LE PROTEINE DELLA FASE ACUTA

Presentazione sul tema: "LE PROTEINE DELLA FASE ACUTA"— Transcript della presentazione:

1 LE PROTEINE DELLA FASE ACUTA

2 L'infiammazione è una risposta protettiva il cui obiettivo finale è l'eliminazione della causa iniziale di un danno cellulare (microrganismi, tossine) e delle sue conseguenze (ad esempio cellule e tessuti necrotici). Qualsiasi stimolo che provoca un danno tissutale induce, in un primo momento, una reazione infiammatoria locale che è seguita da un largo numero di reazioni sistemiche e metaboliche.

3 “proteine della fase acuta”
Si possono osservare variazioni caratteristiche nella concentrazione di alcune proteine plasmatiche in seguito a intervento chirurgico, a trauma, durante processi infettivi o durante lo sviluppo di tumori. “proteine della fase acuta” La risposta delle proteine alla fase acuta è un aumento o una diminuzione della produzione (principalmente da parte del fegato) di alcune proteine citochine TNF Evento traumatico proteine della fase acuta Infiammazione

4 Esistono diversi tipi di reazioni infiammatorie, differenziabili in base a:
Agente scatenante Componenti reclutati nella difesa immunitaria Mediatori prodotti Cellule accumulate al sito della reazione

5 I diversi tipi di reazioni infiammatorie

6 Risposta metabolica al trauma
Può considerarsi una risposta fisiologica di protezione Comprende due fasi: Fase di deflusso (ebb-phase): è generalmente breve e corrisponde allo shock clinico, derivante da una ridotta perfusione del tessuto Fase di flusso (flow-phase): può avere una durata di giorni o settimane. Il metabolismo è alterato per garantire che l’energia prodotta sia a disposizione del tessuto interessato, a scapito del muscolo e delle riserve di grasso Cambiamento metabolico Conseguenze Aumento della glicogenolisi e della glucogenogenesi Aumento del glucosio ematico da usare come substrato energetico Aumento della lipolisi Aumento degli acidi grassi liberi da usare per fornire energia Aumento della proteolisi Aumento di amminoacidi che sono catabolizzati per produrre energia o usati per la sintesi dei tessuti

7 Risposta metabolica al trauma
Può considerarsi una risposta fisiologica di protezione Se l’ampiezza della fase di deflusso è lieve o moderata, i pazienti avranno un passaggio privo di complicanze nella fase di flusso; se l’ampiezza della fase di deflusso è rilevante, i pazienti vanno incontro ad una sindrome da risposta infiammatoria sistemica (SIRS) La SIRS è uno stato patofisiologico caratterizzato dall’attivazione di molti mediatori infiammatori e dall’alterazione di molti parametri biochimici

8 Risposte sistemiche al trauma (SIRS)
Fasi della SIRS : Attivazione del complemento Citochine I derivati dell’acido arachidonico (prostaglandine prostacicline e trombossani) La chemiotassi L'acido arachidonico è un precursore nella sintesi degli eicosanoidi: Attraverso l'azione dell'enzima cicloossigenasi e perossidasi dà origine allaProstaglandina H2, che a sua volta viene trasformata in diverse sostanze tra cui le prostaglandine - coinvolte nei processi infiammatori e in molte funzioni fisiologiche tra cui la protezione della mucosa gastrica - in prostacicline, e trombossani. l'enzima 5-lipoossigenasi lo trasforma in 5-HPETE, che a sua volta è usato per la produzione dei leucotrieni. l'acido arachidonico è usato anche nella biosintesi dell'anandamide.

9 Attivazione del complemento
Il complemento insieme agli anticorpi, è un elemento essenziale del sistema immunitario nei meccanismi di difesa umorale contro gli agenti infettivi. E’ costituito da una 30 di proteine circolanti capaci di interagire con le membrane biologiche e con specifici recettori situati sulla superficie di diversi tipi cellulari, hanno la capacità di opsonizzare i patogeni e di indurre una serie di reazioni infiammatorie che aiutano a combattere le infezioni. Si conoscono tre vie di attivazione del complemento: La via classica fa parte dell’immunità umorale determinata dall’interazione antigene anticorpo specifica quindi del danno tissutale La via alternativa e la via della lectina fanno parte dell’immunità innata e non hanno bisogno dell’interazione con l’antigene per essere attivate

10 Gli eventi precoci di tutte e tre le vie di attivazione del complemento indicano una serie di reazioni di taglio che culminano nella formazione dell’enzima C3 convertasi che taglia il componente del complemento C3 in C3b e C3a. C3b lega la membrana dei batteri e permette ai fagociti di internalizzarli C3a è un peptide dell’infiammazione locale. C5a e C5b sono tagliati da una C5 convertasi. C5b stimola la formazione di un complesso di attacco alla membrana di certi patogeni

11 Affinchè il complemento svolga la sua funzione battericida e citolitica, le tre diverse vie convergono in una via finale comune che porta alla attivazione del complesso di attacco alla membrana o MAC (membrane attack complex) costituita da una struttura multiproteica lipofila a forma di poro che provoca la lisi cellulare.

