MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE

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DANNO

RICONOSCIMENTO

FUNZIONE PRODUZIONE DI ALTRI MEDIATORI

CELLULARI

TRASFORMAZIONE DEI SEGNALI

IN EVENTI CELLULARI CLAMOROSI

SEGNALI (mediatori)

SISTEMI POLIMOLECOLARI CELLULE

SOLUBILI

•Amplificazione•Mantenimento• Progressione

MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE

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MEDIATORI CHIMICI DELL’INFIAMMAZIONE

MEDIATORI

Tutte quelle molecole che determinano l’insorgere e partecipano allo sviluppo dei

fenomeni che si osservano durante l’evento infiammatorio.

I mediatori di derivazione plasmatica (complemento, chinine, ecc..) sono presenti

nel plasma in forma inattiva mentre i mediatori di origine cellulare sono

sequestrati nei granuli intracellulari (istamina) o sono sintetizzati de novo

(prostaglandine, citochine) in risposta ad uno stimolo.

REQUISITI

Assenti nello stato stazionario o presenti in forma inattiva o sequestrati all’interno delle

cellule

Presenti nello stato attivo (attivati o rilasciati dai depositi intracellulari o neosintetizzati)

Hanno vita media breve

In grado di mimare fenomeni infiammatori se iniettati

La loro inibizione determina la scomparsa dei fenomeni infiammatori osservati

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EVENTI

1. RISPOSTA VASCOLARE: modificazioni del calibro e del flusso sanguigno

fuoriuscita di molecole per alterazione della barriera sangue-interstizio (essudato)

2. FASE CELLULARE:- migrazione cellulare- attivazione funzioni effettrici- risposta immunitaria

ANGIOFLOGOSI

MEDIATORI

1. MEDIATORI VASOATTIVI: agiscono sul tono delle cellule muscolari liscie (vasodilatazione)

promuovono la contrazione degli endoteli (aumento permeabilità)

2. MEDIATORI CHE AGISCONO SUI DIVERSI TIPI CELLULARI COINVOLTI NELL’INFIAMMAZIONE:- promuovono l’adesione e la chemiotassi- modulano le funzioni dei fagociti- modulano le risposte dei linfociti

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RIDONDANZA(più mediatori con la stessa funzione)

PLEIOTROPISMO(più risposte promosse dallo stesso mediatore)

ATTIVAZIONE SEQUENZIALE (mediatori che promuovono la formazione di altri mediatori con la stessa funzione)

GARANZIA che un determinato fenomeno avvenga

AMPLIFICAZIONE della risposta

MANTENIMENTO della risposta

PROGRESSIONE verso le fasi successive

AZIONE DEI MEDIATORI

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MEDIATORI DERIVATI DAI SISTEMI POLIMOLECOLARI SOLUBILI DEL

PLASMA, DELL’INTERSTIZIO

1. SISTEMA DELLA COAGULAZIONE (plasmina, fibrinopeptidi)

2. SISTEMA DELLE CHININE (bradichinina, callicreina)

3. SISTEMA FIBRINOLITICO (fibrinopeptidi)

4. CASCATA DEL COMPLEMENTO (anafilotossine)

Costituiscono sistemi di pronto intervento, disponibili sempre, che si attivano

con una serie di reazioni a cascata.

Sono presenti nel plasma in forma di precursori e devo essere attivati.

Molecole assenti nello stato stazionario e che vengono rapidamente generate

mediante meccanismi enzimatici

Hanno la peculiarità di cross-attivarsi a vicenda

MEDIATORI CHIMICI DI FASE FLUIDA

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•I mediatori di derivazione cellulare sono sequestrati nei granuli intracellulari

(istamina) o sono sintetizzati de novo (prostaglandine, citochine) in risposta allo

stimolo infiammatorio.

•Le cellule che contengono questi mediatori sono piastrine, neutrofili, macrofagi,

mastociti.

•Rapidamente attivati con meccanismi diversi da molecole presenti sui

microrganismi o molecole endogene legate a questi.

MEDIATORI DI DERIVAZIONE CELLULARE

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IL COMPLEMENTO

Il sistema del complemento consta di 20 componenti proteici che si trovano concentrati nel

plasma.

Questo sistema è coinvolto sia nella immunità innata che in quella acquisita nella difesa dai

microorganismi.

Nel processo d’attivazione del complemento vengono generati diversi fattori che causano un

aumento della permeabilità vascolare, chemiotassi e opsonizzazione, rilascio di

citochine ed attivazione della NADPH ossidasi.

Le proteine del complemento sono presenti in forma inattiva e classificate come C1-C9 e

molte di queste vengono attivate in modo da diventare enzimi proteolitici che degradano e

attivano altre proteine del complemento cosi’ da creare una cascata capace di notevole

amplificazione enzimatica.

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• La tappa critica ovvero l’attivazione (degradazione) della terza (C3)

componente puo’ avvenire attraverso tre vie:

- Classica: che è scatenata dal legame del componente C1 con anticorpi

(IgM o IgG) combinati con l’antigene, portando alla proteolisi di C2 e C4,

con formazione della C3 convertasi (C4bC2b)

- Via alternativa: stimolata da proteine di superficie dei microbi

(endotossine), amplifica la scissione del C3 in C3b che si fonde con il

fattore plasmatico Bb, formando il complesso C3bBb (C3 convertasi)

- Via della lectina: in cui la lectina plasmatica che lega il mannosio si lega ai

carboidrati presenti sui microbi e attiva direttamente il C1, che segue poi

l’attivazione della C3 convertasi (C4bC2b) come nella via classica.

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• Qualunque sia la via, il risultato finale è la formazione dell’enzima attivo C3

convertasi che taglia il C3 in due frammenti funzionalmente distinti (C3a e

C3b).

• C3a è rilasciato mentre C3b si lega alla cellula o alla molecola che ha

scatenato l’attivazione del complemento.

• C3b forma anche la C5 convertasi (con altri frammenti precedentemente

generati) che scinde C5 generando C5a e C5b. C5b si lega ai componenti

C6/9 formando il COMPLESSO DI ATTACCO ALLA MEMBRANA

(MAC), il quale lisa le cellule.

