3. Vasi e infiammazione

REAZIONE DEI LEUCOCITI NELL’INFIAMMAZIONE

Una funzione chiave dell’infiammazione consiste nel condurre i leucociti nel sito della lesione e

attivarli affinché eliminino gli agenti lesivi.

Neutrofili e macrofagi: leucociti dotati di capacità di fagocitosi.

Viene definito travaso la migrazione dei leucociti dal lume vascolare al tessuto interstiziale.

Il travaso avviene in 3 tappe:

1. Migrazione, rotolamento e adesione all’endotelio (endotelio inattivo = non lega le cellule

circolanti; endotelio attivato = capacità di legare i leucociti).

2. Migrazione attraverso la parete vasale.

3. Migrazione nei tessuti verso lo stimolochemotattico.

1. Adesione all’endotelio: nella stasi iniziale un abbondante numero di leucociti si dispone attorno

alla parete del vaso in modo ordinato (marginazione = processo di accumulo dei leucociti alla

periferia dei vasi).

I leucociti aderiscono all’endotelio in modo temporaneo, l’attacco-stacco somiglia ad un

rotolamento. In questa fase le cellule endoteliali (attivate da citochine e mediatori) esprimono

molecole di adesione alle quali i leucociti si attaccano in maniera blanda.

Le molecole di adesione coinvolte in questo rotolamento sono le selectine.

La L-selectina è epressa sulla superficie dei leucociti.

La P-selectina è espressa dalle cellule endoteliali.

La E-selectina è espressa dalle cellule endoteliali e dalle piastrine.

I leucociti oltre alla L-selectina esprimono i ligandi per le selectine P ed E.

Le selectine endoteliali sono espresse solo quando l’endotelio è attivato:

- Il TNF e IL-1, prodotte dai macrofagi in seguito a processamento dell’Ag, agiscono sulle cellule

endoteliali delle venule postcapillari inducendo l’espressione di molecole di adesione (E-

selectina e ligandi per L- selectina).

- L’istamina, la trombina ed il fattore di attivazione delle piastrine (PAF) stimolano la

ridistribuzione della P-selectina dai suoi depositi intracellulari (granuli) sulla superficie della

cellula endoteliale.

L’adesione più salda è mediata dalle integrine (proteine eterodimeriche di superficie associate ai

leucociti).

Il TNF e l’IL-1 inducono l’espressione endoteliale dei ligandi per le integrine (VCAM-1; ICAM-1).

I leucociti normalmente esprimono le integrine in uno stato a bassa affinità; queste vengono

convertite in una forma ad alta affinità tramite modificazione conformazionale indotta delle

chemochine che si legano ai leucociti in fase di rotolamento.

Le chemochine sono citochine prodotte da molte cellule nei siti di infiammazione ed esposte sulla

superficie endoteliale. 6

MIGRAZIONE ATTRAVERSO L’ENDOTELIO

La migrazione dei leucociti attraverso la parete del vaso è definita diapedesi ed avviene

principalmente nelle venule post-capillari.

PECAM-1 media i legami necessari all’attraversamento dell’endotelio.

Una volta attraversato, i leucociti attraversano la membrana basale tramite la secrezione di

collagenasi.

Raggiunti i tessuti aderiscono alla matrice extracellulare tramite le integrine ed il legame di CD44

alle proteine della matrice

La migrazione avviene in direzione di gradienti di molecole chemotattiche.

Fattori chemotattici esogeni:

1. Prodotti batterici (peptidi con amminoacido N-formilmetionina in posizione terminale, tutte le

proteine batteriche iniziano con questo amminoacido) .

2. Lipidi

Fattori chemotattici endogeni:

1. Citochine (in particolare chemochine)

2. Componenti del sistema del complemento (in particolare C5a)

3. Metaboliti dell’acido arachidonico (in particolare il leucotriene B4)

Indipendentemente da quale sia la loro natura, tutti i fattori chemiotattici agiscono legandosi ad una

proteina G che si trova sui leucociti. Il legame aumenta la permeabilità al Calcio; l’aumento del

Ca2+ intracellulare attiva delle chinasi che inducono la polimerizzazione dell’actina quindi un

rimodernamento del citosceletro alla base del movimento.

L’infiltrato leucocitario varia in relazione alla progressione temporale della risposta infiammmatoria

e al tipo di stimolo.

Nelle prime 6-24 ore: predominano i neutrofili (cellule più numerose, rispondono più rapidamente

ai fattori chemotattici, si fissano in maniera più salda ma nei tessuti hanno vita più breve).

Durante le 24-48 ore: predominano i monociti (sopravvivono più a lungo, proliferano nei tessuti).

Ci sono tuttavia delle eccezioni: nelle infezioni virali i linfociti possono essere le prime cellule ad

arrivare, mentre in alcune reazioni di ipersensibilità gli eosinofili possono essere il principale tipo

cellulare. 7

ATTIVAZIONE LEUCOCITARIA

Una volta reclutati nel sito di infezione o necrosi avvengono due eventi sequenziali:

1. Riconoscimento dell’Ag lesivo:

2. Produzione di segnali che attivano i leucociti.

Quindi affinchè il segnale per l’attivazione dei leucociti venga trasdotto non è necessario solo il

contatto con l’Ag ma anche la produzione di molecole pro-infiammatorie da parte dell’organismo.

L’attivazione leucocitaria determina un incremento delle seguenti funzioni:

fagocitosi

• Liberazione di sostanze che distruggono microrganismi extracellulari e tessuti morti

• Produzione di mediatori, inclusi i metaboliti dell’acido arachidonico e le citochine che

• amplificano la reazione infiammatoria reclutando ed attivando ulteriori leucociti.

