Microbiologia - Micobatteri

Il processo di formazione del granuloma

Infine, nel granuloma si assiste alla proliferazione di fibroblasti con produzione di fibre di collagene e sostanza fondamentale (mucopolisaccaridi). Le fibre di collagene formano una specie di "capsula" intorno al corpo estraneo (sequestro). Dunque, il corpo estraneo è segregato, ma non eliminato. La fibrosi rappresenta il tentativo dell'ospite di isolare il corpo estraneo. Ad esempio, per il micobatterio l'ospite cerca di creare un ambiente di anaerobiosi, ove il germe sopravvive, ma non si moltiplica (batteriostasi). In altri termini, il micobatterio giace murato in uno stato di quiescenza, anche se non è stato eliminato.

Nel caso specifico della tubercolosi, il granuloma può andare incontro alle seguenti evoluzioni, che possono essere favorevoli o sfavorevoli all'ospite. Non si conosce il motivo, per cui si ha una evoluzione piuttosto che un'altra:

1. Necrosi caseosa = Il granuloma va in necrosi, che è denominata

“caseosa” a causa del suo aspetto che ricorda il “formaggio grattugiato”. La necrosi delle cellule epitelioidi è dovuta alla obliterazione del lume arteriolare con conseguente assenza di ossigeno (ischemia).

Necrosi colliquativa = Il granuloma può andare incontro a liquefazione ad opera di enzimi idrolitici contenuti nei pochi neutrofili presenti oppure ad opera di abbondanti citochine. La “capsula” fibrosa si rompe con apertura del focolaio. Il materiale liquefatto contiene un grande numero di bacilli acido-resistenti, capaci di riprodursi. Il materiale liquefatto - in caso di infezione polmonare – può riversarsi all’esterno mediante l’espettorato con diffusione di infezione (tubercolosi aperta). In parenchima polmonare residua una “caverna”. Più focolai e, quindi, più caverne possono confluire e formare “policaverne” con distruzione di parenchima (tubercolosi cavitaria). Meno

Frequentemente il materiale liquefatto può riversarsi nel sangue con disseminazione metastatica di tubercoli in tutto il corpo (tubercolosi miliare).

13. Calcificazione distrofica = Alla fibrosi può seguire la calcificazione per precipitazioni di sali di calcio, ma senza ottenere la guarigione definitiva. Si tratta di una guarigione clinica, di cui ci si accorge spesso casualmente a seguito di RX di routine al polmone.

Koch fu il primo a dimostrare che l'infezione da micobatterio induce anche una ipersensibilità di tipo ritardato. Questo fenomeno è noto come "fenomeno di Koch". Koch indusse una infezione tubercolare in una cavia, che non era mai stata in contatto con il micobatterio. Nel punto di inoculo non si notava alcuna reazione. Dopo 40 giorni dall'inoculo la cavia sviluppa la malattia: alla sezione si vede la disseminazione di tubercoli, specie in regione addominale. (Esempi di soggetti umani che non sono mai stati in contatto con il micobatterio).

batterio sono i neonati e gli indiani di America, che anche per questo furono sterminati !!!). Dopo 15 gg dal primo inoculo Koch procedette a nuovo inoculo nella stessa cavia. Egli notò che localmente entro 24-48 ore dal secondo inoculo appariva una infiammazione cutanea esagerata (da cui il nome iper-sensibilità) dovuta ad infiltrazione di macrofagi e linfociti. La reazione esitava in necrosi, formazione di escara e cicatrizzazione con espulsione del focolaio, ma senza un nuovo attecchimento. Questo fenomeno di Koch dimostra che la coesistenza di due fenomeni: da una parte la protezione immunologia (dopo 15 gg la cavia già infettata era divenuta immune, in quanto il germe non penetrava in circolo) e dall’altra l’ipersensibilità (la cavia presentava esagerata reazione in loco). Questo fenomeno di Koch è alla base del test cutaneo alla tubercolina, a scopo diagnostico. Ricapitolando, il macrofago gioca un ruolo chiave in questa reazione. Infatti,