IL COMPLEMENTO

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• I frammenti del complemento mediano vari fenomeni dell’infiammazione.

– Fenomeni vascolari: C3a, C5a e C4a (anafilotossine) stimolano la liberazione di istamina da

parte dei mastociti, aumentando la permeabilità vascolare e causando vasodilatazione.

– C5a nei monociti e neutrofili attiva la via lipossigenasica del metabolismo dell’AA

rilasciando altri fattori dell’infiammazione.

– Adesione leucocitaria, chemiotassi e attivazione: C5a agisce come potente agente

chemiotattico per neutrofili, monociti, eosinofili e basofili.

– Fagocitosi. C3b quando si lega alla parete del batterio agisce come opsonina e favorisce la

fagocitosi da parte dei macrofagi, che presentano i recettori per C3b attivato.

– Enzimi proteolitici presenti nell’essudato infiammatorio possono attivare C3 e C5, che poi

fungono da componenti chemiotattili per i leucociti stessi.

L’attivazione del complemento è strettamente controllata da proteine regolatrici

circolanti associate alle cellule e queste molecole proteggono le cellule dell’ospite da

danni durante le reazioni di difesa da microbi.

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Regolazione dell’attività del complemento

I mammiferi esprimono diverse proteine di regolazione, assenti nei microbi, che

prevengono l’inopportuna attivazione del complemento.

Regolazione della C3 e C5 convertasi. La formazione di C3 convertasi e la generazione di

C3b sono le fasi principali dell’attivazione del complemento. I regolatori di questi fattori

agiscono potenziando la dissociazione (degradazione) del complesso della convertasi

(Decay Accelerating Factor; DAF) o scindendo proteoliticamente il C3b.

Legame delle componenti attive del complemento. La via classica che inizia con il

legame del C1 ad un immunocomplesso, che viene bloccato da una proteina plasmatica

chiamata inibitore-C1 (C1NH), che interferisce con l’attività enzimatica di due delle

proteine del complesso C1.

Inoltre l’attività del complemento è impedita anche da proteine che inibiscono la

formazione del MAC.

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Deficienze del sistema del complemento

Deficienze nelle proteine del complemento possono dar luogo ad un aumento della

suscettibilità ad infezioni batteriche e virali (SEPSI).

I deficit di C2 e C4 sono associati a malattie autoimmunitarie (lupus eritematoso)

probabilmente a causa dell’impossibilità di eliminare immunocomplessi.

Edema angioneurotico ereditario: l’attivazione del C1 da parte degli immunocomplessi

non è controllata e si verifica aumento della degradazione di C2 e C4, formazione di un

frammento del C2 che agisce come la bradichinina. Il C1NH (che è mutato in questa

patologia) influisce anche sul sistema della coagulazione in quanto inibisce anche la

callicreina ed il fattore XII. Questa patologia genetica comporta un aumento di

bradichinina nel plasma con conseguente stato infiammatorio cronico.

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L’eccessiva produzione di C5a puo’ paradossalmente paralizzare

le funzioni dei neutrofili.

Sembra che un eccesso di C5a a livello intravascolare

down-regola i recettori C5a e diminuisce la responsività dei

neutrofili ad altri mediatori, probabilmente attraverso una

desensibilizzazione eterologa di altri recettori “infiammatori”

accoppiati alle proteine G.

C5a come inibitore della risposta infiammatoria

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RISPOSTA INFIAMMATORIA

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SISTEMA DELLA COAGULAZIONE

Il sistema della coagulazione è diviso in due vie convergenti che

culminano con l’attivazione della trombina e nella formazione di

fibrina.

La via estrinseca della coagulazione è composta da una serie di

proteine plasmatiche che possono essere attivate dal FATTORE

DI HAGEMAN (fattore XII), che è prodotto dal fegato e circola

in forma inattiva finchè non incontra il collagene, proteine della

membrana basale o le piastrine attivate.

Attivato, il Fattore XII va incontro a delle modificazioni

conformazionali (diventanto Fattore XIIa), esponendo il sito

attivo di serina e cosi’ acquisendo la capacità di tagliare substrati

proteici e attivare altri mediatori.Nabissi 14

Fattori della coagulazione

• I – Fibrinogeno• II – Protrombina• III – Fattore tissutale• IV – Calcio• V – Proaccelerina• VI – unassigned

(prev Factor Va)• VII – Proconvertina

• VIII – fattore antiemolitico• IX – Christmas Factor• X – Stuart-Prower

Factor• XI – Plasma

Tromboplastina

Antecedente• XII – Hageman Factor• XIII – fattore stabilizzante la

fibrina

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La via intrinseca comporta l’attivazione della via delle chinine che attraverso la

formazione di callicreina attiva il Fattore XII.

Il fattore XII attivato (XIIa) porta all’attivazione di trombina ed alla formazione di

fibrina mediante processazione del fibrinogeno (azione coagulante).

L’enzima callicreina attiva un altro processo enzimatico:

-formazione di plasmina che svolge un ruolo litico a livello del coagulo (azione

anticoagulante)

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SISTEMA DELLE CHININE

• Il sistema delle chinine genera peptidi vasoattivi a partire da proteine

plasmatiche, detti CHININOGENI, per azione di proteasi specifiche dette

callicreine.

• L’attivazione del sistema porta alla formazione di Bradichinina.

• La bradichinina aumenta la permeabilità vascolare a causa la contrazione

del muscolo liscio, dilatazione dei vasi e dolore quando iniettato.

• L’azione della bradichinina è molto rapida e viene inattivata dall’enzima

chininasi

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La trombina ha un ruolo proinfiammatorio indipendente dalla cascata

della coagulazione, in quanto la trombina si lega a recettori attivati dalla

proteasi (PAR-1), questi recettori a sette domini transmembrana

accoppiati

a proteine G (simili ai recettori delle chemochine) sono espressi su monociti

e cellule endoteliali.

L’attivazione dei PAR, mediante taglio della porzione N-terminale

extracellulare, attiva la produzione di molecole d’adesione e chemochine

nelle cellule endoteliali e nei monociti.

