4)cause estrinseche di malattia
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Patologia ambientalePatologia ambientalePatologia ambientalePatologia ambientale
CAUSE FISICHE:CAUSE FISICHE:
-RadiazioniRadiazioni
-CaloreCalore
-ElettricitàElettricità
-Pressione atmosfericaPressione atmosferica
-Forze meccanicheForze meccaniche
-AccelerazioniAccelerazioni
RADIAZIONI CENNI STORICIRADIAZIONI CENNI STORICI
1890: scoperta radioattività (Becquerel)1890: scoperta radioattività (Becquerel)1895: scoperta dei raggi X (R1895: scoperta dei raggi X (Rööentgen)entgen)1898: scoperta del polonio e del radio (coniugi Curie)1898: scoperta del polonio e del radio (coniugi Curie)
RADIAZIONI RADIAZIONI propagazione ondulatoria di energia nello spazio di propagazione ondulatoria di energia nello spazio di natura corpuscolare o elettromagneticanatura corpuscolare o elettromagnetica
ALTERAZIONIALTERAZIONISTRUTTURASTRUTTURA
ATOMICAATOMICA
EFFETTI AEFFETTI ALIVELLOLIVELLOCHIMICOCHIMICO
LESIONELESIONEBIOLOGICABIOLOGICA
Radiazioni elettromagneticheRadiazioni elettromagnetiche
Sono quanti di energia (fotoni)Sono quanti di energia (fotoni)E=hE=h= hc/= hc/ h(costante di Plank) = 6,62 x 10- h(costante di Plank) = 6,62 x 10-2727 erg ergLa massa del fotone: m= hLa massa del fotone: m= h/c/c22
L’energia è funzione della L’energia è funzione della e si misura in multipli dell’ eV e si misura in multipli dell’ eV L’impatto del fotone sull’atomo determina l’espulsione di un elettrone quindi la L’impatto del fotone sull’atomo determina l’espulsione di un elettrone quindi la ionizzazione dell’atomoionizzazione dell’atomoL’energia di ionizzazione è pari a 10eVL’energia di ionizzazione è pari a 10eV
IR luminose UV XIR luminose UV X limlim X Xmollimolli X Xduri duri
((Å)Å) 7600 4000 1000 100 10 0.1 0.001 7600 4000 1000 100 10 0.1 0.001
Radiazioni eccitanti Radiazioni ionizzantiRadiazioni eccitanti Radiazioni ionizzanti
Azione delle radiazioniAzione delle radiazioni dipendente in parte da dipendente in parte da naturanatura e dalla loro e dalla loro energiaenergia
a)a) Radiazioni corpuscolate (massa e materia) (Radiazioni corpuscolate (massa e materia) (, , , neutroni e protoni, neutroni e protoni))b)b) Radiazioni elettromagnetiche (massa infinitesima: Radiazioni elettromagnetiche (massa infinitesima: fotonifotoni))
Atomi di elio; massa 4, carica +Atomi di elio; massa 4, carica +
Massa elevata Massa elevata scarsa deviazione da campi elettrici (verso polo -) scarsa deviazione da campi elettrici (verso polo -)
Velocità iniziale diversa a seconda del numero atomico (poi cala a seconda del mezzo Velocità iniziale diversa a seconda del numero atomico (poi cala a seconda del mezzo per gli urti con le molecole)per gli urti con le molecole)
Radio ( Ra ) Radio ( Ra ) 1,51 x 101,51 x 1099 cm/sec cm/sec Torio ( Th ) Torio ( Th ) 1,44 x 101,44 x 1099 cm/sec cm/sec Polonio ( Po ) Polonio ( Po ) 2,25 x 102,25 x 1099 cm/sec cm/sec
Urti probabili Urti probabili scarsa penetrazione scarsa penetrazione
In genere le radiazioni sono monocromatiche, ma alcuni elementi emettono diverse In genere le radiazioni sono monocromatiche, ma alcuni elementi emettono diverse particelle con diversa velocità (Po).particelle con diversa velocità (Po).
elettroni; massa minima, carica -elettroni; massa minima, carica -Massa scarsa Massa scarsa ampia deviazione da campi elettrici (verso polo +) ampia deviazione da campi elettrici (verso polo +)Velocità iniziale 40 e 80% della velocità della luce (100-250.000 km/sec)Velocità iniziale 40 e 80% della velocità della luce (100-250.000 km/sec)
ProtoniProtoniNuclei di idrogeno; massa 1, carica 1+Nuclei di idrogeno; massa 1, carica 1+1840 più grandi di 1840 più grandi di volte più piccoli di volte più piccoli di Derivano da reazioni di disintegrazione nucleare (numero atomico)Derivano da reazioni di disintegrazione nucleare (numero atomico)
Velocità iniziale varia (accelerabili con ciclotroni)Velocità iniziale varia (accelerabili con ciclotroni)
NeutroniNeutroni
Massa 1uguale a quella dell’ H, carica 0Massa 1uguale a quella dell’ H, carica 0
Emettendo una radiazione Emettendo una radiazione si trasformano in protoni si trasformano in protoni
Emessi dai nuclei nel corso di reazioni nucleariEmessi dai nuclei nel corso di reazioni nucleari
Energia variabile: Energia variabile: Neutroni termici (0,038 eV) Neutroni termici (0,038 eV) (eV= energia cinetica acquisita da un elettrone sotto una ddp di 1 volt (eV= energia cinetica acquisita da un elettrone sotto una ddp di 1 volt
=1.602x10=1.602x10-12-12 erg) erg)
Neutroni lenti (< 0.5 eV)Neutroni lenti (< 0.5 eV)
Neutroni rapidi (> 0.5 eV)Neutroni rapidi (> 0.5 eV)
Essendo privi di carica Essendo privi di carica non posso essere captati con campi elettricinon posso essere captati con campi elettrici (la probabilità di (la probabilità di essere captati da un nucleo aumenta rallentandoli con mezzi ricchi di H) essere captati da un nucleo aumenta rallentandoli con mezzi ricchi di H) fissionefissione
Radiazione ionizzanteRadiazione ionizzante ( (ee11 >10eV) >10eV)
ee22= = ee11-10eV-10eV
ionizz. primariaionizz. primaria
ee22 : : >> 10eV10eV altre ionizz. altre ionizz.
< 10eV< 10eV radiaz. eccit. radiaz. eccit.
N.B.: se N.B.: se ee11 è ceduta tutta all’elettrone: è ceduta tutta all’elettrone: ee33 = = ee11 –10eV–10eV
--ee33: : <10eV<10eV ionizz. negativa ionizz. negativa per assorbimento da parte di atomi per assorbimento da parte di atomi >10eV>10eV rad. ionizz. rad. ionizz.
ionizz. secondarieionizz. secondarieanche a catenaanche a catena
Effetti a livello fisico delle radiazioni elettromagnetiche ionizzanti sugli atomiEffetti a livello fisico delle radiazioni elettromagnetiche ionizzanti sugli atomi
Prevalenti nei fenomeni di Prevalenti nei fenomeni di irradiazione degli animaliirradiazione degli animali
Richieste energie elevatissime Richieste energie elevatissime
+ emissione di raggi X+ emissione di raggi Xse l’elettrone deriva da orbite internese l’elettrone deriva da orbite interneAll’atto del riassesto atomico All’atto del riassesto atomico (spostamento elettroni da orbite esterne)(spostamento elettroni da orbite esterne)
XXIn diagnostica per lo + effetto fotoelettrico (assorbimento In diagnostica per lo + effetto fotoelettrico (assorbimento 1/numero atomico) 1/numero atomico)I tessuti contengono C, H, O, NI tessuti contengono C, H, O, NIl Ca assorbe molto di +Il Ca assorbe molto di +
Scarsa penetrazione; ionizzazioni multiple primarie e secondarie; progressiva perdita di Scarsa penetrazione; ionizzazioni multiple primarie e secondarie; progressiva perdita di velocità fino all’arrestovelocità fino all’arrestoRange: distanza percorsa che dipende dal mezzo (massimo in aria declina nei tessuti Range: distanza percorsa che dipende dal mezzo (massimo in aria declina nei tessuti ove si verificano soprattutto ionizzazioni superfiicali)ove si verificano soprattutto ionizzazioni superfiicali)
ProtoniProtoniEffetti intermedi tra elettroni e Effetti intermedi tra elettroni e con penetrazione nei tessuti intorno a 3 cm. con penetrazione nei tessuti intorno a 3 cm.
NeutroniNeutroniEffetti biologici connessi a reazioni nucleari proporzionali alla velocitàEffetti biologici connessi a reazioni nucleari proporzionali alla velocità
ElettroniElettroniPiccole dimensioniPiccole dimensionigrande penetrazione pur con possibili deviazioni per impatti elastici grande penetrazione pur con possibili deviazioni per impatti elastici con elettroni delle orbite esternecon elettroni delle orbite esternePer determinare la max penetrazione devono essere acceleratiPer determinare la max penetrazione devono essere acceleratiInfatti: Infatti: PPotere otere IIonizzante onizzante SSpecifico = 1/velocitàpecifico = 1/velocità22 superano gli strati superficiali senza superano gli strati superficiali senza incontrare altri atomi (n.b. il loro p.i.s. è minore di quello di incontrare altri atomi (n.b. il loro p.i.s. è minore di quello di ))
Radiazioni elettromagneticheRadiazioni elettromagneticheIonizzazione Ionizzazione e dipendente dal numero atomico e dipendente dal numero atomico
CURIECURIE attività di 1 g di radio che si trasforma mediante emissione di attività di 1 g di radio che si trasforma mediante emissione di particelle particelle αα in radon con un tempo di dimezzamento di 1620 anni in radon con un tempo di dimezzamento di 1620 anni
(1C = 3.7x10 (1C = 3.7x101111 disintegrazioni al disintegrazioni al secondo) secondo)
ROENTGENROENTGEN quantità di radiazione X o quantità di radiazione X o che libera 1 unità che libera 1 unità elettrostatica di coppie cariche +/- in 1 cm elettrostatica di coppie cariche +/- in 1 cm33 di aria a t e p di aria a t e p standard ( standard (unità che si riferisce alla quantità di ionizzazione unità che si riferisce alla quantità di ionizzazione
prodotta nell’aria) (1R = 83 erg/g di aria) prodotta nell’aria) (1R = 83 erg/g di aria)
RADRAD (radiation adsorbed dose) (radiation adsorbed dose) definisce gli erg di energia assorbiti da un definisce gli erg di energia assorbiti da un tessuto quando è colpito da radiazioni (1 rad = 100 erg/g)tessuto quando è colpito da radiazioni (1 rad = 100 erg/g)
GRAYGRAY 100 rad 100 rad
r.e.m.r.e.m. (roentgen equivalent man) (roentgen equivalent man) descrive l’effetto biologico prodotto da descrive l’effetto biologico prodotto da un rad di radiazione ad alta energia (quantità di radiazioni un rad di radiazione ad alta energia (quantità di radiazioni di qualsiasi tipo che produce lo stesso effetto biologico di di qualsiasi tipo che produce lo stesso effetto biologico di 1 R nell’uomo)1 R nell’uomo)
In termini fisici: Dose = I x T (legge di Bunsen-Roscoe)In termini fisici: Dose = I x T (legge di Bunsen-Roscoe)
In termini biologici questo non vale (fenomeni riparativi, etc.) negli In termini biologici questo non vale (fenomeni riparativi, etc.) negli organismi multicellulariorganismi multicellulari
1000 r in singola dose 1000 r in singola dose morte morte10 x 100 r 10 x 100 r tollerato tollerato
Si distinguono un’azione Si distinguono un’azione DIRETTA DIRETTA (meno probabile) ed un’azione (meno probabile) ed un’azione INDIRETTA INDIRETTA (attraverso l’azione sull’acqua, più probabile).(attraverso l’azione sull’acqua, più probabile).
AZIONE INDIRETTAAZIONE INDIRETTA
RADIAZIONERADIAZIONE
RADIOLISI DELL’ACQUARADIOLISI DELL’ACQUA
FORMAZIONE DIFORMAZIONE DIRADICALI LIBERIRADICALI LIBERI
DANNO ALLEDANNO ALLEMACROMOLECOLEMACROMOLECOLE
BIOLOGICHEBIOLOGICHE
Effetti a livello molecolareEffetti a livello molecolare
a)a) DirettiDiretti (qualitativamente prevalenti ac. nucleici e proteine) (qualitativamente prevalenti ac. nucleici e proteine)b)b) IndirettiIndiretti (dovuti a reazioni redox implicanti H (dovuti a reazioni redox implicanti H22O e quantitativamente prevalenti)O e quantitativamente prevalenti)
a) Direttia) Diretti- alterazione distribuzione delle cariche e riassestamenti strutturali e funzionalialterazione distribuzione delle cariche e riassestamenti strutturali e funzionali- rotture legami covalentirotture legami covalentiradicali liberi con elettrone spaiato radicali liberi con elettrone spaiato alta reattivitàalta reattività- Effetti in base a dose e dimensioni molecoleEffetti in base a dose e dimensioni molecole- Letale per virus e org. unicell. (Legge di Bunsen-Roscoe)Letale per virus e org. unicell. (Legge di Bunsen-Roscoe)- Teoria dell’urto: proporzionalità tra dose effetto fino a saturazione (colpite + volte Teoria dell’urto: proporzionalità tra dose effetto fino a saturazione (colpite + volte
le stesse strutture)le stesse strutture)- Su ac. nucleici e proteine difficile discriminare tra effetti diretti ed indiretti per la Su ac. nucleici e proteine difficile discriminare tra effetti diretti ed indiretti per la
presenza di Hpresenza di H22OO
- Effetti su proteineEffetti su proteine: : - Rottura legami H e formazione ponti intra- ed inter-molecolariRottura legami H e formazione ponti intra- ed inter-molecolari- Denaturazione molecole (perdita funzioni)Denaturazione molecole (perdita funzioni)
- Effetti su ac.nucleiciEffetti su ac.nucleici::- Rottura molecole (mono e –bicatenarie)Rottura molecole (mono e –bicatenarie)- Mutazioni per alterazioni complementarietà delle basiMutazioni per alterazioni complementarietà delle basi- Degradazione, cross-linking, alterazioni segregazioni cromosomi in mitosi)Degradazione, cross-linking, alterazioni segregazioni cromosomi in mitosi)
DNADNARadiazioniRadiazioni
DNA con rottura monocatenariaDNA con rottura monocatenariaUna delle due estremità è reattivaUna delle due estremità è reattiva
Assenza OAssenza O22
++
Legami aberranti, cross-linking Perossidazione della estremità reattivaLegami aberranti, cross-linking Perossidazione della estremità reattiva no legamino legami
OO22
In presenza di OIn presenza di O22
DNA con rottura bicatenariaDNA con rottura bicatenaria
Radiazioni ad alta intensità ionizzanteRadiazioni ad alta intensità ionizzante
EFFETTI DIRETTIEFFETTI DIRETTI
b) Indiretti : produzione di radicali b) Indiretti : produzione di radicali HH+ + ++ ee- - H°H°
HH22O + radiazioneO + radiazione (H (H22O)O)++ +e +e--
H° + OH° + O2 2 HO HO22°°
(H(H22O)O)++ + H + H22O O (H (H33O)O)++ + OH° + OH°
HOHO22° + HO° + HO22° ° H H22OO2 2 + O+ O22
OH° + OH° OH° + OH° H H22OO22 H°+S H°+S S S-- + H + H++
catalasi 2 Hcatalasi 2 H22OO2 2 2 H2 H22O + OO + O22
perossidasi Hperossidasi H22OO2 2 H H22O + O°O + O°
-SH-SH + OH° + OH° -S°+ H -S°+ H22O O
S + OH° S + OH° OH OH-- + S + S++
Radicale ossidrileRadicale ossidrileavido di H o di elettroniavido di H o di elettroni
sostanza organica ossidabilesostanza organica ossidabile sostanza organica ossidatasostanza organica ossidata
Radicali tiilici (ponti S-S)Radicali tiilici (ponti S-S)
radicale H atomico radicale H atomico altamente reattivoaltamente reattivo
ossidrilione negossidrilione neg
radicale idroperossilico radicale idroperossilico altamente reattivoaltamente reattivo
In termini generali data la tensione di OIn termini generali data la tensione di O22 le ossidazioni prevalgono sulle riduzioni le ossidazioni prevalgono sulle riduzioni
Virtualmente tutte le sostanze citoplasmatiche sono suscettibili di reazioni di ossidoriduzioneVirtualmente tutte le sostanze citoplasmatiche sono suscettibili di reazioni di ossidoriduzione
EFFETTI INDIRETTIEFFETTI INDIRETTI
LipoperossidazioneLipoperossidazione OO22
Perossidazione ac.grassiPerossidazione ac.grassisui doppi legami sui doppi legami radicale libero reattivo radicale libero reattivo lipoperossidolipoperossido
Ac. LinolenicoAc. Linolenico
Ossidazione COssidazione C14 14 (radicale libero)(radicale libero)
Dienizzazione e spostamento attivazione in CDienizzazione e spostamento attivazione in C12 12 ee
transizione in transtransizione in trans
Addizione di OAddizione di O22 e trasferimento attivazione sul e trasferimento attivazione sul
secondo atomo di Osecondo atomo di O2 2 (molto instabile)(molto instabile)
Ponte di ossigenoPonte di ossigeno
Atomi di O attivatiAtomi di O attivati
Rottura della molecola (liberazione di Rottura della molecola (liberazione di malonildialdeide e prodotti a basso peso malonildialdeide e prodotti a basso peso molecolare attivati, tutti potenzialmente tossici) e molecolare attivati, tutti potenzialmente tossici) e innesco di ulteriore lipoperossidazioneinnesco di ulteriore lipoperossidazione
Effetti sulle membraneEffetti sulle membrane
I lipoperossidi sono idrofiliI lipoperossidi sono idrofili quindi tendono a rivolgersi verso l’esterno quindi tendono a rivolgersi verso l’esterno contatto con proteine contatto con proteine denaturazione ed alterazioni di membrana denaturazione ed alterazioni di membrana
Sostanze protettiveSostanze protettive (efficaci solo preventivamente e solo sull’azione indiretta): (efficaci solo preventivamente e solo sull’azione indiretta):
a)a) RiducentiRiducenti- ricche di -SHricche di -SH- GSH, cisteina, BAL, etc. GSH, cisteina, BAL, etc.
b) Antiossidantib) Antiossidanti- propilgalliato, butilidrossianisolopropilgalliato, butilidrossianisolo- vit.K, vit.E, vit.A, GSH, vit.Cvit.K, vit.E, vit.A, GSH, vit.C vit.E° + GSHvit.E° + GSH vit.E + GS° vit.E + GS° G-S-S-G G-S-S-G GSH (riduz. enzimat.) GSH (riduz. enzimat.)
vit.E° + vit.C vit.E° + vit.C vit.E+ radicale ascorbile vit.E+ radicale ascorbile ossidato da cit.ossid. ossidato da cit.ossid.
