> MEDIADORES Y MENSAJEROS DE NATURALEZA LIPÍDICA [19:31] MEDIADORES Y MENSAJEROS DE NATURALEZA LIPÍDICA > Fosfolipasas [19:31] Fosfolipasas Session Close: Tue Feb 09 19:31:38 1999 [19:31] Las fosfolipasas están ampliamente distribuidas en las células animales y participan en la transducción de señales por ser capaces de generar moléculas de señalización a partir de los fosfolípidos presentes en las membranas biólogicas. [19:31] Aunque los fosfolípidos juegan un papel fundamental en la estructura de las membranas, su distribución en la superficie limitante entre el medio extra e intracelular, [19:31] y su capacidad de ser precursores de potentes mediadores farmacológicos y mensajeros intracelulares explica el interés general de estas moléculas en la reacción inflamatoria. [19:32] De acuerdo con el sitio en el que producen su acción catalítica, se distinguen varios tipos de fosfolipasas. [19:32] Las fosfolipasas de denominan de acuerdo con el sitio de la molécula de fosfolípido sobre el que actúan. [19:32] Fosfolipasas C [19:32] Las fosfolipasas C (PLC) más importantes acopladas a receptores e implicadas en la señalización intracelular son enzimas que hidrolizan fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (IP2). [19:32] La hidrólisis de este fosfolípido minoritario de las membranas celulares es uno de los acontecimientos más tempranos en la regulación de las funciones celulares por más de cien moléculas implicadas en la señalización celular. [19:33] La hidrólisis por la PLC produce dos mensajeros intracelulares: diacilglicerol e inositol 1,4,5-trisfosfato (IP3). que median la activación de la PKC y la movilización de iones calcio intracelulares. [19:33] Se han caracterizado diez isozimas de la PLC consistentes en simples polipéptidos, que pueden ser divididos en tres tipos: (, ( y (. [19:33] Esta clasificación es importante porque las isoformas del tipo ( son activadas por proteínas G heterotrímericas, de tal manera que esta isozima es la que se activa al ocuparse los receptores de siete dominios transmembrana, por ejemplo durante la quimiotaxis. [19:33] Por otra parte, [19:33] las fosfolipasas C-( se activan al ocuparse los receptores que activan tirosina kinasas, como los receptores de factores de crecimiento y los receptores Fc(R. [19:33] La activación de un tipo u otro de PLC conduce a la producción de los mismos mensajeros intracelulares, aunque la cinetica de activación difiera sustancialmente. Las isoformas ( se activan de forma inmediata, mientras que las isoformas ( lo hacen más lentamente. [19:34] Fosfoinosítido 3-kinasa [19:34] Las fosfoinosítido 3-kinasas (PI 3-kinasa) juegan un papel importante en la señalización celular en general, con algunas características especiales en lo que se refiere a la respuesta inflamatoria. Su función catalítica consiste en la producción de fosfatilinositol 3,4,5-trisfosfato a partir del fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato. [19:34] Las distintas isoformas de PI 3-kinasas se clasifican de acuerdo con criterios estructurales, que explican, como en el caso de los tipos de PLC previamente descritos, su reclutamiento selectivo por los distintos tipos de receptores. [19:34] Las PI 3-kinasas de la clase Ib se activan por la ocupación de receptores acoplados a proteínas G, y en general su mecanismo de activación implica a las subunidades (( de las proteínas G heterotriméricas. [19:34] Las clases 2 y 3 de PI 3-kinasas se activan por receptores con actividad tirosina kinasa. [19:34] La PI 3-kinasa juega un papel importante en la regulación de la explosión oxidativa en fagocitos en asociación con proteínas G de bajo peso molecular como Rac y en el control de respuestas nucleares como diferenciación y apoptosis en cooperación con el módulo SAPK de las MAP kinasas. [19:35] Fosfolipasas D [19:35] La fosfolipasa D hidroliza fosfatidilcolina para generar colina y ácido fosfatídico cuando se produce la activación de receptores de membrana del tipo de los acoplados a proteínas G o de receptores que activan tirosina kinasas. La rápida producción de ácido fosfatidico (AP) que se produce en estas circunstancias explica que se haya atribuido a este fosfolípido el papel de mensajero intracelular. [19:35] En consecuencia, la determinación del papel de la fosfolipasa D en el funcionalismo celular se ha centrado en la determinación de los posibles efectores. [19:35] Estudios realizados in vitro, han permitido proponer como blancos a la enzima PI P5 kinase, isoformas de la proteína kinasa C, n-quimerina, una Rac-GAP y raf-1 kinasa. [19:35] Se han clonado dos isoformas de fosfolipasa D en mamíferos: PLD1 y PLD2. La PLD1 se regula por la proteína G de bajo peso molecular ARF, junto a señales complementarias de Rho y las proteínas kinasas C (( y (). [19:35] ARF es una proteína citosólica identificada previamente en los procesos de formación de vesículas, por lo que el tema central de investigación sobre la PLD1 es si juega algún papel en la formación de vesículas, o si posee funciones independientes en la biología celular. [19:35] En cualquier caso, esta función es relevante en aquellas células del sistema inmuno-inflamatorio que degranulan en respuesta a agonistas como son los polimorfonucleares y los mastocitos. [19:35] El ácido fosfatídico es un conocido regulador de la PI P5-kinasa de tipo I, que cataliza la fosforilación de PI(4)P a fosfatidilinositol 4,5 bifosfato PI(4,5)P2, y por otra parte, el PI(4,5)P2 juega un papel central en la exocitosis. [19:36] El ácido fosfatídico juega un papel importante en la regulación de la explosión oxidativa en fagocitos y en el anclaje a la embrana plasmática de la serina kinasa raf-1. [19:36] Clasificación de las fosfolipasas A2 [19:36] La actividad fosfolipasa A2 (PLA2) se realiza por una superfamilia de enzimas divergentes que hidrolizan la unión ester de los fosfolípidos en posición sn-2. [19:36] Las PLA2 se clasifican en cuatro grupos: las PLA2 de bajo peso molecular, la PLA2 citosólica (cPLA2), las PLA2 independientes de Ca2+ (iPLA2) y las PAF-acetilhidrolasas (PAF-AH) o PAF-PLA2.Las PLA2 de tipo I, II y III (Tabla ) son las que forman el grupo de las PLA2 de bajo peso molecular. Aunque entre ellas hay diferencias apreciables en la secuencia, las diferencias estructurales no son tan grandes. [19:36] Debido a que su estructura se halla estabilizada con puentes disulfuro, todas ellas son muy resistentes a las temperaturas altas y al pH ácido y también son muy sensibles a los agentes reductores. [19:36] Todas ellas son enzimas secretadas y necesitan Ca2+ en concentración mM para la catálisis. Presentan poca o ninguna especificidad por la cabeza polar o por la longitud del ácido graso en posición sn-2. [19:37] Ver en Tabla 1, la clasificación de las fosfolipasa A2 [19:37] La fosfolipasa A2 citosólica [19:37] La PLA2 citosólica (también llamada de tipo IV) posee un interés especial en la transducción de señales y en la producción de mediadores lipídicos. No contiene puentes disulfuro, [19:37] por lo que no es sensible a agentes reductores y, sin embargo, pierde su actividad por tratamiento ácido o por calor. [19:37] Tiene un peso molecular de 85 kDa y necesita Ca2+ en concentración (M para translocarse a la membrana, lo que permite su contacto con el sustrato, pero no para la catálisis. [19:37] Es especialmente relevante el hecho de que pose especificidad por los fosfolípidos con araquidonato