Trombina

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Le risposte comprendono la mobilitazione della Selectina-P,

la

produzione di chemochine e l’espressione di

molecoled’adesione endoteliali per le integrine leucocitarie, la

produzione di prostaglandine, PAF e NO.

L’attivazione di queste risposte implica il movimento dei

leucociti ed altre reazioni infiammatorie.

PAR attivati

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• La plasmina taglia anche il fattore del complemento C3 producendo

C3a e C3b e scinde la fibrina (che forma dei prodotti coinvolti nella

permeabilità vascolare).

• La plasmina circola sotto forma di precursore (plasminogeno) legata al

suo inibitore tPA (plasminogen tissue activator) che quando si lega alla

fibrina si attiva ed attiva la plasmina.

• UROCHINASI: attivatore del plasminogeno (formazione di plasmina)

con un ruolo molto importante nel dissolvere trombi ed emboli trombotici

SISTEMA DELLA COAGULAZIONE

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• Una varietà di sostanze organiche ed inorganiche cariche

negativamente attivano il fattore XII. Fra le sostanze

organiche ci sono collagene, eparina e fra le sostanze

inorganiche il vetro, silicio, cristalli di pirofosfato.

ATTIVAZIONE XII

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Sistemi anticoagulanti naturali

Antitrombina III: prodotta dal fegato e dalle cellule endoteliali è

in grado d’inibire la trombina

Proteina C: inibisce i fattori V e VIII limitando la produzione di

trombina

Proteina S: prodotta dalle cellule endoteliali e modula l’intero

processo della coagulazione

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Funzione: lisi del

coagulo, permeabilità

vascolare

Funzione: Vasodilatazione

liberazione d’istamina

Funzione: vasodilatazione

attivazione chemiotassi

vasodilatazione

Funzione: formazione di fibrina

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ISTAMINA

Il primo mediatore chimico ad entrare in funzione nell’infiammazione acuta è

l’istamina e se l’alterazione è di modesta entità rimane anche l’unico. Infatti

l’istamina è responsabile “soltanto” delle modificazioni vascolari che si attuano nei

primi 15-30 minuti e per cio’ la sua azione è abbastanza fugace anche se la sua

azione è di fondamentale importanza.

L’istamina quindi si degrada velocemente o viene disattivata dalle istaminasi

presenti negli eosinofili

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ISTAMINA

L’istamina modula a diversi livelli la risposta immune antigene-specifica

ed è coinvolta nella regolazione del rilascio di mediatori e neurotrasmettitori.

L’istamina deriva prevalentemente dalla degranulazione di mastociti e basofili,

ma può anche essere sintetizzata de novo da altre cellule ematopoietiche e da

queste immediatamente rilasciata. Essa è depositata all’interno di granuli

citoplasmatici specifici, presenti in mastociti e basofili, complessata con

eparina e condroitin-solfato.

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L’istamina provoca effetti sulla muscolatura liscia, inducendo la contrazione delle vie

aeree, intestino e vasi sanguigni e la vasodilatazione (rilassamento) delle arteriole.

La sua liberazione avviene mediante degranulazione in risposta a diversi stimoli

infiammatori : lesioni fisiche, reazioni immunitarie che comportano il legame di anticorpi

ai mastociti (IgE con il recettore ad alta affinità FceRI) presenti sui mastociti,

anafilotossine (frammenti del complemento C3a, C5a), proteine di derivazione

leucocitaria, neuropeptidi (Sostanza P), citochine infiammatorie e chemochine (IL-1, IL-8).

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I mastociti elaborano e rilasciano eparina, istamina e numerosi altri fattori

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EFFETTI FARMACOLOGICI DELL’ISTAMINA

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ISTAMINA

L’istamina è un costituente naturale del corpo ed è un’ammina a basso peso molecolare

sintetizzata a partire dall’aminoacido essenziale L-istidina mediante una reazione

enzimatica esclusiva della istidina decarbossilasi.

L’istidina decarbossilasi è espresso in quasi tutte le cellule del corpo, inclusi i neuroni del

sistema nervoso centrale, mucosa gastrica, mastociti e basofili.

L’azione dell’istamina è svolta grazie al suo legame a quattro tipi di recettori (H1, H2, H3,

H4), recettori a 7 domini transmembrana accoppiati a G-protein (Gs, Gq, Gi/o).

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RECETTORI DELL’ ISTAMINA

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Caratteristiche H1 H2 H3 H4

Sequenza aa 487 359 445 390

Loc.cromosomica 3p25 5q35 20q13 18q11

EspressioneLargamente distribuito,

neuroni compresi

Largamente distribuito

compresa la mucosa gastrica

Poco distribuito, presente nei

neuroni istaminergici

Presente in tessuti ematopoietici

periferici, midollo osseo

Proteina G accoppiata

Pathways attivati

Fosfolipasi A, NfkB, cAMP,

NOS

Fosfolipasi C, Protein chinasio

C, c-fos

MAP chinasi, inbizione cAMP

MAP chinasi, inbizione cAMP

Azione dell’istamina

Prurito, dolore, vasodilatazione,

ipotensione, tachicardia

Secrezione gastrica acida, permeabilità

vascolare

Previene broncocostrizione

media prurito

Differenziamento di mieloblasti e

promielociti

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Il recettore H1, in condizioni fisiologiche, è presente sulle cellule bersaglio in una

conformazione attiva ed in una inattiva in equilibrio dinamico tra loro (forme isomeriche).

L’isomerizzazione spontanea del recettore, indipendente dall’agonista, è responsabile

dell’attività costitutiva. Nell’ambito di tale modello, gli agonisti si legano preferenzialmente

allo stato attivo del recettore, aumentando la stabilità dell’isoforma attiva e spostando

l’equilibrio verso lo stato di attivazione; gli antagonisti, invece, si legano principalmente

allo stato inattivo del recettore, spostando l’equilibrio verso la direzione opposta.