Effetti a livello cellulare e subcellulareEffetti a livello cellulare e subcellulare
Processi regressivi che culminano con la morte cellulareProcessi regressivi che culminano con la morte cellularea)a) Lesioni nucleo (alterazioni riproduttive > su cellule labili)Lesioni nucleo (alterazioni riproduttive > su cellule labili)b)b) Lesioni citoplasma (alterazioni morfo-funzionali > su cellule stabili)Lesioni citoplasma (alterazioni morfo-funzionali > su cellule stabili)Radiosensibilità= metabolismo, composizione, differenziamento, proliferazione, sostanze protet.,Radiosensibilità= metabolismo, composizione, differenziamento, proliferazione, sostanze protet.,
sostanze fotodinamichesostanze fotodinamiche
EFFETTI SUL NUCLEOEFFETTI SUL NUCLEORadiazioneRadiazioneLatenzaLatenzaEffetto primario (blocco cariocinesi, Effetto primario (blocco cariocinesi, mitosi, stickness, break, alterazioni segregazione, apoptosi)mitosi, stickness, break, alterazioni segregazione, apoptosi)Periodo intermedio (lesioni nucleari + evidenti, carioressi)Periodo intermedio (lesioni nucleari + evidenti, carioressi)Effetto secondario (ripresa cariocinesi, aspetti mostruosi, alterazioni)Effetto secondario (ripresa cariocinesi, aspetti mostruosi, alterazioni)1)1) Necrosi/apoptosiNecrosi/apoptosi2)2) Trasformazione neoplasticaTrasformazione neoplastica
EFFETTI SUL CITOPLASMAEFFETTI SUL CITOPLASMADegenerazioni, rigonfiamento torbido, alterazioni mitocondrilai e fosforilative, glicogenolisi, Degenerazioni, rigonfiamento torbido, alterazioni mitocondrilai e fosforilative, glicogenolisi, glicolisi, rottura membrane con rilascio enzimi glicolisi, rottura membrane con rilascio enzimi Morte per alterazioni funzionali (lipoperossidi, disfunzioni membrane) e per apoptosiMorte per alterazioni funzionali (lipoperossidi, disfunzioni membrane) e per apoptosi
NON TUTTE LE CELLULE SONO UGUALMENTE SENSIBILI AL DANNO DA NON TUTTE LE CELLULE SONO UGUALMENTE SENSIBILI AL DANNO DA RADIAZIONIRADIAZIONI
LA SENSIBILITA’ DELLE CELLULE ALLE RADIAZIONI E’ DIRETTAMENTELA SENSIBILITA’ DELLE CELLULE ALLE RADIAZIONI E’ DIRETTAMENTE
PROPORZIONALE ALLA LORO ATTIVITA’ RIPRODUTTIVA E INVERSAMENTEPROPORZIONALE ALLA LORO ATTIVITA’ RIPRODUTTIVA E INVERSAMENTE
PROPORZIONALE AL LORO GRADO DI DIFFERENZIAZIONEPROPORZIONALE AL LORO GRADO DI DIFFERENZIAZIONE
Lesioni a carico degli organiLesioni a carico degli organiCute (radiodermite)Cute (radiodermite)eritema eritema edema (fino alle flittene) edema (fino alle flittene) necrosi, escare, ulcere torpide, cheloidi, cicatrici necrosi, escare, ulcere torpide, cheloidi, cicatrici
Rigenerazione con esiti discromiciRigenerazione con esiti discromiciFrequenti epiteliomi e sarcomi sulle cicatriciFrequenti epiteliomi e sarcomi sulle cicatriciAlopecia definitivaAlopecia definitivaMidolloMidolloAnemie iporigenerative ed aplastiche, diatesi emorragiche (pancitopenie)Anemie iporigenerative ed aplastiche, diatesi emorragiche (pancitopenie)LinfaticoLinfaticoIpoplasia, riduzione difese immuni, riduzione fagocitosi, inattivazione C’Ipoplasia, riduzione difese immuni, riduzione fagocitosi, inattivazione C’GonadiGonadiProliferazione stromale, fibrosi, fino alla castrazioneProliferazione stromale, fibrosi, fino alla castrazioneGastroentericoGastroentericoMolto sensibile, necrosi mucosa, emorragie, insuff. EpaticaMolto sensibile, necrosi mucosa, emorragie, insuff. EpaticaOcchioOcchioCataratta e lesioni retinicheCataratta e lesioni retinicheSNCSNCResistente, ma può avere malattia acuta e grave (sclerosi) di NisslResistente, ma può avere malattia acuta e grave (sclerosi) di NisslSurreneSurreneEstrema sensibilità fino alla necrosi diffusaEstrema sensibilità fino alla necrosi diffusaPanirradiazionePanirradiazioneMale da raggi (nausea, vomito anche emorragico, astenia, etc.) (prevenibile da antiox.)Male da raggi (nausea, vomito anche emorragico, astenia, etc.) (prevenibile da antiox.)Morte da radiazioni (>dose Morte da radiazioni (>dose >rapidità, shock) >rapidità, shock)Leucemie e linfomiLeucemie e linfomi
Vibrazioni elettromagnetiche con Vibrazioni elettromagnetiche con > di 1000 > di 1000 ÅÅ
E E E E 1/ 1/E < 10 eV E < 10 eV determinano solo determinano solo eccitazione molecolareeccitazione molecolare
UVUV VISVIS IRIR
(Å)(Å) 1000 3000 4000 1000 3000 4000 7600 7600
E E
Le radiazioni eccitanti non sono assorbite con uguale intensità da tutte le sostanze (spettro di Le radiazioni eccitanti non sono assorbite con uguale intensità da tutte le sostanze (spettro di assorbimento)assorbimento)
Radiazioni Radiazioni INFRAROSSEINFRAROSSE sono assorbite specialmente dai corpi scuri (melanina) ed hanno sono assorbite specialmente dai corpi scuri (melanina) ed hanno essenzialmente un effetto termico essenzialmente un effetto termico
λλ > 320 nm > 320 nm praticamente non assorbite dai tessuti praticamente non assorbite dai tessuti
Radiazioni Radiazioni ULTRAVIOLETTEULTRAVIOLETTE
300 < 300 < λλ < 250 nm < 250 nm effetto biologico effetto biologico
265 nm 265 nm DNA DNA
280 nm 280 nm proteine proteine
Effetti patologici della radiazione solare:Effetti patologici della radiazione solare:
- eritema solare- eritema solare - ipercheratosi- ipercheratosi
- iperpigmentazione- iperpigmentazione - congiuntivite da UV- congiuntivite da UV
- tumori cutanei- tumori cutanei
ECCITAZIONE MOLECOLAREECCITAZIONE MOLECOLARE
Assorbimento di energia da parte delle molecole colpite Assorbimento di energia da parte delle molecole colpite
stato fondamentalestato fondamentale stato metastabilestato metastabile (variazione assetto elettronico e reattività molecolare)(variazione assetto elettronico e reattività molecolare)
ripristino stato originale + emissione fotoneripristino stato originale + emissione fotone ( ( > di quello eccitante) > di quello eccitante)
N.B. Le sostanze assorbono le radizioni con N.B. Le sostanze assorbono le radizioni con intensità a seconda del loro intensità a seconda del loro spettro di assorbimento spettro di assorbimento con radiazioni monocromatiche si possono colpire con radiazioni monocromatiche si possono colpire bersagli selettivi (sullo stesso principio si basa la spettrofotometria bersagli selettivi (sullo stesso principio si basa la spettrofotometria quantitativa)quantitativa)
entropiaentropia
IRIR per lo + da corpi scuri, per lo + da corpi scuri, tessuti superftessuti superf., trasferimento termico al ., trasferimento termico al sottocutaneosottocutaneo (molto vascolarizzato)(diatermia a fini terapeutici) (molto vascolarizzato)(diatermia a fini terapeutici)
VISVIS emoglobinaemoglobina assorbe violetto, azzurro, verde e giallo (le emazie assorbe violetto, azzurro, verde e giallo (le emazie sono sensibili alla luce giallo-verde che ne accelera l’ sono sensibili alla luce giallo-verde che ne accelera l’ invecchiamento) invecchiamento) (Picchi di assorb.emoglob ox : 541 e 577 (Picchi di assorb.emoglob ox : 541 e 577 ÅÅ,, emoglob red: 552 emoglob red: 552 ÅÅ)) tessuti superficialitessuti superficiali (melanina come schermo. La carnagione chiara (melanina come schermo. La carnagione chiara riflette la maggior parte, ma il resto si approfonda nei tessuti). Le riflette la maggior parte, ma il resto si approfonda nei tessuti). Le radiazioni rosse sono le più penetranti, ma le meno energetiche)radiazioni rosse sono le più penetranti, ma le meno energetiche) gli effetti biologici possono essere verificati suigli effetti biologici possono essere verificati sui batteri batteri (vitalità) (vitalità)
UVUV più energetiche, quindi massimi effetti. Targets: più energetiche, quindi massimi effetti. Targets: ac. nucleiciac. nucleici (max (max 2570 2570 Å per le purine) Å per le purine) e e proteineproteine (2700 (2700 Å, per lo più aa. ciclici). Å, per lo più aa. ciclici). Nella cute ci sono le Nella cute ci sono le cheratinecheratine (con ponti -S-S- derivati dall’ (con ponti -S-S- derivati dall’ ossidazione dei gruppi –SH ossidazione dei gruppi –SH ipercheratosi attinica) e la ipercheratosi attinica) e la melaninamelanina (assorbite dal vetro, non dal quarzo)(assorbite dal vetro, non dal quarzo)
EFFETTI BIOLOGICIEFFETTI BIOLOGICIAzione direttaAzione diretta- dipende dall’assorbimento della radiazionedipende dall’assorbimento della radiazione- meglio studiabile con gli UV (più potenti)meglio studiabile con gli UV (più potenti)- varia di specie in specie (costituzione, presenza di schermi naturali)varia di specie in specie (costituzione, presenza di schermi naturali)- massima negli org. unicell. e virus (inattivazioni a massima negli org. unicell. e virus (inattivazioni a livelli livelli ricombinazione)ricombinazione)
- N.B. inattivazione non per rottura delle catene nucleotidiche, ma per modificazioni N.B. inattivazione non per rottura delle catene nucleotidiche, ma per modificazioni chimiche delle basichimiche delle basi
- molto suscettibili anche le cellule isolate da organismi multicell. (emolisi emazie, etc.)molto suscettibili anche le cellule isolate da organismi multicell. (emolisi emazie, etc.)
- sensibilità delle strutture subcellularisensibilità delle strutture subcellulari- rigonfiamento mitocondriale (no fosforilazione oss.)rigonfiamento mitocondriale (no fosforilazione oss.)- lisosomi: lisosomi: permeabilità permeabilità rilascio enzimi rilascio enzimi- DNA: da mutazioni (trasmissibili) fino al blocco replicativoDNA: da mutazioni (trasmissibili) fino al blocco replicativo- ossidazione gruppi –SHossidazione gruppi –SH- perossidazione ac. grassi polinsaturi (perossidazione ac. grassi polinsaturi (effetti sulle membrane)effetti sulle membrane) (effetti quindi mediati anche dalla formazione di radicali liberi)(effetti quindi mediati anche dalla formazione di radicali liberi)
Il bersaglio fondamentale delle radiazioni ultraviolette è il DNAIl bersaglio fondamentale delle radiazioni ultraviolette è il DNA
Formazione dei DIMERI DI TIMINAFormazione dei DIMERI DI TIMINA
EFFETTI BIOLOGICIEFFETTI BIOLOGICIAzione indirettaAzione indiretta- potenziamento dell’azione delle radiazioni (UV) ad opera di sostanze (potenziamento dell’azione delle radiazioni (UV) ad opera di sostanze (effetto effetto fotodinamicofotodinamico))
- Sostanze - Sostanze naturalinaturali::ematoporfirine, clorofilla, filloeritrina, ipericina, chinina, furocumarineematoporfirine, clorofilla, filloeritrina, ipericina, chinina, furocumarine- Sostanze - Sostanze artificialiartificiali::vari coloranti (tiazine, azine, fluoresceine, acridine, idrocarburi)vari coloranti (tiazine, azine, fluoresceine, acridine, idrocarburi)- sono tutte sostanze fluorescenti sono tutte sostanze fluorescenti
““colpite da una luce con certa colpite da una luce con certa , la riemettono subito dopo un’altra con , la riemettono subito dopo un’altra con < il < il è la quota è la quota di energia trattenuta che rende la sostanza metastabile e pronta a cedere energia alle di energia trattenuta che rende la sostanza metastabile e pronta a cedere energia alle altre molecole con produzione di ossigeno singoletto altre molecole con produzione di ossigeno singoletto 11OO22 che causa la formazione di che causa la formazione di
radicali ossidanti”radicali ossidanti”
-Al singoletto ed ai radicali liberi si associano: rigonfiamento mitocondri, lesione lisosomi, Al singoletto ed ai radicali liberi si associano: rigonfiamento mitocondri, lesione lisosomi, depolim. ac. ialouronico., inattivazione enzimi (-SH) depolim. ac. ialouronico., inattivazione enzimi (-SH)
- test: batteriologici (inattivazione), biochimici (emolisi, inatt. siero) , biologici (sul test: batteriologici (inattivazione), biochimici (emolisi, inatt. siero) , biologici (sul topolino, caduta peli, cataratta, diarrea, necrosi cutanee)topolino, caduta peli, cataratta, diarrea, necrosi cutanee)
Sostanza Sostanza fotodinamicafotodinamica
eccitataeccitata
++ OO22
Sostanza Sostanza fotodinamicafotodinamicaionizzata non ionizzata non
eccitataeccitata
++ OO22 Sostanza Sostanza fotodinamicafotodinamicain stato fond.in stato fond.
