MEDIATORI DELL ’ INFIAMMAZIONE

1. MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE Nabissi 14

2. DANNO RICONOSCIMENTO SISTEMI POLIMOLECOLARI CELLULE SOLUBILI SEGNALI • Amplificazione • Mantenimento • Progressione (mediatori) TRASFORMAZIONE DEI SEGNALI IN EVENTI CELLULARI CLAMOROSI FUNZIONE PRODUZIONE DI ALTRI MEDIATORI CELLULARI MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE Nabissi 14

3. 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 Nabissi 14

4. ANGIOFLOGOSI • MEDIATORI • MEDIATORI VASOATTIVI: • agiscono sul tono delle cellule muscolari liscie (vasodilatazione) • promuovono la contrazione degli endoteli (aumento permeabilità) • 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 • EVENTI • 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 Nabissi 14

5. AZIONE DEI MEDIATORI 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 Nabissi 14

6. MEDIATORI DERIVATI DAI SISTEMI POLIMOLECOLARI SOLUBILI DEL PLASMA, DELL’INTERSTIZIO • SISTEMA DELLA COAGULAZIONE (plasmina, fibrinopeptidi) • SISTEMA DELLE CHININE (bradichinina, callicreina) • SISTEMA FIBRINOLITICO (fibrinopeptidi) • 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 Nabissi 14

7. MEDIATORI DI DERIVAZIONE CELLULARE • 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. Nabissi 14

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9. 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. Nabissi 14

10. 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. Nabissi 14

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12. IL COMPLEMENTO • 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. Nabissi 14

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15. 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. Nabissi 14

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17. 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. Nabissi 14

18. 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. Nabissi 14

19. C5a come inibitore della risposta infiammatoria 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. Nabissi 14

20. RISPOSTA INFIAMMATORIA Nabissi 14

21. 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

22. 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 Nabissi 14

23. 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 plasminache svolge un ruolo litico a livello del coagulo (azione anticoagulante) Nabissi 14

24. 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 Nabissi 14

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26. Trombina 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. Nabissi 14

27. PARattivati 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. Nabissi 14

28. SISTEMA DELLA COAGULAZIONE • 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 Nabissi 14

29. ATTIVAZIONE XII • 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. Nabissi 14

30. 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 Nabissi 14

31. Funzione: lisi del coagulo, permeabilità vascolare Funzione: Vasodilatazione liberazione d’istamina Funzione: vasodilatazioneattivazione chemiotassi vasodilatazione Funzione: formazione di fibrina Nabissi 14

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33. 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 Nabissi 14

34. 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. Nabissi 14

35. 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). Nabissi 14

36. I mastociti elaborano e rilasciano eparina, istamina e numerosi altri fattori Nabissi 14

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39. EFFETTI FARMACOLOGICI DELL’ISTAMINA Nabissi 14

40. 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). Nabissi 14

41. RECETTORI DELL’ ISTAMINA Nabissi 14

42. Nabissi 14

43. 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. Nabissi 14

44. l’antagonismo potrebbe essere il principale meccanismo di interazione tra gli antistaminici H1 ed il rispettivo recettore Nabissi 14 Nabissi 14

45. 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 Nabissi 14

46. https://www.youtube.com/watch?v=svkdg8ntQD0 Nabissi 14

47. INTOLLERANZA ALLERGIA AVVERSIONE NABISSI 2013

48. REAZIONE AVVERSE AL CIBO • 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) NABISSI 2013

49. 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. NABISSI 2013

50. FOOD ANTIGENS • ANTIGENI ALIMENTARI COMPLETI ED INCOMPLETI http://www.allergome.org/ NABISSI 2013