Dott. Fulvio Laus Ricercatore Universitario Scuola di Scienze Mediche Veterinarie Università di Camerino
Definizione Presenza di endotossine nel sangue Cosa sono le endotossine? R. Pfeiffer (1858-1945): una tossina closely attached to, and probably integral of, the bacterial body Componenti strutturali della parete di tutti i batteri G-, compresi i non infettivi Natura lipopolisaccaridica LIPOPOLISACCARIDE = ENDOTOSSINA
Cosa sono le endotossine? 3-4 X 10 6 molecole per cellula batterica Circa il 75% dello strato esterno della parete Difesa contro agenti esterni La O-specific chain è estremamente variabile tra sierotipi Determina l immunospecificità del batterio Fa produrre Ab specie-specifici (però non protettivi) Lipide A: principio attivo tossico
Bacteria with endotoxins containing complete polysaccharide regions have a smooth appearance in culture, whereas mutant bacteria with incomplete polysaccharides have a rough appearance. Because the core and lipid A regions have been well conserved across Gram-negative bacteria, rough endotoxins have been used in vaccines to generate antibodies designed to provide cross protection against endotoxins from different Gram-negative species
Cause di endotossiemia nel cavallo ENDOTOSSIEMIA La fonte può essere: 1) un focolaio infettivo Sepsi nel puledro Polmonite o pleuropolmonite Endometrite Peritonite Colite infettiva (salmonellosi) La fonte può essere: 2) batteriemia
La fonte può essere: 3) Gram negativi dell intestino Traslocazione: passaggio di batteri o loro prodotti dal lume intestinale al sangue L intestino del cavallo è popolato principalmente da G- Anche in condizioni normali una piccola quantità di endotossine passa la parete intestinale, arriva al fegato e viene detossificata dal sistema reticoloistiocitario Patologie epatiche (epatite, colangioepatite, shunt portosistemico) Endotossiemia Patologie GI! permeabilità intestinale (Coliche, enteriti e coliti, dismicrobismi, acidosi luminale (eccesso di carboidrati) )
La fonte può essere: 4) altre cause ustioni shock traumi malnutrizione digiuno esercizio strenuo ENDOTOSSIEMIA
PATOGENESI ENDOTOSSIEMIA La LPB (lipopolysaccharide-binding protein) viene sintetizzata dagli epatociti e riversata nel sangue! formazione complesso LPS-LPB Aumenta anche di 100 volte in 24 ore in seguito ad uno stimolo infiammatorio La sua funzione è di trasferire i lipopolisaccaridi alle cellule responsive macrofagi neutrofili linfociti cellule endoteliali Il complesso si lega ai recettori delle cellule determinandone l attivazione e, quindi, la produzione di mediatori della flogosi TNF INTERLEUCHINE FATTORI DI CRESCITA (granulocyte-monocyte colony-stimulating factor ) GLICOCORTICOIDI Quando lo stimolo è eccessivo o prolungato nel tempo si ha rottura del meccanismo autolimitante di feed-back Stimolo endotossiemico! 1) sindrome infiammatoria sistemica! 2) sindrome antinfiammatoria compensatoria
Attivazione della produzione citochinica
Alcune citochine e i loro effetti
La via infiammatoria classica
PATOGENESI Il processo di tamponamento tossiemico è sempre attivo nell organismo La rottura del suo equilibrio determina danni a diversi livelli Danno endoteliale: -causato dai radicali liberi prodotti dai neutrofili -vasoplegia -aumento permeabilità -microcoagulazioni -microemorragie Danno neutrofilico -marginazione (le endotossine stimolano la produzione di fattori di adesione endoteliale)
PATOGENESI ENDOTOSSIEMIA CID (coagulazione intravasale disseminata) -Coagulazione e fibrinolisi sono in equilibrio nell organismo La CID è l espressione dell alterazione di questo equilibrio dovuto alle endotossine Le tossine innescano la cascata 1) attivando direttamente il fattore XII 2) stimolando i macrofagi a produrre il fattore tissutale che a sua volta attiva il fattore VII Conseguenze: -deposizione disseminata di fibrina a livello microvascolare -consumo di piastrine -consumo di fattori della coagulazione -accumulo di prodotti di degradazione della fibrina Due manifestazioni: -sindrome trombotica (danno ischemico d organo) -sindrome fibrinolitica (emorragie diffuse)
PATOGENESI ENDOTOSSIEMIA SINTESI PROTEINE DI FASE ACUTA -Indotte nel fegato da parte dei fattori della flogosi (IL-1 e IL-6) -Il loro ruolo è quello di modulare la risposta infiammatoria fibrinogeno aptoglobina transferrina ferritina ceruloplasmina fosfolipasi A 2 ecc INSUFFICIENZA D ORGANO E SHOCK -Entrambi causati dalla vasodilatazione periferica e dalla vasoplegia indotte dalle tossine -Dopo una iniziale vasocostrizione compensatoria (vasopressina, angiotensina, adrenalina) si ha il collasso circolatorio periferico
Spesso i segni di endotossiemia costituiscono L UNICA MANIFESTAZIONE DI UNA MALATTIA che va quindi indagata e diagnosticata Nelle enteriti, ad esempio, compaiono prima i segni di endotossiemia e poi l eventuale diarrea e/o coliche
TERAPIA Si basa su strategie molteplici inibizione rilascio endotossine rimozione delle endotossine inibizione della attivazione cellulare inibizione della sintesi dei mediatori della flogosi inibizione dell attività dei mediatori della flogosi terapia di supporto
Meccanismo d azione dei FANS Fosfolipidi di membrana Effetti collaterali Fosfolipasi A 2 ciclossigenasi Acido arachidonico lipossigenasi Ciclossigenasi 1 COX1 Ciclossigenasi 2 COX2 PGE 2 PGF 2α PGD 2 Leucotrieni (LTB 4 ) Effetto antinfiammatorio PGE 2 PGI 1 TXA 2 PGI 1 TXA 2 Infiammazione Febbre Dolore Protezione GI Funzione piastrinica Regolazione flusso ematico Funzione piastrinica Regolazione flusso ematico Funzione renale
Meccanismo d azione dei CORTICOSTEROIDI Fosfolipidi di membrana Fosfolipasi A 2 ciclossigenasi Acido arachidonico lipossigenasi Ciclossigenasi 1 COX1 Ciclossigenasi 2 COX2 Leucotrieni (LTB 4 ) PGE 2 PGF 2α PGD 2 PGE 2 PGI 1 TXA 2 PGI 1 TXA 2 Infiammazione Febbre Dolore Protezione GI Funzione piastrinica Regolazione flusso ematico Funzione piastrinica Regolazione flusso ematico Funzione renale
PUNTI CHIAVE Endotoxins normally reside in the lumen of the horse s gastrointestinal tract and are restricted to that site by the intestinal mucosal barrier. Under circumstances in which this barrier function is lost due to low blood flow, ischemia or inflammation, endotoxins may enter the general circulation. Endotoxins interact with a specific plasma protein called LPS binding protein that delivers the endotoxin molecules to cells of the horse s immune system. Via specific cell surface receptors that recognize endotoxin as a component of a pathogen, these cells respond vigorously to the presence of endotoxin by synthesizing and releasing a variety of pro- and anti-inflammatory mediators. The most important are Tumor necrosis factor-α, Arachidonic acid and tissue factor. The clinical signs we recognize as endotoxemia are caused by these mediators. Treatment of endotoxemia is aimed at reducing the movement of endotoxins into the circulation, interfering with the interactions among the endotoxins, plasma proteins and inflammatory cells, and preventing the synthesis of the inflammatory mediators.