Sebbene le conseguenze dell’infiammazione acuta dipendano dalla natura e intensità del danno, dal sito e tipo di tessuto colpiti, e dall’abilità di montare una risposta, l’infiammazione acuta ha in genere uno di questi 3 esiti:

ESITI DELL’INFIAMMAZIONE ACUTA

� ��

Questa risoluzione coinvolge:

�la neutralizzazioneo la perdita spontanea di attività dei mediatori chimici, con conseguente normalizzazione della permeabilità vascolare (1);�la cessazione della migrazione leucocitaria, la morte dei neutrofili (in gran parte per apoptosi);�la rimozione dei liquidi e delle proteine dell’essudato, dei leucociti, degli agenti estranei e dei detriti cellulari;�ed infine l’eliminazione dei macrofagi �ed infine l’eliminazione dei macrofagi MΦΦΦΦ (6).

Vasi linfatici e leucociti giocano un ruolo importante in queste ultime fasi:il drenaggio linfatico (2) e i MΦΦΦΦ(3)portano al riassorbimento dell’edema e all’eliminazione delle cellule infiammatorie e dei frammenti dal “campo di battaglia”(4 e 5).NB: Ruolo chiave dei MΦΦΦΦ nella guarigione!

NB!

�-RigenerazioneSe non vi sono ostacoli, ogni reazione infiammatoria, una

volta neutralizzato lo stimolo lesivoneutralizzato lo stimolo lesivo, dovrebbe terminare con il ritorno alla normalità della sede interessata dall’infiammazione.

• In questo caso si parla dirisoluzione, una situazione cherappresental’esito normale dei processi infiammatorirappresental’esito normale dei processi infiammatoriavviati dastimoli lesivi modesti o di breve durata, o nelcaso vi sia stata unadistruzione tessutale di scarsaentità, e lecellule parenchimali danneggiate siano ingrado dirigenerare

• →→→→ ripristino delle condizioni normali sia dal punto divista istologico che funzionale.

�-Riparazione (healing)

ma…se l’infiammazione si verifica in un tessuto che non è in

grado di rigenerare o dopo un consistente danno tessutale (esteso danno alla matrice extracellulare es. ascesso)ascesso)

→Guarigione per sostituzione con tessuto connettivo (riparazione).

Se lo stimolo lesivo invece persiste→→→→�-INFIAMMAZIONE CRONICA/Fibrosi

A differenza dell’infiammazione acuta, caratterizzata da� cambiamenti vascolari,� edema,� infiltrazione di neutrofili, l’infiammazione cronica è caratterizzata da:l’infiammazione cronica è caratterizzata da:� infiltrazione di cellule mononucleate: MΦΦΦΦ, linfociti e

plasmacellule� distruzione tessutale, in gran parte indotta dalle

cellule infiammatorie,�meccanismi di riparazione che coinvolgono la

proliferazione di nuovi vasi (=angiogenesi) e la fibrosi (deposizione di collagene).

*healing=riparazione

*

?

CICLO CELLULARE E POTENZIALE PROLIFERATIVO DEI DIVERSI TIPI CELLULARI

La proliferazione cellulare è regolata da fattori biochimici prodotti nel microambiente locale che possono stimolare o inibire la crescita cellulare.

Il controllo regolatorio più importante è l'induzione delle cellule quiescenti (in G0) ad entrare nel ciclo cellulare.

Il ciclo cellulare consiste delle seguenti fasi:Il ciclo cellulare consiste delle seguenti fasi:-G1, presintetica-S, sintesi di DNA-G2, premitotica-M, mitotica.Le cellule quiescenti si trovano in uno stato fisiologico detto G0.

Le cellule del corpo si dividono in 3 gruppi sulla base delle loro capacità rigenerative e del loro rapporto con il ciclo cellulare:

�Cellule attivamente proliferanti (labili)

�Cellule quiescenti (stabili)�Cellule quiescenti (stabili)

�Cellule permanenti

Cellule permanenti

Le cellule permanenti non si dividono. Queste cellule sono non possono intraprendere divisioni mititotiche dopo lo sviluppo fetale.

Queste includono

� le cellule del sistema nervoso

� e i miocardiociti del cuore, dove un danno irreversibile risulta sempre in cicatrizzazione.