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l’antagonismo potrebbe essere il principale meccanismo di interazione tra gli

antistaminici H1 ed il rispettivo recettore

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GHIANDOLE ESOCRINE

Ghiandole gastriche: aumento della secrezione di H+, di pepsina e del fattore intrinseco, mediati da recettori H2 (localizzati sulle cellule parietali)

Ghiandole salivari, pancreatiche, intestinali, lacrimali e bronchiali: aumento della secrezione, mediata da recettori H1

SISTEMA IMMUNITARIO

Mastociti e granulociti basofili: diminuzione della secrezione di autacoidi (ormoni ad azione locale) mediata da recettori H2 (meccanismo a feed-back negativo)

Granulociti neurotrofili: diminuzione della secrezione di enzimi lisosomiali mediata da recettori H2

Linfociti: diminuzione della produzione di anticorpi e linfochine mediata da recettori H2

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https://www.youtube.com/watch?v=svkdg8ntQD0

INTOLLERANZA

ALLERGIA

AVVERSIONE

NABISSI 2013

• Le reazioni avverse al cibo (Ipersensibilità al

cibo) includono ogni reazione abnorme risultante

dall’ingestione di cibo.

• Possono essere il risultato di INTOLLERANZA

(IPERSENSIBILITA’ NON ALLERGICA) o di

IPERSENSIBILITA’ALLERGICA.

• AVVERSIONE: mima una reazione avversa al cibo ma

non riproducibile quando il paziente ingerisce il

cibo in modo anonimo (blinded fashion)

REAZIONE AVVERSE AL CIBO

NABISSI 2013

ALLERGIA AL CIBO

Reazione immunologica avversa che avviene comunemente

in risposta a proteine del cibo (Food Allergens).

Le reazioni possono essere dovute a meccanismi IgE- o

non-IgE immuno mediati.

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FOOD ANTIGENS

• ANTIGENI ALIMENTARI COMPLETI ED INCOMPLETI

http://www.allergome.org/

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ANTIGENI ALIMENTARI COMPLETI

Lo stesso antigene attiva sia la sensibilizzazione

(sensitization) che lo scatenamento della reazione

(elicitation, hyper-sensitivity reaction).

Questo concetto si basa sull’idea che “solo” alcune

proteine sono stabili al calore e resistenti agli

enzimi digestivi, raggiungono l’intestino senza

essere frammentate stabilendo una sensibilizzazione

per-orale (Allergeni di classe I)

beta-lattoglobulina del latte, ovoalbumina dell’albume,

arachidi)

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Sites of antigen uptake in the gut.

 a, Antigeni “raccolti” dalle cellule dentritiche (DC)

 b) Antigeni presi dalle cellule M e trasportati alle DC e poi attivano I linfociti B

 c) Gli antigeni solubili attraversano l’epitelio attraverso vie intracellulari o

paracellulari e poi attivano I linfociti T e macrofagi.

Meccanismi della tolleranza orale.

a)Immuno risposta richiede il

legame del recettore T-cell con il

complesso antigene. MHC, in

presenza di costimoli appropriati

(CD80, CD86) e citochine.

b)Con alte dosi di antigene orale

l’attivazione del T-recettore puo’

avvenire in assenza di costimolo.

c)Basse dosi di antigene attivano

le cellule T-regolatorie che

sopprimono la risposta immunitaria

NABISSI 2013

ANTIGENI ALIMENTARI INCOMPLETI

• Cross-reattività di due antigeni, il sensibilizzante

ed l’elicidante.

• Antigeni presenti nel cibo inducono solo il sintomo

della elicidazione e non hanno caratteristiche come

resistenza al calore o agli enzimi digestivi

(Allergeni alimentari di classe II)

• Un allergene alimentare incompleto ha la capacità di

indurre la risposta sintomatica, in base alla sua

cross-reattività al sensibilizzante.

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ACARI Bet: (Betulla)

Artemisia

Fel: FelixNABISSI 2013

Classe I e II Allergeni alimentari

• Dipendentemente dalla via di sensibilizzazione l’allergia è il risultato di:

- Classe I alllergeni: la sensibilizzazione avviene nel tratto gastro-intestinale

• - Classe II allergeni: la sensibilizzazione sviluppa una cross-reattività ad allergeni inalanti.

NABISSI 2013

NABISSI 2013

NABISSI 2013

INTOLLERANZA AL CIBO

• L’intolleranza al cibo è una risposta avversa causata da alcune caratteristiche fisiologiche uniche dell’ospite.

• Sono reazioni negative al cibo, bevande e additivi alimentari ritardate.

• Possono indurre sintomi in uno o piu’ organi e sistemi, ma non sono direttamente correlate al sistema immunitario.

• Possono risultare dall’assenza di specifiche sostanze chimiche o enzimi necessari alla digestione di una sostanza specifica o da reazioni a composti presenti nel cibo.

• La distinzione tra intolleranza ed allergia è spesso confusa.

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Spesso è difficile individuare l’alimento a cui si è

intolleranti in quanto se il sistema immunitario è

coinvolto, la risposta puo’ essere IgG-mediata ed

avviene lentamente.

Le persone con intolleranza al cibo hanno soglie

diverse di sensibilità, quindi quelle piu’ sensibili

rispondono a quantità molto piu’ basse.

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•Lattosio (latte, latticini): incapacità di metabolizzare il lattosio, per mancanza o bassa disponibilità dell’enzima Lattasi

•Acido glutamico (soia, pomodori, additivo alimentare): alti

livelli causano danno cerebrale (neurotossicità) nelle aree

non protette dalla BBB.

•Acido salicilico (presente nelle piante, aspirina, profumi):

effetti sistemici

•Solfiti (vino, crostacei): emicrania, irritazione cutanea

•Tatrazina (colorante giallo nei cibi, cosmetici, ecc):

ansia, emicrania, depressione, prurito

Celialchia: intolleranza al glutine

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Bersagli clinici nell’intolleranza

SKIN:rashOrticariaAngioedemaDermatitiEczemaGIT:ulcere buccaliCrampi addominaliNauseaGasDiarrea intermittenteCostipazioneSindrome intestino irritabileRT:Congestione nasaleSinusiteIrritazioni faringeeAsmaTosse

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Le reazioni di intolleranza non

includono risposte

psicologiche.