++ 11OO22
Singoletto Singoletto in stato in stato eccitatoeccitato
11OO22 ++
11OO22 ++
11OO22 ++
ac. grasso insaturo ac. grasso insaturo idroperossido idroperossido
aa. ciclici aa. ciclici rottura anello rottura anello
ac. nucleici ac. nucleici rottura anello basi puriniche e pirimidiniche rottura anello basi puriniche e pirimidiniche
Malattie fotodinamicheMalattie fotodinamiche
-FagopirismoFagopirismo: ruminanti e maiali (grano saraceno) (eritemi bolle, necrosi, superinfezioni) : ruminanti e maiali (grano saraceno) (eritemi bolle, necrosi, superinfezioni)
-IpericismoIpericismo: pecore e cavalli (iperico: pecore e cavalli (ipericoipericina) (lesioni cutanee e anemia emolitica per ipericina) (lesioni cutanee e anemia emolitica per la sostanza in circolo)la sostanza in circolo)
-InIn corso di lesioni epatiche da corso di lesioni epatiche da sporidesminasporidesmina (da (da Phitomyces chartarumPhitomyces chartarum): il fegato leso ): il fegato leso dalla tossina non elimina la filloeritrina (derivata dalla clorofilla) (emolisi, lesioni cutanee)dalla tossina non elimina la filloeritrina (derivata dalla clorofilla) (emolisi, lesioni cutanee)
-Porfiria cutaneaPorfiria cutanea: (accumulo di uro- e coproporfirina I nel midollo osseo che derivano da : (accumulo di uro- e coproporfirina I nel midollo osseo che derivano da polimerizzazione anomala del porfobilinogeno nella sintesi dell’eme) (necrosi estesa e polimerizzazione anomala del porfobilinogeno nella sintesi dell’eme) (necrosi estesa e deturpante, flittene, mutilazioni, interessamento organi interni, emolisi) (anche bovini)deturpante, flittene, mutilazioni, interessamento organi interni, emolisi) (anche bovini)
-PellagraPellagra: Carenza dietetica di vit. PP (anche stati subcarenziali): Carenza dietetica di vit. PP (anche stati subcarenziali)accumulo porfirine nel accumulo porfirine nel sangue e tessuti (eritema, ipercheratosi, dermatite)sangue e tessuti (eritema, ipercheratosi, dermatite)
-Da Da ostriche, idrocarburi, etc.ostriche, idrocarburi, etc.
Effetti irradiazione UV sulla cuteEffetti irradiazione UV sulla cute quantità assorbitaquantità assorbita eritemaeritema flittene flittene necrosi (congiuntive, retina, etc.) necrosi (congiuntive, retina, etc.) ipercheratosi ipercheratosi sfaldamento sfaldamento (latenza) (latenza) iperpigmentazione (sintesi melanina dai melanoblasti) iperpigmentazione (sintesi melanina dai melanoblasti)
Tirosina Tirosina tirosinasitirosinasi DOPA DOPA tirosinasitirosinasi DOPA-chinone… DOPA-chinone…
Attivazione della tirosinasi (nei melanosomi) da irradiazione:Attivazione della tirosinasi (nei melanosomi) da irradiazione:1)1) Rimozione gruppi –SH che chelano il rame necessario all’attivitàRimozione gruppi –SH che chelano il rame necessario all’attività2)2) Iperemia e aumento temperaturaIperemia e aumento temperatura3)3) Aumento ossidazioni Aumento ossidazioni pH pH attività enzima attività enzima4)4) Redicali liberi che avviano la reazione non enzimaticamenteRedicali liberi che avviano la reazione non enzimaticamente5)5) permeabilità membrane permeabilità membrane rimozione barriere tra enzima e substrato rimozione barriere tra enzima e substrato (perossidazione membrane)(perossidazione membrane)
Effetti positivi: trasform. del 7-deidro-colestreolo in vit. D3, fotosintesi, Effetti positivi: trasform. del 7-deidro-colestreolo in vit. D3, fotosintesi, visione, etc.visione, etc.
Effetti esposizione a radiazioni luminose di grande intensitàEffetti esposizione a radiazioni luminose di grande intensità
- Coagulazione proteine retiniche (trasformazione luce in calore)Coagulazione proteine retiniche (trasformazione luce in calore)
- Effetti termici e meccanici di radiazioni ad alta intensità, grande purezza spettrale e Effetti termici e meccanici di radiazioni ad alta intensità, grande purezza spettrale e estrema collimazione (laser) sui diversi tessuti in base allo spettro di assorbimento estrema collimazione (laser) sui diversi tessuti in base allo spettro di assorbimento (campi elettrici da 100 a 1M di V/cm significano anche forze di 100g/cm(campi elettrici da 100 a 1M di V/cm significano anche forze di 100g/cm22))
PATOLOGIE DA CALOREPATOLOGIE DA CALORE
Le soluzioni di continuo da agenti termici si realizzano a seguito della cessione di Le soluzioni di continuo da agenti termici si realizzano a seguito della cessione di energia termica da un corpo a più elevata temperatura ad un altro con temperatura energia termica da un corpo a più elevata temperatura ad un altro con temperatura inferiore.inferiore.
Le lesioni da IPERTERMIA si verificano per trasmissione acuta da un agente Le lesioni da IPERTERMIA si verificano per trasmissione acuta da un agente termico ad un’area corporea termico ad un’area corporea USTIONI.USTIONI.Le lesioni da IPOTERMIA derivano dalla sottrazione di calore da un’area corporea Le lesioni da IPOTERMIA derivano dalla sottrazione di calore da un’area corporea ad opera di un corpo freddoad opera di un corpo freddo CONGELAMENTICONGELAMENTI..
La cessione di temperatura può avvenire per:La cessione di temperatura può avvenire per:- Contatto diretto = - Contatto diretto = ConduzioneConduzione- - ConvezioneConvezione (gas, vapori, aria) (gas, vapori, aria)- - IrradiazioneIrradiazione (raggi solari, infrarossi, UVA, etc.) (raggi solari, infrarossi, UVA, etc.)
USTIONI Definizione: Lesioni da calore espresso sia come fiamma
sia come applicazione diretta di solido o liquido ad alta temperatura, sia come vapore. Possono però essere considerate ustioni anche le lesioni da causticazione chimica da acidi e basi forti, le ustioni elettriche e le ustioni da radiazioni ionizzanti.
USTIONEUSTIONE = lesione dei tessuti superficiali dovuta alla applicazione di una = lesione dei tessuti superficiali dovuta alla applicazione di una temperatura elevatatemperatura elevata
La gravità della lesione dipende:La gravità della lesione dipende:- intensità dello stimolo termico- intensità dello stimolo termico
- estensione della lesione- estensione della lesione
- natura dello stimolo- natura dello stimolo
- durata- durata
REGOLA DEL “9” DI WALLACEREGOLA DEL “9” DI WALLACE
Ustione di primo gradoUstione di primo grado: arrossamento (: arrossamento (eritemaeritema))da vasodilatazione.da vasodilatazione.Consiste essenzialmente in una tipica risposta infiammatoria Consiste essenzialmente in una tipica risposta infiammatoria acuta (acuta ( istamina). istamina).Ha carattere transitorio: entro pochi giorni si ha regressione e Ha carattere transitorio: entro pochi giorni si ha regressione e completa “restitutio ad integrum”. completa “restitutio ad integrum”.
Ustione di secondo gradoUstione di secondo grado: iperemia + formazione di : iperemia + formazione di vescicole o bolle (vescicole o bolle (flitteneflittene) )
per raccolta di liquido fra gli strati epidermici o fra per raccolta di liquido fra gli strati epidermici o fra epidermide e derma; se la lesione è più grave e epidermide e derma; se la lesione è più grave e raggiunge gli strati più profondi raggiunge gli strati più profondi infiltrazione infiltrazione edematosa.edematosa.
Aumento permeabilità capillari Aumento permeabilità capillari essudato essudato
Se le flittene si aprono all’esterno Se le flittene si aprono all’esterno possibilità di possibilità di infezioniinfezioni
Ustione di terzo gradoUstione di terzo grado: necrosi dei tessuti col-: necrosi dei tessuti col-piti (tessuti superficiali ed esposti all’aria)piti (tessuti superficiali ed esposti all’aria) essiccamento dei tessuti morti e formazione essiccamento dei tessuti morti e formazione di croste o di croste o escare.escare.
Guarigione per cicatrice (spesso deturpanteGuarigione per cicatrice (spesso deturpantecheloidecheloide) )
CarbonizzazioneCarbonizzazione: trasformazione dei tessuti in carbone, ottenuta mediante l’eliminazione dell’acqua e delle : trasformazione dei tessuti in carbone, ottenuta mediante l’eliminazione dell’acqua e delle sostanze volatili dalla materia organicasostanze volatili dalla materia organica
Gli organismi OMEOTERMI sono capaci di mantenere unaGli organismi OMEOTERMI sono capaci di mantenere unatemperatura corporea costante indipendentemente (entro certitemperatura corporea costante indipendentemente (entro certilimiti) da variazioni della temperatura ambientale. limiti) da variazioni della temperatura ambientale.
Negli omeotermi, il mantenimento di una temperatura corporea costante Negli omeotermi, il mantenimento di una temperatura corporea costante dipende dalla regolazione dei meccanismi di termodispersione e di dipende dalla regolazione dei meccanismi di termodispersione e di termoproduzione.termoproduzione.
Una efficace termoregolazione èUna efficace termoregolazione è
importante perché le cellule possonoimportante perché le cellule possono
funzionare correttamente solo in unfunzionare correttamente solo in un
intervallo piuttosto ristretto diintervallo piuttosto ristretto di
temperature.temperature.
41-44 °C41-44 °C
36-37.8 °C36-37.8 °C
33-35 °C33-35 °C
26 °C26 °C
COLPO DI CALORECOLPO DI CALORE: conseguenza di una esposizione prolungata al caldo (che: conseguenza di una esposizione prolungata al caldo (cheporta ad un esaurimento dei poteri termoregolatori dell’organismo e che se duraporta ad un esaurimento dei poteri termoregolatori dell’organismo e che se duraoltre un certo tempo può provocare la morte).oltre un certo tempo può provocare la morte).
Colpo di calore tropicaleColpo di calore tropicale tipico dei climi caldo-umidi specialmente in soggetti tipico dei climi caldo-umidi specialmente in soggetti adibiti a lavori pesanti.adibiti a lavori pesanti.
sudorazione profusasudorazione profusa
aumento della t. corporea (fino a 43-44°C)aumento della t. corporea (fino a 43-44°C)
disturbi neuro-muscolari (delirio, crampi, convulsioni)disturbi neuro-muscolari (delirio, crampi, convulsioni)
mortemorte
PATOGENESI: sudorazione profusa PATOGENESI: sudorazione profusa perdita di acqua perdita di acqua aumento conc. NaCl aumento conc. NaClnel liquido interstiziale nel liquido interstiziale richiamo di acqua dalle cellule richiamo di acqua dalle cellule disidratazione cellulare disidratazione cellulare
Colpo di calore comuneColpo di calore comune: frequente d’estate in rapporto specialmente con il caldo-: frequente d’estate in rapporto specialmente con il caldo-umido che non permette una sufficiente termodispersione.umido che non permette una sufficiente termodispersione.
La sintomatologia è prevalentemente cardio-vascolare La sintomatologia è prevalentemente cardio-vascolare collasso dovuto a brusco collasso dovuto a bruscoabbassamento della pressione accompagnato da vasodilatazione periferica, tachi-abbassamento della pressione accompagnato da vasodilatazione periferica, tachi-cardia, perdita della coscienza per ischemia cerebrale (N.B. la temperatura corporeacardia, perdita della coscienza per ischemia cerebrale (N.B. la temperatura corporeaè quasi sempre normale). è quasi sempre normale).
COLPO DI SOLE COLPO DI SOLE
Il disturbo si manifesta per una protratta esposizione al sole.Il disturbo si manifesta per una protratta esposizione al sole.
La causa determinante non è, come nel colpo di calore, l'alta temperatura, La causa determinante non è, come nel colpo di calore, l'alta temperatura, ma l'azione dei raggi solari, le radiazioni infrarosse e ultraviolette sul capo. ma l'azione dei raggi solari, le radiazioni infrarosse e ultraviolette sul capo.
E' determinato dall’E' determinato dall’esposizione eccessiva ai raggi solari soprattutto della soprattutto della scatola cranica scatola cranica sofferenza del SNC (edema, etc.) sofferenza del SNC (edema, etc.)
Cefalea, vertigine, scarsa sudorazione Cefalea, vertigine, scarsa sudorazione
CONGELAMENTICONGELAMENTI
-2°C -5°C -10°C-2°C -5°C -10°C
Congelamento lentoCongelamento lento(effetto osmotico)(effetto osmotico)
Congelamento rapidoCongelamento rapido
Congelamento molto rapidoCongelamento molto rapido(effetto meccanico dei cristalli)(effetto meccanico dei cristalli)
Effetti cellulariEffetti cellulari
Il congelamento troppo lento o troppo rapido è lesivo per la cellulaIl congelamento troppo lento o troppo rapido è lesivo per la cellula
• • Fino a -5°C le cellule ed il media rimangono non congelate ma super Fino a -5°C le cellule ed il media rimangono non congelate ma super
refrigerate.refrigerate.
• • Tra -5°C e -10°C si forma il ghiaccio nel media extracellulare.Tra -5°C e -10°C si forma il ghiaccio nel media extracellulare.
• • Il contenuto intracellulare super raffreddato ha un gradiente Il contenuto intracellulare super raffreddato ha un gradiente
osmotico maggiore: l’acqua esce dalle cellule e congela all’esterno.osmotico maggiore: l’acqua esce dalle cellule e congela all’esterno.
Se le cellule sono raffreddate troppoSe le cellule sono raffreddate tropporapidamente, l’ Hrapidamente, l’ H22O non riesce ad uscireO non riesce ad uscire
rapidamente e congela all’interno: ciòrapidamente e congela all’interno: ciòdetermina la morte delle cellule.determina la morte delle cellule.
Se il congelamento è sufficientemente Se il congelamento è sufficientemente lento, la perdita di Hlento, la perdita di H22O è sufficiente aO è sufficiente a
concentrare i soluti intracellulari concentrare i soluti intracellulari la lacellula si disidrata e congela lentamentecellula si disidrata e congela lentamenteall’internoall’interno
Effetti tissutaliEffetti tissutali
Le lesioni da congelamento hanno evoluzione generalmente più lenta rispetto alle ustioni
La compromissione vascolare a volte persiste estendendo il danno e prolungando i tempi di guarigione
Per motivi di esposizione e termodispersione, le zone più colpite sono le estremità (naso, dita)
Lesioni: a) superficiali; b) profonde
Lesioni elementari:Eritemaflittenanecrosigangrena- - Complicanze settiche
CONGELAMENTICONGELAMENTI
Sequenza cronologica degli eventi nel congelamentoSequenza cronologica degli eventi nel congelamento
Vasocostrizione (attività simpatica)pallore
Vasoparalisi (iperemia passiva)arrossamento
Stasi ematica
Edema e cianosi (Colorito bluastro della cute e delle mucose, dovuta ad una quantità di Hb ridotta > 5gm/dl nei
capillari).
ASSIDERAMENTOASSIDERAMENTO
Sindrome provocata da un abbassamento della temperatura corporea tale da Sindrome provocata da un abbassamento della temperatura corporea tale da rendere insufficienti i meccanismi di termoregolazione in seguito all’esposizione a rendere insufficienti i meccanismi di termoregolazione in seguito all’esposizione a freddi intensi. freddi intensi.
Gli effetti patologici dell’assideramento cominciano a manifestarsi intorno ai 34 °C Gli effetti patologici dell’assideramento cominciano a manifestarsi intorno ai 34 °C di temperatura corporea, per arrivare all’arresto del centro respiratorio quando la di temperatura corporea, per arrivare all’arresto del centro respiratorio quando la temperatura centrale scende a circa 24 °C. temperatura centrale scende a circa 24 °C.
L’assideramento si manifesta più facilmente nelle persone anziane, nei bambini e L’assideramento si manifesta più facilmente nelle persone anziane, nei bambini e in tutti i soggetti particolarmente denutriti, traumatizzati ecc. in tutti i soggetti particolarmente denutriti, traumatizzati ecc.
Lo stadio iniziale dell’assideramento è caratterizzato da debolezza, Lo stadio iniziale dell’assideramento è caratterizzato da debolezza, disorientamento spaziale, impaccio nei movimenti, forte cefalea, pallore intenso. disorientamento spaziale, impaccio nei movimenti, forte cefalea, pallore intenso. Attraverso un progressivo stadio di torpore psichico e sempre più gravi alterazioni Attraverso un progressivo stadio di torpore psichico e sempre più gravi alterazioni sensoriali si giunge al quadro terminale caratterizzato da ipotensione spiccata, sensoriali si giunge al quadro terminale caratterizzato da ipotensione spiccata, polso piccolo e frequentissimo, dispnea e arresto cardiaco.polso piccolo e frequentissimo, dispnea e arresto cardiaco.
