Patologia generale

INFIAMMAZIONE

L’infiammazione o flogosi è una risposta protettiva che coinvolge le cellule dell’ospite ,

vasi sanguigni, proteine ed altri mediatori, essa è deputata a eliminare la causa del

danno cellulare, le cellule e i tessuti necrotici derivanti dall’insulto iniziale, e a iniziare il

processo di riparazione. Le fasi della risposta infiammatoria possono essere

schematizzate come 5R: riconoscimento dell’agente nocivo, reclutamento leucocitario,

rimozione dell’agente, regolazione della risposta, risoluzione (riparazione). Le

manifestazioni esterne dell’infiammazione sono: calore, arrossamento, tumefazione,

dolore, perdita di funzione. L’infiammazione può essere acuta o cronica.

INFIAMMAZIONE ACUTA

Definita anche ANGIOFLOGOSI poichè comporta proprio un interessamento dei vasi.

E’ un’infiammazione di breve durata ed è caratterizzata dall’essudazione di fluido ricco

di proteine plasmatiche oltre che da un accumulo di leucociti neutrofili. La risposta

acuta conduce rapidamente leucociti e proteine plasmatiche verso i siti di danno; una

volta giunti, i leucociti rimuovono gli agenti invasivi e iniziano il processo di digestione

ed eliminazione dei tessuti necrotici. Le reazioni infiammatorie acute possono essere

innescate da diversi stimoli:

1. INFEZIONI (batteriche, virali, fungine e parassitarie)

2. NECROSI causata per es da ischemia

3. TRAUMI contusivi e penetranti, agenti fisici e chimici (ustioni o congelamento)

4. CORPI ESTRANEI (schegge, suture, sporcizia)

5. REAZIONI IMMUNITARIE (reazioni di ipersensibilità)

AFFINCHE’ LA RISPOSTA INFIAMMATORIA POSSA INIZIARE, CI DEVE ESSERE IL

RICONOSCIMENTO DI MO, CELLULE NECROTICHE E SOSTANZE ESTRANEE.

Fagociti, cellule dendritiche, cellule epiteliali, esprimono recettori per rilevare agenti

infettivi e sostanze rilasciate da cellule morte. Tali recettori sono definiti PRR (pattern

recognition receptor - sono recettori non molto specifici perchè hanno diversi ligandi) e

riconoscono strutture comuni a molti mo o a cellule di morte. Le due principali famiglie

di questi recettori sono:

– RECETTORI TOLL-LIKE: sono localizzati sia a livello delle membrane

plasmatiche che a livello degli endosomi; questo è importante sia per il

riconoscimento extracellulare ed intracellulare degli mo. Il riconoscimento dei mo

da parte di questi recettori attiva fattori di trascrizione che stimolano la

produzione di un gran numero di proteine di secrezione e di membrana. Tali

proteine comprendono mediatori dell’infiammazione, citochine antivirali

(interferoni) e proteine che promuovono l’attivazione dei linfociti e altre risposte.

– INFLAMMASOMA: complesso citoplasmatico multiproteico che riconosce

prodotti di cellule morte, quali acido urico e ATP extracellulare, oltre a cristalli e

ad alcuni prodotti microbici. L’innesco dell’inflammasoma induce l’attivazione

della caspasi 1 che taglia i precursori della citochina infiammatoria interleuchina

(IL-1B) producendo la sua forma attiva. IL-1 è un importante mediatore del

reclutamento leucocitario nella risposta infiammatoria acuta.

La risposta infiammatoria acuta ha due componenti principiali:

A. MODIFICAZIONI VASCOLARI (ci troviamo nel piccolo circolo)

Avvengono subito dopo il riconoscimento del mo e dominano la fase iniziale della

risposta. Le modificazioni vascolari comprendono:

– vasocostrizione iniziale (dura 5/10 sec: impedisce che i patogeni

possano penetrare all’interno del circolo ematico?)

– IPEREMIA ATTIVA -> abbiamo vasodilatazione arteriolare che determina

un aumento del flusso sanguigno e congestione dei letti capillari.

L’espansione vascolare è la causa del rossore e dell’aumento della

temperatura caratteristica dell’infiammazione acuta.

– Aumento della permeabilità vascolare: L’aumento di permeabilità può

essere causato da:

> contrazione delle cellule endoteliali che avviene in seguito al legame con

istamina, leucotrieni e bradichinina e dura 15/30 minuti. Una retrazione più

prolungata delle cellule endoteliali, causa delle modificazioni al

citoscheletro; può essere indotta da IL-1 o TNF.

> danno endoteliale: aumenta la permeabilità in seguito a necrosi e

distacco delle cellule endoteliali. Queste ultime possono essere

danneggiate in seguito a ustioni, infezioni o a causa di un accumulo di

leucociti lungo la parete vascolare. I leucociti attivati rilasciano molti

mediatori tossici che possono causare appunto danno e distacco

endoteliale.

