A sequência de eventos no recrutamento dos leucócitos na luz vascular para o espaço extravascular consiste em:

1- marginação e rolagem ao longo da parede do vaso

2- Aderência firme ao endotélio

3- transmigração entre as células endoteliais

4- migração para os tecidos intersticiais para os tecidos intersticiais, em direção a um estímulo quimiotático.

A rolagem, a aderência e a transmigração são mediadas pela interação das moléculas de adesão nas superfícies dos leucócitos e do endotélio. Os mediadores químicos — e certas citocinas quimioatraentes — afetam esses processos, modulando a expressão ou a avidez das moléculas de adesão e estimulando a movimentação direcional dos leucócitos.

Como o sangue flui dos capilares para as vênulas pós-capilares, as células circulantes são deslizadas pelo fluxo laminar contra a parede do vaso. Além disso, os eritrócitos menores tendem a se mover mais rápido do que os grandes leucócitos. Como consequência, os leucócitos são empurrados para fora da coluna axial, possibilitando uma oportunidade melhor de interagir com as células endoteliais de revestimento, especialmente quando ocorre a estase. Esse processo de acúmulo de leucócitos na periferia dos vasos é chamado de marginação. 

Se as células endoteliais são ativadas por citocinas e outros mediadores produzidos localmente, elas expressam moléculas de adesão às quais os leucócitos aderem firmemente. Subsequentemente, os leucócitos destacam-se e rolam na superfície endotelial, aderindo transitoriamente, em um processo chamado de rolamento. 

As adesões rápidas e transitórias envolvidas na rolagem são mediadas pelas moléculas de adesão da família das selectinas. As selectinas são receptores expressos nos leucócitos e no endotélio contendo um domínio extracelular que se liga a açúcares (daí a parte lectina do nome). Os três membros dessa família são a E-selectina (também chamada CD62E), expressa nas células endoteliais; a P-selectina (CD62P), presente no endotélio e nas plaquetas; e a L-selectina (CD62L), na superfície da maioria dos leucócitos. As selectinas ligam-se a oligossacarídeos (p. ex., sialil-Lewis X nos leucócitos) que estão ligados às glicoproteínas semelhantes à mucina, em várias células. Normalmente, as selectinas endoteliais são expressas em níveis baixos ou não estão presentes em todas as células normais. Elas são hiper-reguladas após estimulação por citocinas e outros mediadores específicos. Portanto, a ligação dos leucócitos é grandemente restrita ao endotélio, nos locais da infecção ou da lesão (onde os mediadores são produzidos). 

Os leucócitos em rolagem são capazes de sentir as mudanças no endotélio que iniciam a próxima etapa na reação dos leucócitos, que é uma firma adesão às superfícies endoteliais. Essa adesão é mediada pelas integrinas expressas nas superfícies celulares dos leucócitos e que interagem com seus ligantes nas células endoteliais. 

As integrinas são glicoproteínas heterodiméricas transmembrana que medeiam a adesão dos leucócitos ao endotélio e a várias células da matriz extracelular. As integrinas são expressas, normalmente, nas membranas plasmáticas dos leucócitos, em estado de baixa afinidade, e não aderem a seus ligantes apropriados até que os leucócitos sejam ativados pelas quimiocinas.

As quimiocinas são quimioatraentes secretados por várias células nos locais de inflamação e estão expressas na superfície do endotélio (as citocinas são descritas mais adiante). Quando os leucócitos aderentes encontram as quimiocinas, as células são ativadas e suas integrinas sofrem mudanças conformacionais, agrupam-se e convertem-se a um estado de alta afinidade. Ao mesmo tempo, outras citocinas, notavelmente o TNF e a IL-1 (secretadas também nos locais da lesão e infecção), ativam as

células endoteliais para aumentar sua expressão de ligantes para integrinas.

Esses ligantes incluem a ICAM-1 (molécula 1 de adesão intercelular), a qual se liga às integrinas LFA-1 (CD11a/CD18) e antígeno macrófago 1 (isto é, Mac-1 CD11b/CD18) e VCAM-1 (molécula 1 de adesão vascular ), que se liga à integrina VLA-4 (Tabela 2-2). O engajamento de integrinas pelos seus ligantes leva sinais aos leucócitos que resultam em alterações do citoesqueleto que regulam a firme adesão ao substrato. O resultado final do aumento de afinidade das integrinas estimuladas por citocinas e o aumento de expressão dos ligantes de integrina é a adesão estável dos leucócitos às células endoteliais, nos locais da inflamação. 

Após a aderência na superfície endotelial, os leucócitos migram pela parede do vaso, espremendo-se entre as células ao nível das junções intercelulares (embora a passagem pelo citoplasma da célula endotelial também tenha sido descrita). Esse movimento dos leucócitos, chamado de diapedese, ocorre principalmente nas vênulas da circulação sistêmica, observado também nos capilares da circulação pulmonar. A migração dos leucócitos é orientada pelas quimiocinas, produzidas nos tecidos extravasculares, as quais estimulam a movimentação dos leucócitos em direção a seus gradientes químicos. Além disso, a PECAM-1 (molécula de aderência plaquetária, também chamada CD31), uma molécula de adesão celular expressa em leucócitos e células endoteliais, medeia os eventos de ligação necessários para os leucócitos atravessarem o endotélio. Após a passagem pelo endotélio, os leucócitos secretam colagenases que degradam focalmente a membrana basal dos vasos, atravessando-a. 

Após o extravasamento, os leucócitos migram em direção ao local da lesão ou infecção, ao longo de um gradiente químico, processo chamado de quimiotaxia. Substâncias exógenas e endógenas podem atuar como fatores quimiotáticos para os leucócitos e incluem:

• Produtos bacterianos, particularmente os peptídeos com terminal N-formil-metionil.

• Citocinas, especialmente as pertencentes à família das quimiocinas.

• Componentes do sistema complemento, em particular o C5.

• Produtos da via da lipoxigenase do metabolismo do ácido araquidônico (AA), particularmente o leucotrieno B4 (LTB4).

Esses mediadores são produzidos em resposta a lesões e infecções, e durante as reações imunológicas. A infiltração de leucócitos em todas essas situações resulta de ações das várias combinações dos mediadores. As moléculas quimiotáticas se ligam a receptores específicos na superfície celular, os quais iniciam a montagem dos elementos contráteis do citoesqueleto, necessários para a movimentação. 

Os leucócitos se movem projetando pseudópodes que se ancoram na MEC e puxam a célula na direção da projeção. A direção desse movimento é especificada pela alta densidade de receptores de quimiocina na margem dianteira da célula. Assim, os leucócitos se movem para os sítios onde são necessários e lá são retidos. O tipo de leucócito emigrante varia com o tempo da resposta

inflamatória e com o tipo de estímulo. Na maioria das formas de inflamações agudas, os neutrófilos predominam no infiltrado inflamatório, durante as primeiras 6-24 horas, sendo substituídos por monócitos em 24-48 horas. 

Vários fatores são responsáveis por essa abundância inicial de neutrófilos. Os neutrófilos são os leucócitos mais numerosos no sangue, respondem mais rapidamente às quimiocinas e aderem mais firmemente às moléculas de adesão que são rapidamente induzidas nas células endoteliais, como a P-selectina e a E-selectina. Além disso, após a entrada nos tecidos, os neutrófilos são de vida breve — morrem por apoptose e desaparecem dentro de 24-48 horas —, enquanto os monócitos sobrevivem mais tempo.