Fagocitosi

Nei leucociti circolanti avvengono 5 eventi principali prima della fagocitosi

• Chemiotassi• Attivazione• Marginazione• Diapedesi• Riconoscimento-Adesione

Chemiotassi

Le cellule si muovono verso una sostanza chimica capace di attrarle

Danno

LPS, TNF, IL-1

infiammazione del tessuto

fattori chemiotattici ed attivanti

endotelio vascolare

Matrice extracellulare Fibroblasti interstiziali

Linfocita

IL-8, MIP-1PAF, PGE, NO

membrana basale

MIP-1Eotassina

IL-8, MCP-1

MCP-1 IL-4

Il flusso ematico laminare sposta i leucociti verso la parete della venula

Chemiotattici esogeni:

Prodotti batterici come i peptidi contenenti N-formyl metionina terminale Lipidi provenienti da membrane danneggiate

Chemiotassi

Chemiotattici endogeniProt.del complemento (C5a)Chemochine ( IL-8)Leucotreni (LTB4)

I fattori chemiotattici inducono l’attivazione dei leucociti che comprende:

1) aumento dell’espressione e affinità delle molecole di adesione

2) produzione dei metaboliti dell’acido arachidonico (med.chim.)

3) degranulazione e secrezione degli enzimi lisosomiali (vedi fagocitosi)

4) esplosione ossidativa

Chemiotassine

Endotossina: LPS

Prodotti Batterici

Patogenesi dello shockprovocato da batteri Gram –

Induce la produzione di IL-1E TNF

FMLPI fagociti hanno recettori di membrana per FMLP

Tessuti danneggiati Derivati dalla digestione diCollageni, elastina e fibronectina

Derivati della coagulazione - Trombina- Plasmina e prodotti di degradazione di fibrina

Derivati del complemento: Frammenti di C5, C3 e C4

Derivati da leucociti: Chemochine; LTB4

L’Attivazione

Cambiamenti biochimici:• aumento di cAMP, • caduta di pH citosolico, • entrata di Na e CaCambiamenti fenotipici:• rigonfiamento cellulare, • riorganizzazione del citoscheletro,• Polarizzazione• Emissione di pseudopodi,• Raggruppamento frontale dei recettori

chemiotattici

Perdita delle cariche negative-Tendenza all’aggregazione

La motilità è dovuta all’estensione di uno Pseodopodio, che traina la parte restante della cellula verso l’estensione, e nel cui margine avanzante si ha l’assemblaggio dei filamenti di actina e miosina

Movimento orientato del leucocita verso lo stimolo lesivo

Reticolo endoplasmatico

ligando

La mobilitazione e l’incremento della concentrazione di Ca++ intracellulare induce l’assemblamento dei filamenti contrattili costituenti il citosheletro ( actina, miosina), per consentire la motilità

Marginazione

Modulazione delle molecole di adesione

Ridistribuzione delle P-selectine:

-Dai corpi Weibel-Palade alla superficie cellulare delle cellule endoteliali-Legame con i recettori ( Glic. con siali di LewisX) espressi dai leucociti

Trombina, Istamina e PAF

Attivazione endoteliale:

1

P-selectin

L-selectine

CD34

Induzione delle E-selectine sulle cellule endotelialiPiù lenta perché richiede sintesi proteica-Legame con i recettori ( Glic. con siali di LewisX) espressi dai leucociti

IL-1 e TNF

E-selectine

Attivazione endoteliale:

2 L-selectine

CD34

Adesione:Aumento dell’avidità di legame delle integrine ai ligandi endoteliali

3

Integrine non attivate (LFA-1 Mac-1)

Integrine:Glicoproteine di adesione espresse sulla membrana dei leucociti, a struttura eterodimerica

Agenti chemiotattici

Cambiamento conformazionale e pertanto aumento di affinità perle ICAM-1 e V-CAM espresse sulle cellule endoteliali

Diapadesi4

Molecole di adesione omofile:PECAM-1 (CD31)

La migrazione dei leucociti avviene in risposta all’azione di fattori chemiotattici secreti dalle cellule endoteliali dopo attivazione

Molecole implicate nell’interazione endotelio-leucocitiA

ttiv

azi

on

e e

nd

ote

liale

Ad

esio

ne

Dia

ped

esi

Glicoproteine con sialil Lewis X (PSGL-1)

