As funções efetoras dos mastócitos são mediadas por moléculas solúveis liberadas por estas células em ativação. Esses mediadores podem ser divididos em pré-formados, que incluem aminas biogênicas e macromoléculas granulares, e em recentemente sintetizados, incluindo mediadores secundários, derivados de lipídios e citocinas (ABBAS, LICHTMAN, 2005).
Com relação as aminas biogênicas, a amina vasoativa mais importante é a histamina, responsável por causar intensa contração do músculo liso, elevação da
permeabilidade vascular e elevada atividade secretória das glândulas nasais, brônquicas e gástricas (KUMAR, ABBAS, FAUSTO, 2005).
As enzimas que estão contidas no interior dos grânulos são representadas pela triptase e quimase, duas proteases neutras, além de diversas hidrolases ácidas. Estas enzimas são responsáveis por lesão tecidual, e promovem também a produção de quininas e desta forma ativam proteínas do complemento (C3a) atuando em suas proteínas precursoras (HARVIMA et al, 1999; KUMAR, ABBAS, FAUSTO, 2005; CAUGHEY, 2007).
Como proteoglicanas, podemos destacar a heparina e o sulfato de condroitina, utilizadas como matrizes para o armazenamento de outros mediadores nos grânulos, além de prevenir o acesso dessas substâncias ao restante da célula (BERTON et al, 2000; ABBAS, LICHTMAN, 2005; KUMAR, ABBAS, FAUSTO, 2005; OLIVEIRA NETO et al, 2006).
Quanto aos mediadores secundários, estes são divididos em duas classes: os mediadores lipídicos, que atuam na ativação da fosfolipase A2, enzima esta que atua nos fosfolipídios da membrana para produzir o ácido aracdônico, dando origem aos leucotrienos e as prostaglandinas, via ciclooxigenase e lipooxigenase, respectivamente (PEREIRA PINTO et al, 1997; ABBAS, LICHTMAN, 2005; KUMAR, ABBAS, FAUSTO, 2005). O fator ativador de plaquetas (PAF) é produzido por algumas populações de mastócitos com função de estimular a agregação, liberação de mediadores plaquetários (histamina e serotonina) e função relacionada a permeabilidade vascular, adesão e quimiotaxia leucocitárias, vaso e broncoconstricção. Quando em baixa concentração, apresenta alto potencial vasodilatador, aumento da permeabilidade de vênulas e, por fim, estimulação de
outros mediadores, como por exemplo, os leucotrienos (PEREIRA PINTO et al, 1997).
Os mastócitos são fonte de várias citocinas que executam funções importantes na fase tardia da hipersensibilidade imediata, por sua capacidade de recrutar e ativar células inflamatórias, além de regular o crescimento, diferenciação e maturação dos grânulos citoplasmáticos. Dentre estes podemos citar o fator de necrose tumoral (TNF), interleucina-1 (IL-1), IL-3, IL-4, IL-5, IL- 6, o fator estimulador de crescimento para macrófagos e granulócitos (GM-CSF), quimiocinas, além da proteína inflamatória de macrófagos (MIP)-1 e a MIP-1 (LI, KRILIS, 1999; NORRBY, 2002; KUMAR, ABBAS, FAUSTO, 2005).
2.4.1. Triptase
Hallgren e Pejler (2006) citam que a triptase foi descoberta em 1960 por Glenner e Cohen, representando uma enzima que apresentava uma atividade semelhante a tripsina e esta atividade é comumente referida como triptase. Ao longo dos anos, muitas informações sobre a triptase, proveniente dos mastócitos têm sido coletadas, entretanto pouco se sabe sobre sua real função biológica. Por exemplo, o substrato verdadeiro para a triptase ainda não foi identificado e o seu papel em mastócitos relacionado as patologias não é conhecido.
Esta enzima é encontrada em todos os mastócitos humanos, sendo a sua presença desconhecida em qualquer outro tipo celular. Conseqüentemente, a constatação de triptase em fluidos humanos biológicos é interpretada como um indicador da ativação dos mastócitos (HARVIMA, 1999; ABBAS, LICHTMAN, 2005).
É também considerada um marcador confiável, sendo capaz de identificar tanto mastócitos imaturos quanto maduros, destacando-se ainda, que a triptase é produzida em um estágio precoce do desenvolvimento dos mastócitos (SAMORAPOOMPICHIT et al, 2006).
