Patologia generale, immunologia e genetica medica- Appunti completi

Patologia generale, immunologia e genetica medica

Esame

Alice Buscema – 2022/2023

• Domande a scelta multipla ed una aperta – una sola è giusta o sbagliata
• Un’ora per tutti e tre i moduli d’esame

Patologia generale

Patologia generale = studio dei meccanismi molecolari e cellulari che sono alla base della comparsa della malattia.

Malattia = anormalità morfologica e funzionale negli organi e nel fisico che pone in sofferenza l’individuo.

Eziologia

Eziologia = cause della malattia – cardine per diagnosi e cura:

• Agenti responsabili della comparsa delle manifestazioni patologiche
• Meccanismi da esso innescati che alterano lo stato di salute
• Meccanismi con i quali l’organismo reagisce agli insulti

Eziologia = perché insorge la malattia; cause:

• Endogene – vengono dall’interno:
  • Genetiche
  • Alimentari
• Esogene – vengono dall’esterno:
  • Fisiche
  • Chimiche
  • Biologiche
• Malattie idiopatiche – cioè con causa ignota

Agente eziologico = agente che causa la malattia, può essere:

• Determinante – da solo in grado di provocare la malattia (agenti infettivi, chimici, …)
• Coadiuvante – facilita l’azione (età, sesso, nutrizione, …)

L’organismo può comportarsi in maniera diversa nei confronti di un agente patogeno:

• Recettivo – tutti eravamo recettivi al COVID-19 perché era nuovo
• Refrattario – caratteristiche che ci permettono di non subire il danno da parte dell’agente (HIV, recettore CCR5 che è anche recettore per entrata del virus: se mutato può mantenere le sue funzioni ma impedisce al virus di entrare)
• Resistente – risposta innata all’infezione molto preponderante quindi il nostro sistema natural killer o le mucose sono molto efficienti
• Reattivo – capacità di poter reagire perché abbiamo già sviluppato l’immunità rispetto a quell’organismo (vaccino)

Classificazione della malattia

• Topografico – organo dove avviene il danno
• Anatomico – tessuto o organo prevalente interessato
• Funzionale – sulla base della funzione interessata
• Epidemiologico – quanto incide sulla popolazione
• Molecolare – meccanismi specifici di come si evolve
• Patologico
• Eziologico

Omeostasi

= l’insieme dei meccanismi messi in atto da ogni essere vivente per mantenere costante la sua composizione sia sotto l’aspetto quantitativo che sotto quello funzionale = equilibrio identifica lo stato di salute.

Adattamento

= capacità delle cellule di modulare la loro funzione in risposta a eventi perturbanti persistenti in modo da raggiungere un nuovo equilibrio diverso da quello di partenza ma sufficiente a garantire lo stato di salute = ipertrofia per gli atleti, eritrocitosi in alta montagna.

Patogenesi

= come insorge la malattia.

Meccanismi responsabili dell’insorgenza della malattia – catena di eventi biochimici e molecolari che porta all’evento patologico: dall’insulto si ha alterazione molecolare con alterazione dell’omeostasi cellulare che può provocare:

• Adattamento – con correzione dell’alterazione
• Alterazione della funzione – con risposta al danno con malattia cronica / morte / fenomeni reattivi che portano alla correzione dell’alterazione

Considerazioni generali

• Le alterazioni fisiologiche e biochimiche precedono quelle morfologiche
• La risposta al danno dipende dal tipo di danno, dalla sua intensità e dalla sua durata
• La risposta dipende anche dal tipo di cellule coinvolte, soprattutto dalla loro capacità adattativa (es. neuroni vs fibroblasti vs cell sangue)

Costituzione (genetica) individuale e insorgere delle malattie

Insulti capaci di determinare malattie in soggetti di qualsiasi costituzione e indipendentemente da questa:

• Agenti fisici (radiazioni, calore)
• Agenti chimici (caustici, veleni)
• Tossine batteriche

Insulti capaci di determinare malattie più o meno severe nei diversi ospiti le cui condizioni contribuiscono a determinarne morbidità e gravità:

• Malattie infettive
• Malattie carenziali

Insulti capaci di determinare malattie in individui con particolare costituzione genetica solo per azione di altri fattori ambientali:

• Diabete insulino-dipendente, celiachia
• Gotta

Malattie che colpiscono solo individui con particolare costituzione genetica:

• Malattie ereditarie propriamente dette (emofilia, talassemia, glicogenosi)
• Malattie carenziali (malattie endocrine/metaboliche)

Agenti eziologici

Agenti fisici – es trauma cioè trasferimento dell’energia meccanica / ustione cioè trasferimento di energia termica / temperature estreme cioè esposizione prolungata a temperature ipertermiche elevate o ipotermie se basse / radiazione cioè trasferimenti di energia cinetica / elettricità cioè trasferimento di energia elettrica.