E-selectina Ligando della

L-selectina

P-selectina

L-selectina

Roto

lam

en

to

Citochine e altri segnali

attivanti

L-selectina

Ligando della

L-selectina

E-selectina P-selectina

Integrine (LFA-1 o Mac-1) (non attivate)

Glicoproteine con sialil Lewis X (PSGL-1)

Integrine attivate

PECAM-1 (CD31)

ICAM-1

Ligando della

L-selectina

E-selectina P-selectina

PECAM-1 (CD31)

Chemiotassi indotta da sostanze

chemiotattiche

Fagocitosi

Principali effetti positivi dovuti all’accumulo di leucociti nella sede dell’infezione:• fagocitosi • rilascio di enzimi da neutrofili e

macrofagi

L’uccisione dei batteri dipende in gran parte dai reattivi intermedi dell’ossigeno.

Il sistema alogenuro-MPO-H2O2 è il sistema battericida più efficiente dei neutrofili.

L’uccisione può avere luogo anche attraverso meccanismi indipendenti dall’ossigeno:

- Lisozima,

- Proteina basica maggiore,

- Lattoferrina.

I fagociti esprimono in membrana recettori per :- La porzione Fc degli anticorpi (IgG)- Proteine del complemento- polisaccaridi batterici Che rivestono i microorganismi e funzionano da opsonine

OPSONIZZAZIONE

plasmacellulabatterio

anticorpi

Y

Y

YYY

Y

Y Y

YY

YY

macrofago

Il legame opsonine /recettore induce la fagocitosi e la distruzione dell’agente patogeno

Esplosione ossidativaL’esplosione del consumo dell’ossigeno e la glicogenolisi genera i metaboliti reattivi dell’ossigeno:Anione superossido, perossido di idrogeno (acqua ossigenata), radicali liberi che hanno attività battericida: La Mieloperossidasi (MPO) in presenza di Cloro trasforma H2O2 in HOCl che uccide i batteri per reazioni di alogenazione

RILASCIO EXTRACELLULARE E DANNO TESSUTALE

Le modificazioni della membrana e del metabolismo del leucocita durante la chemiotassi, l’attivazione e la fagocitosi provocano il rilascio di prodotti • all’interno del fagolisosoma, • negli spazi extracellulari, amplificando l’effetto dello stimolo infiammatorio iniziale.Mediatori rilasciati

• Enzimi lisosomiali

•Metaboliti attivi dell’ossigeno• Prodotti del metabolismo dell’ A.Arachidonico

• Proteasi acide-degradano proteine nel fagolisosoma• Proteasi neutre-degradano componenti della matrice• Controllate da inibitori specifici

GENETICIChediak-Higashi Syndrome (autosomica recessiva)neutropenia, difetto di degranulazione, incapacità di lisare i batteri

Malattia granulamutosa cronica (legata al crom. X) Ridotta esplosione ossidativa. Infezioni batteriche ricorrenti

Deficienza di Mieloperossidasi

ACQUISITILesioni termiche o forti traumiImmunodeficienzeDiabete mellitoMalattie croniche debilitanti

Difetti della funzione fagocitaria

Danno tissutale indotto dai prodotti dei Leucociti

Cause del rilascio del contenuto del fagosoma1) La degranulazione prematura (prima che si chiuda il fagosoma)2) Fagocitosi ostacolata (frustrata) 3) Fagocitosi di superficie

Rilascio esterno di - contenuto dei lisosomi- metaboliti attivi dell’ossigeno- metaboliti dell’acido arachidonico

Danno endoteliale e tissutale

Amplificazione dello stimolo infiammatorio

distruz. matrice extracell. per inattivazione degli inibitori delle proteasi)

Aumento della permeabilità vascolare

Patologie causate da lesioni indotte da leucociti

ACUTEAsmaVasculiteGlomerulonefriteRigetto di trapianto acuto

CRONICHEArtriteAsmaAterosclerosiRigetto di trapianto cronico

Genetiche:- Difetti dell’adesione

(integrine o recettori delle selectine) - Infez. Ricorrenti e difetti

nella guarigione alle ferite

- Difetti della chemiotassi Mancanza dei granuli dei neutrofili

Difetti della funzione dei leucociti

AcquisitiEmodialisi Diabete mellito

Lesioni termicheImmunodef.Diabeteneoplasie

Adesione

Chemiotassi