Fagocitosi

Nei leucociti circolanti avvengono 5 eventi principali prima della fagocitosi Chemiotassi Attivazione Marginazione Diapedesi Riconoscimento-Adesione

Chemiotassi Le cellule si muovono verso una sostanza chimica capace di attrarle

Il flusso ematico laminare sposta i leucociti verso la parete della venula Danno LPS, TNF, IL-1 infiammazione del tessuto fattori chemiotattici ed attivanti endotelio vascolare Matrice extracellulare Fibroblasti interstiziali Linfocita IL-8, MIP-1 PAF, PGE, NO membrana basale MIP-1 Eotassina IL-8, MCP-1 MCP-1 IL-4

Chemiotassi Chemiotattici esogeni: Prodotti batterici come i peptidi contenenti N-formyl metionina terminale Lipidi provenienti da membrane danneggiate Chemiotattici endogeni Prot.del complemento (C5a) Chemochine ( IL-8) Leucotreni (LTB4)

I fattori chemiotattici inducono l’attivazione dei leucociti che comprende: aumento dell’espressione e affinità delle molecole di adesione 2) produzione dei metaboliti dell’acido arachidonico (med.chim.) 3) degranulazione e secrezione degli enzimi lisosomiali (vedi fagocitosi) 4) esplosione ossidativa

Chemiotassine Patogenesi dello shock provocato da batteri Gram – Induce la produzione di IL-1 E TNF Endotossina: LPS Prodotti Batterici FMLP I fagociti hanno recettori di membrana per FMLP Tessuti danneggiati Derivati dalla digestione di Collageni, elastina e fibronectina Derivati della coagulazione - Trombina - Plasmina e prodotti di degradazione di fibrina Derivati del complemento: Frammenti di C5, C3 e C4 Derivati da leucociti: Chemochine; LTB4

L’Attivazione Cambiamenti biochimici: aumento di cAMP, caduta di pH citosolico, entrata di Na e Ca Cambiamenti fenotipici: rigonfiamento cellulare, riorganizzazione del citoscheletro, Polarizzazione Emissione di pseudopodi, Raggruppamento frontale dei recettori chemiotattici Perdita delle cariche negative-Tendenza all’aggregazione

La motilità è dovuta all’estensione di uno Pseodopodio, che traina la parte restante della cellula verso l’estensione, e nel cui margine avanzante si ha l’assemblaggio dei filamenti di actina e miosina

Movimento orientato del leucocita verso lo stimolo lesivo Reticolo endoplasmatico ligando La mobilitazione e l’incremento della concentrazione di Ca++ intracellulare induce l’assemblamento dei filamenti contrattili costituenti il citosheletro ( actina, miosina), per consentire la motilità

Marginazione

Modulazione delle molecole di adesione Attivazione endoteliale: Trombina, Istamina e PAF P-selectin L-selectine CD34 1 Ridistribuzione delle P-selectine: -Dai corpi Weibel-Palade alla superficie cellulare delle cellule endoteliali -Legame con i recettori ( Glic. con siali di LewisX) espressi dai leucociti

Attivazione endoteliale: 2 IL-1 e TNF L-selectine Induzione delle E-selectine sulle cellule endoteliali Più lenta perché richiede sintesi proteica -Legame con i recettori ( Glic. con siali di LewisX) espressi dai leucociti CD34 E-selectine

3 Adesione: Aumento dell’avidità di legame delle integrine ai ligandi endoteliali Integrine: Glicoproteine di adesione espresse sulla membrana dei leucociti, a struttura eterodimerica Integrine non attivate (LFA-1 Mac-1) Cambiamento conformazionale e pertanto aumento di affinità per le ICAM-1 e V-CAM espresse sulle cellule endoteliali Agenti chemiotattici

Diapadesi 4 La migrazione dei leucociti avviene in risposta all’azione di fattori chemiotattici secreti dalle cellule endoteliali dopo attivazione Molecole di adesione omofile: PECAM-1 (CD31)

