Mediatori Chimici. Fegato. Cellulari (prodotti dalle cellule infiammatorie. Preformati in granuli secretori. Neosintetizzati

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1 Cellulari (prodotti dalle cellule infiammatorie Fegato Fonte principale Mediatori Chimici Preformati in granuli secretori Neosintetizzati Mediatore Istamina Serotonina Enzimi lisosomiali Prostaglandine Leucotreni PAF Metab. Attivi Oss NO Citochine Plasmatici, presenti come preursori Attivazione del Fattore XII (Hageman) Attivazione del complemento Fonte Mastociti, basofili, piastrine Piastrine Neutrofili, macrofagi Leucociti, piastrine, cell. End. Lucociti Leucociti, piastrine Leucociti Macrofagi Linfociti, macrofagi, cell. End Sistema delle chinine (bradichinina) Sistema della coagulazione/fibrinolisi C3a C5a C3b C5c-9

2 Mediatori preformati Ammine Vasoattive Istamina (decarbossilazione di istidina) Serotonina (idrossi-triptofano) Mastociti, basofili, Piastrine Piastrine La degranulazione dei granuli di istamina o serotonina avviene in conseguenza all attivazione di pathway cellulari (PLCgamma) che aumentano il calcio intracellulare nel citoplasma, che a sua volta attiva gli ezimi Ca+ dipendenti che inducono la degranulazione e exocitosi delle ammine vasoattive Attive nella fase iniziale dell infiammazione Effetti sulla vasodilatazione e permeabilità dei vasi Istamina e serotonina agiscono da ligandi per recettori endoteliali che attivano pathway con azione vasodilatatoria

3 C3a C5a Nei mastociti, basofili e piastrine Attiva nella fase iniziale dell infiammazione In risposta a ISTAMINA Apertura delle giunzioni endoteliali insulti fisici (Trauma o calore) reazioni immunoinfiammatorie Mediatori chimici: attivazione del complemento (tossine anaflilattiche C3ae C5a) Neuropeptidi (substance P) Alcune citochine (IL-1 and IL-8)

4 La serotonina sistemica è maggiormente localizzata in granuli delle piastrine (trombociti) e viene rilasciata per degranulazione in risposta alla aggregazione delle piastrine La lesione delle cellule endoteliali espone il tessuto connettivo sottoendoteliale altamente trombogenico, al quale le piastrine aderiscono entrando in uno stato di attivazione che comporta un cambiamento nella forma piastrinica e una reazione di esocitosi. I fattori che si liberano dai granuli piastrinici (trombossano A2, serotonina ed altri) reclutano ulteriori piastrine che aggregano sopra le prime, così da formare il tappo piastrinico. Tale reazione piastrinica avviene entro pochi minuti dalla lesione e, insieme alla vasocostrizione, costituisce la cosidetta emostasi primaria Se si tratta di lesioni capillari l emostasi primaria è sufficiente a riparare il danno.

5 Le piastrine (trombociti) sono elementi cellulari anucleati: frammenti di citoplasma derivanti dai megacariociti del midello osseo

6 Mediatori preformati Enzimi lisosomiali dei Leucociti (neutrofili e monociti) Granuli primari contengono fattori battericidi: Mieloperossidasi Lisozima Granuli secondari contegono proteasi specifiche: Le acide sono attive solo nei lisosomi, all interno del fagosoma, funzionano per la degradazione delle componenti batteriche Le neutre sono attive nella matrice extracellulare (collagenasi, elastasi etc) Le proteasi sono tenute sotto controllo da inibitori, tra cui il più importante è α2-antitripsina

8 L acido arachidonico è presente in tutte le cellule, ma soprattutto nei fagociti, linfociti, macrofagi, mastociti, piastrine. Prostraglandine e Leucotreni Metaboliti dell Acido Arachidonico Fosfolipidi di membrana Fosfolipasi inibizione da steroidi Non libero ma esterificato nei fosfolipidi di membrana. Scisso da fosfolipasi cellulari attivate da trauma Inibizione da Aspirina LTB4 chemiotattico Leucotreni C4,D4,E4 Prostaglandine Trombossano (TXA 2 ) Aumento permeab. Vasocostrittore broncospasmo attivi in tutte le fasi della flogosi Vasodilatatore Febbre Dolore Potenz. edema Vasocostrittoree promuove Aggregazione delle piastrine

9 PAF : il fattore attivante le piastrine Genarato da fosfolipidi di membrana ad opera della PLA2 In tutti il leucociti e mastociti Stimola la secrezione di serotonina dalle piastrine Effetti pro-infiammatori: Vasocostrizione e brococostrizione Vasodil. e aumento Perm. ( a concentrazioni molto basse) Adesione: att. Integrine Chemiotassi, esplosione ossidativa

10 Rilasciamento muscolatura liscia dei vasi e vasodilatazione Attività battericida TNF e IFN Entrata di Ca++ L Ossido Nitrico (NO) è un gas solubile prodotto dalle cellule endotelial e dai macrofagi. I macrofagi sono stimolati a produrre NO tramite l induzione di inos da parte di citochine. NO si combina con le specie reattive dell ossigeno e produce metaboliti intracellulari con attività battericida, o viene rilasciato e procura danno endotelaile e aumento permabilità dell endotelio NO riduce l adesione, l aggregazione delle piastrine ed il reclutamento dei leucociti Le cellule endoteliali producono NO tramite l induzione di enos da parte dell aumento del calcio intracellulare (vasodilatazione).

