Lezioni, Patologia Generale

RLR.

I recettori TLR (costituiti da un dominio detto TIR) rappresentano la classe probabilmente più

importante dei recettori dell’immunità innata. Nell’uomo sono stati identificati 10 TLR, di cui

ricordiamo: il TLR­3, che riconosce l’RNA virale a doppia elica, il TLR­4, che riconosce componenti

batteriche come l’LPS, proteoglicani e flagellina, e il TLR­9, che riconosce sequenza ricche di citosina e

guanina tipiche del DNA batterico. I TLR, tuttavia, non interagiscono direttamente col patogeno, ma

con una proteasi attivata dal patogeno stesso che agisce su una molecola detta “spatzle”. Nei vertebrati

i TLR hanno un ruolo chiave nell’inizio della risposta immunitaria acquisita: il TLR­4 individua la

presenza di batteri gram­negativi attraverso la sua associazione con la proteina periferica di membrana

CD14, che è un recettore per LPS batterico; i TLR inoltre attivano il fattore di trascrizione NF­kB, che

promuove quindi la trascrizione di vari geni, tra cui quelli per le citochine, le chemochine e molecole co­

stimolatorie che hanno un ruolo essenziale nella risposta immunitaria acquisita e negli stadi più tardivi

dell’infezione.

I recettori NLR (Nod­Like Receptors) si trovano liberi nel citoplasma ed anch’essi identificano

componenti microbiche ed attivano NF­kB tramite eventi a cascata. Sono costituiti da un dominio ricco

di leucine (LRR) accoppiato con un dominio TIR. L’importanza dei NOD è sottolineata dal fatto che

una mutazione del gene NOD2 costituisce un importante fattore di rischio per una malattia

infiammatoria intestinale di probabile origine autoimmune, il morbo di Crohn: forse la normale flora

batterica intestinale viene riconosciuta come NON­SELF.

I recettori RLR (Rig­Like Receptors) sono delle elicasi che legano l’RNA a doppio filamento e attivano

la risposta infiammatoria legandosi ad una lipoproteina mitocondriale: IPS­1.

Presentazione dell’antigene : dopo aver riconosciuto e fagocitato il patogeno, le cellule che

fungono da APC (come macrofagi e cellule dendritiche) raggiungono il linfonodo (sede dei linfociti)

migrando nelle vie linfatiche. Durante il percorso le cellule dendritiche subiscono un processo di

maturazione, che consiste nell’espressione di alcune molecole, tra cui il recettore per le chemochine, che

indirizzano la migrazione delle APC secondo il loro gradiente. Giunte nel linfonodo le APC presentano

l’antigene in complesso con l’MHC (complesso maggiore di istocompatibilità) ai linfociti T che si

attivano e innescano la risposta immunitaria acquisita.

Meccanismi di uccisione dei fagociti : la stimolazione delle cellule epiteliali informa i granulociti

neutrofili di uscire dal circolo sanguigno ed andare ad uccidere l’antigene. Uscito dal circolo il

granulocita diventa un macrofago e, dopo aver riconosciuto e legato l’antigene tramite i PAMP, forma

delle invaginazioni della membrana plasmatica nel sito dove è presente l’antigene fino ad inglobarlo in

una vescicola (detta fagosoma), la quale si fonderà con i lisosomi. Nel frattempo il macrofago produce

una enorme quantità di ROS e NOS per uccidere l’antigene, acidificando il pH nella cellula, ed attiva

gli enzimi lisosomiali che degradano definitivamente il batterio.

Opsonizzazione: l’opsonizzazione è un meccanismo che facilita il riconoscimento dei patogeni da

parte dei macrofagi. Le principali molecole che fungono da opsonine sono: le pentrassine, le collettine e

le immunoglobuline. Queste rivestono il materiale da fagocitare e vengono riconosciute da specifici

recettori (come le integrine) espresse su cellule quali macrofagi e leucociti, promuovendo l’ingestione della

particella riconosciuta tramite endocitosi.

Infiammazione Acuta

L’infiammazione acuta (o flogosi) costituisce una risposta immediata e locale ad un agente patogeno ed

caratterizzata dal passaggio di molecole e cellule deputate alla difesa immunitaria. Essa svolge tre ruoli

essenziali nel combattere l’infezione: il primo è quello di inviare molecole e cellule nei siti d’infezione per

aumentare l’uccisione di microrganismi invasori da parte dei primi macrofagi; il secondo ruolo è fornire

una barriera fisica sottoforma di una coagulazione microvascolare per prevenire la diffusione

dell’infezione nel circolo sanguigno; il terzo ruolo è promuovere la riparazione dei tessuti danneggiati.

Le risposte infiammatorie sono caratterizzate da dolore, rossore, calore e gonfiore nel sito d’infezione e

ciò riflette 4 tipi di cambiamenti nei vasi sanguigni:

• Aumento del diametro vascolare, che porta ad un flusso sanguigno locale aumentato (calore e

rossore) ed una riduzione nella velocità del flusso sanguigno nei piccoli vasi;

• Attivazione delle cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni, in modo da esprimere molecole

di adesione e sostanze chemiotattiche che facilitano il legame dei leucociti circolanti. La

combinazione del ridotto flusso sanguigno e di molecole di adesione, permettono ai leucociti di

legarsi all’endotelio e di migrare all’interno dei tessuti (extravasazione). Esistono tre tipi di

molecole di adesione: le selettine, le integrine e le immunoglobuline. Le selettine sono molecole di

adesione tra leucociti e cellule endoteliali (selettina E e P); le integrine, invece, sono molecole di

adesione espresse sui macrofagi, sui leucociti e su tutte le cellule che attraversano i vasi; le

immunoglobuline, infine, sono espresse sull’endotelio attivato e legano le integrine;

• Aumento della permeabilità vascolare, poiché le cellule endoteliali che rivestono le pareti dei vasi

si separano e ciò porta ad una fuoriuscita di fluidi e proteine che vanno ad accumularsi nei

tessuti, causando “edema” (gonfiore e dolore);

• Coagulazione nei capillari nel sito infiammatorio, in modo tale da impedire al patogeno di

diffondersi attraverso il sangue.

