Effetti biologici dei mediatori Vasodilatazione Prostaglandine Ossido d’azoto Permeabilizzazione Amine vasoattive Leucotrieni Bradichinina Dolore Chemiotassi C5a PAF Leucotriene B4 Chemochine Danno tissutale Enzimi lisosomiali Metaboliti dell’ossigeno Metaboliti dell’ossido d’azoto Febbre IL-1, IL-6, TNF

La stessa citochina può dare effetti locali o sistemici secondo la concentrazione

Manifestazione sistemica infiammazione Proteine di Fase Acuta Acute Phase Reactants - Aumento non-specifico di molte proteine sieriche - che fanno aumentare il valore della VES (Velocità di eritrosedimentazione) Leucocitosi- possono essere neutrofili, eosinofili o linfociti (Leucopenia - rara) Febbre - caratteristica clinica infiammazione Pirogeni endogeni: IL-1 and TNF-a

Proteine della fase acuta Sono prodotte dal fegato La produzione è stimolata dalle citochine Proteina C reattiva SAA, precursore sierico dell’amiloide A SAP, proteina sierica P dell’amiloide Proteine del complemento Fattori della coagulazione (fibrinogeno)

LEUCOCITOSI Numero leucociti aumenta fino a 15000/20000 cellule/mm3 IL-1 e TNF Meccanismo per amplificare l’immunità innata dovuto Produzione di fattori di crescita Fattori Chemotattici IL-6 GM-CSF IL-3 IL-5 Reclutamento del pool dei leucociti marginati Agiscono a livello del midollo osseo aumentando la produzione di leucociti maturi e il loro rilascio in circolo

VES: LA VELOCITA’ DI ERITROSEDIMENTAZIONE Il test misura la distanza in mm che il sangue non coagulato raggiunge in un tubicino speciale dopo 1 h.

Se il sangue periferico prelevato è reso incoagulante e lasciato in una provetta, i suoi globuli rossi tendono a sedimentare spontaneamente. Già gli antichi greci osservarono che gli eritrociti del sangue periferico di persone gravemente ammalate sedimentavano al fondo del contenitore più rapidamente degli eritrociti del sangue di persone normali con formazione di un deposito scuro chiamato “bile nera”

In condizioni normali gli eritrociti hanno cariche negative superficiali e non aggregano

Ma in condizioni patologiche aumentano le proteine di fase acuta……. Le proteine fibrose asimmetriche (fibrinogeno α e γ-globuline) determinando una ragnatela tra le particelle, formano grossi aggregati e favoriscono la sedimentazione.

Leucocitosi 1 Mobilizzazione dal circolo e dal midollo 2 Aumento della produzione midollare Neutrofilia nelle infezioni batteriche Eosinofilia nelle allergie e nelle infestazioni (asma bronchiale, parassiti) Linfocitosi e monocitosi nelle infezioni virali (mononucleosi, parotite, rosolia)

LA FEBBRE Aumento della temperatura corporea (iperpiressia) per alterazione della termoregolazione dovuta all’azione delle citochine proflogistiche

La febbre Temperatura corporea è regolata da un nucleo nell’ipotalamo anteriore che funziona come un termostato La febbre si sviluppa quando il termostato è regolato ad una temperatura più alta Citochine responsabili:TNF, IL1, IL6, MIP1 che inducono la produzione di PGE2 nell’ipotalamo

La Febbre Innalzamento temperatura da 1 a 4°C Aumento efficienza Killing Blocco replicazione microrganismi Citochine coinvolte: IL1, IL6, TNF-alfa detti pirogeni endogeni prodotti anche dai leucociti Segnali trasmessi al cervello anche via nervo vago: ipotalamo anteriore-posteriore-centro vasomotore

Ipertermia Febbrile Ipertermia non febbrile: Alterazione dell’equilibrio di assorbimento e di dispersione termico

Ipertermia, esempi Colpo di calore Colpo di sole Soggetti a rischio: alterazione della termodispersione (sudorazione, insuff.cardiaca con riduzione flusso ematico superficie) Sintomatologia: cefalea, sudorazione, ipertermia, turbe psichiche

Ipertermia Aumento della temperatura non è dovuta ad una regolazione alterata del “termostato” ipotalamico La dispersione non è adeguata alla produzione o all’assunzione di calore

LA FEBBRE: ALTRO MECCANISMO Inoculazione endovenosa organismi gram- produce brividi e rapido aumento temperatura: pirogeni batterici--rilascio dai macrofagi di IL1,TNF,MIP1 sintesi di PGE2 Ipotalamo,aumento Temperatura Muscolatura, catabolismo proteine

Pirogeni esogeni Endotossine dei batteri gram-negativi Batteri gram-positivi e attivatori fagocitosi Alcuni virus Agenti farmacologici, steroidi, antiblastici I pirogeni batterici sono stabili al calore….le inoculazioni endovenose devono essere sterili ma anche apirogene