11 Neuropeptidi Sostanza P presente nelle fibre nervose dove funziona da neurotrasmettitore nel tratto gastroenterico, dove funzione da ormone locale Importante nella modulazione del dolore e del vomito Potente vasodilatore e controlla la permeabiltà vascolare Funziona tramite recettore (NK-IR) associato ad una G-protein Neurochinina A Aumenta la permeabilità vascolare Il tono vascolare (press. sanguigna Trasmettono segnali dolorifici del sistema nervoso centrale e periferico

12 Radicali liberi dell ossigeno Vengono rilasciati dai Leucociti: in risposta ad agenti chemiotattici durante la fagocitosi da immunocomplessi Procurano: Danno endoteliale e conseguente aumento di permeabilità dei vasi Inattivazione degli inibitori delle proteasi e quindi aumento della distruzione della matrice extracellulare Lesioni ad altre cellule

13 Citochine e Chemiochine Sono fattori proteici con funzione di ligandi per recettori di membrana Citochine: Sono secreti da tutte le cellule infimmatorie, da cellue endoteliali, cellule epiteliali e del connettivo Sono capaci di influenzare tutte le fasi del processo infiammatorio e regolano l'ampiezza e la durata della risposta infiammatoria (e immunitaria) Chemochine Sono piccole proteine (8-10 kd) azione chemiotattiaca per la migrazione dei leucociti durante la diapedesi richiamano cellule NK, linfociti T e macrofagi,

14 Le citochine sono un ampia classe di ligandi secreti principalmente da macrofagi o leucociti attivati da stimoli infiammatori (batteri, tossine, stimoli fisici) e agiscono legando vari tipi di recettori espressi sulle cellule bersaglio (leucociti, cellule endoteliali, linfociti) Possono: essere coinvolte nell immunità innata (TNF-alfa; Il-1beta; INF-beta) attivare altre cellule infiammatorie ed endoteliali regolare la proliferazione e differenzazione linfocitaria (attivazioine linfocitaria), cole le Il-2, Il-4 (pro-inf) o Il-10 e TGFbeta (anti-inf) Possono avere funzione sia pro-infiammatoria che anti-infiammatoria

15 Le citochine possono avere effeti: Pleiotropici Sinergici Ridondanti antaganistici

16 Le citochine possono avere una segnalazione con effetto:

17 le classi di citochine e chemiochine riconoscono differenti tipi di recettori

18 Recettori delle citochine di tipo I e II funzionano tramite il reclutamento dei fattori trascrizionali STAT che in seguito a fosforilazione da parte della chinasi Jak, traslocano nel nucleo dove inducono l espressione dei geni target ed il coseguente effetto biologico

19 Fas receptor (CD 95) : quando attivato dal ligando induce apoptosi Delezione di linfociti T attivati Eliminazione di cellule infette das virus Eliminazione delle cellule infiammatorie Ligando - Fas L (CD95L) Recettore Fas (CD95) Death domain, DD Death effector domain, DED Fas-associated death domain, FADD Caspase 8 Effector caspases, e.g., caspase-3 Apoptosi

20 I recettori per le chemochine fanno parte della famiglia dei GPCR (G-Protein Coupled Receptors), sono formati da una regione extracellulare che lega la chemochina, da sette α-eliche transmembrana e associati ad una proteina G sul versante citoplasmatico. Le varie subunità della G-protein possono indurre diversi pathway intracellulari: c-amp/pka; PLC/PKC; RAS-MAPK Attraverso cui indurre: Mobilitazione del Calcio Attivazione di fattori trascrizionali pro-infiammatori Migrazione cellulari

21 Il fattore di trascrizione NF-kb è uno dei maggiori regolatori dell espressione genica indotta da stimoli infiammatori IKK La fosforilazione del repressore IkB da parte daella IKK ne induce la degradazione e quindi conseguente traslocazione di NF Kb nel nucleo

22 L infezione batterica induce l attivazione di pathway infiammatori mediati da NF-kB I batteri gram negativi riconoscono ed attivano il recettore TLR4 (Toll-like receptor 4) che induce la fosforilazione e degradazione di IKK Attivazione dell espressione dei geni codificanti citochie proinfiammatorie