esterificado en posición sn-2 y de que sea sensible a la regulación por agonistas como factores de crecimiento, citocinas, mediadores inflamatorios y neurotransmisores. [19:37] [19:37] Estructura de la cPLA2 [19:38] La cPLA2 ha sido clonada a partir de la línea de monocitos U937 y de la línea de macrófagos RAW 264.7, lo que indica una distribución celular en células directamente implicadas en la reacción inflamatoria. [19:38] La cPLA2 se codifica por un ARN mensajero de 3,4 kbases. [19:38] La secuencia deducida a partir del ADN complementario es la de una proteína de 749 aminoácidos con una masa molecular de 85,2 kDa que, sin embargo, migra como una proteína de 100-110 kDa si la sometemos a electroforesis en gel de poliacrilamida. [19:38] Esta migración retrasada es una propiedad inherente a su secuencia de aminoácidos. [19:38] Podemos distinguir fundamentalmente dos dominios en la secuencia de la cPLA2, uno catalítico y otro regulador (Figura ). [19:38] El regulador, formado por unos 130 aminoácidos en el extremo amino terminal, es el responsable de la translocación de la enzima a la membrana. [19:38] El resto de la secuencia constituye el dominio catalítico. La cPLA2 posee doce sitios posibles de fosforilación en residuos de serina o treonina y otros cuatro sitios en residuos de tirosina. [19:38] Además, su secuencia contiene una región rica en prolina y una región de bisagra. [19:39] La cPLA2 no posee ninguna homología de secuencia con las PLA2 de bajo peso molecular, sin embargo, si que posee algunas regiones muy conservadas en otras proteínas, entre las que destacan: [19:39] * Una región homóloga al dominio catalítico de la fosfolipasa B (PLB) de Penicilium notatum en la que aparece la secuencia GLS228G, encontrada en el centro activo de numerosas lipasas. [19:39] * Una secuencia PLS505P, reconocida como sustrato de fosforilación por las MAP kinasas. [19:39] * Una región de unos 130 aminoácidos en el extremo amino terminal (dominio regulador del enzima), presente en las proteínas que se unen a los lípidos de la membrana para realizar sus funciones biológicas (Figura ). [19:39] Esta asociación a la membrana está mediada por el ion calcio, por lo que esta región es llamada dominio de unión a lípidos dependiente de Ca2+ (dominio CaLB). [19:39] Dominios funcionales de la cPLA2 [19:40] PLA2 independientes de iones calcio [19:40] Se han encontrado actividades PLA2 independientes de Ca2+ en numerosos tejidos. Entre todas las iPLA2, la mejor descrita es una enzima de 40 kDa encontrada en miocardio de perro. [19:40] Esta fosfolipasa hidroliza preferentemente plasmalógenos (1-alquenil-glicerofosfolípidos) con ácido araquidónico en posición sn-2. Entre otras iPLA2 que han sido descritas podemos citar las aisladas en la línea de macrófagos P388D1, en el cerebro y en el epitelio intestinal . [19:40] Las PAF-AH son las enzimas encargadas de hidrolizar cadenas carbonadas de poca longitud (de 2 a 4 carbonos) situadas en la posición sn-2 de los PL. Existen dos isoformas conocidas, llamadas I y II. [19:40] La isoforma I está formada por 2 ó 3 subunidades (Tabla 1) diferentes entre sí, es citosólica y bastante selectiva para el PAF. [19:40] La isoforma II está formada por una sola subunidad de 45 kDa, es una enzima secretada y es capaz de hidrolizar tanto el grupo acetilo del PAF como otras cadenas de 3 y 4 carbonos situadas en posición sn-2. [19:40] Ninguna de las dos isoformas necesita Ca2+ para la catálisis. [19:41] Otra clasificación también muy extendida es la que divide las PLA2 en secretadas y citosólicas. Esta clasificación queda reflejada en la Tabla 1. [19:41] [19:41] Ciclooxigenasas [19:41] Las ciclooxigenasas (COX; EC 1.14.99.1) catalizan la oxidación del ácido araquidónico para la formación de prostaglandinas H2. [19:41] Esta actividad enzimática se codifica por dos genes relacionados, que codifican dos isoformas distintas: COX-1 y COX-2. [19:41] El gen de COX-1 se expresa de forma constitutiva y ubicua, mientras que COX-2 se expresa a altos niveles sólo tras la estimulación por factores de crecimiento, citocinas y estímulos extracelulares asociados con la activación celular. [19:41] Numerosos tipos celulares que intrevienen en la reacción inflamatoria, como los monocitos y las céluas endoteliales expresan el producto de COX-2 tras la activación. [19:42] Este hecho tiene importancia capital, pues permite establecer que la producción de prostaglandinas en los focos inflamatoris se debe casi exclusivamente a la actividad COX-2. [19:42] Como consecuencia de este hecho, cabe suponer que los inhibdores selectivos de la actividad COX-2 sean mejores agentes antiinflamatorios que los inhibidores de COX-1, y que además carezcan de los efectos secundarios derivados de la inhibición de la función homeostática de las prostaglandinas sobre la secreción gástrica y la función renal. [19:42] En lo que se refiere a la estructura de estos genes, el gen de COX-1 no posee una TATA box, sino múltiples sitios donde se puede iniciar la transcripción, lo que implica un mecanismo complejo de regulación. [19:42] El gen de COX-1 posee en el humano 11 exones en una extensión de 22 kb, mientras que el gen de COX-2 poseee 10 exones distribuidos en un área de 8.3 kb. [19:42] El gen de COX-2 tiene sitios reguladores sensibles a citocinas como IL-6, y sitios (B, que explican su inducción por TNF-(. [19:42] La homologóia entre ambas enzimas es del 60% y poseen valores similares de Km para el ácido araquidónico, aunque COX-2 parece aceptar un mayor número de sustratos entre los ácidos grasos poliinsaturados. [19:43] Lipoxigenasas y producción de leucotrienos [19:43] Las lipooxigenasas son enzimas implicadas en la formación de una serie de metabolitos del ácido araquidónico conocidos colectivamente con el nombre de leucotrienos (LT), [19:43] que desempeñan importantes funciones en la respuesta inflamatoria y cuya producción se ha relacionado con enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal y el asma bronquial. [19:43] Desde el punto de vista bioquímico se distinguen varias actividades lipoxigenasa según la posición del átomo de carbono sobre el que actúan: [19:43] 5, 12- y 15-lipoxigenasas, pero desde el punto de vista funcional es la 5-lipoxigenasa (5-LOX) aquella en la que más se avanzado en su conocimiento. Al igual que la cPLA2, [19:43] la 5-LOX es una enzima citosólica que se transloca a la membrana durante la activación celular para dar lugar a la formación de LT. [19:43] La 5-LOX convierte el ácido araquidónico en ácido 5-hidroperoxieicosatetranoico (5-HPETE) y LTA4. Posteriormente el 5-HPETE puede dar lugar a la formación de tres cisteinil-leucotrienos (LTC4, LTD4 y LTE4,) por acción de la enzima LTC4-sintasa, que cataliza la conjugación del glutation al LTA4 en la posición C-6. [19:44] Por otra parte, la LTA4 hidrolasa da lugar al quimioatrayente LTB4. Los cisteinil-leucotrienos se producen principalmente por mastocitos estimulados por mecanismo dependiente de IgE y producen constricción bronquial, [19:44] hiperrespuesta bronquial, secreción de moco y edema bronquial. La constricción bronquial producida por los cisteinil-leucotrienos es prolongada, a diferencia de la contracción producida por la histamina, que es transitoria. [19:44] Este hecho explica que se les conociese previamente a su caracterización química con el nombre de slow-reacting substance of anaphylaxis (SRS-A). [19:44] Mecanismo