Durante il processo infiammatorio vengono prodotti importanti mediatori chimici di origine plasmatica

e cellulare.

I mediatori di origine cellulare sono:

• Istamina, responsabile della vasodilatazione e dell’aumento della permeabilità vascolare che

porta alla formazione di edema;

• Serotonina, la quale media l’aggregazione piastrinica.

I mediatori di origine plasmatica, invece, sono:

• Trombina, che porta alla formazione di fibrina, responsabile della coagulazione del sangue;

• Pentrassine, che svolgono una funzione opsonizzante;

• Collettine.

Altri mediatori chimici dell’infiammazione sono: prostaglandine, leucotrieni, fattore attivante le

piastrine (o PAF), metaboliti dell’acido arachidonico, ossido di azoto e neuropeptidi. Le loro azioni sono

seguite da quelle delle chemochine e delle citochine.

Essudato e Trasudato : l’essudato rappresenta una grande quantità di liquidi che esce dai vasi

sanguigni e si accumula nel tessuto interstiziale infiammato; il trasudato, invece, è il liquido che

fisiologicamente fuoriesce dal microcircolo terminale (arteriole, capillari e venule) per far fronte allo

scambio di materiali tra sangue e tessuti (Co2 e rifiuti entrano nel sangue ed esce O2).

Reclutamento leucocitario : la migrazione dei leucociti attraverso la parete vascolare avviene in 4

fasi: la fase del rotolamento, la fase di attivazione, la fase di adesione e la diapedesi. Quando un

leucocita presente nel sangue giunge in un sito infiammatorio il flusso rallentato lo porta ad interagire

con l’endotelio tramite l’interazione con le selettine. Questa interazione debole è in grado di rallentare

ma non di fermare il leucocita, e produce rotolamento della cellula sull’endotelio vascolare. Questa

interazione è però sufficiente per permettere ai recettori chemiotattici espressi dai leucociti di riconoscere

i fattori chemiotattici presenti sulla membrana plasmatica delle cellule endoteliali. Questa interazione

produce l’adesione del leucocita sulla parete vascolare e l’inizio della diapedesi, ossia il passaggio della

cellula attraverso la parte vascolare guidato dal gradiente chemiotattico.

Citochine Infiammatorie : le citochine sono dei piccoli mediatori polipeptidici rilasciati da diversi

tipi di cellule in riposta a microrganismi o in generale ad antigeni, e fungono da segnali di

comunicazione sia tra le cellule del sistema immunitario, sia tra queste e i vari organi e tessuti. La

produzione di citochine è transitoria, in genere agiscono a breve distanza e di regola non si trovano in

quantità importanti in circolo in condizioni normali. Le loro attività biologiche sono spesso ridondanti

(ossia 2 citochine possono svolgere la medesima funzione) anche se sono strutturalmente diverse e gli

effetti possono essere “sinergici” (potenziano l’azione l’una dell’altra) o “antagonisti” (una attiva un

processo e l’altro lo spegne). Le citochine possiedono 3 meccanismi d’azione:

• Autocrino, quando agiscono sulle cellule che le ha prodotte;

• Paracrino, quando agiscono sulle cellule limitrofe;

• Endocrino, quando agiscono attraverso il circolo sanguigno.

Il loro legame a specifici recettori ha elevata affinità e la risposta cellulare della loro azione è

negativamente regolata da meccanismi a feed­back. A livello locale inducono la produzione di

chemochine, fattori di crescita, prostaglandine e monossido d’azoto. A livello sistemico, invece,

amplificano i meccanismi dell’immunità innata e il reclutamento leucocitario, inducono il fegato a

produrre proteine della fase acuta (che favoriscono il rimodellamento tissutale) ed inoltre sono

fondamentali per indirizzare l’immunità specifica verso una risposta di tipo 1 (con produzione di

interferone per patogeni extracellulari) o di tipo 2 (con produzione di interlochine 4 e 13 in risposta a

γ

reazioni allergiche).

Una classificazione utile dal punto di vista operativo è quella di distinguere le citochine sulla base delle

loro proprietà funzionali:

• Citochine emopoietiche;

• Citochine dell’immunità specifica;

• Citochine infiammatorie primarie;

• Citochine anti­infiammatorie o immunosoppressive;

• Citochine infiammatorie secondarie (chemochine).

Le citochine infiammatorie primarie sono: IL­1, TNF e IL­6.

Interleuchina­1 (IL­1) : L'interleuchina 1 (IL­1) è una citochina secreta da vari tipi di cellule del

sistema immunitario tra cui macrofagi, monociti e cellule dendritiche, in risposta ad un processo

infiammatorio. IL­1 agisce innanzitutto sulle cellule emopoietiche (precursori emopoietici, linfociti T e

B) stimolando la proliferazione e il differenziamento, i quali sono mediati dalla produzione di fattori di

crescita e da IL­6. A livello dell’endotelio vascolare, invece, induce la produzione di chemochine