12 Le citochine Le citochine sono messaggeri solubili (in genere glicoproteine) prodotte sia da cellule immunitarie che non immunitarie. Regolano il sistema immunitario, la crescita e la differenziazione cellulare e la risposta infiammatoria. Nell’infiammazione le citochine vengono prodotte dai macrofagi attivati e dalle cellule endoteliali. Esse agiscono come secondi mediatori e causano la sintesi di molecole di adesione, attivano le proteine della fase acuta, etc.

13 Le citochine si classificano in:
interleuchine (IL) interferoni (INF) Fattori di necrosi tumorale (TNF) Fattori di crescita (GF) e colony-stimulating factors (CSF) Le citochine essenziali per l’infiammazione sono IL1, IL6 e il TNFa

14 I derivati dell’acido arachidonico (prostaglandine, leucotrieni)
L’acido arachidonico è prodotto dai fosfolipidi di membrana per azione della fosfolipasi A.

15 La chemiotassi I principali mediatori coinvolti nella chemiotassi sono: C5a Peptidi N-formilati LTB4 (Leukotriene B4) PAF (platelet activating factor) La chemiotassi si realizza secondo queste tre fasi Ferma adesione, mediante integrine (ICAM, VCAM), all’endotelio vascolare Migrazione attraverso i gap dell’endotelio Migrazione attraverso il tessuto secondo un gradiente chemiotassico

16 I mediatori chimici, una volta attivati portano ad una serie di eventi a cascata tipica dell'Infiammazione,che possiamo sintetizzare in: Calor: da vasodilatazione Rubor: da vasodilatazione Tumor: da aumento della vasopermeabilità Dolor: da edema e mediatori flogistici specifici Functio lesa: effetto finale della risposta infiammatoria

17 Sintomi clinici correlati alla risposta infiammatoria
Le risposte sistemiche possono essere: Attivate da IL1, IL6 e TNFa Alterazione della temperatura corporea (mediante sintesi di PGE2) Secrezione di ACTH che stimola la corteccia surrenale a produrre corticosteroidi e la deposizione di glicogeno nel fegato, l’induzione di aumento di lipidi nel fegato e di acidi grassi liberi nel siero Effetto sul sistema emopoietico: riduzione dell’eritropoiesi, aumentata produzione di neutrofili e trombociti Attivate da varie citochine Attivazione epatica della risposta della fase acuta

18 Risposta della fase acuta
La risposta delle proteine alla fase acuta è rappresentata da un aumento a carico del fegato di alcune proteine plasmatiche e la diminuzione di altre. Tale risposta è stimolata dal rilascio dei mediatori chimici (citochine come IL-1 e IL-6) e del TNF a dall’aumento della concentrazione di cortisolo e glucagone

19 La risposta delle proteine della fase acuta
Tipo di proteina Aumento Diminuzione Inibitori delle proteasi 1-antitripsina 2-macroglobulina Proteine della coagulazione Fibrinogeno Protrombina Fattore VIII Plasminogeno Proteine C1s del complemento C2, B, C3, C4, C5, C56, C1 INH Varie Aptoglobulina Ceruloplasmina Proteina C reattiva (PCR) Proteina A nel siero Albumina HDL LDL

20 Il quadro proteico elettroforetico (QPE) nella fase acuta
1- globuline aumentano precocemente, per l’aumento di a1-antitripsina 2-globuline aumentano subito dopo, per l’aumento di aptoglobina e ceruloplasmina Invece, l’albumina e la transferrina diminuiscono nalla fase acuta dell’infiammazione, in quanto, la maggiore permeabilità indotta dalla flogosi ne induce il passaggio agli spazi extravascolari. Quindi sono definite “proteine negative” della fase acuta: Albumina Transferrina