Agenti chimici

Agenti infettivi

Fattori genetici

Disordini alimentari

Malnutrizione riguarda sia l’ipoalimentazione che l’iperalimentazione; ci sono varie malattie collegate:

• Marasma – riduzione nell'assunzione di calorie, deficienza nell'assunzione complessiva di cibo
• Kwashiorkor – mancanza nell'assunzione di proteine (la mancanza di proteine è maggiore della riduzione delle calorie totali)
• Rachitismo, anemia, infezioni, difetti immunitari
• Anoressia nervosa e bulimia nervosa
• Carenza di vitamine e minerali – sono necessari per diversi processi cellulari e metabolici (bilanciamento degli elettroliti, funzioni cardiache, attività muscolare, etc.)
• Obesità data da:
  • Alterazioni genetiche metaboliche
  • Insufficienza o mancanza di attività fisica
  • Eccesso di assunzione di cibo

Vitamine

Vitamine sono sostanze essenziali alla crescita, sviluppo e guarigione della persona che non possono essere prodotte dal corpo.

Si suddividono in idrosolubili (B, C) e liposolubili (A, D, E, K) a seconda che la loro estrazione avvenga con solventi acquosi o con solventi dei grassi.

Le condizioni legate alle vitamine sono:

• Ipovitaminosi – assunzione scarsa delle vitamine (difetto di assorbimento)
• Ipervitaminosi – presenti in eccesso, eliminate con le urine se idrosolubile
• Avitaminosi – completa assenza di una vitamina

Le infezioni

Definizioni

• Agenti patogeni – microorganismi responsabili della comparsa di malattie (batteri, virus, funghi, protozoi, prioni, …)
• Malattie infettive – invasione e moltiplicazione di microorganismi patogeni nei tessuti del corpo
• Infezione – abilità di un organismo di entrare, sopravvivere e moltiplicarsi in uno organismo ospite
• Trasmissibile / contagiosa – si dice trasmissibile un'infezione in grado di essere trasmessa da un essere ad un altro

Contagio = presa di contatto dell’agente infettivo con l’ospite

Infezione = presenza e moltiplicazione di germi all'interno dell'organismo

Relazione tra uomo-agenti infettivi:

• Simbiosi – agente infettivo e ospite convivono con vantaggio per entrambi
• Commensalismo – ag. infettivo vive a spese dell’ospite senza arrecare danno
• Saprofitismo – Simbiosi + Commensalismo
• Parassitismo – ag. infettivo vive a spese dell’ospite arrecando danno
• Facoltativo – agente infettivo è in grado di sopravvivere al di fuori dell’ospite
• Obbligato – agente infettivo NON è in grado di vivere al di fuori dell’ospite (es. zooxantelle riescono a vivere solo nel corallo)

Valgono sia per Saprofitismo che per Parassitismo.

Malattie infettive

Tutti i germi possono dare origine ad infezioni MA solo se i germi sono patogeni l’infezione può evolversi in una malattia infettiva.

Sono patogeni perché:

• Rilasciano tossine che uccidono cellule anche a distanza
• Producono enzimi, degradazione di componenti tessutali, danneggiamento di vasi sanguigni

Malattie infettive = manifestazioni patologiche risultanti dalla penetrazione di germi nell’organismo e dalla loro successiva moltiplicazione.