A triptase é uma protease neutra de serina com peso molecular de 134 kDa. Os genes que codificam a triptase dos mastócitos estão localizados no braço curto do cromossomo 16. Esta enzima é formada por quatro subunidades covalentes e cada subunidade tem um sítio enzimático ativo. Há dois tipos principais de triptase, a -triptase e a -triptase, que exibem uma seqüência idêntica em torno de 90%. As -triptases são classificadas em I-, II-, e III-triptases, já as - triptases classificam-se em I- e II-triptases (PAYNE, KAM, 2004).
A -triptase apresenta duas formas bem similares já citadas anteriormente a I e II. Esta -triptase humana foi considerada incapaz de ser processada em sua forma madura. Apesar disso, uma -triptase recombinante foi vista unida a um tetrâmero ativo, entretanto sua atividade foi extremamente baixa quando comparada a -triptase. A -triptase dispõem de um processamento defeituoso do terminal N e como conseqüência temos uma secreção contínua se compararmos a que é proveniente diretamente dos grânulos secretórios (HALLGREN, PEJLER, 2006).
A -triptase compreende cerca de 25% de todas as proteínas armazenadas nos grânulos secretórios dos mastócitos como tetrâmeros enzimaticamente ativos em um complexo com a heparina, que por sua vez facilita a conversão de monômeros de -triptase maduros em tetrâmeros e os estabiliza. Este tipo Beta é a principal forma da triptase, que é liberada durante a degranulação dos mastócitos e
isolada por exemplo, em tecidos pulmonares humanos normais (PANG et al, 2006).
Além da e da -triptase podemos destacar ainda a -triptase e a -triptase. A -triptase se divide em I e II. Estas enzimas são expressas em ambas as linhagens celulares de mastócitos e em mastócitos das vias aéreas. Em contraste com a e -triptases, as -triptases contém um domínio terminal C hidrofóbico, seguido por uma pequena porção terminal citoplasmática. As -triptases são provavelmente proteínas transmembranares ancoradas, tanto na membrana plasmática quanto na membrana dos grânulos secretórios. Existe ainda uma outra triptase transmembranar denominada TMT, que pode ser idêntica a I-triptase ou pelo menos similar em cerca de 98 a 99% dos casos (HALLGREN, PEJLER, 2006).
A -triptase exibe dois tipos identificados, a I e II, que diferem apenas na posição de um aminoácido. Este tipo de triptase contém um códon prematuro de restrição, resultando em uma proteína madura curta e graças a esta parada abrupta é que ocorre a alteração da especificidade do substrato significantemente. Apesar deste códon de restrição, a tríade catalítica permanece intacta , o que reflete na habilidade da -triptase de quebrar substratos peptídicos sintéticos, com especificidade de clivagem por proteínas semelhantes a tripsina. Na análise imuno-histoquímica, verifica-se que a -triptase é primeiramente expressa nos mastócitos de tecidos como cólon, pulmões e coração assim como as células MHC-1 (HALLGREN, PEJLER, 2006).
Recentes investigações sobre o papel da triptase tem enfocado a capacidade de clivar certos substratos extra-celulares como o peptídeo vasoativo intestinal, peptídeo relacionado a calcitonina, fibronectina e cininogênios. A triptase por si
só é capaz de provocar a liberação de histamina dos mastócitos, sendo um potente fator de crescimento para as células epiteliais, fibrinogênese, aumento da contração da musculatura lisa das vias aéreas e degradação do já citado peptídeo vasoativo intestinal. Ressaltamos que a triptase tem demonstrado ser mitogênica para fibroblastos, células de músculo liso e células epiteliais brônquicas (KONDO et al, 2001; SHAOHENG et al, 2003).
Além disso, sabe-se que a triptase é uma potente enzima pro-angiogênica e que foi reconhecida recentemente como responsável pela degradação da gelatinase presente na matriz extracelular (ROJAS et al, 2004).
Durante a inflamação a triptase pode estimular a liberação de granulócitos quimiotáticos para a IL-8 e regulação da expressão do ICAM-1 nas células epiteliais, induzindo a expressão de RNAm para a IL-1 que pode ser importante para o recrutamento de células inflamatórias para os locais de ativação dos mastócitos. Entretanto, a liberação da triptase proveniente dos mastócitos ativados pode estimular a secreção de outros mastócitos vizinhos, levando a amplificação do sinal (PAYNE, KAM, 2004).
Há evidências de que a triptase presente nos mastócitos é capaz de ativar o receptor de protease ativado (PAR-2), que apresenta papel crucial nas doenças inflamatórias de diversos tecidos, incluindo intestino, pele e vias aéreas (KETABCHI et al, 2007).