Molecole implicate nell’interazione endotelio-leucociti Attivazione endoteliale Adesione Diapedesi Glicoproteine con sialil Lewis X (PSGL-1) E-selectina Ligando della L-selectina P-selectina Rotolamento Citochine e altri segnali attivanti Integrine (LFA-1 o Mac-1) (non attivate) Integrine attivate PECAM-1 (CD31) ICAM-1 Chemiotassi indotta da sostanze chemiotattiche

Fagocitosi Principali effetti positivi dovuti all’accumulo di leucociti nella sede dell’infezione: fagocitosi rilascio di enzimi da neutrofili e macrofagi L’uccisione dei batteri dipende in gran parte dai reattivi intermedi dell’ossigeno. Il sistema alogenuro-MPO-H2O2 è il sistema battericida più efficiente dei neutrofili. L’uccisione può avere luogo anche attraverso meccanismi indipendenti dall’ossigeno: - Lisozima, - Proteina basica maggiore, - Lattoferrina.

Fagocitosi I fagociti esprimono in membrana recettori per : - La porzione Fc degli anticorpi (IgG) - Proteine del complemento - polisaccaridi batterici Che rivestono i microorganismi e funzionano da opsonine

OPSONIZZAZIONE Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y anticorpi macrofago plasmacellula batterio Y Y Y

Il legame opsonine /recettore induce la fagocitosi e la distruzione dell’agente patogeno

Esplosione ossidativa L’esplosione del consumo dell’ossigeno e la glicogenolisi genera i metaboliti reattivi dell’ossigeno: Anione superossido, perossido di idrogeno (acqua ossigenata), radicali liberi che hanno attività battericida: La Mieloperossidasi (MPO) in presenza di Cloro trasforma H2O2 in HOCl che uccide i batteri per reazioni di alogenazione

RILASCIO EXTRACELLULARE E DANNO TESSUTALE Le modificazioni della membrana e del metabolismo del leucocita durante la chemiotassi, l’attivazione e la fagocitosi provocano il rilascio di prodotti all’interno del fagolisosoma, negli spazi extracellulari, amplificando l’effetto dello stimolo infiammatorio iniziale. Mediatori rilasciati Enzimi lisosomiali Metaboliti attivi dell’ossigeno Prodotti del metabolismo dell’ A.Arachidonico Proteasi acide-degradano proteine nel fagolisosoma Proteasi neutre-degradano componenti della matrice Controllate da inibitori specifici

Difetti della funzione fagocitaria GENETICI Chediak-Higashi Syndrome (autosomica recessiva) neutropenia, difetto di degranulazione, incapacità di lisare i batteri Malattia granulamutosa cronica (legata al crom. X) Ridotta esplosione ossidativa. Infezioni batteriche ricorrenti Deficienza di Mieloperossidasi ACQUISITI Lesioni termiche o forti traumi Immunodeficienze Diabete mellito Malattie croniche debilitanti

Amplificazione dello stimolo infiammatorio Danno tissutale indotto dai prodotti dei Leucociti distruz. matrice extracell. per inattivazione degli inibitori delle proteasi) Rilascio esterno di - contenuto dei lisosomi - metaboliti attivi dell’ossigeno - metaboliti dell’acido arachidonico Danno endoteliale e tissutale Aumento della permeabilità vascolare Amplificazione dello stimolo infiammatorio Cause del rilascio del contenuto del fagosoma 1) La degranulazione prematura (prima che si chiuda il fagosoma) 2) Fagocitosi ostacolata (frustrata) 3) Fagocitosi di superficie

Patologie causate da lesioni indotte da leucociti ACUTE Asma Vasculite Glomerulonefrite Rigetto di trapianto acuto CRONICHE Artrite Asma Aterosclerosi Rigetto di trapianto cronico Genetiche: Difetti dell’adesione (integrine o recettori delle selectine) Infez. Ricorrenti e difetti nella guarigione alle ferite - Difetti della chemiotassi Mancanza dei granuli dei neutrofili Difetti della funzione dei leucociti Acquisiti Emodialisi Diabete mellito Lesioni termiche Immunodef. Diabete neoplasie Adesione Chemiotassi