Vie di infezione

• Inalazione di agenti patogeni sospesi nell'aria o in particelle di polvere
• Inalazione di patogeni respiratori sospesi su particelle liquide esalate da qualcuno già infettato (animali inclusi)
• Assunzione di cibo infetto
• Infezione da microorganismi trasmessi nell'acqua (Citrobacter nella sezione neonatale prematuri all’ospedale di Verona)

Trasmissione

Contagio diretto:

• Tramite escrezioni corporee come urine, feci o muco
• Tramite ulcera o ferita aperta

Contagio indiretto:

• Trasmissione attraverso oggetti inanimati come lenzuola, bicchieri, posate

Vettoriale:

• Provocate da microorganismi trasmessi da un ospite all'altro da vettori come mosche, zanzare o altri insetti capaci di ospitare e diffondere l'agente infettivo

Vie di penetrazione

• Cute
• Occhi e orecchie
• Vie respiratorie
• Apparato digerente
• Mucose
• Ematica – trasfusioni infette
• Transplacentare – da mamma a figlio
• Sessuale – es HIV

Il microrganismo passa dall’epitelio danneggiato e poi la propagazione avviene attraverso tessuti senza resistenza (sangue / linfa / …) quindi le manifestazioni possono essere molto distanti dal luogo di entrata.

Habitat

= l’ambiente nel quale un microorganismo normalmente si riproduce:

• Il corpo umano è un ottimo habitat per molti microorganismi
• Molti microorganismi vivono come saprofiti sulla cute, nel cavo orale, nell’intestino, nella vagina, ecc.
• Un’alterazione della normale popolazione di microorganismi (es terapie antibiotiche) può causare l’infezione da parte di patogeni occasionali
• Un’alterazione dei normali meccanismi di difesa può determinare la riattivazione di agenti patogeni saprofiti o commensali o l’acquisizione esogena di agenti microbici abitualmente non patogeni – origine infezioni opportunistiche

Patogenicità e virulenza

Patogenicità = capacità di produrre malattia; 2 punti fondamentali:

• Trasmissibilità – possibilità di contagiare
• Infettività – capacità di replicazione nell’individuo contagiato

Virulenza = la dose infettante di un determinato microorganismo necessaria per indurre malattia; legata alla presenza di fattori di virulenza.

Probabilità di contrarre una Malattia Infettiva:

NVP = RN = carica dell’agente, V = virulenza, R = resistenza dell’ospite (es nuovo microrganismo R molto bassa nelle persone).

Contagio provocato non solo da individui che manifestano malattia ma anche da:

• Portatori sani – presenza microrganismi patogeni ma sintomatologia modesta/asintomatici
• Portatori convalescenti – superato la malattia infettiva ma non ancora eliminato tutti microbi patogeni da organismo
• Setticemia – presenza di microrganismi nel sangue. Può essere svelata con emocoltura (prelievo sangue e terreno coltura adeguato); microrganismi attaccano tutti gli organi

Epidemie, pandemie ed endemie

• Epidemia = aumento notevole di numero di soggetti di popolazione colpiti da determinata malattia in confronto alla morbosità che normalmente si manifesta nella popolazione
• Pandemia = diffusione epidemie da nazione/continente ad altra/o
• Endemia = presenza di malattia in popolazione o comunità con andamento costante (malaria in diverse regioni africane)

Modello iceberg delle malattie infettive

Noi durante le infezioni vediamo solo la punta dell’iceberg cioè la patologia e la morte mentre non vediamo le infezioni e i pazienti asintomatici.

Fasi della malattia infettiva

Dopo il contagio, prima che si sviluppi la malattia, abbiamo l’incubazione e la fase predromale con pochi sintomi. Poi ci sono sintomi più gravi fino alla convalescenza cioè la guarigione.

Classificazione dei microrganismi patogeni

Tutti i microrganismi sono forniti di proprio genoma e si riproducono autonomamente ad eccezione dei virus che vengono riprodotti dalle cellule in cui entrano.

Virus

Hanno dimensioni piccole (15-450 nm) e sono costituiti da una molecola di DNA o RNA contenuta all’interno di un involucro proteico:

• Sono parassiti intracellulari obbligati, incapaci di riprodursi al di fuori della cellula ospite
• Interferiscono con le normali funzioni cellulari – spesso portano la cellula infettata a morte
• Hanno un componente esterno che si lega con il recettore cellulare
• Sull’involucro esterno sono presenti glicoproteine che si legano ai recettori di membrana della cellula ospite
• Il 70% dei virus animali ha genoma a RNA e quindi può mutarsi infettando anche altre cellule
• Strutturalmente o c’è solo il capside nudo oppure il virus è circondato dall’envelope cioè dalla membrana plasmatica dell’ospite – gli permette di nascondersi dal sistema immunitario “mascherandosi” (deriva dalle membrane cellulari come risultato del processo di gemmazione della particella virale. L’envelope contiene anche proteine, codificate dal genoma virale; spesso glicoproteine con un ruolo importante nel processo di attacco/adsorbimento e entrata del virus nell’ospite)

