3. Vasi e infiammazione

Vasi, infiammazione acuta e cronica

Conoscere la struttura di un vaso significa comprenderne la funzione. Presenta una struttura a tonache sovrapposte, che delimitano un lume centrale:

• Tonaca intima (endotelio + lamina elastica interna, spessa);
• Tonaca media (muscolatura liscia + lamina elastica esterna);
• Tonaca avventizia.

In base alla funzione del vaso, la struttura può variare, per cui grandi vasi di conduzione e distribuzione avranno struttura diversa rispetto ai capillari e alle venule. Se la funzione è quella di scambiare nutrienti o materiale, è meglio una parete più sottile; più spessa invece per resistere alla pressione.

Tipi di arterie

Tre tipi di arterie:

• Grandi arterie elastiche (es: aorta): le fibre elastiche si alternano alle cellule muscolari lisce per tutto lo spessore della tunica media;
• Arterie muscolari di medio calibro (es.: coronarie e renali): la tunica media è formata principalmente da cellule muscolari lisce;
• Arterie di piccolo calibro e arteriole: la tunica media è composta principalmente da cellule muscolari lisce.

Infine, i capillari sono rivestiti da cellule endoteliali e parzialmente circondati da periciti (cellule simili a cellule muscolari lisce). Le pareti sottili unite al flusso ematico rallentato consentono un efficiente scambio di sostanze diffusibili tra il circolo e i tessuti.

Le vene ricevono sangue dai capillari attraverso le venule postcapillari. Hanno un diametro maggiore, un lume più ampio e pareti più sottili con meno strati (adattabili alle basse pressioni del circolo venoso).

A livello del microcircolo le cellule immunitarie fuoriescono per diffondere e attaccare l’agente lesivo. Le cellule dell’endotelio capillare hanno quindi molte funzioni coinvolte anche nelle reazioni immunitarie e nell’infiammazione.

Funzione delle cellule dell'endotelio dei capillari

In genere si trovano in quiescenza esposte al flusso ematico. Possono essere attivate ed esprimere proteine che servono per l’homing leucocitario. Inoltre, hanno la capacità di partecipare ai processi di coagulazione. In caso di flusso non regolare, dovuto a diverse condizioni (stress dovuto al fumo, ipertensione, acidosi ecc.), le citochine possono attivare le cellule endoteliali con aumentata espressione di molecole di adesione ed espressione di molecole coinvolte nel processo di coagulazione (attività trombotica → ischemia).

Risulta quindi importante che l’attivazione dell’endotelio vascolare avvenga solo quando c’è necessità di far uscire i leucociti dal circolo per raggiungere la zona flogogena.

Funzioni dell'endotelio vasale

• Mantenimento della permeabilità della barriera: in base allo stato di quiescenza o attivazione, regola la possibilità di oltrepassare la parete del vaso.
• Produzione di sostanze coinvolte nel processo di coagulazione.
• Espressione di citochine come ICAM e VCAM che regolano l’infiammazione e le reazioni immunitarie.
• Regolazione della proliferazione cellulare: processo importante nella costruzione dei vasi.
• Ossidazione dell’LDL: nel processo arteriosclerotico può essere causa dell’accumulo di placche.
• Regolazione del flusso ematico: l’ossido nitrico agisce sulle cellule endoteliali creando vasodilatazione.

Infiammazione acuta (angioflogosi) e cronica (istoflogosi)

L’infiammazione o flogosi è una risposta protettiva che coinvolge cellule dell’ospite, vasi sanguigni ed altri mediatori; essa è deputata a liberare l’organismo dalla causa iniziale del danno cellulare (microbi o tossine) e dai prodotti di tale lesione (cellule e tessuti necrotici), ed all’inizio del processo di riparazione.

L’infiammazione è indotta da mediatori chimici prodotti dalle cellule dell’ospite in risposta a stimoli dannosi. L’infiammazione cessa quando lo stimolo nocivo viene eliminato: i mediatori vengono eliminati mentre i leucociti hanno breve vita nei tessuti. Tuttavia, la reazione infiammatoria può essere causa di danno all’organismo qualora la reazione sia molto forte (ad esempio in caso di una grave infezione), prolungata (quando lo stimolo scatenante persiste), o inappropriata (quando è diretta contro Ag-SELF come nelle patologie autoimmuni, o contro antigeni ambientali come nelle allergie).

I farmaci antinfiammatori sono ideati per controllare gli effetti dannosi dell’infiammazione senza interferire con quelli benefici.

Le componenti principali dell’infiammazione sono rappresentate da una reazione vascolare e da una risposta cellulare, entrambe sono attivate da mediatori derivati da proteine plasmatiche (es. complemento) e da vari tipi cellulari.

L’infiammazione può essere:

• Acuta o angioflogosi, che interessa i vasi (“angio” = vaso);
• Cronica o istoflogosi, che interessa i tessuti.

L’infiammazione acuta inizia rapidamente ed è di breve durata (minuti/ore → giorni). È caratterizzata dall’esudazione di fluido e proteine plasmatiche, oltre che da un accumulo predominante di neutrofili.

