Microbiologia generale - tubercolosi

MICOBACTERIUM TUBERCOLOSIS

INFEZIONE: ampio spettro d’ospite, entra da qualsiasi porta d’ingresso. La via più frequente è la via AEROGENA. È in grado di

infettare tutti i tessuti tranne i muscoli. Infatti il suo bacillo è sensibile agli acidi grassi, e nei muscoli si accumula acido lattico.

Il soggetto inala le goccioline di saliva che possono contenere il bacillo tubercoloso. Va a finire nelle prime vie aeree. Ci sono due primi

meccanismi di difesa:

­ Il MUCO che imbriglia queste goccioline;

­ L’EPITELIO che è ciliato. Le goccioline si muovono con andamento centrifugo e sono spinte verso l’esterno, oppure

vengono ingerite.

Ma al di sotto dei 6 micron, riescono a superare l’apparato respiratorio e arrivare nell’alveolo polmonare. Gli alveoli sono ricoperti da un

epitelio, però discontinuo (se no durante la respirazione si strapperebbe): ci sono dunque delle porte d’entrata dove ci sono i macrofagi. Il

bacillo tubercolare viene dunque fagocitato dal macrofago, che non è altro che il bersaglio del bacillo. Infatti questo è in grado di

interferire con la capacità killing di questa cellula.

Si forma il fagolisosoma e gli enzimi idrolitici si scaricano del fagosoma. Si ha poi una scarica di tanti ioni superossido che uccidono i

germi, rendendo il pH acido. Il bacillo però inibisce la loro attività degradativa attraverso due meccanismi:

­ Uno è costitutivo, infatti nella parete ci sono acidi grassi in grado di inibire la formazione del fagolisosoma, e non vengono

scaricati gli enzimi. Ma tali elementi costitutivi possono fluttuare nella parete, perché dipende da dei precursori e se non ce

ne fossero abbastanza per fare tanti lipidi, non potrebbero inibire il fagosoma;

­ O sennò il germe produce ACIDO GLUTAMMICO, forte inibitore della formazione del fagosoma.

Al suo interno il fagosoma tollera al massimo una quarantina di bacilli, poi va incontro a morte. Va dunque incontro a lisi e libera i

bacilli replicati.

Quando un bacillo arriva in un tessuto si verifica sempre una RISPOSTA INFIAMMATORIA ACUTA. Tale risposta consiste in:

­ IPEREMIA ATTIVA: aumento dell’afflusso di sangue che comporta anche rossore

­ VASODILATAZIONE DEI CAPILLARI

­ DIAPEDESI DEI GLOBULI BIANCHI: possono attraversare più facilmente le pareti dei capillari

Le cellule che arrivano sono quindi LEUCOCITI POLIMORFONUCLEATI, sono definiti microfagi e sono un po’ meno efficienti dei

monociti circolanti.

Questi polimorfonucleati falliscono proprio come i macrofagi, solo che hanno una emivita di 24h, tempo identico a quello generazionale

del bacillo tubercolare, che quindi non riesce a replicarsi.

Nel tessuto polmonare dunque avremo:

­ Detriti dei polimorfonucleati

­ Detriti batterici di alcuni batteri uccisi dalle cellule

­ Bacilli vivi

­ Detriti di cellule polmonari, uccise dagli enzimi dei polimorfonucleati

Questi detriti sono degli ottimi CHEMIOATTRATTANTI, cioè richiamano cellule fagocitarie più efficienti:

­ MONOCITI CIRCOLANTI, che provengono dal sangue

­ ISTIOCITI TISSUTALI, propri di ogni tessuto

Queste cellule hanno in comune sono l’azione fagocitaria. Vengono richiamati per eliminare i detriti dai tessuti.

Questa è la risposta infiammatoria acuta, che in pratica consiste nell’accumulo nel focolaio di cellule polimorfonucleate, impari al

compito.

L’ospite impiegherà dunque il maggior numero possibile di macrofagi, ma c’è un limite per l’INIBIZIONE DA CONTATTO cellule

EPITELIOIDI.