Il neutrofilo immediatamente (entro 24h) corre in loco (esempio in alveolo) per la fagocitosi, ma "muore". Invece, il macrofago (ex monocita circolante) non muore a seguito della fagocitosi. La fagocitosi avviene sempre, perché sui macrofagi esistono recettori specifici capaci di riconoscere le "invasine", molecole che fanno aderire il micobatterio alla cellula ospite. Probabilmente esiste anche un meccanismo aspecifico, legato ad una sorta di attrazione cellulare tra il macrofago ed una cellula idrofobica, quale il micobatterio. Precisamente, il micobatterio a causa del contenuto lipidico e, quindi, idrofobico, tende a formare delle gocce, che si prestano alla fagocitosi dei macrofagi. Tuttavia, il macrofago è incapace a digerire il micobatterio e, quindi, ad eliminarlo. Probabilmente gli enzimi litici del fago-lisosoma sono inattivati dal pH alcalino prodotto in loco dagli idrati di ammonio, secreti in abbondanza dal micobatterio. Inoltre, anche i

sulfatidi di membrana del micobatterio sembrano inattivare gli enzimi litici. Non bisogna dimenticare che a complicare l'esito della lotta ci sono i fattori di virulenza, come il "fattore Corda" e come la composizione chimica di parete batterica. La parete batterica è fatta di zuccheri rari (arabinosio), per cui è resistente alla degradazione, in quanto l'ospite è sprovvisto di enzimi litici specifici per questi zuccheri rari. Ne consegue che il micobatterio è in grado di resistere alla uccisione intracellulare. Esso sopravvive all'interno del fagolisosoma, si moltiplica, esce dal fago-lisosoma stesso e va nel citosol del macrofago. Allora il macrofago, quale cellula APC (cellula presentante l'antigene), risponde, esponendo sulla sua superficie di membrana gli antigeni in associazione alle molecole di istocompatibilità di classe I e di classe II. Gli antigeni di istocompatibilità di classe II stimolano la risposta.

anticorpale o umorale mediata da linfociti helperTH2, che liberano citochine attivanti le plasmacellule. Essa, tuttavia, ha scarsa efficacia perché:

1. gli antigeni proteici (tubercolina e complesso 85) sono ben coperti dall’abbondanza di lipidi presenti nella paretebatterica, impedendo l’azione anticorpale.
2. per lo stesso motivo non si lega il complemento e non si verifica batteriolisi.
3. il micobatterio è all’interno del macrofago e l’anticorpo non riesce a penetrare nel citosol del macrofago.

Gli antigeni di istocompatibilità di classe I, invece, stimolano la risposta cellulare mediata dai linfociti T .

Precisamente sono attivati i linfociti T CD4, che liberano citochine, ed i linfociti T citotossici CD8, che esercitanoazione tossica diretta sulla cellula che ha inglobato il micobatterio.

Le citochine, secrete dai linfociti T helper CD4, sottopopolazione TH1, hanno la funzione di reclutare ulteriorimacrofagi e le cellule NK. Esse sono:

1. IL-1,

1. IL-1, innesca la reazione granulomatosa.

2. IL-2, stimola la proliferazione cellulare e, quindi, la formazione del granuloma.

3. Interferone gamma, attiva al massimo i macrofagi per una più efficace fagocitosi. In conseguenza, il macrofago cambia aspetto: presenta una ipertrofia citoplasmatica per la incrementata sintesi di enzimi litici. Questo, fa capire perché – come suddetto – il granuloma immunogeno è istologicamente differente da quello non-immunogeno, cioè nel granuloma non-immunogeno non è secreto interferone gamma.

4. TNF alfa (Tumor Necrosis Factor), a basse concentrazioni ha effetto pro-infiammatorio, inducendo in loco la migrazione e attivazione dei monociti circolanti. La lesione guarisce con reliquari modesti. Tuttavia, a concentrazioni maggiori esso è responsabile di danni tessutali locali con perdite di parenchima (lesioni cavitaria), nonché di effetti sistemici, che possono arrivare alla morte da shock settico.

