Barriere anatomiche: epidermide della pelle, mucose del tratto respiratorio e gastrointestinale

Le superfici epiteliali costituiscono una vera barriera fisica all’invasione dei

microorganismi. Le cellule epiteliali infatti sono tenute insieme da giunzioni

strette che formano un vero muro contro l’ambiente esterno.

Fattori meccanici:

-La desquamazione dell’epidermide consente la rimozione dei microrganismi che hanno aderito alla superficie epiteliale.

- Il movimento delle ciglia dell’epitelio respiratorio e la peristalsi intestinale facilitano l’eliminazione degli agenti patogeni entrati con l’aria inspirata e con l’alimentazione.

-Il muco, prodotto nel tratto respiratorio ed intestinale, intrappola i microorganismi consentendone l’eliminazione.

-Le lacrime e la saliva generano un movimento fluido che previene l’instaurarsi di infezioni a livello della bocca e degli occhi.

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DIFESE PRIMARIE: BARRIERE CHIMICO-FISICHE

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The different steps of the response against pathogens.

Fattori chimiciPeptidi antibiotici detti defensine.

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•La sintesi delle defensine avviene nel midollo osseo, nei precursori dei neutrofili (pro-mielociti). •Le defensine sono inpacchettate in granuli primari (azzurrofili) che si fondono poi con i vacuoli dei fagociti.•I vacuoli vengono poi rilasciati nel sangue e nei tessuti.

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-il lisozima e la fosfolipasi A contenuti nelle lacrime e nella saliva degradano la parete dei batteri.

le cellule del Paneth dell’intestino producono peptidi antibatterici dette criptocidine.

Il fluido presente sugli epiteli di rivestimento dei polmoni è ricco di due

proteine surfactante A e B che rivestono i microrganismi facilitandone l’eliminazione.

Il pH acido dello stomaco e i succhi digestivi, ricchi di enzimi come la pepsina e di acidi grassi, uccidono i microrganismi che invadono il tratto gastro-intestinale.

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RECETTORI SOLUBILI DELL’IMMUNITA’ INNATA

I recettori solubili comprendono i fattori della cascata del complemento C3, la lectina

legante il mannosio (MBL), le proteine A e D del surfactante (SP-A, SP-D) e le

pentrassine.

MBL, SP-A e SP-D appartengono alla famiglia delle collettine, data la presenza di un

dominio di tipo collagenico e sono presenti normalmente nel sangue, aumentando di

concentrazione durante l’infiammazione (es. la proteina C reattiva prodotta nel fegato).

Questi recettori solubili sono in grado di riconoscere strutture della membrana

batterica e funginea, in particolare i domini zuccherinici e lipidici, legandosi con

scarsa specificità ma con alta avidita’ in quanto piu’ MBL possono legarsi allo stesso

batterio.

Le pentrassine riconoscono cellule apoptotiche e materiale nucleare di cellule morte, quindi

agendo principalmente su cellule del proprio organismo (self).

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Fattori biologici

La maggior parte delle superfici epiteliali è associata ad una normale flora di batteri non patogeni che competono con i microorganismi patogeni per il nutrimento ed i siti di attacco alle cellule epiteliali.

La normale flora può anche produrre sostanze antimicrobiche come l’acido lattico o batteriotossine.

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Quando un microrganismo attraversa le barriere anatomiche e comincia a replicare nei tessuti sottostanti, viene inizialmente fagocitato da macrofagi residenti nel tessuto connettivo.

Grazie alle sostanze chemiotattiche liberate nel sito di infezione, viene reclutato un gran numero di neutrofili.

Nelle prime fasi dell’infiammazione acuta la componente cellulare principale è rappresentata dai neutrofili.

I neutrofili hanno vita breve e muoiono dopo aver compiuto un ciclo di fagocitosi. Il pus è costituito da neutrofili morti o che stanno morendo. Nabissi 14

Globuli Bianchi o Leucociti:

-granulociti polimorfonucleati (neutrofili, eosinofili e basofili)

-linfociti

-monociti (si differenziano in macrofagi nei tessuti)

Globuli rossi:

-eritrociti

Trombociti:

-piastrine

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INFIAMMAZIONE

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L’infiammazione è una reazione complessa ad agenti lesivi, come microbi

e cellule danneggiate, in genere necrotiche, e consiste nella risposta

vascolare, nella migrazione ed attivazione dei leucociti ed in una

reazione sistemica.

Caratteristica peculiare della reazione infiammatoria è la reazione dei

vasi sanguigni, che porta all’accumulo di liquidi e leucociti nei tessuti

extravascolari.

CARATTERISTICHE GENERALI DELL’INFIAMMAZIONE

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L’infiammazione si differenzia in:

– Acuta : esordio rapido e durata relativamente breve, con formazione di

essudato (edema) e migrazione di leucociti.

– Cronica: ha una durata maggiore ed è associata istologicamente alla

presenza di linfociti e macrofagi, proliferazione di vasi sanguigni, fibrosi e

necrosi tissutale.