de acción de los leucotrienos [19:44] Los leucotrienos ejercen sus efectos a través de receptores localizados en la membrana plasmática de sus células blanco. [19:44] Los cisteinil-leucotrienos actúan sobre un único receptor en las células musculares de la vía aérea denominado receptor cis-LT1, cuya ocupación pone en marcha la activación de proteínas G, y las consiguientes: hidrólisis de fosfatilinositol, formación de diacilglicerol, [19:45] activación de proteína kinasa C y estimulación de la movilización de iones calcio de los depósitos intracelulares. [19:45] Además, la acumulación de LT en la vecindad de la membrana nuclear, la prolongada activación de proteína kinasa C y la elevación de la concentración intracelular de iones calcio conduce a la activación de respuestas nucleares, como es la transcripción de la topoisomerasa I. [19:45] El factor activador de las plaquetas (PAF) [19:45] El PAF es un mediador inflamatorio de naturaleza lipídica descrito, inicialmente, como un intermediario soluble liberado por los basófilos de conejo estimulados por mecanismos dependiente de IgE, [19:45] que producía la agregación y la reacción de liberación de las plaquetas, de ahí el nombre inglés de platelet-activating factor, a partir del cual se construyó el acrónimo PAF. [19:45] Posteriormente, se observó que el PAF podía ser liberado por otros tipos celulares como neutrófilos, monocitos, macrófagos, plaquetas, eosinófilos y células endoteliales. [19:45] El PAF actúa sobre un gran número de células y tejidos: leucocitos, osteoclastos, pulmón, tracto digestivo, hígado, riñón, corazón, bazo y cerebro, por lo que es una molécula multifuncional con gran pleiotropía como muchas citocinas. [19:46] Sin embargo, estas respuestas varían según las especies animales estudiadas. Por ejemplo, las plaquetas de rata son insensibles al PAF, a diferencia de las plaquetas humanas y de conejo, que responden a bajas concentraciones de PAF. [19:46] La estructura química del PAF corresponde al fosfolípido 1-O-alquil-2-acetil-sn-glicero-3-fosfocolina. La formación y degradación del PAF es un proceso cíclico que se lleva a cabo por dos rutas enzimáticas que actúan en sentido opuesto. [19:46] En la biosíntesis del PAF intervienen una fosfolipasa A2, lo que relaciona su producción con la de los eicosanoides, y una liso-PAF:acetil-CoA acetiltransferasa, dos enzimas que requieren calcio para su activación. [19:46] El proceso de degradación es catalizado por la enzima acetilhidrolasa, que transforma el PAF en su precursor inactivo liso-PAF. Las principales acciones biológicas del PAF son: [19:46] i) Agregación de plaquetas humanas, de conejo, de cobaya, de perro y de gato. [19:46] ii) Hipotensión arterial sístemica. [19:46] iii) Aumento de la permeabilidad microvascular que conduce a la hemoconcentración por extavasación de proteínas plasmáticas y edema. [19:46] iv) Ulceración gástrica y necrosis intestinal. [19:46] v) Broncoconstricción, inflamación pulmonar e hiperreactividad bronquial. [19:47] vi) Estimulación de la quimiotaxis y activador de polimorfonucleares neutrófilos y eosinófilos. [19:47] vii) Muerte celular neuronal asociada al virus de la inmunodeficiencia adquirida y potenciación de la transmisión sináptica excitatoria. [19:47] viii) Recientemente se ha determinado que la infección de las células animales por Streptococcus pneumoniae se realiza a través del receptor del PAF. [19:47] El PAF realiza estas funciones a través de receptores específicos en la membrana plasmática. El receptor del PAF ha sido recientemente clonado en el cobaya, en el hombre y en el conejo. [19:47] De este receptor se expresan dos transcritos diferentes por splicing alternativo de los dos exones situados en 5' de la secuencia. [19:47] El transcrito del denominado receptor de tipo leucocitario es ubicuo y es el más abundante en los leucocitos perífericos, mientras que el otro se expresa en corazón pulmón, bazo y riñón. [19:48] Como los demás quimiotrayentes, su receptor pertenece a la familia de siete dominios transmembrana acoplados a proteínas G. [19:48] Regulación de la producción de mediadores lipídicos a partir de los fosfolípidos de membrana por estimulación de los receptores de quimiotrayentes y por receptores Fc(R. [19:48] La vía de señalización de los esfingolípidos y ceramida [19:48] La esfingomielina es un fosfolípido de colina que carece de glicerol en su estructura y se localiza en la vertiente externa de las membranas celulares. [19:48] La importancia de este fosfolípido en la transducción de señales procede de la demonstración de la activación de la hidrólisis de esfingomielina para producir ceramida por la ocupación de los receptores del TNF. [19:49] Las enzimas responsables de esta hidrólisis son esfingomielinasas neutras y ácidas reclutadas por moléculas adaptadoras [TNF-receptor adapter factor(s), TRAF(s)] acopladas a las colas intracitoplásmicas de los receptores de TNF. [19:49] La ceramida actúa como mensajero intracelular capaz de activar distintas vías de señalización, preferentemente relacionadas con la cascada de MAP kinasas, el factor de transcripción NF-(B y la producción de apoptosis. [19:49] LA EXPLOSIÓN OXIDATIVA EN FAGOCITOS Y EL SISTEMA DE LA NADPH OXIDASA [19:49] Los neutrófilos y otras células fagocíticas producen el anión superóxido como parte de sus mecanismos bactericidas. [19:49] El anión superóxido puede reaccionar para formar peróxide de hidrógeno, HOCl y radicales hidroxilo. [19:50] En conjunto, estas especies derivadas del oxígeno participan en la muerte de las bacterias fagocitadas y pueden llegar a producir daño en los tejidos cuando se generan en cantidades excesivas. [19:50] La enzima que cataliza la producción de superóxido es la NADPH oxidasa, denominada también oxidasa de la explosión oxidativa. La importancia fisiológica de esta enzima viene dada por la existencia de una enfermedad hereditaria denominada enfermedad inflamatoria crónica, causada por la falta de un componente de la NADPH oxidasa. [19:50] Los pacientes afectos de esta enfermedad padecen infecciones graves y recurrentes debidas a la incapacidad de sus neutrófilos para matar microbios. [19:50] Enzimas similares en células no fagocitarias producen superóxido y peróxido de hidrógeno, que juegan un papel importante en fenómenos como la activación de moléculas que regulan la transcripción génica, la apoptosis y la división celular. [19:50] La activación de la NADPH-oxidasa requiere la participación de varios factores citosólicos denominados: p47phox, p67phox, p40phox y Rac (1 ó 2). [19:50] En las células en reposo, p47phox, p67phox, y p40phox forman un gran complejo molecular que se encuantra en la fraccción citosólica. La activation of the NADPH oxidasa se inicia por el ensamblaje de p47phox, p67phox y Rac con el citocromo b558 con estequiometría 1:1:1:1 en la membrana plamática. p47phox, p67phox y Rac muestran unión cooperativa, [19:50] puesto que al incrementar la concentración de cualquiera de esos componentesomponent se reduce la EC50 de los otros componentes. [19:50] En el momento actual es motivo de investigación intensa el análisis de los mecanismos por los que se producen las interacciones proteína/proteína en el complejo de la NADPH oxidasa y como éstas conducen a cambios en el estado de activación. [19:51] Interacciones molecular en el complejo de la NADPH oxidasa [19:51] p47phox contiene una