Regolazione di questo equilibrio di concentrazione è ancora da capire da parte della scienza. È probabile che da questo equilibrio dipenda l'esito della lotta: favorevole o sfavorevole per l'ospite.

Ricapitolando, nell'infezione tubercolare le difese dell'ospite iniziano da un processo infiammatorio (fase acuta) con generica infiltrazione cellulare. Dato che il micobatterio non viene eliminato, il processo infiammatorio si complica necessariamente con l'intervento di cellule della risposta immunitaria sia di tipo umorale (ma di scarso significato) sia di tipo cellulare. La risposta cellulare citotossica dei linfociti CD8 "cerca" di distruggere la cellula contenente nel suo interno il micobatterio. In questo modo il micobatterio, espulso dalla cellula epitelioide che lo inglobava, è attaccato da nuovi macrofagi, che a loro volta cercano di distruggerlo.

Come detto, la risposta cellulare è responsabile della

Koch, noto anche come fenomeno di Koch, si riferisce alla reazione infiammatoria che si verifica quando un organismo viene infettato da Mycobacterium tuberculosis, il batterio responsabile della tubercolosi. Questa reazione è caratterizzata dalla formazione di granulomi, che sono aggregati di cellule infiammatorie, come macrofagi e linfociti, che cercano di contenere e distruggere il batterio. Il fenomeno di Koch si verifica quando un individuo precedentemente esposto al batterio viene reinoculato con la tubercolina, una proteina derivata da Mycobacterium tuberculosis. La tubercolina viene iniettata nella pelle e se l'individuo è stato precedentemente infettato, si verifica una reazione infiammatoria locale, con arrossamento e gonfiore intorno al sito di iniezione. Questa reazione è indicativa di una risposta immunitaria cellulare mediata dai linfociti T, che riconoscono gli antigeni del batterio e producono una serie di citochine infiammatorie. Il fenomeno di Koch è un importante strumento diagnostico per la tubercolosi, in quanto può indicare se un individuo è stato precedentemente infettato dal batterio. Tuttavia, è importante notare che il fenomeno di Koch può essere negativo in alcuni casi, come nel caso di anergia. L'anergia si verifica quando il sistema immunitario non risponde correttamente agli antigeni, come nel caso di una risposta immunitaria prevalentemente umorale. In questi casi, non si verifica una reazione infiammatoria alla tubercolina, nonostante la presenza dell'infezione tubercolotica. In sintesi, il fenomeno di Koch è una reazione infiammatoria che si verifica quando un individuo precedentemente infettato da Mycobacterium tuberculosis viene reinoculato con la tubercolina. Questa reazione indica una risposta immunitaria cellulare mediata dai linfociti T. Tuttavia, in alcuni casi, come nell'anergia, il fenomeno di Koch può essere negativo nonostante la presenza dell'infezione tubercolotica.

protezione immunitaria ed il fenomeno della ipersensibilità sono due fenomeni distinti oppure due aspetti dello stesso fenomeno?

RISPOSTA: Sono fenomeni distinti. Il fenomeno della protezione immunologia è dovuto alla differenziazione di linfociti T specifici di memoria, per cui al secondo inoculo dello stesso antigene, la cavia risultava protetta già dopo 15 gg dal primo inoculo. Invece, il fenomeno della ipersensibilità con formazione di necrosi ed escara è dovuto all'esagerata liberazione di citochine in loco. Come detto, nella cavia per sviluppare la protezione immunitaria occorrono almeno 15-20 giorni dal primo inoculo, mentre per sviluppare l'ipersensibilità sono sufficienti 24-48 ore dal secondo inoculo. Il fenomeno di Koch può essere ripetuto in modo moderno con micobatterio "marcato". Inoculare in cavia vergine micobatteri non-marcati. Dopo 15 giorni inoculare nella stessa cavia per la seconda volta, ma con

micobatteri marcati. Si dimostra che la radioattività resta localizzata o al massimo nella prima stazione linfonodale più vicina.

FORME CLINICHE

La forma clinica più comune è quella "abortiva" o asintomatica. La sede primaria è polmonare, dovuta all'inalazione del batterio. La caratteristica