L’infiammazione cronica ha un esordio più lento ma dura più a lungo. Sono coinvolti soprattutto monociti/macrofagi e linfociti. A causa della durata, cercando di riparare il danno cellulare creatosi, alcune cellule vengono sostituite da tessuto fibrotico (cicatrizzazione), con perdita di funzionalità del tessuto. La sintomatologia non è sempre ben evidente.

In generale i sintomi riconducibili a flogosi sono: aumento della temperatura locale (calor), perdita di funzione (functionlaesa), tumefazione (tumor), arrossamento (rubor), dolore (dolor). Tumor e rubor sono conseguenza di edemi tipici dell’infiammazione acuta.

Infiammazione acuta

Risposta rapida che prevede il coinvolgimento di vasi e proteine plasmatiche che reclutano i leucociti nella zona di infezione.

Diversi stimoli possono attivare il processo infiammatorio acuto:

• Infezioni (batteriche, virali, fungine, parassitarie);
• Traumi e vari insulti chimici (insulti termici come ustione e congelamento);
• Necrosi tissutale (da qualunque causa, anche un’ischemia può creare un danno necrotico);
• Corpi estranei (sostanze non per forza attive contro l’organismo esempio: schegge, fili di sutura);
• Reazioni immunitarie (reazioni di ipersensibilità, malattie autoimmuni).

Quindi il processo infiammatorio può essere secondario ad un’altra patologia.

L’infiammazione acuta ha due principali componenti:

• Modificazioni vascolari, alterazioni del calibro dei vasi con aumento del flusso sanguigno (rapida vasocostrizione seguita da vasodilatazione) e modificazione della permeabilità delle pareti che permettono alle proteine plasmatiche ed ai leucociti di fuoriuscire dalla circolazione. Inoltre, le cellule endoteliali si attivano determinando un aumento dell’adesione e della migrazione dei leucociti attraverso le pareti del vaso.
• Reclutamento cellulare, migrazione dei leucociti ed accumulo nelle sedi di danno, quindi attivazione leucocitaria. I principali leucociti dell’angioflogosi sono i neutrofili.

L’infiammazione acuta si manifesta con eritemi ed aumento della temperatura causati dalla vasodilatazione e dall’aumento del flusso ematico, e con formazione di edemi, dovuti all’extravasazione di liquido e proteine plasmatiche.

Le fasi dell’infiammazione acuta possono essere ricordate con la regola delle 5 “R”:

• Riconoscimento dell’agente nocivo.
• Reclutamento leucocitario.
• Rimozione dell’agente lesivo.
• Regolazione (controllo) della risposta.
• Risoluzione (riparazione).

Riconoscimento

Riconoscimento di microrganismi, cellule necrotiche e sostanze estranee. L’infezione o il danno vengono rilevati dalle cellule residenti (macrofagi, cellule dendritiche, mastociti ecc...) che secernono molecole (citochine ed altri mediatori) responsabili dell’induzione e regolazione della risposta infiammatoria.

Fagociti, cellule dendritiche e altre cellule come le epiteliali, esprimono recettori progettati per rilevare la presenza di Ag infettivi e sostanze rilasciate dalle cellule morte. Tali recettori sono denominati PRR (Pattern Recognition Receptor) in quanto riconoscono strutture comuni a molti microrganismi o a cellule morte. Vi sono due principali famiglie di tali recettori:

• Toll-like Rc, sono i recettori dell’immunità innata in quanto riconoscono prodotti comuni a molti microrganismi. Sono localizzati sulla membrana plasmatica, e la Lectina, anch’essa recettore di membrana.
• L’inflammasoma è un complesso citoplasmatico multiproteico che riconosce prodotti di cellule morte. Il legame di questi prodotti con il complesso recettoriale consente l’espressione genica e la sintesi di citochine come IL-1, importante nel reclutamento leucocitario nell’angioflogosi.

Modificazioni vascolari nell'infiammazione acuta

Una prima rapida vasocostrizione porta ad una successiva vasodilatazione, questo cambio rapido è responsabile di rossore (eritema) e dell’aumento di temperatura, caratteristici dell’infiammazione. La vasodilatazione serve per trasportare molte cellule nelle zone interessate dal danno o infezione. Istamina e ossido nitrico sono vasodilatatori.

La parete capillare diviene quindi più permeabile ed il fluido ricco di proteine si muove in sede extravascolare. La perdita di fluidi causa un aumento della concentrazione di eritrociti e di conseguenza della viscosità del sangue ed il flusso rallenta. Tali cambiamenti si riflettono microscopicamente con la presenza di piccoli vasi dilatati con globuli rossi impacchettati, tale condizione è definita stasi.

Con lo sviluppo della stasi, i leucociti (neutrofili) congestionano e aderiscono alle cellule endoteliali della parete del vaso, processo definito marginazione. Le cellule endoteliali attivate, favoriscono l’adesione e la successiva migrazione.