repetición en tanden de dos dominios SH3 cerca del centro de la molécula. [19:51] El primero de ellos se une a una secuencia rica en prolina en el C-terminal de p22phox en el complejo de la oxidasa. Además, este dominio SH3 puede interaccionar con la secuencia C-terminal rica en prolina en la misma molécula. [19:51] El segundo domino SH3 se une a la secuencia rica en prolina de p67phox cerca del centro de esta molécula, sin embargo, las interacciones de SH3 con secuencias ricas en prolina no son los ínicos determinantes de las interacciones proteína/proteína. [19:51] Reacciones de fosforilación/defosforilación [19:52] p47phox se fosforila en varias serinas en la vecindad de su extremo C-terminal en respuesta a la activación celular. [19:52] Esta fosforilación es parte de la señal de activación de la oxidasa, aunque tambien pueden influir fosforilaciones en otros componentes., sin embargo, se puede activar el sistema en ausencia de p47phox, si existen altas concentraciones de p67phox y Rac. [19:52] La función de p47phox es incrementar la unión de 67phox, aproximadamente, 100 veces, y la asociación de Rac alrededor de 50 veces. De esta forma, p47phox se comporta como una proteína adaptadora finamente regulada que no interviene directamente en la actividad de la NADPH oxidasa, mientras que Rac y p67phox son reguladores directos de la actividad de la oxidasa. [19:52] El papel de la proteína G de bajo peso molecular Rac [19:52] Rac pertenece a la familia Rho de GTPasas de bajo peso molecular. Estas proteínas están isopreniladas en su extremo C-terminal, y este lípido media interacciones de la proteína con la membrana celular. La familia Rho es a su vez una a sub-familia de la superfamilia Ras. [19:52] La subfamilia Rho está implicada en la regulación del citoesqueleto, el crecimiento celular y la transcripción. Existen dos isoformas muy relacionadas de Rac: Rac1 y Rac2, que difieren fundamentalmente en su extremo C-terminal, puesto que Rac1 contiene aminoácidos polibásicos y Rac2 es menos básica. Sus efectores directos son la NADPH oxidasa y PAK (p21-Activated Kinase). [19:52] El sistema de la NADPH oxidasa es uno de los ejemplos mejor caracterizados de señalización mediante GTPasas de bajo peso molecular. [19:53] Rac ensambla la proteína citosólica p47-phox y p67-phox con el flavocitocromo b558 asociado a la membrana para formar el la NADPH oxidasa multi-componente. [19:53] Las mutaciones de aminoácidos en una región de Rac (residuos 26-45), homologous de una región efectora de Ras, disminuyen o eliminan la capacidad de Rac para producir la generación de aniones superóxido. [19:53] Acoplamiento molecular del complejo de la NADPH oxidasa en la membrana celular para producir radicales de oxígeno. [19:54] EL SISTEMA DEL ÓXIDO NÍTRICO (NO) [19:55] El óxido nítrico es un gas radical cuyas propiedades antimicrobianas se conocen desde la antigüedad, puesto que los sumerios ya utilizaban el NO en el proceso de curación de las carnes para impedir el crecimiento del Clostridium botulinum. [19:55] Más recientemente, a finales del siglo XIX, la nitroglicerina comenzó a utilizarse en el tratamiento de las enfermedades coronarias. [19:55] A pesar de ser conocidas algunas aplicaciones de los óxidos de nitrógeno, nadie sospechó que este compuesto desempeñara funciones decisivas en el organismo de los mamíferos. [19:55] Sin embrago, en la pasada década una serie de descubrimientos, procedentes de diferentes líneas de investigación, revelaron que el NO realizaba una amplia gama de funciones, hasta el extremo de convertirlo en uno de los principales mensajeros biológicos, [19:55] puesto que se descubrió que el NO era la molécula responsable de la vasodilatación producida por la acetilcolina en el endotelio y se identificó como el factor de relajación derivado del endotelio (endothelium-derived relaxing factor, EDRF); [19:55] además, se demostró que el NO tenía propiedades antimicrobianas y antitumorales; y por otra parte se describió que el NOestá presente en las neuronas, donde actúa como mensajero. [19:55] El NO es un gas en condiciones ambientales que por presentar un electrón desapareado tiene estructura de radical libre, que le convierte en una molécula muy reactiva. [19:55] A la vez es una molécula extremadamente lábil y de vida efímera, pues solo dura entre 6 y 10 segundos. Como consecuencia de su reacción con el O2 y el H2O se convierte en nitratos y nitritos. [19:56] Esta reactividad química permite la interacción directa con distintas moléculas, por ejemplo, la guanilato ciclasa y explica su mecanismo de acción farmacológica y su extremada toxicidad. [19:56] En consecuencia, es una excepción a los mecanismos de señalización bioquímica basados en la interacción con receptores y transducción de señales reiteradamente descritos al analizar el efecto de otros mediadores. [19:56] Biosíntesis del NO [19:56] El NO se sintetiza por una enzima que se denomina óxido nítrico sintasa (NOS) (EC 1.14.13.39). Se han descrito 3 isoformas de la sintasa de NO que son la producto de la expresión de tres genes diferentes. Esas isoformas son: [19:56] a) NOS neuronal o NOS1: fue la primera NOS en ser purificada y clonada a partir de neuronas de cerebelo de rata. Es citosólica y se expresa en cerebro, glándula adrenal, plaquetas, pulmón, células de músculo esquelético, neutrófilos y epitelio gastrointestinal entre otros. [19:57] b) NOS inducible o NOS2: enzima purificada y clonada por primera vez en macrófagos, es citosólica y se expresa en todo tipo de células incluyendo neuronas y células endoteliales, cuando es inducida por estímulos proinflamatorios como la endotoxina o las citocinas: como, IFN?, IL-1? o TNF?? [19:57] c) NOS endotelial o NOS3: enzima purificada y clonada en células endoteliales. Se expresa además de en esas células en neuronas. Esta enzima se encuentra mayoritariamente en la membrana gracias a que presenta en el extremo N-terminal una miristilación que permite su anclaje a la membrana. [19:57] Ver en Tabla 1.2, los Tipos y características generales de las NOS humanas [19:57] La comparación de las secuencias de las isoformas de la NOS con las secuencias de otras proteínas depositadas en las bases de datos ha mostrado que solo presentan cierta homología con una enzima de mamíferos: la citocromo P450 reductasa. [19:58] En líneas generales podemos distinguir dos grupos entre las sintasas de NO. El primero correspondería al de las NOS que se expresan de forma constitutiva en todos los tejidos en que están presentes, que son aquellas que dependen de elevaciones transitorias de [Ca2+]i para activarse. [19:58] A este grupo pertenecen la NOS1 y NOS3. Estas enzimas producen NO en pequeñas cantidades y durante cortos periodos de tiempo. [19:58] El NO producido por estas isoformas interviene en procesos fisiológicos como la neurotransmisión o la regulación de la presión sanguínea. [19:58] En otro grupo aparte estaría la NOS2. [19:58] Esta enzima se expresa de forma inducible y es activa a las concentraciones de [Ca2+]i que existen en la célula en reposo, lo cual le permite estar activa de forma sostenida durante varios días. [19:58] Se encuentra asociada a procesos inflamatorios o infecciosos. La muerte celular y el daño tisular pueden ser el precio a pagar por estos excesos. [19:58] La NO sintasa cataliza la producción de NO a partir de L-arginina en dos reacciones sucesivas de tipo monooxigenasa. [19:58] En