1.-mecanismos de defensa pulmonar ira v 2012

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Mecanismos de defensapulmonar

KLGO. LIC. JAIME ABURTO RODRIGUEZ

Mecanismos de defensa pulmonar

• Superficie respiratoria : 500 m2

Agentes patógenos Inhalación

Aspiración

Vía hematógena

Contigüidad

Enfermedad Magnitud de la exposición

Eficiencia de los mecanismos de defensa

Características del agente

Susceptibilidad del individuo

Mecanismos de defensa pulmonar

Mecánicos• Filtro nasal• Filtro aerodinámico• Transporte mucociliar

Reflejos• Tos• Estornudo

• Bronco constricciónInmunológicos• Celulares: mastocitos, PMN neutrófilos y eosinófilos,

macrófagos alveolares, linfocitos.• Factores humorales

- Inespecíficos: lisozima, fibronectina, antiproteasas, complemento,surfactante alveolar, lactoferrina, calicreína

- Específicos: IgG. IgA. IgE.

La Nariz

Humificar,calefaccionar y

filtrar el aireinspirado

Respirar

Oler

Ponerse losanteojos

Verse bonita

Olfato para losnegocios

Entretenerse en lossemáforos

El camello tiene una excelente nariz

Las turbinas de la nariz del

camello condiciona el aire

inspirado en una forma

eficiente

Estructura de la nariz

Turbinas, orofaringe

y nasofaringe:

sistema de rica

irrigación vascular y

amplia superficie

(160 cm2)



Filtración aire inspirado

• Partículas inhaladas se depositan en la vía aérea por impactación, sedimentación, movimiento Browniano yotros mecanismos

• 1. Vibrisas, impide paso de partículas mayores de 10-15 µm

• 2. Septum y cornetes, impactación de partículasmayores de 10 µm

• 3. Nasofaringe, cambio de dirección del flujo,impactación por inercia

• 4. Tonsilas y adenoides, acción inmunológica contramaterial bioactivo

Ingreso de partículas al AR

Tamaño de Zona donde se depositapartículas

>10μ Nariz y rinofaringe

10μ a 2,5μ VA conductoras

2μ a 0,5μ Alvéolos

<0,5μ Se mantienen ensuspensión

MECANISMOS

Filtración aerodinámicaCambio de dirección del flujoImpactaciónCreación de turbulenciasSedimentación y depósito inercial

de gases y partículas

Filtración de partículas

ImpactaciónPartículas >2.5 µmRegiones de flujo turbulento (nariz, faringe,bronquios)

SedimentaciónPartículas finas 2.5 - 0.1 µm

Regiones de flujo laminar Depósito aún gravitacionalDifusión Molecular (movimiento Browniano)

Partículas ultrafinas <0.1 µmSimilar a la molécula de gases, movimientoaleatorioPobre efecto gravitacional

HUMEDAD

¿ Porqué la humedad?

“A 30 % de humedad relativa, elmovimiento ciliar se detiene asólo 3-5 minutos después de abrir la tráquea”.

Dalman T. Mucos flow and ciliary activity in the trachea of healthyrats and rats exposed to respiratory irritant gases.

Acta Physiol Scand. Suppl 1956; 131:60.



Humedad y temperatura durante la respiraciònnormal.

22oC10 mg/l

32oC34 mg/l

36o

C35 mg/l

42 mg/l

37oC44 mg/l

37oC44 mg/l

Reference: Dr. K. Züchner, et.al. Performance of Heat and

Moisture Exchangers. University of Göttingen.

ISB (Isothermic saturation boundary)

100% de saturación a latemperatura corporal

El punto de ISB está normalmente justo bajo la carina

Sobre el ISB la temperatura y lahumidificacion disminuye durantela inspiración y aumenta durante laespiración.

Bajo el ISB no hay fluctuacionesen la humedad y en la humedadrelativa

Durante la Intubación

Seguido a la intubación elISB is desplazado hacia laVAI y determina un límite

de la vía aérea inferior

La humedad en la respiración normal

Diariamente se requiereaproximadamente 500ml de agua paracambiar el aireambiental a aire encondiciones alveolares250 ml se pierde durante laespiración

250 ml debe ser absovidos yregresar a la vía aéreasuperior

Agua

500 ml

250 ml

Resultados:

Pérdida de calor y humedad

Cambios reológicos secreciones

Daño del cilio

Daño celular

Taponamiento de mucus

Atelectasia

Disminución de la Compliance



Epitelio ciliadocon dañoestructural

PREVENCION

Hidratación

Ingesta oral

Hidratación IV

Humidificación

Gases inspirados

CILIOS

Y

TRANSPORTE MUCOCILIAR

Epitelio ciliar 50% de todo el epitelio de la víaaéreaBarreraInmunidad innataTransporte mucociliar

SISTEMAMUCOCILIAR CILIO



MOVIMIENTO

CILIAR

Movimiento propulsor rápido haciala faringeMovimiento de recuperación lentohacia atrás

Los cilios se mueven en movimientos de batido aprox. 1000 batidos / min

0.5-1 mm/min en vía aérea pequeña5-20 mm/min en traquea y bronquios

Anomalías congénitas

Situs inversoSinusitis

Sindrome del cilio inmóvil

Enfermedad de Kartagener

Bronquiectasias

Sistema de transporte mucociliar

H

Gel

Efecto dedeshidratación

Sol

EFECTOSFARMACOLOGICO

Drogas que aumentan el transporte mucociliar Beta2 adrenérgicosColinérgicosCromoglicato de Na+Teofilinas

Drogas que disminuyen el transporte mucociliar Beta bloqueadores AspirinaO2 en alta concentración AnestésicosOpiáceos



REFLEJOS

Reflejo tusígeno

Reflejo laríngeo

Bronco constricción

MECANISMO DE LATOS

REFLEJO TUSÍGENO

Fases:

Estimulación de receptores de irritación Inspiración profunda Cierre glotis Aumento de la presión intratorácica y abdominal Apertura brusca de la glotis Aumento del flujo espiratorio con o sin eliminación del agenteirritante

Alteración: Depresión del SNC Alteraciones neuro musculares Debilidad muscular Disminución de fuerza de músculos respiratorios Dolor torácico o abdominal Disfunción glótica

RETENCION DE SECRECIONES

Obstrucción parcial

distribución desigual Aumento del W respiratorio

Trastorno V/Q Aumento VO2 respiratorio

Hipoxemia

Obstrucción Total

atelectasia Fiebre Neumonía

RESPUESTAINMUNOLOGICA

Respuesta Inmunológica Innata

Respuesta Inmunológica adaptativa




La defensa innata ante las infecciones tienecomo principio el reconocimiento de loextraño, pero de forma inespecífica; esdecir, actúa igual ante cualquier agenteagresor y no varía la intensidad de surespuesta aunque se repita la agresión másde una vez.


• receptores tipo Toll (TLR)• inhibidores de proteasas• Complemento (se encuentran en bajo

título, son derivados del plasma, perotambién puede ser sintetizados por macrófagos)

• Células fagocíticas (Macrofagos)• Apoproteinas Surfactante

Respuesta Inmunológicaadaptativa

Una respuesta inmune específica queprovoca la formación de un efector contraun patógeno en particular, recibe el nombrede respuesta inmune adaptativa, puestoque ocurre durante el tiempo de vida de un

individuo como adaptación a las infeccionespor patógenos. En muchos casos, estarespuesta garantiza un largo período deprotección o inmunidad a la reinfección por el mismo agente.

Respuesta Inmunológicaadaptativa

• Linfocitos T, linfocitos B.

• Inmunoglobulinas:- IgA predominante en la vía aérea mayor, capazde bloquear la entrada de antígenos a través del

epitelio- IgG, predominante en la vía aérea pequeña,esta última actúa también como opsonina

- IgE

Elementos celularesFagocitos:

- Neutrófilos PMN: fagocitan de forma inespecífica yluego mueren, liberando mediadores pro inflamatorios ydetritus celulares, que son fagocitados por el macrófagoo neutralizados.

- Macrófagos alveolares:• Fx. Fagocítica: Altamente efectivos como fagocitos específicos

• Fx inmune: Inician, modulan y ejecutan la respuesta inmunelocal.

