radicales de oxgeno txicos [96].

Procesos inflamatorios exagerados. Los estudios experimentales indican que los metaboli-tos de oxgeno derivados de los neutrfilos contribuyen al desarrollo de las lesiones tisularesque se asocian a diversos estados patolgicos, que incluyen el enfisema, el infarto de mio-cardio, el sndrome disneico agudo del adulto, la vasculitis mediada por inmunocomplejos



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y la artritis reumatoide [97]. Los procesos inflamatorios locales pueden dar lugar a inflama-cin sistmica; tambin pueden iniciarse cambios de los radicales libres y antioxidantes. Seimplant una gasa debajo de la piel a seis ovejas con fstulas linfticas en el costado, lo que

produjo una gran infiltracin de monocitos y macrfagos en ambos pulmones y en el hgado.El agua del pulmn, representada como el contenido de agua sobre el peso seco, fue normal.La POL en el pulmn y el hgado cuantificada por el contenido del subproducto MDAaument un 300 y un 90% sobre los valores de control, respectivamente [98].

Trastornos patolgicos. Se ha afirmado que la potencia de los amino salicilatos comoantioxidantes en la enteritis destaca la importancia de los MRO en la enfermedad intes-tinal inflamatoria [99].

Los procesos inflamatorios del intestino y sus efectos, como la diarrea y la sntesis

de prostaglandinas, se acompaan de un aumento de la produccin de radicales libres.En un experimento realizado con leon de lechn tras la infeccin con Cryptosporidiumspp., los investigadores observaron que la produccin de MRO derivados de los fago-citos tambin contribuye a la sntesis de prostaglandinas y altera el transporte en elleon inflamado debido al aumento de las concentraciones de MDA el segundo da dela infeccin, que precede al aumento PGE2en el tercer y cuarto das, que se relacionacon la fase diarreica aguda. Sin embargo, la mayor intensidad de la atrofia de las vello-sidades (en el octavo da) se relacionaba con las concentraciones ms altas de CAT yMDA, pero con niveles bajos de PGE2[100].

Es probable que varias enfermedades renales, como la glomerulonefritis, la vascu-litis, las nefropatas txicas, la pielonefritis, la insuficiencia renal aguda y otras, estnmediadas, al menos en parte, por lesiones oxidativas [101]. Todos los MRO principalesse han relacionado con lesiones glomerulares. Adems, en los modelos dependientesde neutrfilos, se ha demostrado que la interaccin entre la MPO derivada de los neu-trfilos y los aniones haluro participa en la lesin glomerular, as como en la haloge-nacin de la membrana basal glomerular. Las citocinas tambin tienen una funcinimportante (quiz elaboradas por los monocitos/macrfagos infiltrados) estimulando alas clulas mesangiales para que produzcan ERO [102].

La osteoartritis, la artritis reumatoide, la espondilitis y las enfermedades relacionadasson un grupo de trastornos graves de las articulaciones y los tejidos adyacentes que afectana los seres humanos y a los animales. Existen varios factores (alteraciones inmunomedia-das, traumatismos, infecciones y alteraciones genticas, entre otros) que pueden iniciarestos trastornos. En la mayora de los casos, la acumulacin de clulas y mediadores infla-matorios se acompaa de degeneracin del cartlago, apoptosis de los condrocitos, lesindel colgeno y otros procesos destructivos. En varios artculos se ha investigado la rel

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Radicales Libres y Antioxidantes en El Proceso Inflamatorio y en Las Lesiones Por Isquemia-reperfusion