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DIAGNOSI intolleranza ALIMENTARE

• Diagnosi IgE- or non-IgE-mediata

• La latenza fra ingestione e sintomo/i

• Tipo di sintomo/i

• Il cibo sospetto.

• La durata del/dei sintomo/i

• La ricorrenza del/ sintomo/i dopo l’ingestione

CELIACHIASprue celiaca o enteropatite da glutine.

Patologia Immuno-mediata indotta dall’ingestione di alimenti contenente

glutine (grano, orzo, segale) , in individui geneticamente predisposti.

Il glutine viene digerito da enzimi luminari e dell’orletto a spazzola e si

forma a-gliadina che è resistente alla degradazione da parte delle proteasi

gastriche, pancreatiche e dell’intestino tenue.

Alcuni di questi peptidi gliadinici inducono le cellule epiteliali a produrre IL-

15 che attiva e stimola la proliferazione dei linfociti CD8+ che vengono

indotti ad esprimere NKG2D (marcatore di cellule killer).

NKG2D è il recettore per la proteina MIC-A presente sulla superficie degli

enterociti, e quindi il CD8+NKG2D+ induce morte degli enterociti.

Il danno che si crea permette a altri peptidi gliadinici di penetrare le mucose,

ed essere deaminati dalle transglutaminasi tissutali

I peptidi deaminati interagiscono con le APC esprimenti HLA-DQ2 e DQ8,

che li presentano ai CD4+, che cominciano a liberare citochine

contribuendo a creare infiammazione e danno della mucosa.

NABISSI 2013

SKIN-PRICK TEST (STP)

BASOPHIL HISTAMINE-RELEASE TEST

Sangue o basofili isolati dal sangue del paziente sono incubati con l’antigene da

testare

Patch testing

48 hours

DIAGNOSI

Vega (electro-diagnostic) testing

The patient holds one (negative) electrode in one hand, and the positive electrode is applied to acupuncture points over fingers or toes. An alteration in current is interpreted as meaning the person is "sensitive" to that substance.

Bryan's test and the Alcat test: size and shape of white cells is assessed after incubation with food extracts

Iridology

Kinesiology: exogenous toxins or allergens will be reflected in a reduction in muscle strength

Metaboliti dell’acido arachidonico

Quando le cellule sono attivate da stimoli di varia natura, i lipidi presenti sulla membrana

plasmatica sono rimodellati per generare mediatori lipidici che fungono da segnali

intracellulari o extracellulari influenzando diversi processi biologici , fra cui

l’infiammazione.

Questi lipidi formati, definiti AUTACOIDI, sono ormoni che svolgono la loro funzione a

livello locale (autocrina o paracrina).

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L’acido arachidonico (AA) è un grasso polinsaturo a 20 atomi di carbonio che deriva da fonti alimentari o dalla conversione dell’acido linoleico.L’acido arachidonico non si trova libero nelle cellule, ma è normalmente esterificato nei fosfolipidi di membrana.Viene rilasciato da questi ultimi, attraverso l’azione di fosfolipasi cellulari, le quali possono essere attivate da stimoli chimici, fisici, meccanici o altri mediatori (C5a).

Metaboliti dell’acido arachidonico

• I mediatori dell’acido arachidonico vengono denominati EICOSANOIDI, si legano a recettori accoppiati alle proteine G e mediano ogni fase della risposta infiammatoria.

• Sono sintetizzati da due importanti classi di enzimi:– 1) ciclossigenasi: da cui si ottengono prostaglandine e trombossani– 2) lipossigenasi da cui si ottengono leucotrieni e lipossine

Metaboliti dell’acido arachidonico

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Ciclossigenasi

La via ciclossigenasica è mediata da due diversi enzimi (COX-1 e COX-2).

La COX-1 è espressa costitutivamente, la COX-2 è inducibile.

Entrambe le vie portano alla produzione di PROSTAGLANDINE (PG).

Le prostaglandine sono codificate con il suffisso PG, una lettera (PGD, PGE,..)

e da un numero che indica il numero di doppi legame del composto (PGE2).

Le prostaglandine sono coinvolte anche nel meccanismo del dolore e della febbre

durante il processo d’infezione.

La prostaglandina PGE2 è iperalgesica in quanto rende la cute ipersensibile agli

stimoli dolorosi.

La prostaglandina PGI2 è il principale metabolita della via ciclossigenasica nei

mastociti, causando vasodilatazione ed aumento della permeabilità delle venule

potenziando cosi’ la formazione dell’edema.Nabissi 14

TERAPIA ANTINFIAMMATORIA

Inibitori della ciclossigenasi: comprendono l’aspirina e farmaci antinfiammatori

non steroidei (FANS). Agiscono inibendo la sintesi di prostaglandine, l’aspirina

acetilando ed inibendo la ciclossigenasi.

I farmaci antinfiammatori di nuova generazione inibiscono l’azione della COX-2

e quindi agiscono solo quando l’infiammazione è in corso senza interferire con il

metabolismo dell’AA. COX I COX II

Espressione Costitutiva Inducibile

Funzioni Controllo dellefunzioni cellulari

Piastrine Stomaco Rene Endotelio

Processi infiammatori Macrofagi Leucociti Fibroblasti Endotelio Apoptosi in cellule

tumoraliInibizione Aspirina, FANS Aspirina, FANS

glucocorticoidi

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Inibitori ad ampio spettro: Comprendono i glucocorticoidi che sono potenti antinfiammatori

che inibiscono la trascrizione della COX-2, fosfolipasi A2, citochine (IL-1, TNF) e NOS.

I glucocorticoidi inoltre stimolano la trascrizione di geni che codificano per proteine

antinfiammatorie, come la LIPOCORTINA 1 che inibisce il rilascio di AA dai fosfolipidi di

membrana.

TERAPIA ANTINFIAMMATORIA

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VIA LIPOSSIGENASICA

I metaboliti iniziali sono prodotti da tre diversi lipossigenasi:

1) La 5-lipossigenasi, presente nei neutrofili che porta alla produzione di 5-HETE, che è

un’agente chemiotattico per i neutrofili e viene convertito in una famiglia di composti detti

LEUCOTRIENI.