LE RISPOSTE VASCOLARI E CELLULARI DELL’INFIAMMAZIONE, SIA

ACUTA CHE CRONICA, SONO MEDIATE DA FATTORI CHIMICI CHE

SONO PRODOTTI IN RISPOSTA ALLO STIMOLO INFIAMMATORIO.

I mediatori chimici amplificano la risposta infiammatoria, agendo a tempi diversi.

Al termine del processo infiammatorio i mediatori vengono degradati o dispersi.

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- La risposta infiammatoria è strettamente legata al processo di

riparazione, in quanto l’infiammazione distrugge, diluisce o isola

l’agente infettivo e mette in moto dei meccanismi che mirano alla

guarigione ed alla ricostruzione del tessuto danneggiato (rigenerazione

(cell.parench.) o cicatrizzazione (tess. fibroso) )

- L’infiammazione è una risposta protettiva che consiste di due

componenti principali: reazione vascolare e reazione cellulare.

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-La reazione cellulare comprende cellule circolanti (neutrofili,

monociti, eosinofili, linfociti, basofili e piastrine) e cellule del tessuto

connettivo (mastociti [circondano i vasi sanguigni], fibroblasti

[tessuto connettivo], macrofagi e linfociti.

-La matrice extracellulare e la membrana basale partecipano alla

risposta infiammatoria attraverso proteine fibrose strutturali

(collagene, elastina), glicoproteine adesive (fibronectina, laminina,

collagene) e proteoglicani.

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CARATTERISTICHE GENERALI DELL’INFIAMMAZIONE

COMPONENTI DELLA RISPOSTA INFIAMMATORIA ACUTA E CRONICA

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Le reazioni infiammatorie ACUTA sono scatenate da diversi stimoli.

– Infezioni (batteri, virus, parassiti)

– Traumi (superficiali, profondi)

– Agenti fisici e chimici (ustioni, congelamento), U.V.,sostanze chimiche ambientali)

– Necrosi tissutale (varie cause)

– Reazioni immunitarie (ipersensibilità)

Per quanto gli stimoli inducono reazioni in parte distinte, alcunecaratteristiche base rimangono comuni.

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EFFETTI LOCALI EFFETTI SISTEMICI• Rubor (rossore) Sintomi specifici della

patologia• Calor (calore) - Febbre• Tumor (tumefazione) - Anoressia• Dolor (dolore) - Debolezza• Funcio lesa (lesione) - Alterazione eq.idrico

- Perdita mineraliLeucocitosiModificazioni biochimico-

clinichedi fase acuta.

CARATTERISTICHE GENERALI DELL’INFIAMMAZIONE

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INFIAMMAZIONE ACUTA

L’infiammazione acuta è la risposta rapida che serve a portare nella sede

della lesione mediatori, leucociti e proteine plasmatiche. Consiste in:

- Alterazione del calibro vascolare che determinano un aumento del flusso

ematico.

- Modificazioni strutturali nella microvascolarizzazione: aumento della

permeabilità che comporta la fuoriuscita di liquidi e proteine

plasmatiche dal circolo sanguigno (formazione di edema)

- Fuoriuscita dei leucociti dal microcircolo, accumolo nella sede di lesione

e attivazione per l’eliminazione della causa infettiva

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video

MODIFICAZIONI VASCOLARI

VASODILATAZIONE: porta ad un aumento

del flusso ematico, causando il rossore ed il

calore della regione colpita dal processo

infiammatorio. Indotta da istamina e ossido

nitrico che agiscono sulla muscolatura liscia

dei vasi.

AUMENTO DELLA PERMEABILITA’: la

fuoriuscita di liquido porta ad un aumento

della viscosità del sangue (STASI) con

conseguente concentrazione dei globuli

rossi al centro dei piccoli vasi ed accumulo

dei leucociti in prossimità dell’endotelio.

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UNO DEI FENOMENI PRECOCI CHE SI MANIFESTANO NEL SITO DELL’INFIAMMAZIONE E’ L’ALTERAZIONE DEL FLUSSO EMATICO

E DEL CALIBRO VASCOLARE.

La vasodilatazione permette un rallentamento del flusso ematico e l’avvicinamento dei leucociti alla parete dei vasi (2). L’adesione dei leucociti all’endotelio è mediata dal riconoscimento fra molecole adesive leucocitarie ed endoteliali (3). I fattori chemio-tattici regolano la motilità e la migrazione direzionale dei leucociti nel sito infiammatorio tissutale (4).

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FORMAZIONE DELL’EDEMA

Con la perdita delle proteine plasmatiche si riduce la pressione osmotica all’interno dei vasi ed

aumenta quella dei liquidi interstiziali.

Questo fenomeno in associazione all’aumento della pressione

idrostatica (data dalla vasodilatazione),

causa una notevole fuoriuscita di liquidi nei tessuti

interstiziali ed una riduzione del rientro di liquidi a livello delle

venule post-capillari.