� Anche le cellule muscolari scheletrichesono generalmente poste in questa categoria, sebbene questo tessuto abbia limitate capacità rigenerative, grazie alla proliferazione e differenziazione di cellule immature (cellule satelliti) situate al di sotto dell'endomisio.

Cellule attivamente proliferanti (labili)

Le cellule labili procedono attraverso il ciclo cellulare da una mitosi all'altra per rimpiazzare le cellule che muoiono continuamente.

Es. � epiteli di rivestimento;

� le mucoseche rivestono i dotti secretori delle ghiandole es: salivari, …; � l’epitelio colonnare del tratto gastrointestinale…� l’epitelio colonnare del tratto gastrointestinale…� e il tessuto emopoietico del midollo osseo.

Nella maggior parte di questi tessuto la rigenerazione è dovuta ad una popolazione di cellule staminali, dotate di una capacità proliferativa illimitata e la cui progenie può intraprendere percorsi differenziativi diversi.

Cellule quiescenti (stabili)Le cellule stabili mostrano una bassa attività

replicativa. Esse si trovano di norma in G0, ma uno

stimolo appropriato le può condurre in G1, determinando un rapido aumento nella divisione e la ricostruzione tessutale (es. capacità rigenerativa del fegato dopo epatectomia).

Appartengono alla categoria delle cellule stabili: stabili:

� cellule parenchimali degli organi ghiandolari del corpo (fegato, reni, pancreas),

� le cellule del tessuto connettivo� e le cellule mesenchimali(fibroblasti,

cellule endoteliali, cellule muscolari lisce =CML, condrociti e osteociti), che nei mammiferi adulti sono quiescenti, ma possono proliferare in risposta al danno, in particolare i fibroblasti, proliferando attivamente, danno luogo alla risposta connettivale nell’infiammazione.

Cellule labili e stabili

Le cellule labili e stabili sono capaci di rigenerare, tuttavia la loro rigenerazione non implica necessariamente il ripristino delle strutture normali.

Lo stroma sottostante alle cellule parenchimali, in particolare le MB , forma un’impalcatura per le cellule parenchimali in replicazione ed è necessario perché la rigenerazione avvenga correttamente.

FIBROSI

FATTORI DI CRESCITA

Molti mediatori chimici influenzano la crescitacellulare, ma i più importanti sono i fattori di crescita(GF) polipeptidici che circolano nel siero o sonoprodotti localmente dalle cellule.

Oltre a promuovere la divisione essi influenzano anchela locomozione cellulare, la contrattilità e ladifferenziazione.

I GF inducono proliferazione cellulare influenzando l'espressione di genicoinvolti nelle normali vie di controllo, iprotoncogeni, la loro alterazione(struttura o espressione) li converte in oncogeni→ cancro!!!.

RIGENERAZIONE E RIPARAZIONE

La riparazione inizia molto presto nel processo infiammatorio e coinvolge due processi dicotomici:

� la rigenerazione del tessuto danneggiato da parte di cellule parenchimali dello stesso tipo

� la sostituzione con tessuto connettivo, che risulta in una cicatrice permanente (riparazione).

Solitamente la riparazione tessutale coinvolge una combinazione dei due.

Le interazioni cellula-MEC sono di particolare importanza….

La Matrice ExtraCellulare è costituita da:�proteine strutturali fibrose (collagene ed elastina) e�una matrice interstiziale composta da glicoproteine adesiveincluse in un gel di proteoglicani e glucosamminiglicani (GAG).

MATRICE EXTRACELLULARE (MEC) E INTERAZIONI CELLULE-MEC

La MEC rappresenta una parte significante di ogni tessuto.Oltre a fornire turgore ai tessuti molli e rigidità al tessuto osseo, la MEC

fornisce un substrato per l'adesione cellulare e regola la crescita, il movimento e la differenziazione delle cellule che la popolano.

La ricostruzione della normale architettura tessutale richiede una MEC intatta. intatta.

La MEC diventa particolarmente organizzata vicino alle cellule epiteliali,endoteliali e muscolari lisce formando la membrana basale (MB).La MB dirige la polarità cellulare ed è richiesta per ordinare ilrinnovamento di un tessuto epiteliale.

In assenza di una MB intatta, le cellule proliferano in modo caotico,producendo masse disorganizzate di tessuto senza alcuna somiglianzamorfologica e funzionale con il tessuto originario.