La loro funzione è quella di facilitare l’adesione e l’aggregazione dei leucociti, la generazione

di radiacali liberi dell’O2, il rilascio di enzimi lisosomiali vasocostrizione e broncospasmo.

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Legandosi a specifici recettori i LT

promuovono l’accumolo e le funzioni di tutte

le classi di leucociti.

Queste risposte sono importanti in diversi

tipi di patologie (asma,

cardiovascolari, tumori, ecc..).

Il LT influenzano stimolano la crescita delle

CD34+ pluripotent hematopoietic stem-cell

progenitors e la loro migrazione nel plasma.

LT incrementano l’espressione delle

molecole d’adesione e promuovono la

motilità cellulare.

Mediante LTB-receptor 1 (BLT1), LTB4

recluta i mastociti, neutrofili, e cellule T

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Le lipossine derivano da meccanismi di sintesi transcellulare, cioe’ la loro

produzione coinvolge due tipi celluari.

I neutrofili producono intermedi della sintesi di lipossine che vengono poi

convertite in lipossine dalle piastrine.

Le lipossine, inibiscono il reclutamento dei leucociti e delle componenti

cellulari dell’infiammazione, inibendo la chemiotassi dei leucociti e

l’adesione. Questo suggerisce che le lipossine siano dei regolatori negativi

dell’azione dei leucotrieni e quindi coinvolti nel processo di risoluzione

dell’infiammazione.Nabissi 14

OSSIDO NITRICO

L’ossido nitrico (NO) è un mediatore pleiotropico dell’infiammazione e fu inizialmente scoperto come un fattore rilasciato dalle cellule endoteliali che causa vasodilatazione, rilassando la muscolatura liscia dei vasi e vene.

NO è un gas solubile prodotto dall’enzima nitrico sintetasi (NOS) a partire da L-arginina. Vi sono tre tipi di NOS: endoteliale (eNOS), neuronale (nNOS) e inducibile (iNOS). I primi due sono espressi costitutivamente a bassi livelli e possono essere attivati rapidamente da un aumento degli ioni Ca2+ intracellulari, provocando una rapida produzione di NO, iNOS viene invece indotto quando i macrofagi e altre cellule sono attivate da citochine (TNF).

NO agisce a livello paracrino sulle cellule bersaglio attraverso l’induzione di GMP (guanosin-monofosfato) ciclico che a sua volta da inizio a una serie di eventi intracellulari che generano rilassamento muscolare a livello dei vasi.

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• Inoltre NO riduce l’aggregazione e l’adesione inibendo alcune caratteristiche dell’infiammazione indotta dai mastociti e funge da regolatore endogeno del reclutamento dei leucociti.

• Quindi NO rappresenta un meccanismo endogeno compensatorio che riduce la risposta infiammatoria.

• Inoltre NO ed i suoi derivati sono microbicidi, quindi NO è anche un mediatore nella risposta dell’ospite alle infezioni.

• Infatti:– Le specie reattive che derivano da NO hanno attività antimicrobiche– Interazioni fra NO e specie reattive dell’O2 producono metaboliti

antimicrobici– La produzione di NO aumenta durante la risposta dell’ospite alle infezioni– L’inattivazione del gene per la nitrico sintetasi facilita la replicazione

microbica

OSSIDO NITRICO

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Nitric Oxide (NO)

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CITOCHINE INFIAMMATORIE

Con il termine citochine s’intendono mediatori polipeptidici non antigene-specifici, che funzionano come segnali di comunicazione intercellulari (cellule del sistema immunitario vs. organi e tessuti).Le citochine sono prodotte da diversi tipi di cellule e svolgono la loro azione a breve distanza, con azioni in parte simile fra citochine diverse (es. IL-1 e TNF), con effetto pleiotropico.Le citochine possono essere suddivise in base al loro ruolo funzionale in:

emopoietichedell’immunità specificainfiammatorie primarieanti-infiammatorie ed immunosoppressiveinfiammatorie secondarie (le chemochine)

LE CITOCHINE INFIAMMATORIE PRIMARIE SONO : IL-1, TNF e IL-6IL-1 e TNF attivano l’intera cascata dei mediatori dell’infiammazione, mentre IL-6 si definisce anche secondaria perché agisce soprattutto nello stimolare la produzione di proteine di fase acuta, responsabili dell’amplificazione dei meccanismi dell’immunità innata.

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Proprietà generali delle citochine

Le citochine, non sono generalmente immagazzinate come molecole preformate all’interno

delle cellule, ma la loro sintesi è attivata dalla trascrizione dei loro geni. Le citochine

svolgono un’azione biologica sia autocrina che paracrina, legandosi, con alta affinità, a

specifici recettori di membrana.

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L’espressione dei recettori per le

citochine è regolata da segnali

esterni, inducendo un maggiore

risposta delle cellule che li

esprimono, alle citochine. Ad

esempio la stimolazione dei linfociti

B e T agli antigeni induce un

aumento dell’espressione dei

recettori per le citochine.

CITOCHINE INFIAMMATORIE

Le due citochine principalmente studiate nel processo infiammatorio sono il TNF (tumor

necrosis factor) e IL-1 (interleuchina-1), che sono prodotte nei macrofagi attivati.

La secrezione di TNF e IL-1 puo’ essere stimolata da lesioni, endotossine e vari stimoli

infiammatori.

La loro azione nell’infiammazione riguarda gli effetti sull’endotelio (inducendo la

produzione di molecole d’adesione), sui leucociti e fibroblasti (stimolando la sintesi di

mediatori dell’infiammazione (PG e NO), chemochine) e l’induzione della reazione

sistemica di fase acuta.

La risposta sistemica di IL-1 e TNF agisce attraverso l’induzione di IL-6, che induce la

sintesi di proteine di fase acuta, amplificando a livello sistemico l’immunità innata e la

rigenerazione (o riparazione) tissutale.