> perdita di liquidi attraverso la formazione di nuovi vasi sanguigni :

ANGIOGENESI. (VEGF è un fattore di crescita che permette sia

l’angiogenesi ma anche l’aumento di permeabilità).

> aumento della transcitosi: Il VEGF aumenta la permeabilità e quindi

aumenta il trasporto attraverso i canali. Transcitosi —> avviene attraverso

canali che si formano dalla fusione di vescicole intracellulari.

– L’aumento di permeabilità determina il movimento di fluido ricco di

proteine (essudato - ricco di proteine) all’interno dei tessuti extravascolari

[NB l’essudato si forma durante l’infiammazione poichè aumenta la

permeabilità vascolare come risultato dell’aumento degli spazi

intercellulari endoteliali, il trasudato si forma quando aumenta la pressione

idrostatica e diminuisce la pressione osmotica-> esce il fluido povero di

proteine. l’accumulo di essudato e trasudato negli spazi extravascolari,

produce EDEMA TISSUTALE]. Questo causa un aumento della

concentrazione dei globuli rossi nel sangue circolante, così da aumentare

la viscosità e rallentare la circolazione: STASI.

– Con lo sviluppo della stasi, i leucociti iniziano ad accumularsi lungo la

superficie dell’endotelio vascolare - MARGINAZIONE.

NB: NELL’INFIAMMAZIONE NON SONO COINVOLTI SOLAMENTE I VASI

SANGUIGNI, MA ANCHE I VASI LINFATICI. Nell’infiammazione il flusso linfatico è

aumentato e aiuta a drenare l’edema, i leucociti e i detriti cellulari dallo spazio

extravascolare. Nelle reazioni infiammatorie gravi, i vasi linfatici possono trasportare

l’agente infettivo, contribuendo alla sua disseminazione. I vasi linfatici possono andare

incontro a infiammazione (linfangite), così come i linfonodi drenanti (linfoadenite).

B. EVENTI CELLULARI: RECLUTAMENTO E ATTIVAZIONE LEUCOCITARIA

I leucociti ingeriscono gli agenti lesivi, uccidono i batteri e altri microrganismi ed

eliminano tessuto necrotico e sostanze estranee. Il prezzo da pagare per la

potenza difensiva dei leucociti è che, una volta attivati, questi possono

determinare danno tissutale e prolungamento dell’infiammazione, perchè i

prodotti leucocitari che distruggono i mo possono anche danneggiare i tessuti

normali dell’ospite.

– MARGINAZIONE E ROTOLAMENTO

Durante la stasi, gli eritrociti si disporranno al centro del vaso, mentre i

leucociti si andranno a disporre lungo la superficie endoteliale

(marginazione). Quando le cellule endoteliali sono attivate da citochine

(IL-1) e altri mediatori che esprimono molecole di adesione -> selectine.

LE SELECTINE SONO RECETTORI ESPRESSI SIA SULL’ENDOTELIO

CHE A LIVELLO DEL LEUCOCITA, i tre membri di questa famiglia sono :

> E- SELECTINA espressa sulle cellule endoteliali

> P-SELECTINA espressa su piastrine e cellule endoteliali

> L-SELECTINA espressa su molti leucociti

I leucociti si attaccano a queste molecole di adesione, SELECTINE, in

maniera blanda; si attaccano e si staccano determinando il processo di

rolling (rotolamento).

– ADESIONE

Quando le cellule leucocitarie incontrano le chemochine (citochine

chemiotattiche secrete da molte cellule nei siti di infiammazione e

mostrate sulla superficie endoteliale) sulla superficie endoteliale, vengono

attivati e aumentano l’affinità di molecole di adesione chiamate

INTEGRINE. [Le integrine sono glicoproteine eterotrimeriche

transmembrana che mediano l’adesione dei leucociti all’endotelio. Sono

normalmente espresse sulle membrane plasmatiche leucocitarie in una

forma a bassa affinità e non aderiscono ai loro specifici ligandi finchè i

leucociti non sono attivati dalle chemochine]. Contemporaneamente,

citochine con TNF e IL-1 (secrete nei siti di infiammazione), attivano

cellule endoteliali per aumentare l’espressione dei ligandi per le intregrine.

Ligandi come le V-CAM e le I-CAM. Il legame tra ligando e integrina

determina modificazioni del citoscheletro e quindi un ‘adesione stabile dei

leucociti alle cellule endoteliali.

– TRANSMIGRAZIONE

Il leucocita quindi passa tra le giunzioni intercellulare. Abbiamo

extravasazione dei leucoicti -> DIAPEDESI. La migrazione sarà guidata da

chemochine come le PECAM che stimolano il movimento leucocitario in

direzione del loro gradiente chimico. Dopo il passaggio attraverso

l’endotelio, i leucociti secernono collagenasi che li rendono capaci di

passare attraverso la membrana basale vascolare.