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• Essudazione: fuoriuscita di liquido, proteine e cellule

ematiche dal sistema vascolare verso il tessuto interstiziale

o nelle cavità corporee, causato da un’alterazione della

permeabilità dei vasi

• Trasudazione: fuoriuscita di liquido dal sistema vascolare

verso il tessuto interstiziale o nelle cavità corporee,

derivato da uno squilibrio osmotico o idrostatico. Non si ha

aumento della permeabilità vascolare.

• Pus: essudato purolento ricco di leucociti, cellule morte e

spesso microbi.

EDEMA

Edema: puo’ essere essudato o trasudato ed indica un

eccesso di liquido nelle cavità sierose o interstiziali.

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In che modo l’endotelio diventa permeabile?

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Indotto da istamina, bradichinine, leucotrieni, Sostanza P ed altri mediatori

chimici, con risposta rapida, reversibile e di breve durata: RISPOSTA

IMMEDIATA TRANSITORIA (15-30 min).

Interessa le venule di piccolo diametro e non capillari ed arteriole

(probabilimente per la presenza di una minore concentrazione di recettori).

Il legame dei mediatori chimici ai loro recettori presenti a livello delle

cellule endoteliali attiva dei segnali intracellulari (fosforilazione di proteine

del citoscheletro) che porta alla contrazione delle cellule endoteliali e alla

separazione delle giunzioni intercellulari. Altri fattori coinvolti sono IL-1,

TNF ed IFN-g. L’azione di queste citochine è ritardata e di lunga durata.

Formazione di aperture nell’endotelio delle venule

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Danno diretto all’endotelio dello stimolo lesivo (ustioni, infezioni batteriche litiche), è una

risposta immediata sostenuta. La fuoriuscita di liquidi e proteine inizia immediatamente e

perdura a lungo fino alla riparazione o trombizzazione dei vasi. In questa risposta sono

coinvolti tutti i tipi di vasi.

Lesioni endoteliale diretta con necrosi e distacco delle cellule endoteliali

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I leucociti aderiscono alle pareti dell’endotelio dopo un breve periodo dall’inizio del

processo infiammatorio e possono liberare metaboliti tossici (radicali liberi dell’O2

od enzimi proteolitici) che causano danno alle pareti dei vasi, dando luogo a

maggiore permeabilità vascolare.

Soprattutto si verifica a livello dei capillari polmonari e glomerulari.

Lesioni endoteliali mediate da leucociti

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Formazione di canali costituiti da agglomerati di vescicole e vacuoli interconnessi,

detti organuli vescicolo-vacuolari, localizzati principalmente a livello delle giunzioni

cellulari. Il VEGF e l’istamina aumentano il numero e le dimensioni di questi organuli

portando ad un aumento della permeabilità.

Aumento della transcitosi

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Durante la riparazione le cellule endoteliali proliferano e formano nuovi vasi (angiogenesi).

La fuoriuscita, da vasi neoformati con il processo dell’angiogenesi, perdura fino a quando le

cellule endoteliali dei vasi non si differenziano completamente (diventando poco permeabili).

Inoltre alcuni fattori come il VEGF che stimolano il processo angiogenetico rendono i vasi pre-

esistenti piu’ permeabili.

Fuoriuscita di liquidi e proteine da vasi neoformati

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EVENTI CELLULARI

Una funzione primaria dell’infiammazione è quella di portare

i leucociti nella sede della lesione e di attivarli. Le sequenze

di eventi che portano al travaso sono:

•Attivazione dell’endotelio per indurre il reclutamento

leucociti (marginazione, rotolamento, adesione)

•Diapedesi

•Migrazione

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https://www.youtube.com/watch?v=WEGGMaRX8f0

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Il reclutamento dei leucociti dal circolo sanguigno

consiste nel rotolamento ed adesione

all’endotelio vascolare a cui segue il

passaggio attraverso l’endotelio e la

membrana basale.

Il reclutamento leucocitario è selettivo,

permettendo l’accumulo di diverse popolazioni

leucocitarie, reclutate con diverse cinetiche.

La selettività è determinata da molecole

d’adesione leucocitarie, endoteliali e da fattori

chemotattici.

Marginazione

Con la stasi le condizioni emodinamiche cambiano ed un maggior numero di leucociti assume una posizione periferica lungo le pareti del vaso. Mediante questo processo di marginazione i leucociti rotolano lentamente lungo le pareti dei vasi aderendovi in maniera transitoria (rolling). Le pareti dei vasi vengono rivestite dai leucociti (pavimentazione). Dopo una solida adesione i leucociti inseriscono degli pseudopodi nelle giunzioni delle pareti del vaso per poi migrare al di fuori dei vasi.

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Adesione e Diapedesi

L’adesione e la migrazione dei leucociti sono regolate dal legame di molecole d’adesione

complementari presenti sui leucociti e sull’endotelio. I mediatori chimici influiscono su

questo processo modulando l’espressione di superficie e l’avidità di queste molecole.