• Linfocitos: Efectúan y regulan la RI. Producen los Ac. (Ig)



CELLULAR MECHANISMS OF COPD

Cigarettesmoke

CD8+

lymphocyte

PROTEASE

? Alveolar macrophageMCP-1

Neutrophil chemotactic factorsCytokines (IL-8)Mediators (LTB4)4))

Neutrophil

Neutrophil elastaseCathepsins

INHIBITORS PROTEASES- Matrix metalloproteinases

Alveolar wall destruction Mucus hypersecretion(Emphysema) (Chronic bronchitis)

ASMA v EPOCInflamación

CELULAS

MEDIADORES

EFECTOS

Respuesta aesteroides

ASMA

MastocitosEosino filosLinf T CD4Macrofagos

LTD4,histaminaIL-4,IL-5,ROS +

Toda vía aéreaEscasa fibrosisEdema

+++

EPOC

NeutrofilosLinf T CD8Macrofagos++

LTB4’IL-8, TNF ,ROS+++

Vía aérea perifer DestruccMemb.ACFibrosis +Metaplasia

±

SPUTUM CYTOKINES INCOPD

COPD patients: 62.5 ±3.2y; FEV1 = 34.6±4 % predicted

8

6

4

2

0

TNF-

**

*

*

ControlsSmokers COPD(n=16) (n=12) (n=14)

4

3

2

1

0 Asthma

(n=22)

IL-8

*

ControlsSmokers(n=16) (n=12)

**

COPD Asthma(n=14) (n=22)

Fagocitosis

•Reconocimientoy fijación.• Englobamiento•Degradación

Factores humorales inespecíficos• Lisozima: Ez. Que actúa inespecíficamente sobre la pared

celular bacteriana (ppal gram negativas). Potencia actividaddel complemento.

• Interferones: glicoproteínas. Se conocen tres tipos: α, β, γ.- Sus efectos biológicos son:- Antiviral: síntesis de una proteína antiviral en una célula no infectada,.- Antiproliferativo de algunos tejidos.- Inmunomodulador - Activa el macrófago en la fase tardía de la inflamación e impide su

migración desde el foco inflamatorio.- Potencia la producción de IL-1 y IFγ

• Surfactante alveolar: Disminuye la tensión superficial yactúa como opsonina

Factores humorales inespecíficos

• Complemento:- Su objetivo final es la lisis del microorganismo através del complejo de ataque de membrana(MAC).

- Funciones• Inducción y control de la inflamación:

» quimiotaxis (migración)

» anafilotoxinas (estimulan mastocitos)

• Opsonización de partículas extrañas

• Daño directo a las células blanco: lisisosmótica.

• Solubilización de complejos inmunes



Sistema ComplementoFactores humorales inespecíficos

• Fibronectina: glicoproteína que cubre losreceptores celulares donde se unen las bacterias,especialmente las GN

• Antiproteasas y antioxidantes: Ez. Queneutralizan e inactivan los mediadores liberadospor el fagocito.- α-1-antitripsina- Superoxidodismutasa- Catalasa

• Lactoferrina: Afín al Fe. Compite conmicroorganismos dependientes de Fe.

• Calicreína: Mediador proinflamatorio

Factores humorales específicos

• Ig:- Impiden adhesión a receptores celulares

- Opsoniza y aglutina

- Activa el sistema complemento

• IgG-. Acción opsónica

• IgA (VAS).- Secreción activa local- Actividad antibacteriana, antiviral, contra toxinas

• IgE.- Reacción tipo alérgica

Daño pulmonar por reacciones inmunes

GELL y COOMBS

Tipo Ireagínica

Tipo II

Tipo IIIinmunes

Tipo IV

inmediata o

citotóxica

complejos

celular

Tipo I

Anticuerpo ( IgE ) se unen a losmastocitos por su fracción Fc

Atópicos producen cantidad exagerada deIgELiberación de mediadores inflamatoriospresentes en los gránulos del mastocitoDetermina aumento de la permeabilidadvascular

edemaquimiotaxiscontracción del músculo liso

Anafilaxia Asma Atópica

Fiebre del heno

Tipo II

El alérgeno es parte de la pared de la célula Autoinmunidad Anticuerpos IgG o IgMLa reacción A-a suele activar el complemento

Síndrome de Good-Pasture(daño tisular de la membrana basalpulmón y riñón)Miastenia Gravis



Tipo III

El antígeno y el anticuerpo forman un complejoinmune en solución en líquidos corporales Activan la secuencia del complementoInflamación de los tejidos circundantesSe inicia 4 a 6 hrs. y dura 24 hrs.

Fibrosis y bronquiectasiasPoliarteris NodosaLES

Tipo IV

Mediada por linfocitos y macrófagossensibilizadosLiberación de citoquinas que inducenrespuesta inflamatoria, quimiotaxis demacrófagos con liberación de mediadores

Dirigida a células con microorganismosintracelulares

TBC, Sarcoidosis, Lepra

1.-mecanismos de defensa pulmonar ira v 2012

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