PATOLOGIE DA CORRENTI ELETTRICHEPATOLOGIE DA CORRENTI ELETTRICHE
CORRENTE CONTINUACORRENTE CONTINUA: monodirezionale, intensità costante: monodirezionale, intensità costante
CORRENTE ALTERNATACORRENTE ALTERNATA: non unidirezionale, intensità variabile nel tempo che : non unidirezionale, intensità variabile nel tempo che oscilla tra valori positivi e negativi secondo una sinusoideoscilla tra valori positivi e negativi secondo una sinusoide
CORRENTE FARADICACORRENTE FARADICA: corrente oscillante determinata da fenomeni di : corrente oscillante determinata da fenomeni di induzione elettricainduzione elettrica
I=V/RI=V/R
MODALITA’ DI CONTATTOMODALITA’ DI CONTATTO
1)1)Corpo che chiude il circuitoCorpo che chiude il circuito
2)2)Corpo interposto tra un conduttore e la terraCorpo interposto tra un conduttore e la terra
3)3)Corpo vicino al conduttore e scintilla che funge da conduttoreCorpo vicino al conduttore e scintilla che funge da conduttore
EFFETTI LESIVIEFFETTI LESIVI
1)1)Effetto termico: effetto Joule Q = K RIEffetto termico: effetto Joule Q = K RI22 x T x T
2)2)Effetto elettrochimico: Effetto elettrochimico: anionianionianodo(+)anodo(+)ClCl-- e SO e SO44
- - + H+ H22OO lesioni da acidi (necrosi lesioni da acidi (necrosi
coagulativa)coagulativa) cationicationicatodo(-)catodo(-)NaNa++ e K e K++ + H + H22O O lesioni da basi (necrosi lesioni da basi (necrosi
colliquativa)colliquativa)
3) Effetto biologico per alterazioni della polarizzazione (tetania, fibrillazione, 3) Effetto biologico per alterazioni della polarizzazione (tetania, fibrillazione, etc.)etc.)
La membrana cellulare separando cariche elettriche si comporta come un La membrana cellulare separando cariche elettriche si comporta come un condensatore. condensatore. La membrana non è perfettamente isolante ed è attraversata da un certo numero La membrana non è perfettamente isolante ed è attraversata da un certo numero di ioni perciò, oltre ad un valore di capacità, presenta anche una resistenza di ioni perciò, oltre ad un valore di capacità, presenta anche una resistenza elettricaelettrica
La cellula ha un potenziale negativo all’interno rispetto all’esterno La cellula ha un potenziale negativo all’interno rispetto all’esterno ((potenziale di riposopotenziale di riposo) sulla base della concentrazione degli ioni. ) sulla base della concentrazione degli ioni.
Nei mammiferi le cellule del sistema nervoso centrale presentano un Nei mammiferi le cellule del sistema nervoso centrale presentano un potenziale di riposo potenziale di riposo di -70 mV, una cellula miocardica ha delle di -70 mV, una cellula miocardica ha delle escursioni tra circa -90 mV e + 35mV.escursioni tra circa -90 mV e + 35mV.
Quando lo stimolo elettrico eccita la cellula, aumenta notevolmente la Quando lo stimolo elettrico eccita la cellula, aumenta notevolmente la permeabilitàpermeabilità della membrana agli ioni sodio che, entrando nel della membrana agli ioni sodio che, entrando nel citoplasma della cellula, prima la depolarizzano, annullando la citoplasma della cellula, prima la depolarizzano, annullando la differenza di potenziale tra interno ed esterno, e poi ne causano differenza di potenziale tra interno ed esterno, e poi ne causano l’inversione di polarità.l’inversione di polarità.
L’ampiezza minima dell’impulso di corrente necessario ad eccitare la L’ampiezza minima dell’impulso di corrente necessario ad eccitare la cellula e a determinarne l’inversione del potenziale decresce con cellula e a determinarne l’inversione del potenziale decresce con l’aumentare della durata per tendere ad un valore costante.l’aumentare della durata per tendere ad un valore costante.
Uno stimolo elettrico riesce a eccitare la cellula soltanto se produce Uno stimolo elettrico riesce a eccitare la cellula soltanto se produce un flusso di corrente la cui intensità e durata sono superiori ad una un flusso di corrente la cui intensità e durata sono superiori ad una soglia che è propria del tipo di tessuto e prende il nome di soglia che è propria del tipo di tessuto e prende il nome di reobasereobase..
Da un punto di vista circuitale il corpo Da un punto di vista circuitale il corpo umano può essere rappresentato tramite umano può essere rappresentato tramite un circuito a quattro resistenze (quadripolo un circuito a quattro resistenze (quadripolo equivalente ad una persona):equivalente ad una persona):
Una corrente elettrica che attraversa un corpo umano superata la Una corrente elettrica che attraversa un corpo umano superata la resistenza cutanea si ripartisce in tante ramificazioni in ragione della resistenza cutanea si ripartisce in tante ramificazioni in ragione della conducibilità incontrata nei tessuti sottostanti, più facilmente sono conducibilità incontrata nei tessuti sottostanti, più facilmente sono attraversabili i vasi, i nervi, le ossa.attraversabili i vasi, i nervi, le ossa.
Per gli effetti sul cuore bisogna tener conto anche del percorso della corrente. Ad Per gli effetti sul cuore bisogna tener conto anche del percorso della corrente. Ad esempio, tra i più pericolosi, abbiamo i percorsi mano sinistra-torace, mano destra-esempio, tra i più pericolosi, abbiamo i percorsi mano sinistra-torace, mano destra-torace, mani-pieditorace, mani-piedi
Il valore della corrente elettrica dipende anche dalla resistenza che il corpo umano Il valore della corrente elettrica dipende anche dalla resistenza che il corpo umano oppone, diminuisce in presenza di ferite; oppone, diminuisce in presenza di ferite;
aumentando la pressione del contatto e aumentando la superficie di contatto; aumentando la pressione del contatto e aumentando la superficie di contatto;
con pelle umida o peggio bagnata dove una corrente di basso voltaggio riesce a far con pelle umida o peggio bagnata dove una corrente di basso voltaggio riesce a far penetrare un notevole flusso di elettroni che poi diventa la causa degli eventuali penetrare un notevole flusso di elettroni che poi diventa la causa degli eventuali danni. danni.
La resistenza aumenta, invece, in presenza di zone cutanee dallo spesso strato La resistenza aumenta, invece, in presenza di zone cutanee dallo spesso strato corneo come quelle callose.corneo come quelle callose.
Una Una corrente continua con una intensità di circa 50mA corrente continua con una intensità di circa 50mA o, una o, una corrente alternata corrente alternata di 7mAdi 7mA sono in grado di provocare contrazioni sono in grado di provocare contrazioni tetanichetetaniche ad una mano ad una mano impedendole di staccarsi dalla sorgenteimpedendole di staccarsi dalla sorgente
La corrente alternata si dimostra più pericolosa di quella continua per circa 4,5 La corrente alternata si dimostra più pericolosa di quella continua per circa 4,5 volte.volte.
La La pericolosità della corrente diminuisce all'aumentare della frequenza pericolosità della corrente diminuisce all'aumentare della frequenza poiché poiché ad alte frequenze la corrente tende a ad alte frequenze la corrente tende a fluire solo sulla superficie fluire solo sulla superficie della pelle. Il della pelle. Il fenomeno si chiama appunto effetto pelle e le lesioni provocate dal passaggio fenomeno si chiama appunto effetto pelle e le lesioni provocate dal passaggio della corrente elettrica sono solo superficiali e non interessano organi vitali, della corrente elettrica sono solo superficiali e non interessano organi vitali, mentre a livello cellulare le membrane non risentono dei repentini cambi di mentre a livello cellulare le membrane non risentono dei repentini cambi di polarità ed il trasporto ionico non risulta alteratopolarità ed il trasporto ionico non risulta alterato
La tetanizzazione
Contrattura dei muscoli fino alla fine del passaggio della corrente
Il valore più grande di corrente per cui una persona è ancora in grado di staccarsi dalla sorgente elettrica si chiama corrente di rilascio e mediamente è compreso tra i 10mA e i 15mA per una corrente di 50Hz.
Correnti molto elevate non producono solitamente la tetanizzazione perché quando il corpo entra in contatto con esse, l’eccitazione muscolare è talmente elevata che i movimenti muscolari involontari generalmente staccano il soggetto dalla sorgente.
Appropriato flusso di corrente contrazione delle miofibrille muscolari per depolarizzazione forzata e non volontaria del sarcolemma, dovuto ad un elevato flusso elettrico proveniente sia dalle fibre nervose che da altri e contigui sistemi di conduzione. L’estemporaneo processo obbliga il Ca2+, come per un segnale proveniente dalla placca motoria, ad impegnare per un tempo prolungato la tropomiosina C, la quale sarà costretta a liberare i siti di aggancio presenti sui miofilamenti di actina e consentire alle teste della miosina la contrazione muscolare
Diaframma e muscoli respiratori blocco della respirazione. Per correnti più alte spasmo della laringe, inibizione dei centri del respiro presenti nel bulbo, se la scarica interesserà la regione encefalica.
La corrente elettrica, a seguito del La corrente elettrica, a seguito del calore dissipato per effetto Joulecalore dissipato per effetto Joule, riscalda le , riscalda le parti attraversate, è lesiva per le pareti cellulari sia per la presenza del campo parti attraversate, è lesiva per le pareti cellulari sia per la presenza del campo elettrico che elettrico che perturba le forze intermolecolari di van der Waalsperturba le forze intermolecolari di van der Waals, sia per il , sia per il superamento della temperatura di transizione che, superamento della temperatura di transizione che, facendo vibrare le code facendo vibrare le code idrofobe del doppio strato fosfolipidico le fa passare allo stato fluidoidrofobe del doppio strato fosfolipidico le fa passare allo stato fluido. .
Azione di Azione di denaturazione delle proteine denaturazione delle proteine per rottura del legame p presente nel per rottura del legame p presente nel doppio legame del gruppo carbossilico nella sequenza degli aminoacidi doppio legame del gruppo carbossilico nella sequenza degli aminoacidi
Il cuore funziona grazie a stimoli elettrici, pertanto una corrente elettrica esterna può alterare il suo funzionamento fino alla fibrillazione ventricolareE’ l’effetto più pericoloso, ed è dovuto alla sovrapposizione delle correnti provenienti dall’esterno con quelle fisiologiche che, generando delle contrazioni scoordinate, fanno perdere il giusto ritmo al cuore.
Il cuore, proprio a causa della natura elettrica del suo funzionamento, è particolarmente sensibile a qualunque corrente elettrica che proviene dall’esterno, sia essa causata da uno shock elettrico che introdotta volontariamente, come nel caso del pace-maker. La corrente generata dal pace-maker è semplicemente un supporto agli impulsi elettrici prodotti nel nodo seno-atriale e non produce anomalie nel normale funzionamento del cuore ma lo aiuta a correggere certe disfunzioni.
L’invasione di un flusso di corrente elettrica esterna che per la sua durata L’invasione di un flusso di corrente elettrica esterna che per la sua durata colpisce anche nel periodo di vulnerabilità, distrugge il delicato equilibrio dove colpisce anche nel periodo di vulnerabilità, distrugge il delicato equilibrio dove i i microcircuiti vengono attivati e sottratti alla dipendenza del circuito primario, microcircuiti vengono attivati e sottratti alla dipendenza del circuito primario, con conseguenti depolarizzazioni autonome, perdita del sincronismo, con conseguenti depolarizzazioni autonome, perdita del sincronismo, contrazione di tipo vermicolarecontrazione di tipo vermicolare, maggior consumo di molecole di , maggior consumo di molecole di adenosintrifosfatoadenosintrifosfato
per una frequenza compresa tra i 15 e i 100 Hz:per una frequenza compresa tra i 15 e i 100 Hz:
· Zona 1 - al di sotto di 0,5 mA la corrente elettrica non viene percepita· Zona 1 - al di sotto di 0,5 mA la corrente elettrica non viene percepita· Zona 2 - la corrente elettrica viene percepita senza effetti dannosi.· Zona 2 - la corrente elettrica viene percepita senza effetti dannosi.· Zona 3 - si possono avere tetanizzazione e disturbi reversibili al cuore, aumento · Zona 3 - si possono avere tetanizzazione e disturbi reversibili al cuore, aumento
della pressione sanguigna, difficoltà di respirazione. della pressione sanguigna, difficoltà di respirazione.· Zona 4 - si può arrivare alla fibrillazione ventricolare e alle ustioni.· Zona 4 - si può arrivare alla fibrillazione ventricolare e alle ustioni.
FOLGORAZIONEFOLGORAZIONE
Effetti diretti : chimici, termici, meccaniciEffetti diretti : chimici, termici, meccanici
Effetti indiretti: Effetti indiretti: - termico - termico esplosione dell’aria esplosione dell’aria azione meccanica azione meccanica- per induzione elettrica- per induzione elettrica
Ferite, lacerazioni, esplosioni organiFerite, lacerazioni, esplosioni organi
PATOLOGIE DA PRESSIONIPATOLOGIE DA PRESSIONI
IPERBAROPATIEIPERBAROPATIE
Legge di BoyleLegge di Boyle
P=KCP=KC
Legge di HenryLegge di HenryUn gas, che esercita una pressione sopra la superficie di Un gas, che esercita una pressione sopra la superficie di un liquido, vi passa in soluzione finché avrà raggiunto in un liquido, vi passa in soluzione finché avrà raggiunto in quel liquido, la stessa pressione che vi esercita sopra, se quel liquido, la stessa pressione che vi esercita sopra, se la pressione del gas premente diminuisce a valori inferiori la pressione del gas premente diminuisce a valori inferiori a quelli assunti dal gas in soluzione, questo si libera finché a quelli assunti dal gas in soluzione, questo si libera finché avrà raggiunto di nuovo l'equilibrioavrà raggiunto di nuovo l'equilibrio
L’ariaL’aria
Profondità immersione
Pressione in atmosfere
Litri di azoto in soluzione nell’organismo
Livello del mare 1 1
10 2 2
30 4 4
60 7 7
90 10 10
1h a profondità (in m)
Pressione in atmosfere
Sintomi
35 4.5 Ebbrezza, lieve riduzione capacità lavorativa
50-60 6.0-7.0 Sonnolenza, lieve confusione, riduzione capacità lavorativa
60-75 7.0-8.5 Grave sonnolenza e confusione, grave problema nelle attività
>75 >8.5 Narcosi da azoto
EMBOLIA GASSOSAEMBOLIA GASSOSA
La sovradistensione polmonare (o barotruma polmonare)La sovradistensione polmonare (o barotruma polmonare)
Si distinguono due tipi di sovradistensione polmonare: Si distinguono due tipi di sovradistensione polmonare: la forma polmonare pura e la forma la forma polmonare pura e la forma encefalica.encefalica.Nel primo caso abbiamo la rottura della parete alveolare; l'aria penetra nella cavità pleurale e scolla Nel primo caso abbiamo la rottura della parete alveolare; l'aria penetra nella cavità pleurale e scolla i polmoni dalla pleura. Nel secondo caso, la perdita d'aria si produce nei vasi sanguigni dei polmoni. i polmoni dalla pleura. Nel secondo caso, la perdita d'aria si produce nei vasi sanguigni dei polmoni. Passa per la cavità sinistra del cuore e l'aorta, poi si infila nelle arterie carotidee sino ad arrivare al Passa per la cavità sinistra del cuore e l'aorta, poi si infila nelle arterie carotidee sino ad arrivare al cervello.cervello.
Tossicità ossigenoTossicità ossigeno
La sindrome da tossicità cerebrale (CNST:Central Nervous System Toxicity) fu descritta per la prima volta da Paul Bert 1878, conosciuta anche con l’abbreviazione di CNS.
La tossicità dell’ossigeno, normo ed iperbarico, a livello del sistema nervoso (SNC) è causata da un aumento di produzione di radicali liberi dell’ossigeno e dalla perossidazione lipidica delle membrane.
Il grado di alterazioni biochimiche, e di conseguenza il quadro sintomatologico, dipende:
-dalla pressione parziale dell’ossigeno (PpO2)-dalla durata dell’esposizione-dalla suscettibilità individuale.