I recettori di adesione appartengono a quattro famiglie:

Selectine

Integrine

Glicoproteine mucina-simili

Immunoglobuline

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LE SELECTINE: I principali iniziatori dell’adesione sono le tre selectine espresse sui leucociti

(L-Selectina), sulle cellule endoteliali (P e E-Selectina) e piastrine attivate (P-selectine). Le

selectine (E, P, L) si legano attraverso il loro dominio di lectina alle forme sialilate degli

oligosaccaridi, presenti nelle glicoproteine mucina-simile.

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Le selectine appartengono alla famiglia di proteine chiamata LECAM (Leucocyte Endothelium Cell Adhesion Molecules) sono glicoproteine transmembrana a catena singola capaci di legare i ligandi con alta velocità di attacco ma con bassa affinità.

L’espressione della selectina E viene indotta sulle cellule endoteliali da citochine infiammatorie dopo poche ore (3-4) dalla stimolo infiammatorio e diminuisce dopo circa 8-10 ore. La selectina E è riconosciuta da monociti, linfociti T di memoria e polimorfonucleati.

La selectina P è sempre presente nell’endotelio ma inattiva, localizzata nei corpuscoli di Weibel e Palade; solo dopo attivazione da mediatori (es. istamina) viene esposta in membrana. Il processo di attivazione ed inattivazione è molto rapido.

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Molecole d’adesione

Distribuzione Ligando Regolazione e funzione

L-selectine Leucociti Gly CAM-1

Glicani sialilati tipo Lewis X

Homing dei linfociti memoria T vergini e

dei leucociti infiammatori

E-selectine Endoteliali attivati da citochine

Glicani sialilati tipo Lewis X

Legame dei leucociti nei siti d’infiammazione

P-selectine

Endoteliali e piastrineImmagazzinamento

intracellulare, rapidatraslocazione e attivazione

da istamina, trombossani e

superossidi

Glicani sialilati tipo Lewis X

Legame dei leucociti nei siti d’infiammazione

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ImmunoglobulineLe immunoglobuline sono le molecole d’adesione presenti a livello delle cellule endoteliali che fungono da ligandi per le integrine presenti sui leucociti. Le due molecole d’adesione endoteliale sono: ICAM-1/2 (molecola d’adesione intercellulare-1)VCAM-1 (Molecole d’adesione cellulare vascolare-1)ICAM e VCAM riconosciute da linfociti e monociti, mentre i polimorfonucleati riconoscono solo ICAM-1

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Molecole d’adesio

ne

Ligando

ICAM-1 a1b2 integrine, fibrinogeno

ICAM-2 a1b2 integrine

VCAM-1 a4b1 integrine

Per terminare il rotolamento le cellule devono formare nuovi legami addizionali più saldi. Le

molecole d’adesione coinvolte in questa fase sono le integrine.

Ci sono differenti sottofamiglie di integrine ed i componenti di ogni sottofamiglia esprimono

una catena conservata β associata a differenti catene a.

Integrine

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Anche conosciute come VLA (very late activation)

Sono responsabili dell’adesione alle proteine della matrice extracellulare

come collagene, laminina e fibronectina.

INTEGRINE b2

Comunemente chiamate LFA-1 (leukocyte function-associated antigen-1) responsabili dell’adesione intercellulare e alla matrice.

Riconoscono i ligandi ICAM-1, ICAM-2 and ICAM-3 sulle cellule endoteliali.

INTEGRINE b1

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'inside–out' signalling, Un attivatore intracellulare, si lega alla β-integrin tail, portando un cambio

conformazionale aumentando l’affinità per componenti extracellulari (attivazione delle integrine)

favorendo la migrazione .

'outside–in' signalling. Legame delle integrine al ligando extracellulare cambia la loro conformazione .

L’insieme dei due eventi contribuisce al controllo della polarità cellulare, ri-arrangiameno del

citoscheletro, espressione genica, proliferazione e sopravvivenza cellulare

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INDUZIONE DELLE MOLECOLE D’ADESIONE

Istamina, trombina e PAF (fattore attivante le piastrine) stimolano la distribuzione della

P-selectina dai corpi di Weibel-Palade alla superficie cellulare.

Macrofagi, mastociti, cellule endoteliali rispondono agli stimoli infettivi rilasciando

citochine (TNF), IL-1 e chemochine.

TNF, IL-1 stimolano le cellule endoteliali a produrre molecole di adesione (ex. E-

selectine) e i leucociti le molecole complementari alla E-selectina.

TNF, IL-1 stimolano anche la produzione di ICAM-1 e VCAM-1.

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DIAPEDESI

Il passaggio dei leucociti attraverso l’endotelio è chiamato diapedesi, le cellule

attivate migrano in direzione del gradiente di concentrazione chimica.

Le molecole di adesione presenti nelle giunzioni intercellulari dell’endotelio

coinvolte nel passaggio dei leucociti appartengono alla superfamiglia delle

immunoglobuline e sono chiamate PECAM (Platelet endothelial Cell Adhesion

Molecule) o CD31.

