Patologia

LEZIONE 4. APOPTOSI E AUTOFAGIA.

L’autofagia, può essere indotta da stress, ci sono degli stimoli, come il danno mitocondriale,

l’esempio classico di stress è dato da una carenza di nutrienti e si induce apoptosi, come amminoacidi

o fattori di crescita, e’ un processo dipendente dal lisosoma, ossia vescicole con enzimi di

degradazione e e la presenza dei lisosomi e’ importantissimo per l’autofagia. Diversamente dalla

necrosi, l’autofagia è un processo reversibile, inoltre queste e’ un meccanismo di sopravvivenza, ma

si mette in atto una serie di processi che mi permettono di sopravvivere entro certi limiti e tempi. Alla

base dell’autofagia si ha il riciclo di membrane e ribosomi, proteine, tutto quello che si può trovare

all’interno della cellula. Ci sono diversi tipi di autofagia a seconda di quello che viene inglobato nella

vescicola, un esempio più importante è la mitofagia dove all’interno dell’ lisosoma troviamo I

mitocondri, in ambito fisiologico e’ importante per il globuli rossi, cis ono diversi tipi di autofagia, la

macroautofagia, micro e chaperon mediata. La macro ha bisogno di membane che formano

l’autofagosoma, quindi ci sarà la fusione con il lisosoma, la micro invece non forma l’autofagosoma

e il materiale viene inglobato direttamente all’interno del lisosoma. In maniera analoga lo chaperon,

non si forma l’autofagoma ma il tutto e’ guidato da un complesso proteico, tra cui Lamb2A. Per la

macroautofagia, si deve formare una membrana, ossia l’autofagosoma che può derivare dalla

plasmatica, dal golgi o dalla mitocondriale, da endosomi. La nostra membrana va a inglobare il

materiale che poi deve essere digerito, quando la membrana si chiude si forma l’autofagisoma e poi

si fonde con il lisosoma che ha gli enzimi di dedagradzione, la fusione del lisosoma è con la membrana

esterna del l’autofagosoma, poi gli enzimi vengono riversati, degradano la membrana e poi il

materiale all’interno. Questo meccanismo è finemente regolato come l’apoptosi, ad ogni step di

formazione del l’autofagia ci sono degli step specifici, ci parlerà della condizione con nutrienti, c’è

MTOR che fosforila ULK1 e ATG13, questo complesso da l’imput e regola l’iniziazzione del

l’autofagia e così se siamo in equilibrio non c’è bisogno di attivare il complesso, mentre se siamo in

condizioni di stress, entra in gioco una proteina che inattiva MTOR e regola la fosforilazione del

complesso e ne determina l’attivazione. Questo complesso richiama la membrana, e poi entrano in

gioco una serie di proteine ATG dove viene tagliata dal primo complesso, ossia ATG4 viene

modificata atg3 e gli viene legata una fosfatidiletanolammina e questo complesso si lega alla

membrana e guida l’ allungamento e la chiusura della membrana dell’ l’autofagosoma. Quindi e’

importante sia la regolazione del complesso, sia le ATG, che favoriscono una regolazione della

proteina LC3. Essa è anche un marcatore specifico per l’autofagia in laboratorio. Poi possiamo dire

che quando l’autofagosoma si fonde con il lisosoma, si fonde con una parte della membrana esterna,

poi interna poi gli enzimi dei lisosomi vengono rilasciati e sono in grado di digerire il materiale

all’interno del l’autofagosoma. Autofagia si ha anche in condizioni patologiche,ma anche in

condizioni normale come nel differenziamento degli eritrociti, oppure l’eliminazione dei mitocondri

paterni. Inoltre è molto importante così diminuiscono I ROS e il danno mitocondriale, può essere

anche stimolata, come carenza di o2, nutrienti e glucosio. È importante per il cancro, è una condizione

di autofagia patologica o malattie neuro degenerative. Vediamo uno studio sul topo, ha dominante

ATG ed è un topo sano, se andiamo a mutare il gene, questo topino muore subito dopo la nascita,

quindi ha un ruolo importantissimo nello sviluppo embrionale, è stato visto che inserendo il gene

regolato da un promotore specifico neuronale, il ATG5 viene sviluppato solo a livello neuronale,

quindi il topino nasce vivo ma ha delle deficienze a livello corporeo ma non muore subito. Tutto

questo ci dice che queste proteine sono importantissime nella regolazione di funzioni vitali. Nella

MITOFaGIA, abbiamo 2 proteine una chinasi e una ligasi che si chiama Parkin, in condizioni normali

la 1 si lega alla membrana del mitocondrio ma va in contro ad un taglio e viene rimossa, nel momento

di danno mitocondriale, pink 1 si lega alla membrana, non viene tagliata e si stabilizza, chiama Parkin

va in contro a ubiquitinazione che viene richiamata da Parkin, e il mitocondrio viene degradato grazie

alle vescicole dell’autofagia, nel ruolo fisiologico é importante per eliminare I glubuli rossi dal

mitocondrio e eliminare I mitocondri paterni, ma serve anche a distrufgere mitocnrodi danneggiati.