Pirogeni endogeni IL1, IL6, TNF alfa, interferoni Prodotti dai leucociti Ma anche endotelio, miociti, cellule nervose Stimolano rilascio PGE, NO,che agiscono sulle cellule cerebrali

Risposta Infiammatoria Aumento temperatura di riferimento Patogeno (pirogeno esogeno) Risposta Infiammatoria Produzione citochine (pirogeno endogeno) Produzione PGE2: effetto sui centri regolatori Aumento temperatura di riferimento

TNFalfa/IL6 Fegato Proteine di fase Acuta Midollo osseo/endotelio Attivazione del complemento, opsonizzazione Midollo osseo/endotelio Mobilizzazione neu Fagocitosi Ipotalamo e grasso muscolo Incremento temperatura corporea Riduzione replicazione Aumento processamento antigenico e risposta immunitaria acq. Cellule Dendritiche Migrazione ai linfonodi e maturazione Risposta immunitaria acquisita

Effetti sistemici infiammazione Risposte endocrine e metaboliche Proteine di fase acuta (fegato) Risposte sistema nervoso autonomo Risposte comportamentali

Effetti sistemici dell’ infiammazione Febbre Reazione della fase acuta: Aumento C reactive protein (opsonine) Aumento proteina A e P amiloide (opsonine) Aumento proteine Complemento Aumento proteine Coagulazione Aumento produzione glucocorticordi con attivazione risposta allo stress Leucocitosi Aumento velocità eritrosedimentazione

La febbre Cause: Infezione Stadio Freddo: costrizione periferica, pallore, brividi Stadio Caldo: temperatura massima, paziente asciutto e caldo. Bilancio fra calore perduto e quello formato. Ore, giorni. Fase di sudore: temperatura scende, calore intenso, sudore.

Valori normali leucociti Totale (per ml) Neutrofili Eosinofili Basofili Monociti Linfociti 4000-11000 60% 3% 0.6% 4% 33%

La Leucocitosi Numero leucociti aumenta fino a 15000/20000 cellule/mm3 Aumento rilascio dal pool riserva midollare (IL1 e TNF)- aumento neutrofili immaturi- left shift Neutrofilia: inf, batteriche Linfocitosi: mononucleosi, parotite, rosolia Eosinofilia: asma bronchiale,parassiti

Inflammation Amplification – left shift Immature band form of neutrophil in peripheral blood.

Cause di leucocitosi neutrofila Fisiologiche: attività fisica,stress, Infezioni: batteri, malattie fungine, parassiti,virus Infiammazioni: ustioni, necrosi, malattie del collageno Alterazioni metaboliche: Chetoacidosi, gotta Alcuni tumori, emorragie

Proteine di fase acuta Aumento C3 Aumento ceruloplasmina Aumento proteina C reattiva Aumento alfa-1-antitripsina Aumento fibrinogeno Aumento SAA Difesa antibatterica Scavenger radicali liberi Opsonina Inattiva proteasi cellulari Arresto emorragia ???

Aumento della velocità di eritrosedimentazione (VES) In condizioni normali: densità eritrociti 1,09 simile a plasma 1,03. Sedimentazione eritrociti dopo 1hr 0-10mm(uomo) 1-15 (donna) In condizioni con danno tissutale: reazione di fase acuta- eritrociti=rouleaux per aumento fibrinogeno sulla superficie:aumento VES Test aspecifico, delayed

Infiammazione Manifestazione sistemica infiammazione Shock – più comune nelle setticemie da Gram-negative (batteri nel sangue)in the bloodstream), anche se può avvenire nelle batteriemie da Gram-positivi Lipopolysaccharide (LPS or endotoxin) dei Gram-negatives produce I sintomi dello shock se iniettato negli animali TNF-a produce un effetto analogo

Altri effetti sistemici Sonnolenza, mancanza appetito (citochine) Anemia (ridotta eritropoietina) Mialgia (aumento proteolisi muscolare da IL1 / PGE2)

Risposte sistema nervoso centrale Flusso ematico indirizzato dal distretto cutaneo al circolo vascolare profondo: diminuire dissipazione calore Aumento pulsazioni e pressione sanguigna Diminuzione sudorazione

Altre ipertermie Ipertermia maligna: ereditaria, autosomica dominante, aumento del Ca del reticolo sarcoplasmico muscoli scheletrici, mortale a seguito anestesia Ipertermia localizzata:da onde radio,per terapia dei tumori- necrosi cellulare

Inflammation Systemic Manifestations of Inflammation Therapy for fever and inflammation targets arachidonic acid metabolism (aspirin) Therapy for shock focuses on fluid resuscitation, and proper selection of antibiotics (more to come later) Experimental therapy for shock using anti-TNF-a, and other antibodies directed against cytokines, has, so far, failed to improve survival