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Uno stimolo infiammatorio induce

l’espressione di ICAM-1.

Dopo adesione e rolling I leucociti

migrano grazie alle PECAM-1 e CD99.

Le chemochine ed integrine stimolani

l’espressione e le interazioni fra LFA-1

e ICAM-1.

Le interazione fra PECAM-1 e CD99

contribuiscono alla trasmigrazione dei

leucociti

Il tipo di leucociti migranti varia in relazione alla progressione temporale della

risposta infiammatoria ed al tipo di stimolo.

Nella maggior parte delle infiammazioni acute nell’infiltrato infiammatorio

predominano i neutrofili per le prime 6-24 ore, sostituiti quindi dai monociti dopo

24-48 ore. I neutrofili sono i primi perché sono piu’ numerosi e sensibili alle

chemochine, quindi tendono a formare legami piu’ saldi.

Comunque i neutrofili hanno vita breve andando incontro ad apoptosi (formando

l’essudato), mentre i monociti sopravvivono piu’ a lungo.

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CHEMIOTASSII movimenti cellulari sono orientati da un gradiente chimico.

Le sostanze CHEMIOATTRATTRICI possono essere i prodotti di origine batterica o componenti del sistema del complemento (C5a), prodotti della via lipossigenasica (leucotrieni) e chemochine.

Come avviene l’induzione del movimento cellulare orientato?

Gli agenti chemiotattici si legano a specifici recettori transmembrana accoppiati alle proteine-G (GPCR) che generano segnali intracellulari che portano alla polimerizzazione dell’actina. Questo porta a modificazioni della membrana cellulare come la formazione di filopodi e contrazione cellulare.

Nabissi 14https://www.youtube.com/watch?v=ZUUfdP87Ssg

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Le molecole chemioattrattrici formano un gradiente anche all’interno del lume vascolare.

L’eparan-solfato sulla superficie dell’endotelio previene la dissoluzione del gradiente di

chemochine nel plasma e fornisce una via differenziale per la migrazione leucocitaria

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Come i neutrofili possono muoversi attraverso i numerosi compartimenti (midollo, vasi, matrice extracellulare, sito

d’infiammazione) disposti in siti lontani usando un singolo gradiente?

Se l’attrazione verso le pareti dell’endotelio è guidata da IL-8, come fa il leucocita ad allontanarsi dal gradiente di

IL-8 e migrare verso il sito d’infiammazione?

Le molecole chemiotrattrici di origine batterica (fMLP, LPS) inibiscono il segnale di IL-8, agendo sugli stessi

pathways molecolari (PI3K, PTEN, ecc)

DIFETTI DELLA FUNZIONE LEUCOCITARIA

LAD: Leukocyte Adhesion Deficiency

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La caratteristica di questa patologia è la mancanza di un corretto processo di adesione dei leucociti

all’endotelio con conseguente marcata leucocitosi e severe infezioni ricorrenti.

Senza la fase di adesione infatti, i leucociti non sono in grado di lasciare il torrente circolatorio per

migrare nel sito di infezione.

Negli ultimi 20 anni sono stati identificati tre momenti nello corso dell’adesione in cui si possono avere

problemi: nel rolling, nell’attivazione delle integrine, nella adesione forte,

L’incapacità da parte dei leucociti di raggiungere il sito infiammatorio determina infezioni

batteriche ricorrenti, localizzate principalmente a livello della cute e delle mucose.

Queste patologie sono evidenti fin dalla nascita, in cui i pazienti possono mostrare già una

infezione particolare all’ombelico con ritardo nel distacco del cordone.

Nei casi più severi della malattia l’individuo muore durante l’infanzia, mentre nei casi moderati

sopravvive fino all’età adulta presentando gravi gengiviti, periodontiti, ulcere cutanee, otiti,

enterocoliti, perforazioni dell’ileo e dell’appendice, laringotracheiti e l’incapacità di rimarginare

ferite chirurgiche.

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LAD I: è una malattia autosomica recessiva dovuta a mutazioni del gene

ITGB2 localizzato nel cromosoma 21 che codifica per la subunità b2 (CD18)

delle integrine. Segno caratteristico ritardo nel distacco del cordone ombelicale.

La severità e le complicazioni dei pazienti affetti da LAD I sono direttamente

correlate con il grado di deficienza della catena CD18: individui con meno dell’1% di

espressione hanno una forma molto grave con morte durante l’infanzia; mentre

pazienti con un’espressione che va dal 2.5 al 10% riescono a sopravvivere fino

all’età adulta.

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LAD II: il difetto genetico riguarda un trasportatore del fucosio localizzato nell’apparato del Golgi. La

conseguenza è una scorretta glicosilazione e quindi la mancata espressione del ligando (sLeX antigen)

per le selectine, espresse dalle cellule endoteliali e quindi un rolling insufficiente.

I pazienti presentano il raro gruppo sanguigno Bombay e alla nascita sono di peso e statura normali con

un corretto distacco del cordone ombelicale.

Più tardi con la crescita mostrano ritardo mentale, caratteristici lineamenti e statura piccola.