In condizioni patologiche, un accumulo di mitocondri danneggiati come nel Parkinson, il processo di

rimozione di essi non è presente. Adesso vediamo la differenza tra necrosi e apoptosi. La necrosi è

un processo passivo, a partire dal danno cellulare c’è disequilibrio che chiama acqua, c’è

rigonfiamento e quindi lisi, dove il tutto si riversa all’esterno con formazione dell’infiammazione,

nell’ apoptosi NON c’è infiammazione, c’è la compattazione della cromatina e entrano in gioco I

macrofagi che recuperano I residui cellulari. Prim fase, vediamo che c’è una condensazione della

cromatica, poi la cellula va in contro a deformazione fino alla formazione dei corpi apoptotici che poi

vengono mangiate dai MAcrofagi. Ma come viene indotta l’apoptosi? In seguito al mancamento di

fattori di crescita, citochine, ma anche fattori negativi come danno al dna, TNF, è improntate

l’apoptosi anche a livello embrionale. Esistono dei marcatori anche per l’apoptosi e si utilizza la

Caspasi 3, così siamo in grado di capire se vanno in contro ad apoptosi. Un altro segno di apoptosi è

il DNA, lo vedo dal DNA, nell’elettroforesi il dna normale è in alto, in seconda linea c’è un profilo

tipico di una cellula apoptotica, ci sono più scale a blocchi, più bande, nella terza fila il dna è molto

più sbriciolato ed è tipico della necrosi, si sbriciola il dna. Nell’ apoptosi abbiamo l’endonucleasi che

tagliano il dna, ed è per questo che si vedono le bande in elettroforesi, il dna viene tagliato in maniera

precisa. I meccanismi di apoptosis ono una fase iniziale e si ha 2 pathway con una via Estrinseca e

una Intrisceca, poi una fase esecutiva con il taglio del dna tramite endonucleasi e poi infine entrano

in gioco I macrofagi. Nella via Estrinseca si ha un recettore, quindi recettore per TNF alpha, recettore

FAS che lega il ligando, sono recettori che attivano la via estrinseca dell’apoptosi. La via estrinseca

determina l’attivazione delle caspasi 8 e 10 quindi sono iniziatrici, poi abbiamo la Caspasi 3 e 7 che

sono nella fase finale del processo, nel caso dell via intrinseca non si ha il recettore ma è il mitocondrio

che forma l’apoptosma dato dal citocromo, e lui stesso determina l’attivazione dell’ Caspasi 9, le

effective sono la 3 e la 7. C’è una proteina BID che fa da ponte tra le 2 vie, detto solo questo, mentre

per I recettori TNF è FAS sono recettori di morte. Esistono altre 2 forme di attivazione di attivazione

e la prima passa dal danno del DNA con P53 e attivazione di Caspasi 2, che poi attiva il mitocondrio,

per la 4 parte dal calcio, dal RER, se c’è un danno al RE viene rilasciato il calcio e si rilascia la

Caspasi 12. Ricordiamoci del mitocondrio, ha un importanza nella morte cellulare, ha un ruolo sia

nella necrosi, nell’apoptosi e nella mitofagia. Di fatto esiste un mondo di morte cellulare, però si ha

una morte cellulare NON programmata come la necrosi, ma esistono delle morti cellulari

programmate, oltre al l’apoptosi, che sono la Ferroptosi, ma sopratutto la Piroptosi e Necroptosi. La

pyroptosi parte da un danno di natura infettiva, cis ono ei patogeni che attivano il processo e si attiva

la Caspasi 1, e poi questa cellula induce infiammazione, perché determina il rilascio di Citochine.

Quindi è un processo regolato simil apoptosi e assomiglia alla necrosi perché induce una forte

infiammazione. La Caspasi 1 viene attivata dall’ Inflasoma. Vediamo il confronto da apoptosi e

piroptosi. Nella piroptosi la cellula non scoppia, si rilasciano Citochine. Nella NEcRoptosi si ha una

morte cellulare programmata ma non dalle Caspasi, ma da un complesso proteico trac ui RIP3, che

attiva MLKL e in questo modo si attiva la necroptosi che poi scoppia e si rompe la membrana. Qui si

rompe la membrana.

Lezione 5.

Esame cosa e la patologia cosa comporta, quali sono le cause della patologia e chi colpisce, e poi il

meccanismo patogeno da un punto di vista cellulare e molecolare. Non tratteremo le neoplasia.

INFIAMMAZIONE

E’ un processo sia definito come malattia, in realta ha una doppia faccia perchè è una risposta ad un

danno. E’ una risposta in funzione di una riparazione, si parla di cellule del sangue e tessuti vascolari.

L’infiammazione richiama l’immunità innata e adattativa. Le patologie associate hanno come suffisso

ITE, riguardo alla faringite è una risposta, è un irritazione alle mucose, si attivano I patogeni

commensali o circolano dei virus e l’epitelio viene a contatto con un patogeno che crea un danno e le

cellule rispondono per difendersi e quello che percepiamo è lo stato di malattia, ha una doppia faccia,

quindi è sia una risposta ad un danno sia che una patologia. L’ infiammazione quindi viene definita

come risposta ad un danno, ed è una risposta ad un danno, e I tessuti sono vascolarizzati, la

vascolarizzazione è molto importante, I vasi coinvolti sono I vasi del micro circolo, ed esso va in

contro a modifiche strutturali e funzionali. Ed è considerata un processo localizzato, ma dinamico

perché la risposta ad un danno ha come premessa il riparo di una situazione iniziale. La riparazione

del danno, riporta l’integrità del tessuto, quindi si deve ritornare ad una visione iniziale. Ci sono dei

segni cardinali dell’infiammazione, e ce ne sono 5, troviamo il COLORE, ROSSORE, GONFIORE,

DOLORE E PERDITA DI FUNZIONE. Vediamo immagine bruciatura, in questo caso si ha un danno

fisico, si forma un liquido che ci servirà ad integrare il tessuto. Per quanto riguarda la perdita di

funzione, come l’artrite reumatoide ed una semplice distorsione alla caviglia. CARTOON DA

SAPERE A MEMORIA. E’ uno schema semplice, vediamo un tessuto, ci arriva un patogeno e si crea

un danno al tessuto e si ha la perdita di materiale, in risposta alla perdita