FIBROSI

RIPARAZIONE CON TESSUTO CONNETTIVO

Un danno tessutale grave o persistente con danno sia al parenchima che allo stromaporta ad una situazione che non può essere accompagnata dalla sola riegenerazione parenchimale.

L’organismo tenta quindi la riparazione mediante la sostituzione delle cellule parenchimali con tessuto connettivo.

Col tempo ciò produce fibrosi e comparsa di cicatrici.

RIPARAZIONE CON TESSUTO CONNETTIVOfasi

In questo processo sono identificabili 4 momenti:

1) Formazione di nuovi vasi sanguigni (ANGIOGENESI);

2) Deposizione di tessuto connettivo 2) Deposizione di tessuto connettivo – Migrazione e proliferazione di fibroblasti;– Deposizione di MEC;

3) Maturazione e organizzazione del tessuto fibroso: rimodellamento.

Tessuto di granulazione

La riparazione inizia precocemente, già dopo 24 ore, le cellule parenchimali non rigenerate vengono rimpiazzate da fibroblasti proliferanti e da cellule endoteliali vascolari.

Dopo 4-5 giorni si forma un tessuto di granulazione, che indica la guarigione. Il termine tessuto di granulazione guarigione. Il termine tessuto di granulazione deriva dal suo aspetto rosa, molle e granulare, come si può vedere al di sotto della crosta di una ferita cutanea.Il suo aspetto istologico è caratterizzato dalla proliferazione di fibroblasti e nuovi e sottili capillari (angiogenesi) in una MEC lassa.I nuovi vasi consentono il passaggio di proteine ed eritrociti nello spazio extravasale → il nuovo tessuto di granulazione è spesso edematoso.

Il tessuto di granulazione accumulaprogressivamente matrice connettivale (cicatrizzazione).

1- Angiogenesi o neovascolarizzazione, processo in cui nuovi vasi germogliano da quelli preesistenti.

Questi nuovi vasi sono molto permeabili a causa della incompleta formazione delle giunzioni intercellulari. Questa permeabilità spiega perché il tessuto di granulazione è edematoso ed è responsabile della persistenza dell'edemanelle ferite che si stanno rimarginando anche dopo che l'infiammazione acuta si è risolta.

27hdopo il danno

54hdopo il danno

72h

7gg41gg(regressione)

�1-2 produzione e rilascio di fattori di crescita

angiogenetici (bFGF e VEGF)

�4 degradazione proteolitica della MB del vaso originario; �5proliferazione delle cellule endoteliali ;�6migrazione delle cellule endoteliali verso lo stimolo angiogenetico; ed ulteriore proliferazione dietro il fronte di migrazione;�7-9 maturazione delle cellule endoteliali con inibizione della loro crescita e loro rimodellamento in tubi capillari; con anastomosi�10 reclutamento delle cellule periendoteliali, la cui funzione è quella di cellule accessorie per i vasi. (cellule. musc. lisce)

I vasi neoformati sono molto

permeabili!

escono fibrinogeno /fibrina e

fibronectina nella MEC, e

forniscono uno stroma provvisorio

per la crescita delle cellule

endoteliali e dei fibroblasti.

Angiogenesi: GF

� Il più importante nei tessuti adulti è ilVEGF=Fattore dicrescita dell'endotelio vascolare, sia nell’angiogenesifisiologica (es. endometrio proliferante), sia nell’angiogenesipatologica (infiammazione cronica, guarigione delle ferite,tumori…).� La sua espressioneè stimolata dall’ipossia tessutale e da

alcunialtri GF .alcunialtri GF .

� Proteine della MEC come regolatori dell’angiogenesi:-VEGF si lega ai proteoglicani nella MB e viene rilasciato

quando questa viene danneggiata.

� Anche bFGF=Basic fibroblast growth factor è un potente fattore angiogenetico.

2-DEPOSIZIONE DI TESSUTO CONNETTIVOLa fibrosi avviene nella trama del tessuto di granulazione (con nuovi vasi e

MEC lassa) che si sviluppa precocemente nel sito di riparazione.

Il processo di fibrosi avviene in due passaggi:1) migrazione e proliferazione di fibroblasti nel sito di danno2) deposizione di MEC da parte di queste cellule.

Il tessuto di granulazione contiene molti vasi neoformati. Il VEGF promuove l’angiogenesi, ma anche induce un marcato aumento Il VEGF promuove l’angiogenesi, ma anche induce un marcato aumento

della permeabilità vascolare → aumentata deposizione di proteine plasmatiche (fibrinogeno e fibronectina) nella MEC, che fornisce uno stroma provvisorio per la crescita dei fibroblasti.