I leucociti legano ed ingeriscono microrganismi e cellule morte attraverso specifici recettori di

superficie. Alcuni riconoscono componenti di microrganismi e cellule morte, altri riconoscono

proteine dell’ospite definite opsonine (Ab IgG, proteine del complemento ecc..) che rivestono i

microrganismi e li rendono bersaglio di fagocitosi (opsonizzazione).

(PCR o CRP dall'inglese C-reactive Protein), è una proteina rilevabile nel

La Proteina C reattiva

sangue, prodotta dal fegato, e facente parte delle cosidette proteine di fase acuta (gruppo di proteine

sintetizzate durante uno stato infiammatorio).

E’ una proteina pentamerica costituita da 5 subunità monomeriche identiche associate allo ione

Ca2+, che si legano tra loro a formare una struttura pentagonale.

Fisiologicamente la PCR è una opsonina, il cui principale ruolo è quello di legare la fosfatidilcolina,

espressa su cellule morte o morenti, ma anche sulla superficie esterna di diverse specie batteriche,

permettendo l'attivazione del complemento attraverso la via classica.

La FAGOCITOSI è il processo attraverso il quale si rimuove l’agente lesivo

E’ costituita da 3 fasi:

1. Riconoscimento e adesione (l’efficienza della fagocitosi è maggiore quando i microbi sono

opsonizzati).

2. Ingestione e formazione del fagosoma.

3. Uccisione e degradazione del materiale ingerito.

Il punto chiave è rappresentato dalla produzione di sostanze con attività microbicida dentro i

lisosomi e della fusione di questi con i fagosomi. Le sostanze microbicide più importanti sono i

ROS e gli enzimi lisosomiali. A volte l’attivitò micorbicida può essere svolta anche da altre

sostanze presenti nei granuli leucocitari.

I macrofagi possono essere attivati per svolgere diverse altre funzioni: attività microbicida se

“attivati in maniera classica” (attraverso i TRL—> attivazione del processo infiammatorio) o

riparazione dei tessuti e limitazione della risposta infiammatoria se “attivati in maniera alternativa”.

Cio che cambia in una e nell’altra via è l’espressione di diverse citochine.

Mentre i leucociti lavorano, possono causare dei danni collaterali, ad esempio andando ad

intaccate i tessuti sani vicini. In genere questo danno collaterale è localizzato accanto alla zona

infetta. Questa condizione si ritrova spesso nelle patologie autoimmuni nelle quali, la risposta

infiammatoria contro Ag SELF, può coinvolgere anche il tessuto vicino che non lo esprime; o

quando si attua una risposta eccessiva contro sostaze ambientali normalmente innoque.

Malattie di tipo genetico e patologie acquisite possono causare deficit della funzione leucocitaria o

dell’endotelio vasale. 8

Esempi:

Difetti genetici a livello Come ad esempio la Deficienza di adesione leucocitaria di tipo II,

dell’espressione causato da un difetto metabolico che determina l’assenza

di ligandi dell’oligosaccaride leucocitario (sialil-Lewis X) che lega le selectine

dell’endotelio attivato.

Patologie tumorali Si ha alterazione della chemiotassi: le cellule esprimono metallo-

maligne proteasi che degradano la matrice extracellulare, comprese le

molecole chemiotattiche che servono per la migrazione dei

leucociti.

Leucemie Si possono avere difetti nelle popolazioni leucocitarie che possono

alterarne, ad esempio, la capacità di fagocitare l’agente lesivo.

Diabete mellito L’endotelio subisce alterazioni con alterazione dell’adesione dei

leucociti e della chemotassi.

ESTINZIONE DELLA RX INFIAMMATORIA

Il processo infiammatorio deve regredire quando lo stimolo non è più presente.

I neutrofili hanno emivita breve e muoiono dopo qualche ora dopo aver lasciato il circolo ematico

per apoptosi.

I mediatori dell’infiammazione sono prodotti rapidamente e solo per il tempo in cui lo stimolo

persiste.

Si innescano a questo punto segnali di arresto per interrompere la reazione:

Il metabolismo dell’acido arachidonico cambia: dalla produzione di leucotrieni proinfiammatori a

• quella di lipossine antiinfiammatorie.

Si possono anche produrre delle risolvine o protectine di origine lipidica con funzione anti-

• infiammatorie.

Vengono inoltre rilasciate citochine anti-infiammatorie come TGF-beta ed IL-10

•

Abbiamo quindi diversi metodi per controllare e bloccare l’infiammazione, se non ne funziona una

ne abbiamo uno di riserva. La preseza di più metodi di controllo ci fa capire l’importanza della

regolazione di tale processo.

I mediatori dell’infiammazione (così come le molecole antiinfiammatorie) sono diversi.

Ne ricordiamo solo alcuni: Istamina, Ossido nitrico, Citochine pro ed antinfiammatorie (TGF-b),

metaboliti dell’acido arachidonico.

Questi mediatori possono essere prodotti sia all’interno della cellula che derivare da proteine

plasmatiche (esempio: prodotti del complemento) 9

I metaboliti dell’acido arachidonico sono chiamati EICOSANOIDI (derivanti da acidi grassi a

20C) ed influiscono su vari processi biologici tra cui infiammazione ed emostasi.

La loro sintesi è aumentate nelle zone flogogene e gli agenti che la inibiscono riducono

l’infiammazione.

Gli eicosanoidi agiscono localmente nel sito di produzione, quindi decadono spontaneamente o

vengono distrutti da enzimi.

A partire dall’acido arachidonico: (a) la ciclossig