este proceso un nitrógeno guanidino de la L-arginina es oxidado para producir la Nw-OH-L-arginina como intermediario, el cual es oxidado de nuevo para producir una molécula de NO y otra molécula de L-citrulina. [19:59] En total, 1,5 moléculas de NADPH y dos moléculas de O2, que actúan como cosustratos, se convierten en 1,5 moléculas de NADP+ y dos moléculas de H2O. [19:59] Las NOS solo producen NO cuando se homodimerizan. Además, cada subunidad necesita unirse a cinco cofactores: FAD, FMN, calmodulina, grupo hemo y tetrahidrobiopterina. Por tanto, se forma un complejo macromolecular de 300 kDa para sintetizar una molécula de 30 Da. [19:59] Figura 1.3. Síntesis de óxido nítrico a partir de L-arginina [19:59] La NOS tiene una estructura en dos dominios: un dominio oxigenasa en la mitad amino terminal y otro dominio reductasa en la mitad carboxilo terminal. El 30-40 % de los aa de este dominio son idénticos a la P450 reductasa. [19:59] Modo de acción del NO y de sus especies reactivas [20:00] La amplia variedad de efectos que media el NO se producen a través de interacciones covalentes, reacciones de oxidación o coordinación con metales con las dianas celulares. [20:00] El NO reacciona en los sistemas biológicos con O2, O2- y metales de transición, para dar lugar a óxidos de nitrógeno, peroxinitrito o aductos de metales-NO. [20:00] De acuerdo con esto, los principales objetivos del NO en la célula son las proteínas que contienen metales de transición en la proximidad de los sitios activos o grupos tiol, que en presencia de NO darán lugar a la formación de nitrosotioles. [20:00] Las proteínas que contienen metales y grupos tiol son las dianas principales del NO: los componentes esenciales del circuito de proteínas regulado por el NO (proteínas de señalización, canales iónicos, receptores, enzimas, y factores de transcripción) contienen estratégicamente localizados cerca de los centros activos metales de transición o grupos tiol. [20:00] El NO en la inflamación y el sistema inmune [20:00] La activación de la NOS2 da lugar a la formación local de NO en grandes concentraciones de forma sostenida, debido a su capacidad para unirse estrechamente a la calmodulina a las [Ca2+]i que existen en la célula en reposo. [20:00] Esta enzima se activa, principalmente a nivel transcripcional. [20:01] El estudio de la NOS2 se ha llevado a cabo, sobre todo, en macrófagos de roedores, rata o ratón, induciendo su expresión con estímulos proinflamatorios o con productos microbianos. [20:01] Esos estímulos no han conseguido inducir la expresión de la iNOS en macrófagos humanos aislados de pacientes sanos, por lo que se ha llegado a creer que la NOS2 solo tenía funciones de defensa en los roedores. Sin embargo, posteriormente, se ha detectado la expresión de NOS2 en monocitos de pacientes que sufren enfermedades infecciosas o inflamatorias. [20:01] Además, se ha demostrado la inducción de la iNOS en macrófagos de otras especies de vertebrados: caballo, oveja, cabra, vaca y pollo, lo que indicaría que la función de la NOS2 en el sistema inmune no se limita a los roedores. [20:01] El NO producido por los macrófagos en grandes cantidades tiene actividad citotóxica y citostática frente a virus, bacterias, hongos, protozoos, helmintos y células tumorales. [20:01] La acción antimicrobiana del NO se potencia por otros productos de los macrófagos como glutation, H2O2 y O2-. Esas mismas propiedades hacen que el NO pueda resultar tóxico para las propias células del huésped. [20:01] Estructura de la región promotora de la NOS2 de mascrófagos murinos. La REGIÓN I, situada de -48 a -209, contiene elementos relacionados con la respuesta al LPS que incluyen sitios de unión al factor nuclear de la interleucina 6 (NF-IL6), a NF-(B y al elemento de respuesta a TNF (TNF-RE). [20:01] La REGIÓN II, situada de -913 a -1029, contiene motivos de unión para factores de transcripción relacionados con el IFN?, tales como el elemento acivado por IFN? /PU.1, el elemento estimulable por IFN? (ISRE), NF-(B y AP-1. Las dos regiones son necesarias para conseguir la máxima expresión de NOS2. [20:02] LA INFLAMACIÓN COMO MECANISMO PATOGÉNICO EN LA PRODUCCIÓN DE ENFERMEDAD: LAS REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD [20:02] Cuando las reacciones inflamatorias se producen de forma inadecuada o exagerada, hasta el punto de producir lesiones en los tejidos, se denominan reacciones de hipersensibilidad. [20:02] Coombs y Gell establecieron una clasificación en cuatro tipos, que a pesar de sus limitaciones, puesto que en la práctica no siempre aparecen claramente diferenciadas, se ha hecho clásica. [20:02] Los tres primeros tipos de hipersensibilidad están mediados por anticuerpos y el cuarto, especialmente por linfocitos T y macrófagos. [20:02] * La hipersensibilidad de tipo I o inmediata ocurre cuando una respuesta inmune de inmunoglobulina E (IgE) se dirige contra antígenos medioambientales inocuos, como el polen, el polvo doméstico, los ácaros o la caspa animal. [20:02] La liberación consiguiente de mediadores farmacológicos, por los mastocitos sensibilizadas por esa IgE produce una reacción inflamatoria aguda con síntomas como el asma o la rinitis. [20:03] * La hipersensibilidad de tipo II o citotóxica, dependiente de anticuerpos, ocurre cuando el anticuerpo se une a antígenos presentes en células, dando lugar a fagocitosis, actividad de las células agresoras naturales (NK) o lisis mediada por el complemento. [20:03] * La hipersensibilidad de tipo III aparece cuando los complejos inmunes se forman en gran cantidad o no son eliminados adecuadamente por el sistema reticuloendotelial, lo que conduce a la aparicicón de enfermedades del tipo de la enfermedad del suero. [20:03] * La hipersensibilidad de tipo IV o retardada se manifiesta de forma más grave cuando los antígenos (p. ej., sobre los bacilos tuberculosos) atrapados en los fagocitos mononucleares no pueden ser eliminados, [20:03] y se produce estimulación de los linfocitos T y la generación de citocinas, que inducen efectos pro-inflamatorios. En el rechazo de injertos y en la dermatitis alérgica por contacto se producen también reacciones de hipersensibilidad retardada. [20:03] El asma bronquial como modelo arquetípico de hipersensibilidad tipo I [20:03] Los ataques de asma se producen por alergenos como el polen o el polvo o por estímulos no alergénicos como el aire frío o el ejercicio. [20:04] Los linfocitos T responden a estos estímulos mediante la producción de citocinas capaces de atraer células inflamatorias y de estimular a los linfocitos B para produzcan IgE, que se une con alta afinidad a los receptores expresados en la membrana de los mastocitos. [20:04] El sistema IgE-mastocito constituye la primera línea de defensa de la mucosa frente a los agentes exógenos, y cuando se produce el contacto con el antígeno específico se produce la activación celualr con la consiguiente liberación de mediadores preformados y la síntesis de mediadores secundarios, entre los cuales juegan un papel principal los cisteinil-leucotrienos y el factor activador de las plaquetas (PAF). [20:04] La liberación de estos mediadores es responsable de los síntomas [20:04] agudos observados en sujetos asmáticos. [20:04] La broncoconstricción inmediata producida por la inhalación de los alergenos alcanza el máximo a los 10-15 minutos de la provocación, y usualmente se resuelve en dos