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Classificazione delle citochine in base al ruolo funzionale

Mediatori che regolano l’immunità innata: sono prodotti principalmente dai

fagociti mononucleati in risposta ad agenti infettivi come prodotti virali,

molecole batteriche, RNA a doppio filamento o dai macrofagi attivati dai

linfociti T antigene-stimolati. Molte di queste citochine agiscono sulle cellule

endoteliali e sui leucociti inducendo le prime risposte infiammatorie.

Mediatori e regolatori dell’immunità adattativa: sono citochine prodotte

principalmente dai linfociti T in risposta a specifici antigeni e regolano la

crescita e differenziamento di varie popolazioni linfocitarie o reclutano e

attivano altre cellule effettrici specializzate come neutrofili e eosinofili che

possono eliminare gli antigeni.

Stimolatori dell’ematopoiesi: stimolano la crescita ed il differenziamento di

leucociti immaturi e sono prodotte dalle cellule stromali del midollo osseo.

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La regolazione negativa dell’azione delle

citochine è svolta da citochine anti-

infiammatorie, come IL-10 e TGF-b,

prodotti dai monociti-macrofagi .

Un’altra regolazione negativa è indotta dalla

produzione di ACTH da parte

dell’ipofisi, indotta da fattori ipotalamici

stimolati da IL-1 e TGF (feedback

negativo). ACTH stimola il rilascio di

glucocorticoidi da parte del surrene, i

quali inibiscono la produzione di IL-1 .

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IL-1 and TNF

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IL-1(a / /b a)

IL-1 a –IL-1b sono molecole, codificate da geni distinti, con il 20% di omologia di sequenza aminoacidica ma con attività funzionale simile. La produzione di IL-1 è indottta da stimoli proinfiammatori , in particolare dai ligandi dei Toll e da se stessa o da TNF. La famiglia IL-1 comprende anche la IL-1a, che è prodotta dalle stesse cellule che producono IL-1 ma ha un ruolo inibitorio. IL-1a si lega allo stesso recettore di IL-1 ma non attiva la trasduzione del segnale.Un altro meccanismio inibitorio è dato dalla presenza di un falso recettore (decoy receptor) che ha affinità di legame per IL-1 ma non trasduce per segnali intracellulari.

• Interleuchina 1

• La fonte cellulare principale di IL-1 sono i fagociti mononucleati che la

rilasciano dopo stimolazione da parte di LPS (LIPOPOLISSACARIDI DELLA

PARETE BATTERICA) o di altre citochine (come il TNF). Inoltre IL-1 è prodotta

da altre cellule come neutrofili, cellule epiteliali (cheratinociti) e cellule

endoteliali.

IL-1 viene secreta come molecola di 33kD (IL-1a) e può agire come forma intera o

come sottoprodotto di 18 kD, agendo tutte e due le forme sullo stesso recettore.

IL-1b, la seconda forma di IL-1 diventa attiva dopo taglio da parte dell’enzima IL-

1b-converting enzyme (ICE).

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TNF

Il TNF è il principale mediatore della risposta infiammatoria ai batteri gram-

negativi ed ad altri microbi, soprattutto rilasciato in risposta a endotossine

batteriche (LPS) ed è responsabile delle complicazioni a livello sistemico

causate da diversi tipi d’infezioni.

Il TNF (denominato TNFa) è principalmente prodotto dai fagociti mononucleati

attivati, anche se viene secreto anche da cellule NK, linfociti T Antigene-stimolati

e mastociti.

Il TNF viene prodotto come proteina di membrana non glicosilata con un

dominio amino terminale intracellulare e un largo dominio carbossi-terminale

extracellulare.

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La forma di membrana viene poi tagliata da una

metalloproteasi di membrana e rilasciato come

polipeptide di 17kD che formano poi un omotrimero

di 51kD che costituisce la forma attiva del TNF. Il

TNF secreto assume una forma a piramide la cui

base ha affinità per il recettore, in maniera tale che

ogni molecola di TNF attivo possa legare tre

recettori contemporaneamente.

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• Funzioni biologiche

• La funzione principale del TNF è quella di stimolare il reclutamento di

neutrofili e monociti nel sito infiammatorio, ma il TNF media anche diversi

effetti sia sui leucociti che sulle cellule endoteliali.

• A livello delle cellule endoteliali il TNF stimola l’espressione delle molecole

d’adesione, come le selectine E e le immunoglobuline, inoltre stimola il

rilascio di chemochine sia nelle endoteliali che nei macrofagi.

• Induce la secrezione di IL-1 nei fagociti mononucleati, la quale agisce poi in

modo simile al TNF.

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I recettori per il TNF sono di due tipi, TNFRI o p55 (55kD) il TNFRII o p75 (75kD), presenti in

quasi tutte le cellule. Il TNFRII attivato recluta, a livello citoplasmatico una proteina

adattatrice denominata TRAF, con conseguente attivazione del pathway NF-kB e della

proteina d’attivazione 1 (AP-1), mentre l’attivazione del TNFRI porta al reclutamento di

proteine adattatrici che attivano il pathway estrinseco

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Anche il TNFRI che attivato, induce apoptosi, puo’ anche indurre una risposta

anti-infiammatoria ed antiapoptotica quando TRADD lega TRAF2 e

conseguentemente attiva il pathway NF-kB, mediante attivazione della IkB

chinasi da parte di TRAF2. TRAF2 (come altri TRAF) attiva anche la cascata

delle MAP chinasi, che comporta l’attivazione di JNK, fosforilazione di c-jun e

formazione del fattore trascrizionale AP-1 composto da c-jun e c-fos. Questa

attivazione comporta la trascrizione di geni coinvolti nell’infiammazione

(molecole d’adesione endoteliale, citochine, chemochine) ed la trascrizione

(da parte di Nf-kB) di geni coinvolti nel processo antiapoptotico (IAPs).

FENOTIPO PROLIFERATIVO E RESISTENTE ALL’APOPTOSI

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• RILASCIO ECCESSIVO DI TNF

• induzione del meccanismo della febbre a livello ipotalamico, mediante

stimolazione della produzione di prostaglandine

• agisce a livello degli epatociti, stimolando la sintesi ed il rilascio di proteine

sieriche (proteina amiloide A e fibrinogeno), inducendo la risposta

infiammatoria di fase acuta.