In casi prolungati da esposizione di O2 iperbarico vi è un In casi prolungati da esposizione di O2 iperbarico vi è un aumento della CO2 per il riflesso aumento della CO2 per il riflesso ipoventilatorio ipoventilatorio riduzione del pH con spostamento a destra della curva di dissociazione riduzione del pH con spostamento a destra della curva di dissociazione dell’emoglobina (HB) dell’emoglobina (HB) ed ulteriore apporto di ossigeno ai tessuti con conseguente ed ulteriore apporto di ossigeno ai tessuti con conseguente vasodilatazione ed aumento di flusso ematicovasodilatazione ed aumento di flusso ematico
Visual Visual Disturbi della visione Disturbi della visione Ear Ear Sensazione di percezione uditiva Sensazione di percezione uditiva Nausea Nausea NauseaNausea Twitching Twitching Tremori a carico dei muscoli facciali e/o delle estremità Tremori a carico dei muscoli facciali e/o delle estremità Irritabilità Irritabilità Irritabilità e mutamenti della personalità Irritabilità e mutamenti della personalità Dizzines Dizzines VertiginiVertigini
FIBROSI RETROLENTICOLARE E DANNI ALLA RETINA per periodi più prolungatiFIBROSI RETROLENTICOLARE E DANNI ALLA RETINA per periodi più prolungati
PATOLOGIE DA PRESSIONIPATOLOGIE DA PRESSIONI
IPOBAROPATIEIPOBAROPATIE
Sistema A breve termine A lungo termine
- Risposta ventilatoria- Risposta cardiovascolare
- Iperventilazione- Iperventilazione causa riduzione della CO, quindi alcalosi dei fluidi corporei- Aumento della frequenza cardiaca in condizioni submassimali- Aumento della gittata cardiaca in condizioni submassimali- La gittata pulsatoria rimane invariata o è leggermente diminuita- La gittata cardiaca massima rimane invariata oppure diminuisce leggermente
- Iperventilazione- I reni provvedono a eliminare bicarbonati per compensare l'alcalosi respiratoria- La frequenza cardiaca rimane elevata- La gittata cardiaca in condizioni submassimali ritorna al valore corrispondente al livello del mare- Riduzione della gittata pulsatoria- Riduzione della massima gittata cardiaca
- Quadro ematico- Risposte locali
- Diminuzione del volume plasmatico- Aumento dell'ematocrito (ERITROPOIETINA)- Aumento della concentrazione dell'emoglobina - Aumento del numero totale dei globuli rossi- Possibile aumento della densità dei capillari nei muscoli scheletrici- Aumento di 2,3-DPG nei globuli rossi ( affinità Hb per ossigeno)- Aumento del numero dei mitocondri- Aumento degli enzimi della via aerobica
♀
Mal di montagna acutoMal di montagna acutoMalgrado il compenso respiratorio e cardiocircolatorio nei primi giorni trascorsi oltre i 3000 m.Malgrado il compenso respiratorio e cardiocircolatorio nei primi giorni trascorsi oltre i 3000 m.
Sintomi: emicrania (il sintomo di gran lunga più comune, presumibilmente legato a una vasodilatazione Sintomi: emicrania (il sintomo di gran lunga più comune, presumibilmente legato a una vasodilatazione cerebrale), senso di stordimento, nausea, stitichezza, vomito, riduzione della diuresi (anche se l'apporto di cerebrale), senso di stordimento, nausea, stitichezza, vomito, riduzione della diuresi (anche se l'apporto di acqua è normale), disturbi visivi, insonnia e debolezza generale. acqua è normale), disturbi visivi, insonnia e debolezza generale.
Nella maggioranza dei casi i sintomi vengono accusati oltre i 3000 m, ma in pochi casi anche sui 2500 m.Nella maggioranza dei casi i sintomi vengono accusati oltre i 3000 m, ma in pochi casi anche sui 2500 m.
Edema polmonare da alta quota (HAPE)Edema polmonare da alta quota (HAPE)
12 a 96 ore dopo l'arrivo in quota con velocità di ascesa elevata.12 a 96 ore dopo l'arrivo in quota con velocità di ascesa elevata.
Il quadro comporta travaso di liquido dal microcircolo verso i tessuti interstiziali e negli alveoli Il quadro comporta travaso di liquido dal microcircolo verso i tessuti interstiziali e negli alveoli (presumibilmente per emostorno intraparenchimale da distretti vasocostretti).(presumibilmente per emostorno intraparenchimale da distretti vasocostretti).
Spesso il quadro è complicato anche dall'edema cerebrale.Spesso il quadro è complicato anche dall'edema cerebrale.
Edema cerebrale da alta quota (HACE)Edema cerebrale da alta quota (HACE)
Fino a coma e morte.Fino a coma e morte.
Circa 11% dei soggetti che si recano oltre i 2700 m.Circa 11% dei soggetti che si recano oltre i 2700 m.
Prostrazione generale, disturbi della visione, disturbi della minzione e dell'evacuazione, perdita di Prostrazione generale, disturbi della visione, disturbi della minzione e dell'evacuazione, perdita di coordinazione neuro-muscolare, emiparesi, perdita dei riflessi, stato confusionale.coordinazione neuro-muscolare, emiparesi, perdita dei riflessi, stato confusionale.
La patogenesi dell’edema è la vasodilatazione e l’aumento di permeabilità dell'endotelio capillare dovuto La patogenesi dell’edema è la vasodilatazione e l’aumento di permeabilità dell'endotelio capillare dovuto all'ipossia.all'ipossia.Lo stato di edema interstiziale è rapidamente lesivo sulle cellule del tessuto nervoso centrale.Lo stato di edema interstiziale è rapidamente lesivo sulle cellule del tessuto nervoso centrale.
Mal di montagna cronicoMal di montagna cronico
-Variazioni dell'equilibrio acido base legate all'iperventilazione (in realtà un'alternanza di iperventilazione e Variazioni dell'equilibrio acido base legate all'iperventilazione (in realtà un'alternanza di iperventilazione e sospensione della respirazione che prende il nome di sospensione della respirazione che prende il nome di respiro periodicorespiro periodico))
-Aumento del numero dei globuli rossi e della concentrazione di emoglobinaAumento del numero dei globuli rossi e della concentrazione di emoglobina, modificazioni della , modificazioni della microcircolazione tissutale e di alcuni aspetti del metabolismo cellulare microcircolazione tissutale e di alcuni aspetti del metabolismo cellulare
-Paradosso dei lattatiParadosso dei lattati: anche se la via glicolitica anaerobica è perfettamente funzionante, si ha una limitazione : anche se la via glicolitica anaerobica è perfettamente funzionante, si ha una limitazione della capacità di produzione di acido lattico, in quanto il suo accumulo causa una maggior deviazione del pH della capacità di produzione di acido lattico, in quanto il suo accumulo causa una maggior deviazione del pH verso l'acidosi. Infatti, sopra i 4000 m si osserva una marcata riduzione della produzione di lattato durante verso l'acidosi. Infatti, sopra i 4000 m si osserva una marcata riduzione della produzione di lattato durante lavoro massimale (lavoro massimale (riduzione sensibilità alle catecolamine riduzione sensibilità alle catecolamine glicolisi glicolisi))
PATOLOGIE DA ENERGIA MECCANICAPATOLOGIE DA ENERGIA MECCANICA
LE FERITELE FERITEE’ un’interruzione della continuità della cute ed e’ E’ un’interruzione della continuità della cute ed e’ prodotta da un agente meccanico esterno.prodotta da un agente meccanico esterno.
LE FERITE SONO CLASSIFICATE IN RAPPORTO:LE FERITE SONO CLASSIFICATE IN RAPPORTO:• • Alla profonditàAlla profondità• • Alla causa che le ha provocateAlla causa che le ha provocate
AbrasioniAbrasioniEscoriazioniEscoriazioniFerite da puntaFerite da puntaFerite da punta e da taglioFerite da punta e da taglioFerite lacereFerite lacereFerite lacero-contuseFerite lacero-contuseFerite da arma da fuocoFerite da arma da fuoco
La gravità di una ferita è data dalla profondità, La gravità di una ferita è data dalla profondità, dall’estensione e dai corpi estranei in essa contenuti, dall’estensione e dai corpi estranei in essa contenuti, nonché dalla sede della lesione.nonché dalla sede della lesione.
LE FERITELE FERITE
LUSSAZIONILUSSAZIONI
soluzione di continuità di un osso, prodotta da una soluzione di continuità di un osso, prodotta da una forza che supera i limiti di resistenza del tessutoforza che supera i limiti di resistenza del tessuto
CHIUSACHIUSA : SE LA CUTE SOVRASTANTE : SE LA CUTE SOVRASTANTE E’ RIMASTA INTEGRAE’ RIMASTA INTEGRAESPOSTAESPOSTA : QUANDO IL PUNTO DI : QUANDO IL PUNTO DI FRATTURA, PER LESIONE DELLE FRATTURA, PER LESIONE DELLE PARTI MOLLI, COMUNICA CON PARTI MOLLI, COMUNICA CON L’ESTERNOL’ESTERNOCOMPOSTACOMPOSTA : QUANDO I MONCONI : QUANDO I MONCONI SONO RIMASTI NELLA SEDE PRIMITIVASONO RIMASTI NELLA SEDE PRIMITIVASCOMPOSTASCOMPOSTA : QUANDO I MONCONI SI : QUANDO I MONCONI SI SONO SPOSTATI DALLA SEDE SONO SPOSTATI DALLA SEDE NATURALENATURALE
FRATTURE OSSEEFRATTURE OSSEE
PATOLOGIE DA ENERGIA MECCANICAPATOLOGIE DA ENERGIA MECCANICA
ACCELERAZIONIACCELERAZIONI
ACCELERAZIONI POSITIVEACCELERAZIONI POSITIVE
2.5 G 2.5 G Percezione tollerabile Percezione tollerabile
4 – 5 G >15” 4 – 5 G >15” emostorno arti inferiori emostorno arti inferiori ritorno sangue ritorno sangue ipossia cerebrale ipossia cerebrale
red outred out
black outblack out
> 6 G > 6 G paralisi muscoli respiratori paralisi muscoli respiratori
ACCELERAZIONI NEGATIVEACCELERAZIONI NEGATIVE
- 3 G >15” - 3 G >15” ritorno sangue ritorno sangue ipertensione venosa cerebrale ipertensione venosa cerebrale microemorragie microemorragie
red outred out
-4 / - 5 G 4 / - 5 G eccessivo ritorno venoso al cuore + impossibile eccessivo ritorno venoso al cuore + impossibile (seno carotideo) (seno carotideo)
scompenso, edema polmonarescompenso, edema polmonare
ACCELERAZIONI TRASVERSEACCELERAZIONI TRASVERSE
Molto meglio tollerate perché gli assi trasversali sono più brevi di quello longitudinaleMolto meglio tollerate perché gli assi trasversali sono più brevi di quello longitudinale
Gli astronauti al decollo ed all’atterraggio si posizionano in modo da ricevere le Gli astronauti al decollo ed all’atterraggio si posizionano in modo da ricevere le accelerazioni (anche >> 8 / 9 G ) in senso trasversaleaccelerazioni (anche >> 8 / 9 G ) in senso trasversale
ASSENZA DI GRAVITA’ASSENZA DI GRAVITA’
EFFETTI FISIOPATOLOGICI IMMEDIATIEFFETTI FISIOPATOLOGICI IMMEDIATI-Vertigini da disfunzione vestibolareVertigini da disfunzione vestibolare-Disidratazione Disidratazione ipovolemia + ipovolemia + gittata cardiaca gittata cardiaca pressione sanguigna pressione sanguigna-Ipotrofia muscoli striatiIpotrofia muscoli striati
EFFETTI TARDIVIEFFETTI TARDIVI-AffaticabilitàAffaticabilità-OsteoporosiOsteoporosi
CINETOSICINETOSI
INCOERENZA TRA PROPRIOCETTORI – STIMOLI VISIVI – RECETTORI VESTIBOLARIINCOERENZA TRA PROPRIOCETTORI – STIMOLI VISIVI – RECETTORI VESTIBOLARI
ADATTAMENTOADATTAMENTO
Patologia ambientalePatologia ambientalePatologia ambientalePatologia ambientaleCAUSE CHIMICHE:CAUSE CHIMICHE:
-Acidi e basi, sostanze ipo- ipertoniche, tensioattivi, solventiAcidi e basi, sostanze ipo- ipertoniche, tensioattivi, solventi
-VeleniVeleni
-Inquinanti ambientali ed esposizioni professionaliInquinanti ambientali ed esposizioni professionali
-FarmaciFarmaci
-TabaccoTabacco
-AlcoolAlcool
-Stupefacenti & co.Stupefacenti & co.
Il danno da sostanze chimiche può essere schematicamente diviso in due tipi:
a) DANNO DIFFUSO DA AGENTI CHIMICI l’entità del danno dipende sempre dalla dose e dalla durata del contatto e si verifica come conseguenza di proprietà comuni a molte sostanze chimiche quali quelle di provocare:
- variazioni del pH
- solubilizzazione di costituenti cellulari
- denaturazione delle proteine (sali, acidi, basi, ioni metallici)perdita funzioni
b) DANNO SELETTIVO DA AGENTI CHIMICI si verifica quando gli agenti chimici alterano uno specifico costituente cellulare provocandone la riduzione o la perdita della funzione. Gli agenti chimici responsabili di questo tipo di danno sono detti VELENI o TOSSICI.
Acidi fortiAcidi forticalorecaloreustioniustioniescare secche (necrosi coagulativa)escare secche (necrosi coagulativa)
Basi fortiBasi forticalorecaloreustioni + attività idroliticaustioni + attività idroliticaescare molli (necrosi colliquativa)escare molli (necrosi colliquativa)
Solventi lipidi Solventi lipidi disorganizzazione membranedisorganizzazione membrane
SoluzioniSoluzioni
DetergentiDetergenti (parti polari + idrofobe) (parti polari + idrofobe)sovvertimentosovvertimentolisilisi
ipertonicheipertonichedisidratazione cellularedisidratazione cellulareplasmolisiplasmolisi
ipotonicheipotonicheingresso acqua nella cellulaingresso acqua nella cellulalisi osmoticalisi osmotica
Sostanza chimica (VELENO o TOSSINA) reazione specifica con strutture chimiche biologicamente
importanti
lesione della funzione
LESIONE BIOCHIMICA: alterazione patologica della cellula in cui gli effetti biochimici dominano il quadro e sono evidenti prima che sia dimostrabile ogni alterazione morfologica.
L’AZIONE TOSSICA DIPENDE STRETTAMENTE DALLA DOSE: in pratica ogni sostanza chimica può essere un veleno purchè somministrata nella dose giusta (es. farmaci).
Dose Minima Letale: quantità minima che è capace di uccidere tutti gli animali di una determinata specie e di un determinato peso in un determinato tempo.
Dose Letale 50% (DL50): quantità minima che è capace di uccidere il 50% degli animali trattati, tutti appartenenti alla stessa specie, in un dato tempo.
Tossicità acuta provocata da una dose singola
Tossicità cronica somma di piccole azioni tossiche ripetute per molto tempo (tossici da sommazione)
Nel valutare l’azione tossica di una sostanza assume grande importanza anche la via di somministrazione, che può influenzare:
- la DL50
- il tempo di comparsa dei sintomi
- la gravità dei sintomi
- la natura dei sintomi
Meccanismi di difesa contro l’azione tossica delle sostanze chimiche
- vomito, diarrea, emorragia
- pannicolo adiposo sottocutaneo sottrae al sangue quantità non indifferenti di tossici quando questi siano solubili nei grassi e abbiano un coefficiente di ripartizione fra acqua e grassi nettamente spostato a favore dei secondi (es. DDT spiccata solubilità nei grassi molto poco tossico per i mammiferi ma estremamente velenoso per gli insetti)
- reazione con strutture meno importanti che impediscono il contatto con strutture di importanza vitale (es. denaturazione delle proteine)
- potere tamponante dei liquidi biologici
- sostanze antiossidanti
- trasformazione della struttura chimica della sostanza tossica al fine di renderla più facilmente eliminabile o comunque meno tossica
a) di tipo demolitivo (es. H2O2/catalasi; acetilcolina/acetilcolinesterasi)
b) combinazione con altre sostanze SINTESI PROTETTIVE
- Ab
P-450P-450
FeFe3+3+
P-450P-450
FeFe3+3+
P-450P-450
FeFe2+2+
P-450P-450
FeFe2+2+
P-450P-450
FeFe3+3+
P-450P-450
FeFe3+3+
ProKProK
ProKProK
NADPH NADPNADPH NADP
MonossigenasiMonossigenasi
P-450 reduttasiP-450 reduttasi
OO22
Ossidazione del Fe eOssidazione del Fe edel procancerogenodel procancerogeno cancerogenocancerogeno
ProKProK
ProKProKKK
HH22OO
KK
- CONIUGAZIONE CON AMINOACIDI- CONIUGAZIONE CON AMINOACIDI
- CONIUGAZIONE SOLFORICA- CONIUGAZIONE SOLFORICA
- CONIUGAZIONE GLUCURONICA- CONIUGAZIONE GLUCURONICA
- ACETILAZIONE- ACETILAZIONE
- METILAZIONE- METILAZIONE
- IDROSSILAZIONE E DEMETILAZIONE OSSIDATIVA: detossificazione attraverso una serie - IDROSSILAZIONE E DEMETILAZIONE OSSIDATIVA: detossificazione attraverso una serie di reazioni ossidative catalizzate da una catena enzimatica situata nel reticolo di reazioni ossidative catalizzate da una catena enzimatica situata nel reticolo
endoplasmatico (microsomi) nota come endoplasmatico (microsomi) nota come drug metabolizing systemdrug metabolizing system..
L’attività degli enzimi del DMS aumenta nettamente nei soggetti trattati a lungo con L’attività degli enzimi del DMS aumenta nettamente nei soggetti trattati a lungo con sostanze sostanze tossiche che vengono da questi metabolizzate (es. barbiturici, cancerogeni, ecc.). tossiche che vengono da questi metabolizzate (es. barbiturici, cancerogeni, ecc.).