A triptase presente nas vias aéreas estimula a proliferação dos fibroblastos do pulmão e brônquicos “in vitro”. Os resultados deste estudo também indicam que a triptase estimula a proliferação de fibroblastos via PAR-2 (MATSUSHIMA et al, 2006)
A triptase pode estar envolvida no desenvolvimento de fibroses renais intersticiais, incluindo a nefrite túbulo intersticial aguda ou crônica, onde a triptase dos mastócitos não apresenta somente potencial mitogênico, mas também é um estimulador para a síntese das proteínas da matriz extracelular pelos fibroblastos renais humano (KONDO et al, 2001).
Nos testículos, por exemplo, os mastócitos presentes que secretam somente a triptase são encontrados em indivíduos saudáveis. Já a presença de mastócitos que secretam tanto a triptase quanto a quimase, têm relação com quadros de azoospermia obstrutiva, azoospermia idiopática e varicocele (YAMANAKA et al, 2000).
Li e Krilis (1999) afirmam que a triptase em condições normais, não pode ser identificada através de testes imuno-histoquímicos.
2.4.2. Quimase
A quimase é uma protease de serina, localizada exclusivamente nos grânulos dos mastócitos e sua liberação dos grânulos é feita junto com outros mediadores pré-formados. A grande quantidade da quimase em forma ativa nos mastócitos sugere que este mediador pode desempenhar papel em doenças relacionadas a mastócitos (ANDOH et al, 2006).
Em humanos, a expressão de quimase assim como a catepsina G, estão confinadas amplamente em mastócitos que expressam quimase e em mastócitos que expressam tanto triptase quanto a quimase os quais tendem a ser abundantes na derme da pele (CAUGHEY et al, 2007).
A presença ou ausência desta enzima é utilizada como critério para a caracterização de subconjuntos de mastócitos, como foi abordado anteriormente. Não se conhecem as funções dessa enzima in vivo; entretanto, várias atividades
demonstradas in vitro, sugerem efeitos biológicos importantes. Sabemos que a quimase pode converter a angiotensina I em angiotensina II, podendo ainda degradar a membrana basal da epiderme e estimular a secreção de muco (ABBAS, LICHTMAN, 2005).
Também é responsável pela indução de apoptose em células do músculo cardíaco in vitro, estando envolvida na remodelação tecidual e de colágeno através da ativação das MMPs, IL-1 , TGF- e na proliferação de fibroblastos (JAHANYAR et al, 2007).
Os mastócitos que secretam a quimase são identificados posteriormente aos mastócitos que secretam triptase, já que os que secretam quimase aparecem tardiamente, apresentando positividade maior em mastócitos da pele do que a encontrada em outros tecidos (BAIN, 1999).
Embora ainda obscuro, a quimase humana parece ter função relacionada com a defesa do hospedeiro, por exemplo, contra parasitas. A maioria das quimases tem maior potencial destrutivo. Isso ocorre devido à capacidade que elas tem de clivar uma grande variedade de peptídeos e proteínas alvo. Entretanto, as quimases são mais susceptíveis a inibição pelas anti-peptidases, incluindo as serpinas e 2-macroglobulina, sendo assim apresentam período de vida curto após
sua secreção (CAUGHEY et al, 2007).
A quimase desempenha importante papel nos vários tipos de patologias, como por exemplo: aterosclerose, deficiência cardíaca, fibrose, coagulação e fibrinólise, além de proliferação da musculatura lisa das vias aéreas. Relata-se ainda, que a quimase não está somente presente em grânulos de mastócitos. Estudos demonstram que células positivas para a quimase, também existem em células CD34+ na medula óssea (SHIMIZU et al, 2004).
Estudos realizados por Sommerhoff, Nadel e colaboradores (1990), constataram que a quimase e a catepsina G relacionada a mastócitos são estimuladores potentes de secreção das células serosas, presentes nas glândulas das vias aéreas. Porém, evidenciou-se que uma grande quantidade de mastócitos, ricos em quimase estavam localizados na periferia das glândulas submucosas, conferindo a quimase um papel de destaque, no que diz respeito a estímulo de secreção (CAUGHEY et al, 2007).
Em úlceras crônicas de perna, verifica-se que níveis significativos tanto de quimase quanto de triptase são constatados em biópsias destas lesões. Observa-se que no microambiente formado entre o acúmulo de mastócitos e as bordas epiteliais, o nível de atividade da quimase, assim como da triptase e histamina, podem ser suficientes para resultar uma deficiência na aderência epitelial, crescimento ou mesmo destacamento de ceratinócitos da base da úlcera (HUTTUNEN, HARVIMA, 2005).