Il reclutamento e la proliferazione dei fibroblasti è guidato da molti GF

( es.TGF-ββββ=fattore di crescita trasformante beta ).

La fonte di tali GF include: le piastrine, l'endotelio attivato, maanche e soprattutto, le cellule infiammatorie:i macrofagi(Mφφφφ)!!!

Fibrosi: GFI Mφφφφ sono importanti costituenti del tessuto di granulazione,� responsabili dell’eliminazione di frammenti cellulari, della

fibrina e altro materiale estraneo presente nel sito didanno.� Elaborano diversi fattori di crescita: bFGF e TGF-β (…) e

quindi promuovono la migrazione di fibroblasti e la loroproliferazione.

TGF-ββββ=Fattore di crescita trasformante betaTra i GF coinvolti nella fibrosi infiammatoria ilTGF-ββββ sembra

essere il più importante, esso è prodotto dalla maggior partedelle cellule del tessuto di granulazione,induce� migrazione e proliferazione dei fibroblasti,� aumento della sintesi di collagene� …

L’espressione di TGF-ββββ nei tessuti aumenta in malattiecroniche fibrotiche (remember cirrosi).

3-RIMODELLAMENTO TESSUTALE

La sostituzione del tessuto di granulazione con tessuto cicatriziale comporta una variazione della composizione della MEC.

Alcuni GF che stimolano la sintesi di collagene e di altre molecole del tessuto connettivo, modulano anche la sintesi e l’attivazione di enzimi chiamati metalloproteinasi, che degradano questi componenti della MEC e la cui attività dipende da ioni zinco.

Il bilancio netto di sintesi e degradazione definisce il rimodellamento del Il bilancio netto di sintesi e degradazione definisce il rimodellamento del tessuto connettivo.

La degradazione del collagene e delle altre molecole della MEC è operata da una famiglia di metalloproteasi della matrice.

Questi enzimi sono prodotti da molti tipi cellulari (fibroblasti, macrofagi, neutrofili, alcune cellule epiteliali...) e la loro sintesi e secrezione è regolata da GF (PDGF, EGF), citochine (IL-1 e TNF-α), fagocitosi, stress fisici, mentre è inibita da TGF-ββββ e steroidi.

Esempio di guarigione:ferita cutanea

Medicazioni costituite da una

matrice di cellulosa ossidata e

Medicazioni avanzate nel wound care

matrice di cellulosa ossidata e

collagene favorente la

formazione ed

organizzazione di nuove fibre di

collagene, modulando i fattori di

crescita.

Esempi di patologie dovute al mancato spegnimento dei meccanismi di guarigione:fibrosi polmonare e cirrosi

epatica epatica

I meccanismi che portano alla fibrosi polmonare e alla cirrosiepatica sono essenzialmente gli stessi coinvolti nella guarigione delle ferite.

Tuttavia in queste patologie un persistente stimolo alla fibrosi risulta da una reazione immune/autoimmune che mantiene la sintesi e la secrezione di GF, citochine che stimolano la fibrosi.

I meccanismi di spegnimento non funzionano perché il danno (innesco, ad es. alcool) è continuo e/o si automantiene (acetaldeide prodotta dal metabolismo dell’alcool innesca

Cirrosi epatica

dell’alcool innesca una reazione autoimmune). Si verifica quindi un’intensa deposizione di tessuto connettivo che ostacola la normale rigenerazione.

I lobuli epatici non hanno struttura normale e la circolazione lobulare non funziona.Non c’è drenaggio dalla vena porta alle vene epatiche e di ha IPERTENSIONE ha IPERTENSIONE PORTALE .L’ipertendsione portale causa varici esofagee (emorraggie), caput medusae (vene pervie attorno all’ombelico a causa dell’aumneto di pressione).

ASPETTI PATOLOGICI DELLA RIPARAZIONE-1

ASPETTI PATOLOGICI DELLA RIPARAZIONE-2

• Aberrazioni della crescita cellulare e della deposizione di MECpossono verificarsi anche in quello che inizia come un normale processo di guarigione. Es. l'accumulo di eccessive quantità di collagene → cheloidi (ereditarietà, più collagene → cheloidi (ereditarietà, più comuni nel la popolazione nera).