horas. Los leucotrienos liberados en la respuesta precoz son responsables de la hipersecreción mucosa, de la vasodilación y del edema en el tejido pulmonar que asocian con esta respuesta. [20:04] Esta respuesta inmediata es seguida porel reclutamiento de células inflamatorias en los pulmones como resultado de la producción de quimioatrayentes como LTB4 y PAF. Este influjo de células inflamatorias puede demostrarse en el líquido de lavado bronquio-alveola tras la provocación con el antígeno, y ocasionalmente se asocia con una segunda respuesta obstructiva de la vía aérea (respuesa tardía). [20:04] Esta respuesta es generalmente de mayor duración, y más severa que la respuesta inmediata, se acompaña de hiprereactividad bronquial y de aumento del número de eosinófilos en el líquido de lavado bronquio-alveolar y en la mucosa bronquial. [20:04] En esta situación son los eosinófilos las células responsables de la producción de cisteinil-leucotrienos, y de la presencia de inflamación crónica en la mucosa bronquial de los pacientes asmáticos. [20:05] Estos hechos explican que las hipótesis patogénicas más aceptadas del asma bronquial incluyan la participación d los leucotrienos y que se hayan desarrollado inhibidores de 5-LOX y antagonistas de los receptores de cisteinil-leucotrienos para el tratamiento de esta enfermedad. [20:05] Reacciones de hipersensibilidad tipo II [20:05] Las reacciones de tipo III pueden ser causadas por anticuerpos de clase IgG o IgM. Estos anticuerpos interaccionan con antígenos tisulares y forman complejos inmunes que activan el sistema del complemento y/o interaccionar con células efectoras que producen el daño en los tejidos. [20:05] Estas células pueden ser neutrófilos, macrógagos, eosinófilos, o células K (killer cells), que en general interaccionan a través de receptores Fc, en el proceso que se denomina: citotoxicidad dependiente de anticuerpos mediada por células (ADCC). [20:05] En caso de producirse activación del complemento, ésta se hace por la vía clásica y conduce a la formación del complejo de ataque a la membrana, C5b678(9), y a la lisis de las células revestidas de anticuerpo. [20:05] Tanto los productos de la activación del complemento, como la IgG actúan como opsoninas unidas a microorganismos y células tisulares, que estimulan la fagocitosis y la producción de radicales de oxígeno., [20:06] que además de contribuir a la destrucción de patógenos, producen daño en los tejidos. [20:06] La acumulación de células inflamatorias con la consiguiente liberación de mediadores inflamatorios, enzimas y radicales de oxígeno, junto a la lisis celular mediada por el complemento, explica la destrucción de las membranas basales de glomérulo renal y pulmón n el síndrome de Goodpasture o en las anemias hemolíticas autoinmunes. [20:06] Se distinguen tres subtipos de hipersensibilidad tipo II: [20:06] i) Reacciones entre miembros de la misma especis, como ocurre en los procesos de isoinmunización, de los que los ejemplos más frecuentea son las reacciones tras transfusiones incompatibles en el sistema ABO y la enfermedad hemolítica del recién nacido. [20:06] ii) Reacciones de hipersensibilidad autoinmune, en las que los anticuerpos del huested reaccionan con sus propias células. [20:06] Este es el caso de la anemia hemolítica autoinmune, la tiroiditis de Hashimoto, en la que el anticuerpo reacciona con el antígeno de superficie de la peroxidasa tiroidea, la púrpura trombocitopénica idiopática, o el síndrome de Goodpasture. [20:06] En este grupo podrían incluirse también las enfermedades producidas por anticuerpos frente a receptores hormonales. Los autoanticuerpos se pueden comportar como agonistas capaces de estimular esos receptores, o como antagonistas responsables del bloqueo de la señal transmitida a través del receptor ocupado por el autoanticuerpo. [20:06] Un ejemplo de hiperactividad hormonal inducida por autoanticuerpos es la tirotoxicosis, donde se produce estimulación patológica del receptor de TSH. [20:07] Ejemplos del mecanismo opuesto son el mixedema, donde el auoanticuerpo bloquea al receptor de TSH, y la miastenia gravis, donde se bloquea el receptor de acetilcolina. [20:07] iii) Las reacciones a drogas tienen especial complicación en cuanto a los mecanismos. [20:07] En primer lugar la reactividad del fármaco puede conducir a su unión con componentes del organismo y dar lugar secundariamente a producción de IgE específica y la aparición de una reacción de hipersensibilidad tipo I, o a aparición de una respuesta mediadad por células perteneciente a las reacciones de hipersensibilidad tipo IV. [20:07] Incluso, si la respuesta de anticuerpos pertenece a la clase IgG, es posible la formación de complejos inmunes y la aparcición de reacciones de hipersensibilidad de tipo III. [20:07] En el caso que el compeljo antígeno-anticuerpo se produzca en la superficie celular, se pueden producir reacciones típicas de citotoxicidad. [20:08] Reacciones de hipersensibilidad de tipo III [20:08] Cuando se produce la unión de un anticuerpo con un antígeno se forman complejos inmunes que, generalmente, son eliminados por el sistema mononuclear fagocitario; sin embargo, en ocasiones dan lugar a una reacción de hipersensibilidad. De acuerdo con la naturaleza y localización del antígeno y la respuesta inmune del huésped, las lesiones originadas por la formación de inmunocomplejos pueden incluirse en tres grandes grupos. [20:08] 1. La asociación de una infección persistente con una débil respuesta de anticuerpos conducen a la formación de inmunocomplejos y, eventualmente, a su depósito en los tejidos. Podemos citar como ejemplos la infección ocasionada por Streptococcus viridans ?-hemolítico o por parásitos como Plasmodium vivax, la endocarditis estafilocócica y la hepatitis vírica. [20:08] 2. La autoinmunidad. En este caso, la producción continuada de anticuerpos frente a los antígenos propios conduce a una formación prolongada de inmunocomplejos. Los sistemas fagocítico mononuclear, eritrocítico y el complemento se sobregargan y los complejos se depositan en los tejidos, como ocurre en el lupus eritematoso diseminado (LED). [20:08] 3. La formación de complejos inmunes en superficies corporales. Ocurre especialmente en el pulmón tras la inhalación repetida de materiales antigénicos procedentes de hongos, plantas o animales. [20:08] Encontramos ejemplos en la enfermedad conocida como pulmón del granjero y en la enfermedad de los cuidadores de palomas, en los que existen anticuerpos circulantes contra hongos actinomicetos. [20:09] Ambas enfermedades son formas de alveolitis alérgicas extrínsecas que ocurren después de una exposición repetida al antígeno, el heno mohoso o los antígenos de paloma, respectivamente. [20:09] Los anticuerpos inducidos por estos antígenos son primariamente IgG, en lugar de IgE, como ocurre en el caso de las reacciones de hipersensibilidad inmediata (tipo I). [20:09] La descripción por Maurice Arthus en 1903 de la producción de lesiones necróticas cutáneas al inyectar localmente antígeno en conejos reiteradamente inmunizados con proteínas heterólogas, es la primera referencia documentada de reacciones tipo III, [20:09] debiendo menionarse que la variante pasiva (utilizando anticuerpo obtenido de otro animal), reversa (realizando la inyección local del anticuerpo y sistémica del antígeno) de este modelo ha sido de gran importancia para analizar