Quando nel focolaio alle cellule polimorfonucleate si sostituiscono i macrofagi, la risposta infiammatoria da acuta diventa cronica.

L’accumulo di macrofagi nel tessuto prende il nome si GRANULOMA (accumulo cronico di macrofagi). Si ha dunque la RISPOSTA

GRANULOMATOSA PRIMARIA, tra le 72 e le 96 ore dopo l’inalazione. Non è ancora una risposta specifica, perché è passato troppo

poco tempo. È più che altro espressione della resistenza naturale. Tale risposta non è però in grado di controllare l’infezione, perché tali

macrofagi non sono diversi dai macrofagi alveolari.

Esistono specie più suscettibili al bacillo TBC (uomo, scimmie, cavie) e specie più resistenti (come topi o ratti). La resistenza dipende da:

­ DOSE INFETTANTE, cioè quanti microrganismi infettano l’ospite

­ VIA D’INFEZIONE

­ VIRULENZA, TIPO DI CEPPO BATTERICO

­ REATTIVITA’ DELL’INDIVIDUO

Si è scoperto che la resistenza in tali animali è dovuta a un blocco di geni, in particolare di un gene chiamato BCG (utilizzato anche per

il vaccino tubercolare). Questo gene si trova su un cromosoma diverso da quello dove si trovano i geni del sistema di istiocompatibilità che

governa la risposta specifica: queste due branche si sono evolute indipendentemente. Questo gene BCG codifica per una proteina di

membrana del macrofago, che trasporta NITRATO all’interno della cellula. L’attività batterica del macrofago di estrinseca in tre

meccanismi:

­ Attraverso ENZIMI IDROLITICI che scaricano nel fagosoma e degradano

­ Accumulo di IONI NITRATO, che sono molto ossidativi e rendono il pH acido

­ Si ha dunque produzione di ioni nitrato con funzione battericida

Tale proteina di membrana si chiama NRAMP (Natural Resistance Associated Macrofage Protein). La resistenza è dunque

geneticamente controllata.

La risposta granulomatosa primaria è importante perché oltre ai macrofagi arrivano anche linfociti, che sono cellule che possono curare

una risposta infiammatoria specifica. I macrofagi del “primo tempo” non riescono a eliminare il bacillo, tranne qualcuno che ci riesce e

che quindi presenterà gli epitopi tubercolari sulla membrana in associazione con gli antigeni di istiocompatibilità. Qui sono importanti i

LINFOCITI T di cui esistono due sottogruppi:

­ LINFOCITI T­CD4 POSITIVI, con marker CD4 sulla membrana

­ LINFOCITI T­CD8 POSITIVI, con marker CD8

I linfociti T­CD4+ si chiamano HELPER perché collaborano con i linfociti B e consentono a questi la maturazione in plasamcellule e

quindi produzione di anticorpi.

I linfociti T­CD8+ sono detti CITOTOSSICI o KILLER.

Quale tipo di linfociti attivare viene deciso dall’antigene. Un antigene finito nel fagosoma ha una sola possibilità di essere processato e

presentato sulla membrana in associazione con gli antigeni di istiocompatibilità, divisi a sua volta in due classe: gli antigeni di

istiocompatibilità di classe 2 si trovano solo sulla membrana delle cellule che svolgono la funzione di presentare l’antigene APC; gli

antigeni di istiocompatibilità di classe 1 si trovano sulle membrane di tutte le cellule nucleate dell’organismo (quindi no globuli rossi):

­ LINFOCITI T­CD4+ sono quelli di classe 2

­ LINFOCITI T­CD8+ sono quelli di classe 1

I T­CD4+ sono quelli attivati nel contesto di antigeni di istiocompatibilità di classe 2. I T­CD8+ sono attivati quando il macrofago

presenta l’epitopo nel contesto degli antigeni di istiocompatibilità di classe 1.