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LAD III: è molto simile alla LAD I ed il difetto genetico non è ancora esattamente conosciuto.

Probabilmente si tratta del risultato di mutazioni che coinvolgono più geni responsabili

dell’attivazione delle integrine b1, b2 e b3.

Gli individui affetti hanno sintomi molto simili alla LAD I ma in più mostrano difetti nell’attivazione

piastrinica e quindi una facilità nel sanguinamento.

DIAGNOSI

-conta delle cellule del sangue: rileva la profonda neutrofilia

-FACS analisi con l’uso di anticorpi specifici per identificare la presenza o meno di CD18 e di

glicoproteine fucosilate

-Test di adesione

-Sequenziamento genico

-Diagnosi prenatale attraverso villocentesi dopo circa 10-11 settimane di gestazione

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TERAPIA

-Profilassi antibiotica

-per la LAD I ottimi risultati il trapianto di midollo. Risultati promettenti con terapia genica

in cui cellule ematopoietiche vengono trasfettate con il gene normale della CD18.

-per la LAD II ci sono risultati incoraggaianti con terapie che aumentano la formazione di glicoproteine fucosilate.

-per la LAD III trasfusioni di sangue.

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L’attivazione dei leucociti, ad agenti infettivi, comprende alcune risposte:

- produzione di metaboliti dell’acido arachidonico, a partire dai fosfolipidi, risultanti dall’attivazione della fosfolipasi A2 dovuto ad un aumento del calcio intracellulare ed altri segnali.

- secrezione di citochine che regolano ed amplificano la reazione infiammatoria

- modulazione delle molecole d’adesione leucocitarie mediante il rilascio di citochine che aumentano il legame alle molecole endoteliali

- degranulazione e secrezione di enzimi lisosomiali ad attivazione della cascata ossidativa (fagocitosi)

ATTIVAZIONE LEUCOCITARIA

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Fattori chemotattici

I fattori chemotattici svolgono una duplice azione, in quanto stimolano la

migrazione dei leucociti nel sito d’infiammazione ed aumentano l’adesione

leucocitaria sulla membrana endoteliale.

Gli stimoli chemotattici possono essere di natura batterica, lipidica o proteica.

Origine batterica: fMLP (tripeptide formilato Met-Leu-Phe)

Origine lipidica: (PAF, LTB4)

Origine proteica: C5a, C3a, IL-5, M-CSF (Macrophage colony-stimulating factor ), Chemochine)

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Chemochine

Le chemochine, chemotattic cytochine sono una famiglia di piccole proteine che

agiscono principalmente come fattori chemiotattici di attrazione specifica per i leucociti.

Attualmente sono state identificate circa 50 chemochine e circa 20 recettori per le

chemochine.

Le chemochine sono classificate in quattro gruppi in relazione alla disposizione dei

residui di cisteina nelle proteine mature:

Le chemochine C-C: presentano i primi due residui di cisteina adiacenti. Includono la

proteina chemiotattica per i monociti, la proteina infiammatoria dei macrofagi;

generalmente attraggono monociti, eosinofili, basofili e linfociti, nei siti

d’infiammazione cronica. La forma attiva delle CC spesso comprende dimeri o

tetrameri

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Le chemochine C-X-C: hanno un residuo aminoacidico che separa le due cisteine, come

IL-8 (CXCL8) che attrae i leucociti polimorfonucleati nel sito dell’infiammazione acuta.

Vengono indotte da prodotti microbici e da IL-1 e TNF.

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• Le chemochine CX3C: contengono tre aminoacidi fra i due residui di cisteina, Il solo menbro di questa classe è chiamato FRACTALCHINA. Questa chemochina esiste in due forme, una legata alla superficie cellulare ed indotta da citochine infiammatorie (TNFa) promuove l’adesione di monociti e linfociti T e una solubile che ha un potente effetto chemiotattico d’attrazione per le stesse cellule.

• La linfotactina (XCL1) è il solo membro della quarta famiglia e contiene un singolo residuo di cisteina

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Comunque in generale le chemochine agiscono stimolando il

reclutamento dei leucociti nell’infiammazione e controllano la

normale migrazione cellulare attraverso vari tessuti. Inoltre

possono anche indurre degranulazione, produzione di ROS e

attivare la trascrizione dei geni per i recettori delle chemochine e

di geni per enzimi coinvolti nella degradazione della matrice

extracellulare (tumori/metastasi).

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Patologie infiammatorie e chemochine

Le chemochine sono state correlate a diversi tipi di malattie con una

prominente componente infiammatoria. Alti livelli di chemochine CC (CCL2,

CCL3, CCL5) sono riscontrate in pazienti con artrite reumatoide in

coincidenza con il reclutamento di monociti e linfociti T nei tessuti sinoviali.

La chemochina CCL11 ed il suo recettore CCR3 nell’asma, contribuiscono al

reclutamento di eosinofili nel polmone.