los mecanismos moleculares y celulares que intervienen en las reacciones de tipo III. [20:09] Otros modelos experimentales que han sido de gran utilidad han sido la enfermedad del suero y las enfermedades autoinmunes de los ratones Nueva Zelanda blancos y negros (NZB/NZW). [20:09] Reacciones de hipersensibilidad tipo IV [20:10] Este tipo de reacciones se observan preferentemente cuando los antígenos se atrapan en los fagocitos mononucleares sin que puedan se eliminados. En esa situación las células T son estimuladas para producir citocinas, que son los efectores de la respuesta inflamatoria. [20:10] Un mecanismo similar explica pocesos clínicos como la dermatitis de contacto. El patrón temporal de estas respuestas se caracteriza por precisar más de doce horas para su iniciación y de dos a tres días para alcanzar el pico de actividad. [20:10] A diferencia de las reacciones de tipo I y III, donde es posible producir pasivamente la enfermedad mediante la transferencia de anticuerpo, las reacciones de tipo IV sólo se transfieren mediante el aporte de las células T sensibilizadas. [20:10] La hipersensibilidad retarda se asocia con inmunidad protectora a cargo de células T, pero sin que exista una correlación absoluta. [20:10] Se aconstumbra a distinguir tres tipos de hipersensibilidad retardada: Hipersensibilidad de contacto, reación de tipo tuberculina y granuloma. [20:10] La dos primeras ocurren en los 2-3 días que siguen al contacto, mientras que la formación de granuloma requiere varias semanas. [20:10] Las reacciones tipo IV son importantes para la defensa frente a parásitos intracelulares, como ocurre en la tuberculosis, en la sarcoidosis y en la granulomatosis de Wegener. [20:10] La reacción de Mantoux observada con la aplicación cutánea de micobacterias, son ejemplos de métodos diagnósticos fundamentados en reacciones de hipersensibilidad retardada [20:11] REPERCUSIÓN SISTÉMICA DE LA REACCIÓN INFLAMATORIA [20:11] La reacción inflamatoria generalmente se reduce a un entorno local, sin embargo, puede llegar a comprometer al conjunto del organismo por obligarle a requerimientos generales como son el aporte de nutrientes, [20:11] la necesidad de sintetizar proteínas implicadas en la defensa del huesped y el desencadenaiento de respuestas neuroendocrinas entre las que se encuentra la fiebre. [20:11] Esta respuesta se conoce con el nombre de respuesta de fase aguda. Cuando esta respuesta afecta al funcionalismo general y produce alteraciones clínicas del funcionamiento de los órganos, hablamos de fracaso multiorgánico asociado al choque séptico. [20:11] La reacción de fase aguda [20:12] En cuanto a la repercusión sistémica de la inflamación existen dos respuestas fisiológicas: [20:12] i) La modificación del punto de control de la temperatura en el hipotálamo y la generación de la respuesta febril. [20:12] ii) Las alteraciones del metabolismo y de la regulación de la expresión génica en el hígado. [20:12] Estas respuestas dependen de tres citocinas liberadas en el foco inflamatorio: IL-1, TNF-( e IL-6. [20:12] Estas citocinas median la fiebre a través de la inducción de prostaglandina E, producida a través de COX-2. A [20:12] l mismo tiempo, estas citocinas pueden actuar sobre el eje hipófiso-adrenal para generar hormona adreno corticotropa (ACTH) y subsiguientemente inducir la producción de cortisol, en forma de mecanismo deautorregulador negativo, pues los esteroides adrenales inhiben la expresión de citocinas. [20:12] La reacción de fase aguda y la inflamación deben ser, pues, entendidas como un proceso dinámico homeostático en el que intrevienen además del sistema inmune, otros importantes sistemas orgánicos, como el sistema nervioso y el aparato cardiovasculart. [20:12] Normalmente la respuesta de fase aguda sólo dura unos días, sin embargo, su prolongación excesiva puede conducir a daño vascular (choque endotóxico) o a la producción de daño tisular y al depósito de material proteico como en el caso de la amiloidosis reactiva. [20:13] En lo que respecta a la alteración del perfil biosintético hepático, se caracteriza por la disminución de las proteínas habitualmente sintetizadas, y su sustitución por otras proteínas requeridas durante la fase aguda. [20:13] [20:13] La mayoría de las proteínas de fase aguda (acute phase reactants, APR), se inducen hasta superar varias veces sus niveles basales, como es el caso de algunos factores del sistema del complemento y proteínas de la coagulación; o alcanzar en algunos casos hasta mil veces el valor normal. [20:13] Entre estas proteínas se incluyen la proteína C reactiva y el componente sérico del amiloide P. Por el contrario, la albúmina, la prealbúmina, la tranferrina y algunas apolipoproteínas disminuyen su concentración plasmática. [20:13] Las APR tienen un amplio rango de funciones en la defensa del huesped, pues pueden neutralizar el efecto de los agentes proinflamatorios, y disminuir el daño tisular, o intervenir en la reparación y regeneración de los tejidos. [20:13] La proteína C reactiva y el amiloide sérico A pertenecen a una familia de proteínas conocidas como pentraxinas, caracterizadas por una organización homo-pentamérica, organizadas como discos pentagonales. [20:14] El amiloide sérico A es el nombre genérico dado a una familia de proteínas polimórficas codificadas por distintos genes. [20:14] Estas son pequeñas apolipoproteínas que se asocian con una fracción de lipoproteínas durante la respuesta de fase aguda (HDL3), en la que llegan a ser la lipoproteína apredominante. [20:14] El amiloide sérico A aumenta la unión de HDL3 a los macrófagos, al tiempo que disminuye su capacidad de unión a los hepatocitos, de forma que se ha postulado que su papel funcional sería actuar como una señal de redirección de la partícula de HDL3 de los hepatocitos a los macrófagos para poder eliminar el colesterol y los restos lipídicos en los sitios de necrosis. [20:14] La gran sensibilidad de la proteína C reactiva a los estímulos capaces de generar la respuesta de fase aguda explican que su determinación en plasma sea un parámetro útil para monitorizar la gravedad de la inflamación o la eficacia de los tratamientos antibióticos durante las infecciones agudas. [20:14] Curiosamente, enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso diseminado cursa con niveles relativamente bajos de proteína C reactiva. [20:14] El choque séptico [20:14] El choque séptico es la expresión clínica grave de la respuesta exagerada del huesped a una agresión proinflamatoria, preferentemente de naturaleza infecciosa. El choque séptico es una forma bien definida de los estados sépticos, de acuerdo con la clasificación de Bone, se distinguen: [20:15] i) Septicemia o sepsis, consistente en: infection clínica con aceleración de la frecuencia respiratoira, taquicardia e hiper o hipotermia. [20:15] ii) Síndrome séptico: que incluye además de los síntomas característicos de la sepsis, alteración de la perfusión tisular con la consiguiente encefalopatía aguda, variación del cociente PaO2/FiO2 <280 (PaO2, Presión arterial de O2; FiO2, Fracción de O2 en la mezcla de gases inspirada), aumento de la lactacidemia y oliguria. [20:15] iii) Choque séptico: en el que al síndrome séptico se añade hipotensión con respuesta a la expansión de volumen o a la intervención farmacológica. [20:15] iv) Choque refractario: en el que la hipotensión no responde a la intervención