Il bacillo tubercolare si trova nel fagosoma, il macrofago presenta l’antigene nel contesto degli antigeni di istiocompatibilità di classe 2, e

attiva i linfociti T­CD4+. Perché vengano attivati i T­CD8+ l’antigene deve riconoscere una fase citosolica, cioè l’epitopo deve passare

nel citoplasma del macrofago. Quindi nel caso della tubercolosi si attivano inesorabilmente i T­CD4+.

Un esempio di antigene che finisce direttamente nel citoplasma sono i VIRUS. Con i bacilli tubercolari vengono attivati T­CD4+, che si

dividono in:

­ Th1

­ Th2

Sono mutuamente inibitorie. Se viene attivata Th2, questi cooperano con i linfociti B per la formazione di anticorpi (RISPOSTA

ANTICORPALE). Con la presentazione del bacillo tubercolare si attivano Th1. Una volta attivati questi PROLOIFERANO e

subiscono una NATURAZIONE. Questi linfociti T attivati producono un fattore di crescita, detto CITOCHINE o LINFOCHINE,

che stimola gli stessi linfociti T a proliferare (MECCANISMO A FEEDBACK POSITIVO). Questo fattore si chiama

INTERLEUCHINA 2. Questi linfociti non sono però in grado di interagire direttamente con l’agente infettivo: in questo caso i

macrofagi rappresentano gli effettori della RISPOSTA CELLULO­MEDIATA. I Th1 emettono una sostanza che svolge l’azione

chemiotattica e chemioattrattante, recluta cioè macrofagi dove c’è il focolaio infettivo. Tale sostanza “istruisce” i macrofagi, esaltando la

loro capacità funzionale, battericida, che consiste in un aumento di lisosomi perché sono gli enzimi idroliti che uccidono l’agente

invasore. I macrofagi sono però delle cellule mobili che tendono a allontanarsi. Th1 produce un’altra citochina (MIF) che inibisce la

migrazione dei macrofagi.

Le citochine vengono liberate quando Th1 rivede l’antigene, cioè quando da capo un macrofago gli ripresenta lo stesso antigene. Questa è

una RISPOSTA IMMUNITARIA SPECIFICA. Un altro tipo di risposta specifica è la risposta anticorpale, filogeneticamente più

evoluta e specifica.

Poiché i macrofagi “arrabbiati” sono cellule normali sia avrà di nuovo il fenomeno dell’INIBIZIONE DA CONTATTO risposta

GRANULOMATOSA SECONDARIA.

Questi nuovi macrofagi formano i VALLI LIFNATICI. Questa descritta è una lesione istopatologica elementare. Questa risposta si ha

dopo circa 15 giorni, durante i quali il bacillo può replicarsi.

Le cellule della risposta granulomatosa primaria che sopravvivono vanno incontro a fusione nucleare e formare un SINCIZIO, che poi

arriva alla morte (NECROSI CASEOSA). All’interno di queste strutture il bacillo, strettamente aerobio, non riesce a replicarsi, e

nell’attesa che l’ospite riesca a montare una difesa più efficiente, la necrosi impedisce che il bacillo si replichi incontrollatamente.

Dopo un tessuto necrotico, se particolarmente esteso, non riamane nei tessuti, ma viene sempre eliminato. Per fare ciò deve andare

incontro a FLUIDIFICAZIONE, dopodichè tali tessuti riescono a infiltrarsi nei tessuti sani:

­ CAVITA’ PLEURICA, il materiale fluidificato può però portare il bacillo vivo con se, e questo trova un nuovo ambiente

favorevole alla sua replicazione. Quindi tutto si complica con una PLEURITE TUBERCOLOSA

­ Può raggiungere e erodere la PARETE DEL BRONCHI, entrare nelle vie respiratorie superiori e uscire dalla bocca, e in

questo caso si ha TUBERCOLOSI APERTA (individuo contagioso)

­ Può erodere la PARETE DI UN VASO, e di qui entrare nel circolo sanguigno, così da avere una BATTEREMIA che

porta a TUBERCOLOSI MILIARE

In questo lasso di tempo di circa 15 giorni dunque l’ospite è in grado di creare la rispo