N.B. Esistono anche trasformazioni metaboliche che provocano un aumento della tossicità di una N.B. Esistono anche trasformazioni metaboliche che provocano un aumento della tossicità di una sostanzasostanza
a) attraverso la degradazione della sostanza di partenzaa) attraverso la degradazione della sostanza di partenza
b) mediante la combinazione del tossico con sostanze prodotte dall’organismo b) mediante la combinazione del tossico con sostanze prodotte dall’organismo sintesi sintesi letale letale
c) ossidazionec) ossidazione
METALLI: PIOMBOMETALLI: PIOMBO
SATURNISMOSATURNISMOMetallo pesante ubiquitarioMetallo pesante ubiquitario
Esposizione:Esposizione:- professionale- professionale- inalazione - inalazione - ingestione (ceramiche smaltate con piombo, alcoolici distillati al piombo, picacismo)- ingestione (ceramiche smaltate con piombo, alcoolici distillati al piombo, picacismo)
Assorbimento Assorbimento rapida cessione ematica rapida cessione ematica breve emivita breve emivita deposito nei tessuti ed escrezione deposito nei tessuti ed escrezione
Meccanismi:Meccanismi:- Affinità gruppi SH - Affinità gruppi SH
inibizione enzimatica inibizione enzimatica ferrochetolasi e ferrochetolasi e -aminolevulinico deidratasi -aminolevulinico deidratasi sintesi eme sintesi eme
- Competizione con Ca- Competizione con Ca++++ interferenza ossificazione e neurotrasmissione interferenza ossificazione e neurotrasmissione - - enzimi di membrana (5’-nucleotidasi, pompa sodio/potassio) enzimi di membrana (5’-nucleotidasi, pompa sodio/potassio) emolisi, danno renale emolisi, danno renale- - produzione 1,25- didrossivitamina D produzione 1,25- didrossivitamina D distrofia ossea distrofia ossea
METALLI: MERCURIOMETALLI: MERCURIO
-Inalazione ed ingestioneInalazione ed ingestione
••Legame a gruppi sulfidriliciLegame a gruppi sulfidrilici – –enzimienzimi – –cheratinacheratina••Interferenza canali ioniciInterferenza canali ionici –↓ –↓rilascio neurotrasmettitoririlascio neurotrasmettitori••Alterazioni microtubuliAlterazioni microtubuli
Sali inorganiciSali inorganici
Tossicità ed accumulo renale Tossicità ed accumulo renale ed epaticoed epatico
Sali organiciSali organici
Superamento BEE e placentaSuperamento BEE e placenta
Neurotossicità (Minamata)Neurotossicità (Minamata)embriotossicitàembriotossicità
Per un medicamento, gli effetti avversi sono Per un medicamento, gli effetti avversi sono accettati accettati (sotto il profilo medico e regolatorio)(sotto il profilo medico e regolatorio)
solo quando è favorevole il rapporto solo quando è favorevole il rapporto rischio/beneficio terapeutico.rischio/beneficio terapeutico. Un beneficio per la salute NON esiste Un beneficio per la salute NON esiste in un soggetto non malatoin un soggetto non malato
Ingiustificato pericolo di insorgenza di ADRIngiustificato pericolo di insorgenza di ADR
LLa somministrazione di farmaci, a somministrazione di farmaci, integratori compresi, a persone integratori compresi, a persone non malate, come nel caso dinon malate, come nel caso di atleti professionisti e nonatleti professionisti e non,, è è sempre pericolosa in quanto priva sempre pericolosa in quanto priva didi finalità terapeuticafinalità terapeutica,, scopo scopo fondamentalefondamentale di un medicamento.di un medicamento.
COMPLICANZE DEI CONTRACCETTIVI ORALICOMPLICANZE DEI CONTRACCETTIVI ORALI
PATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICOPATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICO
Bevitore occasionale: Bevitore occasionale: 200mg/dl 200mg/dl ebbrezza ebbrezza300-400mg/dl 300-400mg/dl coma, arresto respiratorio e morte coma, arresto respiratorio e morte
Bevitore abituale:Bevitore abituale: 700mg/dl 700mg/dl tolleranza tolleranza
Alcool etilico o etanoloAlcool etilico o etanolo CHCH33-CH-CH22-OH-OH
Molecola organica composta da un singolo gruppo idrossilico (OH) e da unaMolecola organica composta da un singolo gruppo idrossilico (OH) e da unacorta catena alifatica con 2 atomi di carbonio: CHcorta catena alifatica con 2 atomi di carbonio: CH33 CH CH22 OH OH
Le componenti idrossilica ed etilica conferiscono alla molecola proprietà siaLe componenti idrossilica ed etilica conferiscono alla molecola proprietà siaidrofile che lipofile: l’etanolo è pertanto un “idrofile che lipofile: l’etanolo è pertanto un “AMFOFILOAMFOFILO”, proprietà importante ”, proprietà importante per la sua attività farmacologicaper la sua attività farmacologica
L’etanolo si forma naturalmente come prodotto dell’ossidazione dello zucchero L’etanolo si forma naturalmente come prodotto dell’ossidazione dello zucchero per fermentazioneper fermentazione
La maggior parte delle bevande alcooliche sono bevande fermentate (vino – birra)La maggior parte delle bevande alcooliche sono bevande fermentate (vino – birra)ed hanno concentrazioni alcoliche fino al 15%ed hanno concentrazioni alcoliche fino al 15%
Bevande con più alto contenuto di etanolo sono prodotte Bevande con più alto contenuto di etanolo sono prodotte per distillazioneper distillazione dei dei prodotti fermentati prodotti fermentati
Farmacocinetica dell’etanoloFarmacocinetica dell’etanolo
Assorbimento: Assorbimento: tratto gastro-intestinaletratto gastro-intestinaleLa velocità di assorbimento è determinata:La velocità di assorbimento è determinata:a) Dalla quantità di etanolo consumataa) Dalla quantità di etanolo consumatab) Dalla concentrazione di etanolo nella bevandab) Dalla concentrazione di etanolo nella bevandac) Dalla velocità di consumoc) Dalla velocità di consumod) Dalla composizione del contenuto gastricod) Dalla composizione del contenuto gastricoe) Poiché l’etanolo è volatile, l’assorbimento può avvenire anche per inalazionee) Poiché l’etanolo è volatile, l’assorbimento può avvenire anche per inalazione
Distribuzione: Distribuzione: è proporzionale al contenuto di Hè proporzionale al contenuto di H22O nei vari tessutiO nei vari tessuti
La velocità di distribuzione dipende dal grado di vascolarizzazioneLa velocità di distribuzione dipende dal grado di vascolarizzazioneIn organi con alto flusso sanguigno, l’equilibrio avviene rapidamente:In organi con alto flusso sanguigno, l’equilibrio avviene rapidamente:a) Cervelloa) Cervellob) Fegatob) Fegatoc) Polmonic) Polmonid) Renid) ReniIn organi con basso flusso sanguigno, l’equilibrio avviene lentamente:In organi con basso flusso sanguigno, l’equilibrio avviene lentamente:a) Muscoloa) MuscoloL’etanolo passa la barriera placentareL’etanolo passa la barriera placentare
PATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICOPATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICO
cyt P450
MetabolismoMetabolismo
A livello gastrico esistono importanti differenze uomo-donna: nella mucosa A livello gastrico esistono importanti differenze uomo-donna: nella mucosa gastrica dell’uomo è presente una quantità maggiore di enzima alcol-deidrogenasi.gastrica dell’uomo è presente una quantità maggiore di enzima alcol-deidrogenasi. Tale differenza è responsabile dei maggiori livelli ematici e della maggiore Tale differenza è responsabile dei maggiori livelli ematici e della maggiore sensibilità della donna agli effetti dell’etanolosensibilità della donna agli effetti dell’etanolo
SNP attività
Acetil-CoA
Ac. grassi
PATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICOPATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICO
Catabolismo dei grassiCatabolismo dei grassi
Acetaldeide Acetaldeide NADH NADH biosintesi lipidica biosintesi lipidica
Ossidazione acidi grassiOssidazione acidi grassi
Acetaldeide legata alla tubulina Acetaldeide legata alla tubulina funz. microtubuli funz. microtubuli
PATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICOPATOLOGIA DA ABUSO DI ALCOOL ETILICO-EPATOTOSSICITA’-EPATOTOSSICITA’
PATOLOGIA DA TABAGISMOPATOLOGIA DA TABAGISMO
Danno diretto e danno per sinergia con altri componenti ambientaliDanno diretto e danno per sinergia con altri componenti ambientaliFase gassosa e fase corpuscolata: Fase gassosa e fase corpuscolata: 4000 costituenti e >>43 cancerogeni noti 4000 costituenti e >>43 cancerogeni noti
di K pancreas
PATOLOGIA DA USO DI SOSTANZE STUPEFACENTIPATOLOGIA DA USO DI SOSTANZE STUPEFACENTI
Endocarditi: vegetazioni valvola aorticaEndocarditi: vegetazioni valvola aortica
Ascessi cerebraliAscessi cerebrali
Granuloma polmonare da talco, aspetti fibrotici diffusiGranuloma polmonare da talco, aspetti fibrotici diffusi
Riduzione fatica,euforia
AumentoFrequenzacardiaca
Colpo di calore
Eccitazione,Irrequietezza,Insonnia,aggressività
DipendenzaTossicomania
Dispnea
EFFETTIEFFETTI EFFETTI INDESIDERATIEFFETTI INDESIDERATI
• Spiccata azione stimolante sul sistema nervoso centrale (aumento dell’attenzione della competitività, senso di benessere, euforia, riduzione del senso di fatica
• Aumento della frequenza cardiaca
• Aumento della glicemia e degli acidi grassi liberi
• Riduzione del senso di fame (effetto anoressizzante)
Sistema nervoso centrale
• Tremori, eccitazione, aggressività
• Perdita del senso critico
• Cefalea
• Insonnia
• Vomito, anoressia
• Iperpiressia (colpo di calore)
• Convulsioni
• Forte stato depressivo, psicosi
Sistema cardiocircolatorio
• Vasocostrizione
• Ipertensione
• Tachicardia
• Disturbi del ritmo
• Infarto del miocardio
STIMOLANTI
Amfetamina, Efedrina, Cocaina ….
Stimolometabolismoenergetico
Vomito
Ictus
amfetamineamfetamine
tossicomaniatossicomaniapsicosipsicosi
convulsioniconvulsionidepressionedepressione
anoressiaanoressia
Le amfetamine danno: •eccitazione•irrequietezza•insonnia•aggressività
lesioni dentali da ecstasy
Effetto dell’ecstasy sulle Effetto dell’ecstasy sulle capacità del ragno a tessere la capacità del ragno a tessere la
telatela
Dopo ecstasyDopo ecstasyCondizioni basaliCondizioni basali
CocainaCocaina
Effetti collateraliEffetti collaterali
EMORRAGIA CEREBRALE DA COCAINA
Aumentotollerabilitàal dolore
Alterazioniumore
Depressionefunzione respiratoria
Stipsi
EFFETTIEFFETTI EFFETTI INDESIDERATIEFFETTI INDESIDERATI
• Interferenza a livello del Interferenza a livello del sistema nervoso centrale sistema nervoso centrale con aumento della con aumento della tollerabilità del doloretollerabilità del dolore
• BroncospasmoBroncospasmo
• Depressione della funzione Depressione della funzione respiratoriarespiratoria
• Nausea, vomitoNausea, vomito
• StipsiStipsi
• Riduzione del flusso urinarioRiduzione del flusso urinario
• Aumento della sudorazioneAumento della sudorazione
• ScialorreaScialorrea
• Cambio dell’umoreCambio dell’umore
• AssuefazioneAssuefazione
NARCOTICI
Eroina, Metadone e Morfina ….
Nauseavomito
Broncospasmo
eroinaeroina
(endorphin system)(endorphin system)
Euforia e sensazione di benessere
EFFETTIEFFETTI EFFETTI INDESIDERATIEFFETTI INDESIDERATI
• Aumento del senso di Aumento del senso di benesserebenessere
• EuforiaEuforia
• Viene ipotizzata una Viene ipotizzata una diminuzione della tensione diminuzione della tensione emotiva prima della garaemotiva prima della gara
• AnsiaAnsia
• EuforiaEuforia
• SonnolenzaSonnolenza
• ApatiaApatia
• TachicardiaTachicardia
• Ipotensione ortostaticaIpotensione ortostatica
• DipendenzaDipendenza
CANNABINOIDI
Hashish, Marijuana …
Ridotta capacitàdi coordinazione
Alteratapercezionetempo
Alterazionipersonalità
Alterazioniequilibrio
cannabiscannabis
Deficit di memoriaDeficit di memoriaPsicosi, Psicosi,
schizofreniaschizofreniaTeratogena per il Teratogena per il
fetofetoCancerogena Cancerogena (perché viene (perché viene
fumata)fumata)
CANNABINOIDICANNABINOIDI
Patologie da errata alimentazionePatologie da errata alimentazione
Alterazioni quantitative Alterazioni quantitative BMI: peso/(altezza in m) BMI: peso/(altezza in m)22; plicometria; plicometria
Iperalimentazione: Iperalimentazione: -Obesità (-Obesità ( triglic. negli adipociti) triglic. negli adipociti) diabete mellito tipo II, aterosclerosi, etc diabete mellito tipo II, aterosclerosi, etc-Bulimia nervosa -Bulimia nervosa
Ipoalimentazione:Ipoalimentazione:-Dimagramento-Dimagramento-Malnutrizione-Malnutrizionedenutrizionedenutrizionemarasma o Kwashiorkormarasma o Kwashiorkor-Anoressia nervosa-Anoressia nervosa
Alterazioni qualitative Alterazioni qualitative
ObesitàObesitàFattori psicologiciFattori psicologiciFattori ambientaliFattori ambientaliFattori geneticiFattori genetici
ACTH + MSH MCRSazietà
ADIPELEPTINASazietà
Cellule endocrine stomaco fame
Glucagone simile sazietà
Neurotrasmettitore fame
Antagonizza leptina fame ed accumulo
Recettori perossisomareg. trascr.accumulo
Prot. adipocitaria glicemia
ObesitàObesità
KwashiorkorKwashiorkor
Dieta ricca di carboidrati e povera di protidiDieta ricca di carboidrati e povera di protidi A differenza del marasma il pannicolo adiposo è normale + edemi A differenza del marasma il pannicolo adiposo è normale + edemi
(insufficiente sintesi apoproteine) esportazione lipidi
DISVITAMINOSI VITAMINE IDROSOLUBILIDISVITAMINOSI VITAMINE IDROSOLUBILI
Raramente singoli deficitRaramente singoli deficit
DISVITAMINOSI VITAMINE LIPOSULUBILIDISVITAMINOSI VITAMINE LIPOSULUBILI
Raramente singoli deficit, talvolta accumuliRaramente singoli deficit, talvolta accumuli
(necessaria per la carbossilazione in glu dei fattori VII, IX, XII e protrombina)
DEFICIT DI VITAMINA ADEFICIT DI VITAMINA A
DEFICIT DI TIAMINA (B1)DEFICIT DI TIAMINA (B1) Alterazioni decarbossilazione ossidativa Alterazioni decarbossilazione ossidativa -chetoacidi-chetoacidiAlterazioni transchetolasi via dei pentosomonofosfatiAlterazioni transchetolasi via dei pentosomonofosfatiAlterazioni membrane neuraliAlterazioni membrane neurali
Vasodilatazione generalizzata
Shunt artero-venoso
Ritorno venoso
DEFICIT DI NIACINA (AC. NICOTINICO E NICOTINAMIDE)DEFICIT DI NIACINA (AC. NICOTINICO E NICOTINAMIDE)
-Dalla dieta e sintetizzata a partire dal triptofano (malassorbimento e consumo da sin. del carcinoide)Dalla dieta e sintetizzata a partire dal triptofano (malassorbimento e consumo da sin. del carcinoide)-Piridossina e riboflavina necessari alla sintesi di niacina e triptofanoPiridossina e riboflavina necessari alla sintesi di niacina e triptofano simile sintomatologia simile sintomatologia-Componente essenziale NAD e NADP-Componente essenziale NAD e NADP
3 D3 D
DEFICIT DI RIBOFLAVINA (B2)DEFICIT DI RIBOFLAVINA (B2)
-Dalla dieta, rara nella denutrizione, più frequenti i malassorbimentiDalla dieta, rara nella denutrizione, più frequenti i malassorbimenti-Cruciale per la sintesi dei nucleotidi flavinici Cruciale per la sintesi dei nucleotidi flavinici trasporto elettroni trasporto elettroni-Per lo più manifestazioni al volto (?)Per lo più manifestazioni al volto (?)