= Sono entità costituite di proteine e acidi nucleici ma prive di organizzazione cellulare

= Possono svolgere attività metaboliche e riprodursi solo all’interno di una cellula ospite

= Fuori dalla cellula ospite sono chiamati virioni

Capside

= struttura proteica protettiva che circonda il genoma virale

È composto da subunità proteiche denominate capsomeri assemblate a formare una struttura simmetrica ripetitiva. Le principali classi di simmetria sono quella elicoidale (intorno alla spirale del DNA) e quella icosaedrica (più facce da 3 a 12 capsidi).

Funzione dei rivestimenti:

1. Protezione del fragile genoma da danni fisici, chimici, enzimatici: il danno ad un capsomero lo rende non funzionale ma difficilmente danneggia l’intera particella – efficace barriera
2. Conferimento della capacità di riconoscimento con il recettore cellulare
3. Penetrazione del genoma virale nella cellula in una conformazione con la quale può interagire con le strutture cellulari ed iniziare il processo infettivo

Variabilità virale

• C’è più diversità tra i virus che in tutti gli altri esseri biologici esistenti in natura – nuove varianti si formano in continuazione
• È impossibile descrivere tutti i gruppi di virus non solo per la loro quantità ma anche perché sono in continuo cambiamento

La classificazione è complessa ed instabile, di solito si basa sulla struttura (RNA a singola elica / a doppia elica / …).

Ciclo infettivo virale

Il genoma virale contiene tutte le informazioni necessarie per iniziare e completare un ciclo infettivo all’interno di un ospite suscettibile e permissivo. Un ciclo infettivo comprende:

• Attacco/adsorbimento al recettore
• Penetrazione del virus all’interno della cellula
• Produzione di RNA messaggeri e proteine virali
• Replicazione del genoma
• Assemblaggio di particelle virali neoformate
• Rilascio di nuove particelle virali all’esterno della cellula

Eventi principali nella patogenesi delle malattie virali: penetrazione – replicazione primaria (lesione) – diffusione a distanza – replicazione secondaria (lesione) [ogni lesione emissione del virus]

Penetrazione

Attraverso le mucose del tratto: respiratorio / gastrointestinale / urogenitale / congiuntiva – superamento delle difese locali

Senza coinvolgimento delle mucose: abrasioni cutanee / morsicatura dei vertebrati / punture da artropodi / interventi medico-chirurgici

Infezioni localizzate

Replicazione nelle cellule suscettibili in prossimità del sito di ingresso:

• Danno locale
• Incubazione breve
• Ruolo delle difese locali

Conseguenze alla penetrazione del virus

1. Arresto dell’infezione ad opera dei sistemi difensivi
2. Impianto del virus con formazione di un focolaio infiammatorio localizzato
3. Diffusione dell’infezione per contiguità in sede limitrofa al focolaio iniziale
4. Diffusione dell’infezione a distanza per via linfatica e/o ematica o nervosa

Infezione sistemica

• Replicazione in vari organi distanti dalla sede di primo impianto
• Danno locale e danno a distanza
• Lunga incubazione
• Ruolo dell’immunità sistemica

Organi bersaglio

= quelli in cui la moltiplicazione virale conferisce all’infezione una sintomatologia caratteristica.

Sia le vie di disseminazione che la preferenza per specifici tessuti od organi (tropismo) sono in larga misura determinate dalla permissività dei vari tipi di cellule.

Tropismo tissutale

= predilezione virus di infettare certi tipi cellulari e non altri; dipende da:

• Recettori per virus sulla superficie della cellula ospite
• Fattori cellulari che riconoscono sequenze virali (replicazione e trascrizione del genoma virale cellulo-specifici)
• Barriere anatomiche
• Temperatura locale, pH e difese ospite (habitat)

Trasmissione

Orizzontale – tra individui …