• Produzione prolungata di TNF induce cachessia, mediante soppressione della

sensazione d’appetito e riduzione della sintesi di lipasi (enzimi responsabili del

rilascio di lipoproteine, necessarie al metabolismo tissutale).

• TNF causa trombosi intravascolari, riducendo le proprietà anticoagulanti

dell’endotelio mediante lo stimolo di fattori coagulanti ed inibizione di fattori

anticoagulanti.

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IL-6

IL-6 interagisce con un recettore costituito da due catene, la catena gp130 che è

comune ad altre citochine ed una catena IL-6R che è specifica per IL-6.

IL-6R è in grado di creare un complesso attivo (in forma solubile o legato alla

membrana), dopo legame a IL-6, con il gp130, permettendo anche alle cellule

che non possiedono Il-6R di rispondere a IL-6.

Questo sistema permette , ad esempio, alle cellule endoteliali che non esprimono IL-

6R di rispondere a IL-6, che stimola la produzione di molecole d’adesione e

chemochine.

Il complesso IL-6R/IL-6/gp130 attiva una cascata intracellulare che attiva una

tirosin-chinasi (JAK) che fosfoforila il recettore. In forma fosforilata, IL-6R/IL-

6/gp130 attira dei fattori trascrizionali (STAT) che vengono a loro volta

fosforilati e sotto forma di eterodimeri migrano nel nucleo.

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Interferone di tipo I (IFN)

Media la risposta immunitaria innata contro infezioni virali ed in

particolare viene sintetizzato in presenza di RNA a doppio filamento, ed

è composto da due proteine IFN-a INF-b prodotti da due geni distinti.

Legano lo stesso tipo di recettore, attivando una serie di risposte

(attraverso il pathway JAK/STAT) che inducono:

blocco della replicazione virale, mediante stimolazione della sintesi di

enzimi (oligoadenilato sintetasi) che disturbano la replicazione virale

incrementano l’espressione di molecole MHC (complesso maggiore

d’istocompatibilità) di tipo I, che riconoscono antigeni virali e li

presentano ai linfociti CD8+ che uccidono le cellule infettate

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Interferone-g (IFN-g)

E’ prodotto dalle cellule NK, dai linfociti CD4+Th1 e dai CD8+ e svolge la sua

attività biologica legandosi a recettori che inducono l’attivazione di STAT1, il

quale induce la trascrizione di geni delle molecole MHC e di enzimi responsabili

della produzione di sostanze ad azione antimicrobica.

INF-g attiva i macrofagi

Promuove il differenziamento dei linfociti Th1 e inibisce la proliferazione delle

cellule Th2

Stimola la produzione di IgG da parte delle plasmacellule

Attiva i neutrofili

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Interleuchina 12 (IL-12)

E’ uno dei primi mediatori della risposta precoce dell’immunità innata ed induce

la risposta immunitaria cellula-mediata. La sua azione principale sulle cellule del

sistema immunitario riguarda l’induzione della produzione di INF-g da parte

delle cellule T.

IL-12 è presente in due forme di 35 e 40 kD (forma attiva) ed agisce attraverso

un recettore di membrana composto da catene b1 e b2, in cui la subunità b2 è

responsabile della trasmissione del segnale mediante il pathway JAK/STAT.

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L’azione biologica della IL-12 consiste in:

stimolare la produzione di INF-g nei linfociti e nelle NK

stimolare la differenziazione dei linfociti T-helper CD4+ in Th1 (produttori di

INF-g) induce l’attivazione dei linfociti T CD8+ citolitici

• Interleuchina 10 (IL-10)

• Inibisce l’azione dei macrofagi attivati, controllando cosi’ la risposta

infiammatoria cellula-mediata

• Inibisce la produzione di IL-12

• Inibisce l’espressione delle molecole MHC di tipo II, inibendo cosi’

l’attivazione dei linfociti T e inducendo la terminazione della risposta cellula-

mediata

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CITOCHINE ANTI-INFIAMMATORIE

• TGF-b

• Inibisce la proliferazione e l’attivazione dei

linfociti e di altri leucociti ed è prodotto, dalle

cellule T-antigene stimolate e dai fagociti, come

precursore ed attivato da taglio proteolitico.

• Inoltre TGF-b stimola la produzione di IgA

(necessarie per l’immunità delle mucose),

stimola la sintesi di proteine della matrice

extracellulare (collagene), di metalloproteasi e

d’integrine

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Quando l’agente lesivo comporta una risposta immunitaria specifica si ha la presenza di

linfociti che producono citochine con conseguente attivazione dei macrofagi.

L’interazione dei macrofagi con linfociti T Helper di tipo 1 o 2 comporta una

polarizzazione della risposta.

RISPOSTA POLARIZZANTE DI TIPO 1:

Presenza di linfociti Th1 che secernono INFg che agisce su diversi tipi di popolazioni

cellulari stimolando il reclutamento, a livello citoplasmatico, di due protein chinasi JAK1 e

JAK2 che fosforilano il fattore trascrizionale STAT1.

STAT1 attiva la trascrizione di molti geni coinvolti nella :

-attivazione macrofagica (induzione di recettori di membrana di tipo opsoninico)

- induzione del gene della NADPH ossidasi, responsabile della produzione di ROI

-Induzione del gene della Nitrico sintasi (iNOS)

-Induzione del gene di IL-1, IL-6 e TNF

RISPOSTA POLARIZZANTE

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RISPOSTA POLARIZZANTE DI TIPO 2

In particolare nelle risposte infiammatorie di tipo allergico, la presenza di linfociti di tipo

Th2 è dominante, con conseguente secrezione di IL-4,

IL-13, IL-5. Queste citochine attivano le protein chinasi JAK1 e JAK3 che fosforilano il

fattore trascrizionale STAT6.

STAT6 oltre ad attivare geni coinvolti con le proprietà delle IL-4 e IL-13 inducono i Th2 ,

inibiscono IFN- , g determinano la produzione di IgE, la sintesi del decoy receptor per IL-1

e l’induzione di recettori per il mannosio e scavenger (recettori non opsoninici)

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