farmacológica [20:16] La clasificación de Bone, bien caracterizada desde el punto de vista fisiopatológico, y de gran utilidad clínica, no considera suficientemente los aspectos etiopatogénicos, puesto que se puede producir la misma situación clínica cuando la reacción de fase aguda ha sido desencadenada por otros factores: factores físicos, quemaduras, pancreatitis, etc. [20:16] Por esta razón una nueva clasificación de consenso ha introducido el concepto de enfermedad inflamatoria sistémica (systemic inflammatory response, SIRS), para reflejar como hecho etiopatogénico fundamental la respuesta del huesped a la agresión e incluir la sepsis como una forma particular del síndrome de respuesta inflamatoria. [20:16] Los síndromes de respuesta inflamatoria sistémica se caracterizan con una alta mortalidad, cercana al 50% en los casos asociados a bacteriemia por gérmenes Gram negativos. [20:16] Etiopatogenia del choque séptico [20:16] Son los componentes bacterianos los agentes fundamentales en la producción del cuadro. En el caso de las bacterias Gram negativas, el lipopolisacárido de superficie es el agente cuyo papel patogénico está mejor establecido Se compone de un polisacárido variable según las especies bacterianas y de un domini lipídico bien conservado denominado lípido A. [20:16] El lipopolisacárido contiene una cadena O específica externa inmunorreaactiva, un nucleo interno ligado al lípido A y un núcleo externo ligado a la cadena O específica. [20:17] El lípido A vehicula la actividad biológica de los lipopolisacáridos y contiene glucosamina con dos grupos fosfato y un número variable de ácidos grasos. [20:17] Los lipopolisacáridos interaccionan con numerosos blancos celulares en monocitos y macrófagos, lo que indica la posibilidad de interaccionar con un número variable de receptores. [20:17] La molécula CD11b/CD18, un receptor scavenger (detoxificador de las lipoproteínas de baja densidad acetiladas) y la molécula CD14. [20:17] Esta molecula de 55 kD se expresa por las células mieloides y juega un papel fundamental en la respuesta a la endotoxina in vivo. [20:17] Para su unión a la endotoxina, ésta debe haber interaccionado previamente con una proteína sérica denominada LBP (LPS binding protein). [20:17] En cuanto al mecanismo propuesto por el que la interacción LPS-LBP/CD14 activa las células blanco se han propuesto diferentes modelos, aunque la transducción de la señal pasa obligatoriamente por la activación de la MAP kinasa p38. [20:17] En el caso de bacteriemias por gérmenes Gram positivos intervienen exotoxinas, que en general son proteínas de bajo peso molecular y carácter básico que se conocen como superantígenos. [20:18] La clasificación actual de estas moléculas comprende: TSST-1 (staphylococcal TSS toxin-1), las enterotoxinas estatilocócicas y las exotoxinas pirógenas estreptocócicas (serotipos A, B y C). [20:18] Los superantígenos poseen capacidad de estimular la proliferación de los linfocitos y la secreción de citocinas de forma independiente del antígeno, [20:18] puesto que se fijan a las porciones invariables de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad de clase II (MHC, main histocompatibility complex) de las células presentadoras de antígeno y a la parte invariable de la cadena ( del receptor de células T (TCR). [20:18] La cascada de mediadores en el síndrome de respuesta inflamatoria sistémica [20:18] Independientemente de la causa, se estimula en todos los casos la producción de mediadores inflamatorios, que conduce a la aparición de sepsis y a la aparición de fracaso multiorgánico. [20:18] Las citocinas proinflamatorias se producen en grandes cantidades como consecuencia de la interacción entre fagocitos y productos bacterianos, especialmente IL-1, TNF-(, IL-6. Citocinas de otros grupos como IL-8, interferon-( e IL-10 se producen también engrandes cantidades, y el efecto pleiotrópico de estas moléculas explica la riqueza semiológica de la sepsis y el fracaso multiorgánico. [20:18] La aparición de fiebre, los cambios en el recuento leucocitario y la hipotensión arterial, se deben en parte a la producción de TNF. Esta citocina juega un papel importante en la activación del endotelio y la expresión de moléculas de adhesión responsables de cambios en el recuento leucocitario y de la activación de la coagulación. La IL-1 se asocia también con la aparición de fiebre, sueño y cuadro miálgico. También puede contribuir a la hipotensión. [20:19] Los mediadores lipídicos son responsables de una porción importante de los síntomas. Las prostaglandinas de la serie E, el tromboxano A2 y el PAF influyen en el flujo sanguíneo, la extravasación de plasma rico en proteínas, en la activación del endotelio y en la adherencia y agregación plaquetaria. El leucotrieno B4 y el PAF son activadores de la función leucocitaria. El papel del NO en el síndrome inflamatorio sistémico es aún motivo de investigación. En g [20:19] Los sistemas de activación en el choque endotóxico [20:19] Los factores del complemento aumentan su síntesis hepática como un elemento más de la reacción de fase aguda, en un intento de responder al consumo incrementado de complemento. [20:19] La cascada de la coagulación se inicia en respuesta a la activación del factor XII por el lípido A de las bacterias Garm negativas y los peptidoglicanos de las bacterias Gram positivas. Esta activación conduce a la activación del sistema de kininas y a la conversión del factor XI en factor XI activado. [20:19] Este último activa los kininógenos de alto peso molecular y conduce entre otros a la formación de bradicinina, que aumenta la permeabilidad vascular, rduce la tensión arterial y produce contracción del músculo liso pulmonar. [20:20] Modelos experimentales y fisiopatología [20:20] La administración de lipopolisacárido bacteriano a animales de experimentación ha permitido definir los patrones temporales de alevación de citocinas y su relación con la aparición de los síntomas. [20:20] El TNF-( se elva significativamente a los 90 min de la inyección de lipopolisacárido y permanece elevado durante algunas horas. La IL-6 aumenta de forma más retrasada (120-180 min) y disminuye progresivamente. [20:20] La IL-8 se incrementa de forma casi paralela y se normaliza al cabo de 6 horas. Las citocinas antiinflamatorias aparecen más tardiamente. [20:20] Así la IL-12 aparece a las cuatro horas de la inyección de LPS, de forma paralela a la IL-10. [20:20] Se tiende a interpretar en el momento actual que la evolución del fracaso multiorgánico depende del balance entre citocinas proinflamatorias y citocinas antiinflamatorias, de tal manera que aquellos enfermos que no desarrollan una respuesta de citocinas antiinflamatorias, los que presentan peor pronóstico. [20:21] Orientaciones Terapeúticas del Choque Séptico Fundamentadas [20:21] en los Mecanismos Patogénicos [20:21] [20:21] a) Bloquear el efecto de la endotoxina mediante anticuerpos específicos. [20:21] b) Neutralizar las citocinas proinflamatorias con receptores solubles o anticuerpos. [20:22] [20:22] c) Antagonizar los receptores de los mediadores inflamatorios. [20:22] d) Modular farmacológicamente la producción de NO por la vía de la L-arginina. [20:22] e) Interferir con la activación del factor de transcripción NF-(B. [20:22] f) Interferir con la estabilización d los ARNm de citocinas a nivel de p38. [20:23] g) Administrar citocinas antiinflamatorias (IL-10).