seborroica
DEFICIT DI VITAMINA CDEFICIT DI VITAMINA C
idrossilazione della lisina e della prolina (collagene)
idrossilazione della dopamina noradrenalina
sintesi della carnitina
catabolismo della tirosina
amidazione di alcuni peptidi con azione ormonale
sintesi degli acidi biliari,
sintesi degli ormoni steroidei (idrossilazione)
riduzione dell'acido folico (coenzima)
assorbimento ferro (riduzione Fe 3+ a Fe2+)
rigenerazione della vitamina E
DEFICIT DI VITAMINA DDEFICIT DI VITAMINA D
PATOLOGIA AMBIENTALE: STRESS OSSIDATIVOPATOLOGIA AMBIENTALE: STRESS OSSIDATIVO
Danno da radicali liberi dell’ossigeno
-L’ossigeno è essenziale per i meccanismi di formazione di energia (citocromo ossidasi: O2 H2O + energia) e viene ridotto monovalentemente (accettore di
elettroni, uno alla volta) formazione di O2-, H2O2, OH., 1O2 danno cellulare
-I ROS sono prodotti da falle nel trasporto mitocondriale degli elettroni con un contributo addizionale della ossidasi a funzione mista (p450)
-Altre fonti:a) quando i composti reagiscono spontaneamente con l’Oa) quando i composti reagiscono spontaneamente con l’O22
autoossidandosi autoossidandosi ( (catecolaminecatecolamine))
b) per intervento di alcuni sistemi enzimatici (b) per intervento di alcuni sistemi enzimatici (xantino-ossidasi, xantino-ossidasi, aldeidossidasialdeidossidasi))
c) Altri radicali liberi possono essere generati nel c) Altri radicali liberi possono essere generati nel metabolismo intermediometabolismo intermediodi xenobiotici e farmacidi xenobiotici e farmaci
Il sistema delle monoossigenasi citocromo P-450 dipendenti, è Il sistema delle monoossigenasi citocromo P-450 dipendenti, è responsabile della responsabile della ossidazioneossidazione di substrati esogeni ed endogeni di substrati esogeni ed endogeni (farmaci, ac. grassi, steroidi, etc.) e della (farmaci, ac. grassi, steroidi, etc.) e della riduzioneriduzione di pochi di pochi composticomposti
Il citocromo P-450, in presenza di certi substrati, porta ad una Il citocromo P-450, in presenza di certi substrati, porta ad una parziale riduzione dell’ossigeno molecolare e alla formazione di parziale riduzione dell’ossigeno molecolare e alla formazione di anione superossido anione superossido (O(O22
--) e di ) e di perossido di idrogenoperossido di idrogeno (H (H22OO22) )
OO22 + e + e-- OO22- - + H+ H22OO22
anione superossidoanione superossido
Meccanismi di difesa dai radicali:
•Riduzione dell’ossigeno da parte di elettroni senza il rilascio di radicali grazie ad enzimi leganti ossigeno e substrato che trattengono i radicali finchè si lega un secondo elettrone (es. catene respiratorie)
•Sistemi di protezione: SOD, catalasi, perossidasi, scavengers (vit. C, vit. E), molecole con gruppi SH (tamponanti i radicali)
ANIONE SUPEROSSIDO O2-
Promisquità CoQ ed altre imperfezioni Promisquità CoQ ed altre imperfezioni della catena di trasporto degli elettronidella catena di trasporto degli elettroni
Burst ossidativo a partire da ossidasi di Burst ossidativo a partire da ossidasi di membranamembrana
PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2
RADICALE IDROSSILICO OH
L’H2O2 può:1) reagire con l’O2
- (reazione di Haber-Weiss)2) reagire con il Fe++ (reazione di Fenton) e produrre 3) l’OH può derivare direttamente dalla radiolisi dell’acqua
Reazione di Haber-WeissReazione di Haber-Weiss
HH22OO22 + O+ O22-- Cu Fe OH Cu Fe OH + + OO22
radicale idrossilicoradicale idrossilico
Reazione di FentonReazione di Fenton
HH22OO22 + Fe+ Fe+2+2 Fe Fe+3+3 + + OHOH
(Cu+) (Cu+) (Cu++)(Cu++) radicale idrossilico radicale idrossilico
RADICALE IDROSSILICO OH
Tra le forme dell’ossigeno i Tra le forme dell’ossigeno i radicali idrossilici sono la radicali idrossilici sono la specie piu’ tossicaspecie piu’ tossica perché altamente reattiva e perché altamente reattiva e priva di ogni meccanismo di inattivazionepriva di ogni meccanismo di inattivazioneendogena endogena
Meccanismi cellulari dell’azione tossica dei radicali liberiMeccanismi cellulari dell’azione tossica dei radicali liberi
lo stress ossidativolo stress ossidativo
la perossidazione dei lipidila perossidazione dei lipidi
la deplezione delle tiolo proteinela deplezione delle tiolo proteine
l’alterazione dell’omeostasi del calciol’alterazione dell’omeostasi del calcio
danni al DNAdanni al DNA
1) Lo stress ossidativo (CUMULATIVO)1) Lo stress ossidativo (CUMULATIVO)
Lo stress ossidativo si verifica in ogni situazione in cui si ha accumuloLo stress ossidativo si verifica in ogni situazione in cui si ha accumulodi forme di Odi forme di O22 parzialmente ridotte o dei loro equivalenti idroperossidi parzialmente ridotte o dei loro equivalenti idroperossidi
organici.organici.
Quando la velocità di produzione del superossido supera la capacità Quando la velocità di produzione del superossido supera la capacità dei sistemi di difesa, il radicale reagisce con i materiali biologicidei sistemi di difesa, il radicale reagisce con i materiali biologicialterando il DNAalterando il DNA, , denaturando gli enzimidenaturando gli enzimi e e le proteine recettorialile proteine recettoriali,,producendo la producendo la lipoperossidazione dei lipidi delle membrane cellularilipoperossidazione dei lipidi delle membrane cellulari..
2) Perossidazione dei lipidi2) Perossidazione dei lipidi
Le catene di acidi grassi dei Le catene di acidi grassi dei fosfolipidi di membrana sono convertiti in una serie di fosfolipidi di membrana sono convertiti in una serie di prodotti di frammentazione prodotti di frammentazione alterazioni integrità e funzionalità membranealterazioni integrità e funzionalità membrane
L’evento inizialeL’evento iniziale consiste nell’estrazione di un atomo di idrogeno da un acido grasso consiste nell’estrazione di un atomo di idrogeno da un acido grasso insaturo da parte di radicali centrati su carbonio, zolfo, azoto, ossigeno insaturo da parte di radicali centrati su carbonio, zolfo, azoto, ossigeno
La propagazione dell’eventoLa propagazione dell’evento si attua attraverso la produzione di un radicale lipoperossido si attua attraverso la produzione di un radicale lipoperossido che a sua volta continua il processo estraendo un secondo idrogeno da un lipide che a sua volta continua il processo estraendo un secondo idrogeno da un lipide adiacente intatto nuovo lipoperossido e così via.adiacente intatto nuovo lipoperossido e così via.
Dal processo si generano acidi grassi a basso peso molecolare, come Dal processo si generano acidi grassi a basso peso molecolare, come alchenialcheni, , alcanialcani e e chetonichetoni e come la e come la malonildialdeidemalonildialdeide che viene utilizzata per il monitoraggio del processo. che viene utilizzata per il monitoraggio del processo.
Risoluzione della perossidazione lipidicaRisoluzione della perossidazione lipidica
Il fenomeno si arresta quando due radicali Il fenomeno si arresta quando due radicali reagiscono fra loro a produrre un reagiscono fra loro a produrre un non-non-radicaleradicale
3) Deplezione delle tiolo proteine3) Deplezione delle tiolo proteine
I radicali attivati (specie l’ossidrilico) provocano una deplezione delle tiolo-I radicali attivati (specie l’ossidrilico) provocano una deplezione delle tiolo-proteine per attività su proteine per attività su aminoacidi contenenti zolfo (cisteina e metionina)aminoacidi contenenti zolfo (cisteina e metionina) ed ed interagiscono anche con interagiscono anche con arginina, istidina e prolinaarginina, istidina e prolina
Frammentazione, distorsioni, legami crociati, denaturazione, degradazioneFrammentazione, distorsioni, legami crociati, denaturazione, degradazione
Queste proteine hanno un ruolo importante nella regolazione delle attività Queste proteine hanno un ruolo importante nella regolazione delle attività enzimatiche cellularienzimatiche cellulari
La loro deplezione alterazione della funzionalità enzimatica e La loro deplezione alterazione della funzionalità enzimatica e morte cellularemorte cellulare
4) Alterazione dell’omeostasi del calcio4) Alterazione dell’omeostasi del calcio
E’ stato dimostrato che lo stress ossidativo è accompagnato da un aumento E’ stato dimostrato che lo stress ossidativo è accompagnato da un aumento della concentrazione di Cadella concentrazione di Ca+2+2 dovuto: dovuto:
1) a rilascio dello ione dai depositi intracellulari1) a rilascio dello ione dai depositi intracellulari
2) ad influsso attraverso la membrana plasmatica2) ad influsso attraverso la membrana plasmatica
Tale aumento Tale aumento attivaattiva vari enzimi degradanti calcio-dipendenti (fosfo-lipasi, vari enzimi degradanti calcio-dipendenti (fosfo-lipasi, proteasi, nucleasi) ed è responsabile di proteasi, nucleasi) ed è responsabile di alterazioni del citoscheletro alterazioni del citoscheletro vacuolizzazione e vacuolizzazione e necrosi cellularenecrosi cellulare. .
Durante lo stress ossidativo Durante lo stress ossidativo l’attività di pompe e trasportatori del Cal’attività di pompe e trasportatori del Ca+2+2 è ridottaè ridotta, forse per deplezione dei gruppi , forse per deplezione dei gruppi SHSH perdita della loroperdita della lorofunzionefunzione
La somministrazione di tioli previene infatti tale fenomeno La somministrazione di tioli previene infatti tale fenomeno
PEROSSINITRITO ONOO-
Deriva daDeriva da
NONO + + O2- ONOO-
Attività tossica tramite interazione con lipidi, proteine e DNA
DIFESE CELLULARI DAI RADICALI LIBERI
-Vit. E (accettore di elettroni), Vit. C (reagisce con i radicali)Vit. E (accettore di elettroni), Vit. C (reagisce con i radicali)- N.B. N.B. stress ox stress ox regolazione trascrizionale sistemi di difesa (incluso HSP) regolazione trascrizionale sistemi di difesa (incluso HSP)
Il glutatione ridotto (GSH) ha un ruolo di primaria importanzaIl glutatione ridotto (GSH) ha un ruolo di primaria importanzanella detossificazionenella detossificazione
E’ un tripeptide endogeno presente nel citoplasma e nei mitocondriE’ un tripeptide endogeno presente nel citoplasma e nei mitocondri(concentrazioni millimolari) composto da 3 AA:(concentrazioni millimolari) composto da 3 AA:
1) acido glutammico1) acido glutammico
2) cisteina2) cisteina G S HG S H
3) glicina3) glicina
DANNO DA RIPERFUSIONEDANNO DA RIPERFUSIONE
Xantina ossidasiXantina ossidasiRuolo cellule infiammatorieRuolo cellule infiammatorieRuolo citochine infiammatorieRuolo citochine infiammatorieNO + ONO + O22
-- ONOO ONOO--
Nel danno ischemico:Nel danno ischemico:
Breve Breve recupero recuperoMedio Medio danno da ischemia + riperfusione danno da ischemia + riperfusioneLungo Lungo necrosi necrosi
PATOLOGIA AMBIENTALE: PATOGENESI INFEZIONI MICROBICHEPATOLOGIA AMBIENTALE: PATOGENESI INFEZIONI MICROBICHE
I postulati di Koch (1890):I postulati di Koch (1890):
1)1)Il microrganismo deve essere isolato da ogni caso della Il microrganismo deve essere isolato da ogni caso della malattiamalattia
2)2)Il microrganismo isolato dall’ospite deve essere coltivato in Il microrganismo isolato dall’ospite deve essere coltivato in vitro in coltura puravitro in coltura pura
3)3)La malattia deve essere riproducibile tramite l’agente La malattia deve essere riproducibile tramite l’agente patogeno purificato in animali suscettibilipatogeno purificato in animali suscettibili
4)4)Il microrganismo deve essere isolato dall’ospite infettato Il microrganismo deve essere isolato dall’ospite infettato sperimentalmente sperimentalmente
LimitLimiti dei postulati di Kochi dei postulati di Koch
1)1)Un batterio che è normalmente parte della flora batterica od è comune nell’ambiente, può Un batterio che è normalmente parte della flora batterica od è comune nell’ambiente, può diventare patogeno in specifiche condizioni acquisendo fattori extra di virulenza e modificando diventare patogeno in specifiche condizioni acquisendo fattori extra di virulenza e modificando i siti di infezionei siti di infezione
2)2)Taluni microrganismi possono diventare patogeni se raggiungono tessuti profondi Taluni microrganismi possono diventare patogeni se raggiungono tessuti profondi
3)3)Taluni microrganismi normalmente non patogeni possono diventare tali nei pazienti Taluni microrganismi normalmente non patogeni possono diventare tali nei pazienti immunocompromessiimmunocompromessi
4)4)Talune infezioni possono decorrere in modo subclinicoTalune infezioni possono decorrere in modo subclinico
5)5)Taluni microrganismi patogeni non sono coltivabili in vitro o non ci sono modelli animali di Taluni microrganismi patogeni non sono coltivabili in vitro o non ci sono modelli animali di infezioneinfezione
VIRULENZAVIRULENZA: grado di patogenicità di un batterio: grado di patogenicità di un batterio
POTERE PATOGENOPOTERE PATOGENO: è la risultante di vari fattori che : è la risultante di vari fattori che
permettono al microrganismo patogeno di invadere e permettono al microrganismo patogeno di invadere e
moltiplicarsi con conseguente danno all’organismo moltiplicarsi con conseguente danno all’organismo
ospiteospite
•fattori di virulenzafattori di virulenza
• carica batterica (numero iniziale di batteri che infettano)carica batterica (numero iniziale di batteri che infettano)
• stato di salute, in particolare immunitario, dell’ospite stato di salute, in particolare immunitario, dell’ospite
1. 1. Aderire Aderire alle cellule dell’ospite alle cellule dell’ospite
2. 2. InvadereInvadere i tessuti dell’ospite i tessuti dell’ospite
3. 3. Resistere Resistere all’immunità innataall’immunità innata
4. 4. Evadere Evadere l’immunità adattival’immunità adattiva
5. 5. Competere Competere per i nutrientiper i nutrienti
Requisiti per la colonizzazione e per l’infezioneRequisiti per la colonizzazione e per l’infezione
I principali meccanismi di virulenza battericaI principali meccanismi di virulenza batterica
AdesioneAdesioneInvasioneInvasione
Produzione di metaboliti tossici legati alla Produzione di metaboliti tossici legati alla crescita batterica (gas, acidi)crescita batterica (gas, acidi)Produzione di tossine, in particolare:Produzione di tossine, in particolare:
Enzimi Enzimi degradatividegradativi
EsostossineEsostossineEndotossineEndotossine
SuperantigeniSuperantigeniInduzione di una risposta infiammatoria Induzione di una risposta infiammatoria
eccessivaeccessivaElusione della risposta immunitariaElusione della risposta immunitariaResistenza agli antibioticiResistenza agli antibiotici
Vie d’ingresso all’organismoVie d’ingresso all’organismo
AdesioneAdesione
Ialuronidasi: idrolizza gli acidi ialuronici, i mucopolisaccaridi acidi presenti nella
ECM del tessuto connettivo ( S. aureus)
Collagenasi e neuraminidasi: Clostridi ed altri
Pneumolisina: distrugge le cellule epiteliali ciliate del polmone (S. pneumoniae )
Mucinasi: degrada la mucosa gastrica (H. pylori )
Coagulasi e chinasi: streptococchi e stafilococchi (la fibrina maschera gli Ag e la
fibrinolisi libera i batteri dai focolai infiammatori)
1. Distruzione del tessuto1. Distruzione del tessuto
2. Meccanismi invasivi specializzati2. Meccanismi invasivi specializzati
PENETRAZIONE NELL’ORGANISMOPENETRAZIONE NELL’ORGANISMO
DIFFUSIONEDIFFUSIONE
Il superamento delle barriere epiteliali comporta la penetrazione nei tessuti subepiteliali e, per alcuni batteri, il raggiungimento dei linfonodi, il passaggio nel circolo linfatico e quindi nel circolo ematico
Batteremia:Batteremia: quando batteri responsabili di processi morbosi localizzati (polmoniti, quando batteri responsabili di processi morbosi localizzati (polmoniti, enteriti) invadono, anche se transitoriamente, il circolo ematicoenteriti) invadono, anche se transitoriamente, il circolo ematico
Setticemia: Setticemia: quando si instaura una costante e massiccia presenza di batteri in quando si instaura una costante e massiccia presenza di batteri in circolo (e loro prodotti tossici) circolo (e loro prodotti tossici)
Nel processo di diffusione il batterio deve necessariamente sviluppare meccanismi Nel processo di diffusione il batterio deve necessariamente sviluppare meccanismi di evasione delle difese dell’ospite di evasione delle difese dell’ospite
Immunità ai batteri extracellulariImmunità ai batteri extracellulari
Processo infiammatorioProcesso infiammatorioPatogenesiPatogenesi
Endo- ed EsotossineEndo- ed Esotossine
Attivazione complementoAttivazione complementoImmunità innataImmunità innata FagocitosiFagocitosi
Risposta infiammatoriaRisposta infiammatoria
Meccanismi di difesaMeccanismi di difesa
Risposta anticorpaleRisposta anticorpaleImmunità specificaImmunità specifica
Amplificazione risp. infiammatoriaAmplificazione risp. infiammatoria
Aspetti generaliAspetti generali
1)1) Molti microrganismi eludono la risposta innata Molti microrganismi eludono la risposta innata necessità di risposta acquisita più necessità di risposta acquisita più
specifica e mirataspecifica e mirata
2)2) Le risposte adottive sono specifiche e diversificate per tipologia di microrganismoLe risposte adottive sono specifiche e diversificate per tipologia di microrganismo
3)3) Evasione della risposta e resistenza + aggressione Evasione della risposta e resistenza + aggressione patogenicità del microrganismo patogenicità del microrganismo
4)4) Risposta dell’ospite e molecole implicate Risposta dell’ospite e molecole implicate difesa, ma anche danno tissutale difesa, ma anche danno tissutale
Immunità innataImmunità innataElementi rilevantiElementi rilevanti
-Meccanismo universale di difesa conservato nell’evoluzioneMeccanismo universale di difesa conservato nell’evoluzione
-Prima linea di difesaPrima linea di difesa
-Presente in tutti gli organismi multicellulari (risp. adottive solo vertebratiPresente in tutti gli organismi multicellulari (risp. adottive solo vertebrati
-Impiego di recettori filogeneticamente antichiImpiego di recettori filogeneticamente antichi
-Protezione verso ampia varietà di patogeniProtezione verso ampia varietà di patogeni
-Distinzione self / non selfDistinzione self / non self
-Difetti del sistema sono rari e sempre letaliDifetti del sistema sono rari e sempre letali
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulari
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulari
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariIl ComplementoIl Complemento
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariDefensineDefensine
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariI RECETTORI SOLUBILI E DI MEMBRANAI RECETTORI SOLUBILI E DI MEMBRANA
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariI RECETTORI SOLUBILI E DI MEMBRANAI RECETTORI SOLUBILI E DI MEMBRANA
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariI RECETTORI SOLUBILI E CELLULARII RECETTORI SOLUBILI E CELLULARI
AB primitivi AB primitivi (sangue, fluidi, (sangue, fluidi, surfattante)surfattante)
Anche materiale Anche materiale nucleare cellule nucleare cellule apoptoticheapoptoticheRuolo nel controllo Ruolo nel controllo autoimmunità?autoimmunità?