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Recettori di membrana dell’immunità innata

• Recettori per i peptidi formilati, formati da 7 domini transmembrana accoppiati

a proteine G. Riconoscono peptidi che iniziano con formilmetionina,

caratteristica delle proteine batteriche e proteine self come la b-amiloide o la

lipotossina (presenti nel plasma in presenza d’infiammazione).

• Recettori per il mannosio o lectinici riconoscono strutture ricche di mannosio,

come le membrane batteriche.

• Recettori SCAVENGER che riconoscono strutture batteriche e lipoproteine

alterate self, come nel processo dell’arteriosclerosi in cui l’infiammazione ha un

ruolo importante.

• TOLL receptor che hanno un dominio costituito da leucine ripetute

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I leucociti esprimono diversi tipi di recettori di membrana che sono coinvolti nella loro attivazione

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I recettori scavenger nei macrofagi sono responsabili delll’uptake di cellule apoptotiche, lipoproteine modificate ed altri ligandi di

origine batterica.Nabissi 14

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I Toll sono parte di complessi recettoriali che riconoscono diverse componenti batteriche o molecole dell’organismo danneggiato. Inoltre possono cooperare fra loro formando eterodimeri e aumentando le capacità di riconoscimento. TLR 7 e 8 di cui non si conosce il ligando, si attivano riconoscendo farmaci antivirali. Nell’insieme i TOLL costituiscono un gruppo di recettori in grado di riconoscere componenti virali, batterici, parassiti e molecole alterate dell’organismo ( LPS, Heat Shock Protein)

CD14 è un componente recettoriale dell’immunità innata che si trova in forma libera o legato alla membrana dei fagociti. Il suo ruolo è quello di presentare endotossine (come LPS) a TRL4, rendendo responsive cellule mancanti di CD14 ma esprimenti TRL4 a prodotti microbici ed attivando cosi’ il processo infiammatorio, come nelle cellule endoteliali che esprimono TRL4 Nabissi 14

I Toll sono costituiti, nella parte citoplasmatica da un dominio TIR

(Toll/IL-1 receptor domain), che agisce da sensore citoplasmatico

che attiva una complessa cascata d’attivazione del segnale.

L’attivazione di TIR, che è un dominio d’interazione proteina-

proteina recluta proteine adattatrici, come MyD88 che è costituita da

un dominio TIR e uno DD (Death Domain). Grazie a DD vengono

reclutate chinasi, denominate IRAK che fosforilano un’adattatore

(TRAF6) che recluta diverse chinasi. Questa cascata porta

all’attivazione di NfkB o della via della chinasi da stress JNK e p38.

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Il fattore trascrizionale NFkB attiva un programma

pro-infiammatorio. I membri principali della

famiglia NFkB sono p50 e p65 che sono

complessati a livello citoplasmatico con il loro

inibitore IkB. L’attivazione dei recettori che hanno

come via quella di NFkB, porta all’attivazione di

chinasi (IKK1 e IKK2) che fosforilano IkB, dopo

essere state attivate da serin treonin chinasi TAK che

fosforilano e distaccano l’ inibitore delle IKK

(NEMO).

p50 e p65 attivate migrano nel nucleo ed attivano la

trascrizione di geni pro-infiammatori: (IL-1, IL-6),

molecole d’adesione endoteliale, NO sintetasi

(enzima che produce NO), COX-2 (via delle

lipossigenasi).

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Recettori per le citochine . Ad esempio INF- , g la principale citochina che attiva i macrofagi, prodotta dai linfociti attiva i macrofagi e viene secreta dalle cellule natural killer (NK) nella risposta immunitaria innata e dai linfociti T attivati dall’antigene nella risposta immunitaria acquisita.

I recettori per le opsonine , promuovono la fagocitosi dei microbi rivestiti da varie

proteine trasmettendo i segnali che attivano i fagociti. La OPSONIZZAZIONE è il

processo che riveste le cellule microbiche di opsonine (anticorpi, proteine del

complemento, lectine).

Uno dei processi principali di opsonizzazione permette di rivestire le particelle

batteriche con anticorpi IgG, i quali sono poi riconosciuti dal recettore ad alta affinità

Fc (g FcgRI) presenti nel lato esterno della membrana dei fagociti.

Un altro processo di oposonizzazione comprende i frammenti della proteina del

complemento C3, che si legano ai microbi e li presentano ai fagociti che esprimono il

recettore CR1.

IMMUNITA’ INNATA

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OPSONINE

Le opsonine principali sono le immunoglobuline G (IgG) che vengono riconosciute

dai recettori per la porzione cristallizzabile (FcgR) presente sui fagociti e le proteine

derivanti dall’attivazione della cascata del complemento (C3b, C3bi, C1q) che

vengono riconosciute da recettori specifici (CR1, 2, 3).

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FAGOCITOSI

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https://www.youtube.com/watch?v=Z_mXDvZQ6dU

I LISOSOMI

Il lisosoma è un organulo cellulare contenente enzimi digestivi capaci di degradare

molte macromolecole biologiche permettono di digerire sia macromolecole

introdotte dall’esterno che quelle danneggiate interne.