– CHEMIOTASSI

Dopo l’extravasazione i leucociti si muovono verso i siti di infezione o di

danno lungo un gradiente chimico, in un processo chiamato chemiotassi.

Possiamo avere fattori chemiotattici endogeni (metaboliti dell’acido

arachidonico -> leucotriene B4, citochine, componenti del sistema del

complemento -> C5a) ed esogeni (prodotti batterici). I leucociti si muovono

grazie a pseudopodi che si ancorano alla ECM e trainano la cellula. Le

chemochine si legano a specifici recettori (accoppiati a proteina G) che

trovano sulla superficie leucocitaria. Nelle prime ore dell’infiammazione

acuta abbiamo un numero cospicuo di neutrofili, questo perchè i neutrofili

rispondono più rapidamente alle chemochine; i neutrofili inoltre hanno

emivita breve, sono più abbondanti e possono legarsi più saldamente alle

molecole di adesione P- selectine e E-selectine. Dopo le 14/48 ore i

neutrofili sono sostituiti dai monociti che hanno emivita più lunga.

– ATTIVAZIONE

Una volta che i leucociti siano stati reclutati, devono essere attivati.

L’attivazione leucocitaria comprende:

> aumento della fagocitosi. La fagocitosi è costituita da tre fasi: 1

riconoscimento e attacco ella particella al fagocita (i recettori dei leucociti

riconoscono componenti specifici di mo e di cellule morte oppure possono

riconoscere cellule dell’ospite -> opsonine. Opsonizzazione: processo che

prevede i rivestimento di mo per renderli più facilmente riconoscibili da

fagociti. Le opsonine più utilizzate sono anticorpi di IgG , prodotti della

scissione di C3 del complemento, collectine -> lectine plasmatiche. i

leucociti possono esprimere recettori Fc -> IgG, recettore CR3 ->

frammenti del complemento, recettore C1q -> collectine), 2 ingestione

(pesudopodi avvolgono il bersaglio formando il vacuolo fagocitario. La

membrana del vacuolo si fonde con quella del granulo lisosomiale

formando il fagolisosoma), 3 distruzione intracellulare di cellule fagocitate

-> (la fusione del lisosoma con il fagolisosoma è importante perchè

altrimenti non avremmo la possibilità di uccidere il mo ingerito attraverso

gli enzimi). le sostanze più microbicide sono i ROS e gli enzimi lisosomiali.

I ROS sono dei radicali liberi che danneggiano e uccidono i mo; si

formano a partire da ossigeno che viene ossidato dall’ossidasi fagocitaria

a ione superossido, questo viene poi convertito spontaneamente in

perossido di idrogeno che viene convertito in ipoclorito dall’enzima

mieloperossidasi presente nei leucociti. L’ipoclorito è un potente agente

ossidante e antimicrobico che uccide i batteri per alogenazione o

attraverso perossidazione di proteine e lipidi. I mo uccisi vengono poi

degradati dagli enzimi lisosomiali come l’elastasi. Altri costituenti dei

granuli che uccidono i mo sono per esempio: lisozima e le defensine.

> liberazione di sostanze che uccidono i microrganismi extracellulari. I

contenuti dei granuli lisosomiali sono secreti dai leucociti nell’ambiente

extracellulare attraverso diversi meccanismi. Il vacuolo fagocitico può

rimanere aperto temporaneamnete fino alla completa chiusura del

fagolisosoma. La membrana del fagolisosoma può essere danneggiata se

vengono ingerite sostanze troppo grandi come le particelle di silice. Se le

cellule incontrano materiali che non possono essere ingeriti facilmente, gli

enzimi lisosomiali vengono rilasciati nel lume o nel tessuto circostante.

> produzione di mediatori, inclusi metaboliti dell’acido arachidonico e le

citochine, che amplificano la reazione infiammatoria reclutando e attivando

ulteriori leucociti.

ESITI DELL’INFIAMMAZIONE: generalmente l’infiammazione acuta ha no dei tre

seguenti esiti:

1. risoluzione -> comporta l’eliminazione degli stimoli dannosi, l’eliminazione dei

mediatori e delle cellule dell’infiammazione acuta, sostituzione delle cellule

danneggiate e ripristino della funzione normale.

2. evoluzione in infiammazione cronica -> se l’agente causale non viene rimosso.

3. cicatrizzazione

TIPI DI INFIAMMAZIONE ACUTA:

Possiamo anche trovare vari altri tipi di infiammazione come per esempio:

-infiamm. SIEROSAà essudazione di liquido povero di proteine;

-infiamm. FIBRINOSAà caratterizzata dal fibrinogeno;

-infiamm. PURULENTAà con formazione di pus.

MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE

MEDIATORI DI DERIVAZIONE CELLULARE —> sono normalmente sequestrati in

granuli intracellulari e secreti al momento dell’attivazione cellulare oppure possono

essere sintetizzati de novo in risposta ad uno stimolo.

– AMINE VASOATTIVE: parliamo di istamina e serotonina. La prima è prodotta da

molti tipi cellulari, in particolare mastociti vicini ai vasi, basofili circolanti e

piastrine. L’istamina è rilasciata in seguito a: danno fisico, reazioni immuni che

coinvolgono anticorpi igE, frammenti di C3a e C5a del complemento

(anafilotossine), neuropeptidi (sostanza P), IL-1, IL-8. L’istamina causa

dilatazione arteriolare e aumneta la permeabilità determinando la formazione di

aperture interendoteliali. Subito dopo il suo rilascio, l’istamina viene inattivata

dall’istaminasi. La serotonina è sempre un mediatore preformato presente però

nei granuli delle piastrine e rilasciato durante l’aggregazione piastrinica. Essa

induce vasocostrizione durante la coagulazione. E’ prodotta da neuroni, è un

neurotrasmettitore e regola la motilità intestinale.

– METABOLITI DELL’ACIDO ARACHIDONICO: i mastociti, le cellule endoteliali,

piastrine e leucociti sono le principali fonti dei metaboliti dell’acido arachidonico.

L’AA è un acido grasso prodotto dall’acido linoleico che viene introdotto con la

dieta. Il metabolismo dell’aa procede in due vie distinte; la prima è quella delle

COX (produce prostaglandine e trombossani), l’altra è quella delle LIPASI (si

producono leucotrieni e lipossine).

– PROSTAGLANDINE E TROMBOSSANI: i trombossani si ritrovano

principalmente nelle piastrine (perchè hanno la trombossano sintasi),

promuovono l’aggregazione piastrinica e causano vasocostrizione; mentre le

prostaglandine (si trovano principalmente nelle cellule endoteliali che contengono

la prostaciclina sintasi) causano vasodilatazione e inibiscono l’aggregazione

piastrinica; contribuiscono anche al dolore e alla febbre che accompagnano

l’infiammazione, interagiscono con le citochine che causano la febbre.

– LEUCOTRIENI: sono prodotti principalmente dai mastociti e causano

broncocostrizione e aumentata permeabilità vascolare.

– LIPOSSINE: una volta che i leucociti penetrano nei tessuti, essi gradualmente

modificano i principali prodotti dell’AA derivati dalle lipossigenasi dai leucotrieni ai

mediatori antiinfiammatori chiamati lipossine. Inibiscono la chemiotassi dei

neutrofili e l’adesione all’endotelio -> fungono da antagonisti endogeni dei

leucotrieni.

– PAF: fattore di attivazione piastrinico, generato dai fosfolipidi di membrana di

neutrofili, monociti, basofili, cellule endoteliali e piastrine per azione della

fosfolipasi A2. Agisce direttamente sulle cellule bersaglio attraverso gli effetti di

uno specifico recettore accoppiato a proteine G. Stimola l’aggregazione

piastrinica, causa broncocostrizione ed è molto più potente dell’istamina

nell’induzione della vasodilatazione e aumento della permeabilità vascolare.

Stimola anche la sintesi di altri mediatori, come eicosanoidi e citochine da parte

di piastrine e altre cellule. In questo modo il PAF può provocare molte reazioni

dell’infiammazione, inclusi l’aumento dell’adesione leucocitaria, la chemiotassi, la

degranulazione neutrofila e l’esplosione ossidativa.

– CITOCHINE: sono prodotti polipetidici di molti tipi cellulari che funzionano da

mediatori dell’infiammazione e delle risposte immunitarie. Le citochine

dell’infiammazione acuta sono IL-1, IL-6 e chemochine (le interleuchine mediano

tra i leucociti, le chemochine sono citochine coinvolte nella chemiotassi); quelle

dell’infiammazione cronica sono: IL-12, IFN-Y. IL-17 è coinvolta nel reclutamento

dei neutrofili nelle infezioni.

NB: TNF e IL-1 sono citochine prodotte da macrofagi, cellule endoteliali,

mastociti. La loro secrezione è stimolata da prodotti microbici (endotossina

batterica), immunocomplessi e prodotti dei linfociti T generati durante le risposte

immunitarie adattive. il ruolo principale di queste citochine durante

l’infiammazione è l’attivazione endoteliale (stimolano l’espressione di molecole di

adesione per i leucociti).

– CHEMOCHINE:Sono piccole proteine importanti per il reclutamento leucocitario

nell’infiammazione e controllano la normale organizzazione anatomica delle

cellule nel tessuto linfoide e