24 Attivazione del complemento Il SISTEMA DEL COMPLEMENTO consiste in una serie di proteine plasmatiche (circa 30) che svolgono un ruolo fondamentale nella risposta infiammatoria e immunitaria (complementare a quella degli anticorpi) L attivazione del complemento procede secondo un meccanismo a cascata. Le proteine del complemento sono presenti come precursori inattivi in circolo. Il sistema di attivazione a cascata è basato sull attività proteasica dei suoi stessi membri che agiscono tagliando le altre proteine del sistema. Tutte le vie di attivazione hanno come fine la formazione del complesso di attacco alla superficie del batterio (MAC) che determina la lisi del patogeno. Durante l attivazione si producono prodoti intermedi che agiscono nella risposta infiammatoria causando vasodilatazione ed aumento della permeabilità vasale (C3a, C5a).

25 Attivazione del complemento Qualsiasi sia la modalita di attivazione, Il punto chiave è rappresentato dall attivazione della C3-convertasi che processa la frazione C3, in C3b e C3a.

26 l attivazione può iniziare quando la C1 incontra e si lega ai complessi antigene/anticrpi (IgG) circolanti (via classica) e avvia la formazione della C3-convertasi

27 Nella via classica, l attivazione della C1 comporta l attivazione di una attività C3 convertasi che taglia il componente C3 del complemento liberando l anafilotossina C3a e il frammento C3b C3b a sua volta si associa alla C3 convertasi trasformandola in C3-C5 convertasi La C3-C5 convertasi taglia altre molecole di C3 (C3b)che si depositano sulla superficie batterica opsonizzandola, e tagla anche la componete C5 in C5a e C5b Complesso Antigene- Anticorpo VIA CLASSICA C1 C3 C3a C3b C5 C5a C5b C5-9 MAC Effetti C3 infiammatori: C3b C3a e C5a inducono i mastociti a rilasciare istamina C5a attiva la via delle lipossigenasi del metabolismo dell AA Superfici C5a microbiche aumenta l avidità delle integrine e funziona da chemiotattico C3b polisaccaridi funziona da opsonina VIA ALTERNATIVA

28 Complesso Antigene- Anticorpo VIA CLASSICA C1 C3 C3a C5 C5a C3b C5b C5-9 MAC C3 C3b Superfici microbiche polisaccaridi VIA ALTERNATIVA la via alternativa comporta il legame di componenti del complemento direttamente sulla superficie del patogeno (C3b si complessa con endotossine, polisaccaridi)

29 Viadella lectina : La lectina si complessa con un precursore della serina proteasi MASP e cosi lega il mannosio presente sulla parere batterica. Il complesso lega la C4 e la trasformano in C4a e C4b, che si lega alla membrana del batterio e avvia la formazione della C3-convertasi

30 Indipendentemente dalla via che l ha causata l attivazione del complemento porta a: Opsonizzazione del patogeno (la fagocitosi è facilitata) Chemotassi delle cellule immunitarie verso l area di infezione Lisi del patogeno per formazione del complesso di attacco alla membrana MAC Attivazione della risposta infiammatoria

31 Sistema delle Chinine Peptidi vasoattivi che si generano da proteine plasmatiche (chininogeni) per azione di proteasi plasmatiche Fattore di Hageman (fattore XII della coagulazione) attivato da: superfici cariche negativamente LPS batterico Collagene (danno del tessuto connettivo) membrana basale piastrine attivate L'attivazione del fattore XII ha due effetti: via intrinseca coagulazione con effetto finale: conversione del fibrinogeno in fibrina (mediato da Trombina) si formano Fibrinopeptidi che producono: aumento della permeabilità vascolare ed hanno attività chemiotattica per i leucociti. Produzione di bradichinina: contrazione muscolo liscio aumento permeabilità vasodilatazione e dolore attivazione del complemento attivazione del sistema fibrinolitico

32 bradichinina: contrazione muscolo liscio aumento permeabilità vasodilatazione e dolore attivazione del complemento attivazione del sistema fibrinolitico aumento della permeabilità vascolare ed hanno attività chemiotattica per i leucociti

33 Classificazione dei mediatori dell'infiammazione per effetto Vasodilatazione: prostaglandine; NO; istamina Aumento della permeabilità vascolare: Amine vasoattive; C3a e C5a; Bradichinina; Leucotrieni C4, D4, E4; PAF; Sostanza P Chemiotassi, attivazione dei leucociti: C5a; Leucotriene B4; Chemochine; Prodotti batterici Febbre: IL-1, IL-6, TNF; Prostaglandine Dolore: Prostaglandine; Bradichinina Danno tissutale: Enzimi lisosomiali dei neutrofili e dei macrofagi; metaboliti dell'ossigeno; NO