Gli enzimi lisosomiali sono racchiusi in una vescicola membranosa rivestita di

clatrina e rilasciati dalla porzione trans del Golgi

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LESIONI LEUCOCITARIE

• I leucociti liberano i prodotti antimicrobici anche nello spazio extracellulare (lisozima, ROI, metaboliti dell’AA (prostaglandine, leucotrieni)). Siccome queste sostanze possono causare danno endoteliale, se l’attivazione leucocitaria persiste, lo stesso infiltrato puo’ risultare dannoso.

• Rigurgito durante l’ingestione: quando il vacuolo d’ingestione rimane momentaneamente aperto prima della fusione fago-lisosoma

• Fagocitosi ostacolata: adesione dei leucociti a immunocomplessi depositati su superfici piatte attiva i leucociti ma non ne permette la fagocitosi. Quindi gli enzimi lisosomiali sono rilasciati nell’ambiente extracellulare.

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UCCISIONE E DEGRADAZIONE

L’uccisione avviene principalmente mediante meccanismi ossigeno-dipendenti,

con un improvviso aumento del consumo di ossigeno, della glicogenolisi,

ossidazione del glucosio e produzione di intermedi liberi dell’ossigeno (ROI).

La formazione dei ROI è dovuta all’attivazione della NADPH ossidasi che

ossida il NADPH (nicotinamide-adenin-dinucleotide fosfato ridotto) riducendo

l’ossigeno a ANIONE SUPEROSSIDO (O2-). Il O2- viene poi convertito in

perossido d’idrogeno (H2O2) che puo’ essere ulteriormente ridotto a radicale

idrossile altamente reattivo (OH-).

Altri sistemi di degradazione coinvolgono la MIELOPEROSSIDASI (nei

neutrofili) che in presenza di Cl- converte H2O2 in ipoclorito (HOCl) che

distrugge in batteri mediante ALOGENAZIONE.

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Azione dei ROS

Gli effetti delle specie reattive sono molti, ma i danno cellulari principali sono:

la perossidazione lipidica della membrana, le alterazioni ossidative delle proteine

ed il danno al DNA. Il danno ossidativo ai lipidi di membrana avviene quando i

doppi legami presenti negli acidi grassi insaturi vengono attaccati dai radicali

liberi dell’ossigeno, generando perossidi che attraverso la reazione a catena

producono danni alla membrana cellulare e da quelle degli organelli

citoplasmatici. Le alterazioni ossidative delle proteine indotte da radicali liberi

comportano la formazione di legami crociati proteina-proteina, causandone la

frammentazione, mentre il danno al DNA comporta la dimerizzazione delle timine

adiacenti sullo stesso filamento con rottura del filamento di DNA.

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RADICALI LIBERI DELL’OSSIGENO

• Le specie reattive sono l’anione superossido (O2-), il perossido

d’idrogeno (H2O2) ed il radicale idrossilico (OH-) e tali specie

possono combinarsi con NO per formare altri intermedi reattivi

dell’azoto (RNS).

• Il rilascio extracellulare di queste specie reattive puo’ aumentare

l’espressione di chemochine, citochine e molecole d’adesione

endoteliali nei leucociti, amplificando la cascata di eventi

dell’infiammazione.

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• Un eccesso di produzione di questi mediatori puo’ chiaramente risultare dannosa per la cellula ospite, anche se sono comunque presenti dei meccanismi enzimatici antiossidanti, che sono:– Ceruloplasmina: proteina sierica contenente rame– Transferina: frazione sierica priva di ferro– Superossido Dismutasi– Catalasi

– Glutadione perossidasi: altro potente detossificatore del H2O2

Quindi il ruolo dei radicali liberi dell’ossigeno dipende

dall’equilibrio tra la produzione e l’inattivazione di tali

metaboliti.

RADICALI LIBERI DELL’OSSIGENOmeccanismi antiossidanti

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Gli inibitori primari comprendono sostanze chelanti (es. fenoli, vitamina E, A)

l’attività di alcuni enzimi presenti all’interno della cellula (catalasi,

glutadione-perossidasi, superossido dismutasi),

i secondari comprendono sostanze che reagiscono con radicali propagatori della catena attraverso reazioni di trasferimento d’ idrogeno, elettroni o addizione con il risultato di terminare la catena di produzione di radicali liberi o con la formazione di radicali meno reattivi.

La catalasi converte H2O2 in O2 + H2O ed è presente all’interno dei perossisomi, la superossido dismutasi è presente in molti tipi di cellule e converte l’anione superossido in H2O2.

La glutadione perossidasi catalizza la degradazione dei radicali liberi utilizzando glutadione ridotto (GSH), convertendo cosi’ H2O2 in acqua e GSH in glutadione ossidato (GSSG). Importante è il rapporto intracellulare di GSSG e GSH in quando indica lo stato ossidativo della cellula e la capacità cellulare di detossificare

INIBITORI DEI ROS

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