21 La risposta delle proteine della fase acuta
L’aumento della proteina C reattiva e del complemento contiene ed elimina l’infezione; l’aumento dei fattori della coagulazione evita l’eccessiva perdita di sangue; gli inibitori delle proteasi prevengono la diffusione della necrosi tissutale quando gli enzimi lisosomiali vengono rilasciati dalle cellule danneggiate nel sito della lesione. Tipo di proteina Aumento Diminuzione Inibitori delle proteasi 1-antitripsina 2-macroglobulina Proteine della coagulazione Fibrinogeno Protrombina Fattore VIII Plasminogeno Proteine C1s del complemento C2, B, C3, C4, C5, C56, C1 INH Varie Aptoglobulina Ceruloplasmina Proteina C reattiva (PCR) Proteina A nel siero Albumina HDL LDL

22 Le proteine sieriche nella fase acuta

23 La diagnosi dell’infiammazione
Per la diagnosi dell’infiammazione si effettua: Misurazione della temperatura corporea Conta dei globuli bianchi ed esame della formula, che permette di stabilire se l’infiammazione è provocata da agenti batterici o virali, se si tratta di un processo infiammatorio cronico o di una reazione allergica. Analisi delle proteine di fase acuta o di marcatori non proteici, come la VES o la PCR, può essere utile per monitorare il progredire della patologia o l’effetto della terapia.

24 Conta dei globuli bianchi ed esame della formula
infiammazioni da agenti batterici: leucocitosi (> ) con neutrofili > 80% Infiammazioni da virus: WBC normali o poco aumentati, in genere linfocitosi Infiammazioni croniche: WBC normali o poco aumentati Reazioni allergiche o parassitosi: WBC normali o poco aumentati, eosinofilia

25 Indici Biochimici della fase acuta dell’infiammazione
Monitoraggio della fase acuta del processo infiammatorio: Dosaggio della PCR (proteina C reattiva) Valutazione della VES (velocità di eritrosedimentazione)

26 PCR (proteina C reattiva)
E’ la classica proteina della fase acuta, è costituita da 5 catene identiche = pentaxina, proteine leganti il calcio, con proprietà di difesa; è capace di legarsi ad un elevato numero di sostanze, sia esogene che endogene e quindi di facilitare la loro rimozione dal circolo (opsonizzazione). La sua produzione è indotta durante l’infiammazione acuta e cronica (le endotossine batteriche sono i più potenti stimoli alla produzione di PCR), ma anche in alcune neoplasie (linfoma non-Hodgkin’s) e nelle malattie autoimmunitarie e da immunocomplessi.

27 Le variazioni della PCR (proteina C reattiva)
: Un aumento di PCR è sempre indice di patologia o di infiammazione acuta o cronica, malattia autoimmunitaria, necrosi tissutale e cancro; mentre valori normali non escludono la presenza di piccoli focolai infiammatori, in cui la risposta della fase acuta è minima. Valori di Riferimento adulti e bambini = 0, mg\L neonati < 0,06 mg\L bambini fino ad 1 mese < 1,6 mg\L Il grado di aumento della PCR riflette la massa o l’attività del tessuto infiammato: PCR tra 10 e 50 mg\L = leggera infiammazione,infezioni virali PCR tra 50 e 100 mg\L = malattia più severa, infezioni da Gram+ PCR > 100 mg\L = infezione batterica da Gram-

28 La valutazione della PCR è importante:
Per diagnosticare e/o monitorare un’infezione, quando le indagini microbiologiche sarebbero troppo lente (complicazioni infettive post-operatorie, terapia intensiva, neonatologia, infezioni per neutropenia da chemioterapici o post-trapianto, monitorare la risposta alla terapia antibiotica) Per lo screening di un processo infiammatorio (infezioni, IMA, trombosi venose profonde, malattie reumatiche, neoplasie) Per il monitoraggio delle malattie reumatiche Per la diagnosi differenziale di alcune patologie gastro-intestinali (colon irritabile da patologie organiche; colite ulcerosa da morbo di Crohn)

29 VES (velocità di eritrosedimentazione)
Nell’infiammazione la VES aumenta perché l’aumento delle a-globuline e\o delle immunoglobuline favorisce la formazione di macroaggregati con i globuli rossi, che, pertanto, sedimentano più velocemente. E’ un indicatore molto sensibile della fase acuta (la VES aumenta dopo circa 24 h e diminuisce 6-8 giorni dopo la risoluzione della fase acuta). E’ alterata anche in tutte le situazioni di aumento di Ig, e nelle disproteinemie. Inoltre, nelle forme di natura non neoplastica l’aumento delle proteine di fase acuta è in genere brusco e limitato nel tempo. Il riscontro di una reazione di fase acuta che si protrae nel tempo depone fortemente per un processo neoplastico.