(MURAMILDIPEPTIDE)
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariI RECETTORI DI MEMBRANAI RECETTORI DI MEMBRANA
Immunità innata ai batteri extracellulariImmunità innata ai batteri extracellulariI FAGOCITII FAGOCITI
Immunità specifica ai batteri extracellulariImmunità specifica ai batteri extracellulari
Immunità ai batteri extracellulariImmunità ai batteri extracellulariMECCANISMI DI EVASIONEMECCANISMI DI EVASIONE
-VARIAZIONE ANTIGENICA (Ag dei pili, LPS, etc)VARIAZIONE ANTIGENICA (Ag dei pili, LPS, etc)
-INIBIZIONE ATTIVAZIONE COMPLEMENTO (Ac. Sialico, LPS)INIBIZIONE ATTIVAZIONE COMPLEMENTO (Ac. Sialico, LPS)
-RESISTENZA ALLA FAGOCITOSI (capsula)RESISTENZA ALLA FAGOCITOSI (capsula)
-NEUTRALIZZAZIONE DEGLI INTERMEDI REATTIVI DELL’OSSIGENONEUTRALIZZAZIONE DEGLI INTERMEDI REATTIVI DELL’OSSIGENO
-LEGAME ASPECIFICO Ab LEGAME ASPECIFICO Ab deviazione dagli AG specifici (proteina A stafilocccica) deviazione dagli AG specifici (proteina A stafilocccica)
-MIMETISMO MOLECOLAREMIMETISMO MOLECOLARE
-ATTIVAZIONE T suppressor (ATTIVAZIONE T suppressor (P. aueruginosa)P. aueruginosa)
BATTERI EXTRACELLULARI:BATTERI EXTRACELLULARI:ESOTOSSINEESOTOSSINE
BATTERI EXTRACELLULARI:BATTERI EXTRACELLULARI:ENDOTOSSINEENDOTOSSINE
Nel complesso co-recettore della Nel complesso co-recettore della cellula B (CD19:CD21:CD81) il cellula B (CD19:CD21:CD81) il CD21 è un recettore per il C’ C3dg CD21 è un recettore per il C’ C3dg attivazione B attivazione B
Riconoscimento congiuntoRiconoscimento congiuntoNon necessariamente gli stessi Non necessariamente gli stessi epitopi, purchè associatiepitopi, purchè associati-tutela tolleranza vs. self-tutela tolleranza vs. self-strategie vaccinali con coniugati-strategie vaccinali con coniugati
Ag TIMO DIPENDENTIAg TIMO DIPENDENTI
CD40-CD40L CD40-CD40L maturazione e switch isotipico maturazione e switch isotipicoB7-CD28B7-CD28CD30-CD30LCD30-CD30L41BB-41BBL41BB-41BBL
SOLO IN PRESENZA DI INTERAZIONE CD40-CD40LSOLO IN PRESENZA DI INTERAZIONE CD40-CD40L
Immunità ai batteri intracellulariImmunità ai batteri intracellulari
Sopravvivere e moltiplicarsi nei fagociti = vivere in nicchie precluse agli AbSopravvivere e moltiplicarsi nei fagociti = vivere in nicchie precluse agli AbNecessità dell’immunità cellulareNecessità dell’immunità cellulare
Immunità ai batteri intracellulariImmunità ai batteri intracellulariIMMUNITA’ SPECIFICAIMMUNITA’ SPECIFICA
Immunità ai batteri intracellulariImmunità ai batteri intracellulariDifferenze individuali profilo ThDifferenze individuali profilo Th
IL-12
Immunità ai batteri intracellulariImmunità ai batteri intracellulariCONSEGUENZE PATOLOGICHECONSEGUENZE PATOLOGICHE
-PERSISTENZA PERSISTENZA DTH DTH GRANULOMI GRANULOMI
Immunità ai micetiImmunità ai miceti
- ESSENZIALMENTE RISPOSTE CELLULO MEDIATE- ESSENZIALMENTE RISPOSTE CELLULO MEDIATE
- MACROFAGI E NEUTROFILI MACROFAGI E NEUTROFILI FAGOCITOSI E LIBERAZIONE SOSTANZE FUNGICIDE FAGOCITOSI E LIBERAZIONE SOSTANZE FUNGICIDE
- Th1 Th1 azione protettiva (TNF e IL-12) azione protettiva (TNF e IL-12)
- Th2 Th2 effetto dannoso per inibizione attività fagocitica (IL-10) effetto dannoso per inibizione attività fagocitica (IL-10)
Immunità ai virusImmunità ai virus
Ab verso Ag espressi sulle cellule infettate: Ab verso Ag espressi sulle cellule infettate: Lisi mediata dal complementoLisi mediata dal complementoADCC (recettore Fc delle NK)ADCC (recettore Fc delle NK)
APC fagocita cellula infettaAPC fagocita cellula infetta MHCII MHCII Th Th cooperaz. CTL cooperaz. CTL(crosspriming)(crosspriming)
MHCIMHCI
Immunità innata ai virusImmunità innata ai virus-Interferoni-Interferoni
InterferoneInterferone
DAIDAI(Ds RNA-Activated(Ds RNA-ActivatedInhibitor of translation)Inhibitor of translation)
Degradazione RNA Degradazione RNA viralevirale
MHCIMHCI killingkilling
Attivazione NKAttivazione NK
Killing mediato Killing mediato dai CTLdai CTL
Sintesi proteineSintesi proteineviralivirali
Ac. Nucleico viraleAc. Nucleico virale
Toll Like ReceptorToll Like Receptor
Immunità specifica ai virusImmunità specifica ai virusCONSEGUENZE PATOLOGICHECONSEGUENZE PATOLOGICHE
-AZIONE CTL SU CELLULE INFETTATE DA VIRUS NON CITOLITICI (LCMV, HBV) AZIONE CTL SU CELLULE INFETTATE DA VIRUS NON CITOLITICI (LCMV, HBV)
-MIMETISMO MOLECOLARE E MALATTIE DA IMC (HBV)MIMETISMO MOLECOLARE E MALATTIE DA IMC (HBV)
DIFFUSIONE DEL VIRUS DIFFUSIONE DEL VIRUS NELL’ORGANISMONELL’ORGANISMO
ORGANI ORGANI BERSAGLIOBERSAGLIOSuscettibilità e Suscettibilità e PermissivitàPermissività
INFEZIONE INFEZIONE DISSEMINATADISSEMINATAMalattie Malattie esantematiche, esantematiche, polioviruspoliovirus
VIREMIA VIREMIA SECONDARIASECONDARIA
VIREMIA VIREMIA PRIMARIAPRIMARIA
INFEZIONE INFEZIONE LOCALIZZATALOCALIZZATAVirus influenzali,Virus entericiVirus influenzali,Virus enterici
REPLICAZIONE REPLICAZIONE PRIMARIAPRIMARIA
PENETRAZIONEPENETRAZIONE
REPLICAZIONE REPLICAZIONE SECONDARIASECONDARIA
DUFFUSIONE DEL VIRUS NELL’ORGANISMODUFFUSIONE DEL VIRUS NELL’ORGANISMO
I I determinanti della virulenza sono geni che:determinanti della virulenza sono geni che:
1) influiscono sulla capacità del virus di replicarsi1) influiscono sulla capacità del virus di replicarsi2) colpiscono le difese immuni dell’ospite2) colpiscono le difese immuni dell’ospite3) permettono al virus di diffondersi3) permettono al virus di diffondersi4) producono proteine tossiche4) producono proteine tossiche
INFEZIONI DELLE VIE INFEZIONI DELLE VIE RESPIRATORIERESPIRATORIE
PATOGENESI DEI VIRUS PATOGENESI DEI VIRUS ENTERICIENTERICI
Infezioni del sistema nervoso Infezioni del sistema nervoso centrale.1centrale.1
Eruzioni cutanee da malattie Eruzioni cutanee da malattie virali. Varicella Zostervirali. Varicella Zoster
Effetti diretti dell’infezione primaria di virus citolitici:Effetti diretti dell’infezione primaria di virus citolitici:
• effetto citopatico (visibile in cellule in coltura) effetto citopatico (visibile in cellule in coltura) lisi lisi sintomi sintomi (p.es. poliovirus causa lisi neuroni (p.es. poliovirus causa lisi neuroni paralisi) paralisi)
• apoptosiapoptosi
• blocco di processi cellulari come traduzione, sintesi di DNA e RNA, blocco di processi cellulari come traduzione, sintesi di DNA e RNA, trasporto di vescicole (aumento permeabilità di membrane, rilascio enzimi trasporto di vescicole (aumento permeabilità di membrane, rilascio enzimi lisosomali lisosomali autolisi cellulare) autolisi cellulare)
Effetti patogenetici di virus non citolitici:Effetti patogenetici di virus non citolitici:sono conseguenza della risposta immune dell’ospitesono conseguenza della risposta immune dell’ospite
EFFETTO CITOPATICOEFFETTO CITOPATICO Rigonfiamento o collassamento delle celluleRigonfiamento o collassamento delle cellule
Formazione di cellule multinucleate (sincizi o policariociti)Formazione di cellule multinucleate (sincizi o policariociti)
Produzione di “corpi di inclusione” nel nucleo o nel citoplasma delle cellule Produzione di “corpi di inclusione” nel nucleo o nel citoplasma delle cellule infette.infette.
Il metodo più efficace per evidenziare questi cambiamenti è la colorazione con Il metodo più efficace per evidenziare questi cambiamenti è la colorazione con coloranti basici (ematossilina) o acidi (eosina) che accentuano la natura delle coloranti basici (ematossilina) o acidi (eosina) che accentuano la natura delle alterazionialterazioni
La presenza di alterazioni e la localizzazione e la natura delle “inclusioni” La presenza di alterazioni e la localizzazione e la natura delle “inclusioni” (basofile o eosinofile) può essere utilizzato come criterio diagnostico per (basofile o eosinofile) può essere utilizzato come criterio diagnostico per l’identificazione di un agente virale.l’identificazione di un agente virale.
ESITO possibile DELL’INFEZIONEESITO possibile DELL’INFEZIONE
Infezione inapparente (portatore sano)Infezione inapparente (portatore sano)
Infezione acutaInfezione acuta
Infezione latenteInfezione latente
Infezione persistenteInfezione persistente
Trasformazione neoplastica (virus oncogeni)Trasformazione neoplastica (virus oncogeni)
Immunità ai virusImmunità ai virusMECCANISMI DI EVASIONEMECCANISMI DI EVASIONE
-Mutazioni puntiformi (DNAvirus) e riarrangiamento genomico (RNAvirus)-Mutazioni puntiformi (DNAvirus) e riarrangiamento genomico (RNAvirus)≠Ag≠Ag
-Inibizione presentazione MHCIInibizione presentazione MHCI
-Sintesi molecole inibitorie: Sintesi molecole inibitorie:
*Poxvirus *Poxvirus antagonisti/recettori competitori per IFN, TNF, IL-1. IL-18, chemochine antagonisti/recettori competitori per IFN, TNF, IL-1. IL-18, chemochine
*CMV *CMV competitore per il legame con peptidi del MHCI ( competitore per il legame con peptidi del MHCI ( CTL CTL NK) NK)
*EBV *EBV omologo agonista recettoriale della IL-10 omologo agonista recettoriale della IL-10 soppressione macrofagi soppressione macrofagi
*HIV *HIV infezione CD4+ infezione CD4+
Blocco trascrizione:Adenovirus (E1A)
Immunità ai parassitiImmunità ai parassiti
Parassita Malattia Meccanismo immunitario principale
Protozoi
Plasmodium Malaria Ab e CTL
Leishmania Lehismaniosi CD4+ Th1macrofagi
Trypanosoma Tripanosomiasi africana Ab
Entamoeba histolitica Amebiasi Ab, fagocitosi
Metazoi
Schistosoma Schistostomiasi ADCC da eosinofili, macrofagi
Filaria Filariasi Immunità cellulo-mediataAb?
Elminti Parassitosi intestinali ADCC da IgE ed eosinofili MBP
Immunità ai parassitiImmunità ai parassitiCONSEGUENZE PATOLOGICHECONSEGUENZE PATOLOGICHE
-Risposte granulomatose (schistostomiasi) Risposte granulomatose (schistostomiasi) cirrosi epatica cirrosi epatica
-Reazioni cellulomediate croniche (filariasi) Reazioni cellulomediate croniche (filariasi) ostruzione linfatica e linfedema ostruzione linfatica e linfedema
-Malattie da IMC (schistostomiasi, malaria)Malattie da IMC (schistostomiasi, malaria)
Immunità ai parassitiImmunità ai parassitiMECCANISMI DI EVASIONEMECCANISMI DI EVASIONE
Meccanismo Esempi
Variazione Ag Tripanosomi, Plasmodium
Acquisizione resistenza al complemento o ai CTL
Schistostomi, Elminti
Inibizione risposte immunitarie
Filaria (alterazioni circolazione linfatica), Tripanosomi (citochine immunosopressive)
Liberazione Ag solubili (decoy target)
Entamoeba
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Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.
Robbins “Le basi patologiche delle malattie” 7.a Ed. Elsevier ItaliaRobbins “Le basi patologiche delle malattie” 7.a Ed. Elsevier Italia
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Rubin “Patologia” 2006 Casa Editrice AmbrosianaRubin “Patologia” 2006 Casa Editrice Ambrosiana
C. A. Janeway ”IMMUNOBIOLOGIA - Il sistema immunitario in stato di salute e malattia”, III ed. Piccin
Abbas “Immunologia cellulare e molecolare” 2006 ElsevierAbbas “Immunologia cellulare e molecolare” 2006 Elsevier