30 VN (dopo 1 h): < 20mm nelle donne
< 15mm nei maschi.

31 Il dosaggio di PCR e VES può essere utilizzato per monitorare il progredire della patologia infiammatoria o l’effetto della terapia Misurando la Proteina C reattiva nel siero (PCR): la cui concentrazione cambia molto rapidamente, quindi può essere usata per il controllo giornaliero Valutando la velocità di sedimentazione degli eritrociti (VES): è una misura indiretta dell’aumento delle immunoglobuline. Varia lentamente e viene utilizzata per seguire l’andamento del processo infiammatorio al passare delle settimane

32 Amiloide sierica A (SAA)
Apolipoproteina (lega le HDL), prodotta come proteina della fase acuta (aumenta di volte) Significato fisiologico non noto Metodo di determinazione: RIA, ELISA, immunonefelometria, immunoturbidimetria Significato clinico: parametro sensibile, paragonabile alla PCR, per monitorare la fase acuta della risposta infiammatoria, soprattutto per distinguere meglio le risposte minime E’ un indice molto sensibile di rigetto di trapianto (soprattutto per il trapianto renale)

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35 Neopterina È sintetizzata nei macrofagi ad opera della guanosina-trifosfato-cicloidrolasi, che è stimolata dall’interferone , prodotto soprattutto durante la risposta immunitaria mediata dai linfociti T. E’ un indice che valuta l’attivazione del sistema immunitario, migliore del dosaggio delle citochine Metodi di determinazione HPLC per la determinazione sulle urine, in rapporto alla concentrazione della creatinina ELISA per la determinazione sul siero

36 Indicazioni e significato clinico della neopterina
Determinazione dell’attività di malattie associate ad attivazione della risposta immune cellulare: Infezioni virali (epatite virale, HIV: nell’80% dei casi la neopterina rimane elevata anche dopo la sieroconversione; ricomincia ad aumentare con il progredire della malattia) Infezioni batteriche o parassitarie con localizzazione intra-cellulare (tubercolosi, malaria) Diagnosi differenziale tra infezioni virali e batteriche Malattie autoimmunitarie: la neopterina segue il decorso della malattia, con variazioni che riflettono l’attività della malattia Valutazione prognostica e monitoraggio terapeutico: Patologie neoplastiche (soprattutto ematologiche) Infezioni (soprattutto HIV) trapianti di organi solidi: un aumento di neopterina precede di 2-7 giorni la comparsa di complicanze infettive virali o di rigetto trapianti di midollo osseo: l’aplasia midollare si associa a diminuzione dei livelli di neopterina, che comincia a ricomparire circa 7 giorni prima della ricostruzione ematologica. Nel caso di infezione virale o GVH (graft versus host) reaction, la neopterina aumenta considerevolmente. monitoraggio delle terapie immunomodulanti: interferone, interleuchine Test di screening per escludere patologie nel sangue utilizzato per le trasfusioni

37 Sensibilità diagnostica
Capacità di un test d’identificare come positivi i soggetti malati Sensibilità diagnostica = x 100 VP VP + FN Test molto sensibile Pochi falsi negativi

38 Specificità diagnostica
Capacità di un test d’identificare come negativi i soggetti sani Specificità diagnostica = x 100 VN VN + FP Test molto specifico Pochi falsi positivi

39 Sensibilità e specificità dei marcatori dell’infiammazione

40 Proteine della fase acuta: dosaggio nel tempo
Nelle forme di natura non neoplastica l’aumento delle proteine di fase acuta è in genere brusco e limitato nel tempo Il riscontro di una reazione di fase acuta che si protrae nel tempo depone fortemente per un processo neoplastico

41 …altri metodi di analisi
Immunofissazione: separazione elettroforetica con gel di Ag seguita da immunoprecipitazione. Molto sensibile nelle gammopatie monoclonali HPLC (high performance liquid chromatography): separazione di molecole sotto alta pressione Spettrometria di massa: è basata sulla frammentazione e ionizzazione di molecole utilizzando una fonte di energia. Gel-elettroforesi bidimensionale: è il metodo più importante per studiare l’intero patrimonio di proteine (proteoma). Le proteine vengono separate una prima volta in base alla carica e dopo in base alla massa.