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
Matrice extracellulare
Fibroblasti interstiziali
LPS, TNF, IL-1
infiammazione del tessuto
fattori chemiotattici
ed attivanti
IL-4
MCP-1
Linfocita
MIP-1
Eotassina
IL-8, MIP-1
PAF, PGE, NO
IL-8, MCP-1
endotelio vascolare
membrana basale
Chemiotassi
Chemiotattici endogeni
Prot.del complemento (C5a)
Chemochine ( IL-8)
Leucotreni (LTB4)
Chemiotattici esogeni:
Prodotti batterici
come i peptidi
contenenti N-formyl
metionina terminale
Lipidi provenienti da
membrane danneggiate
I fattori chemiotattici inducono l’attivazione
dei leucociti che comprende:
1) 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
Endotossina: LPS
Induce la produzione di IL-1
E TNF
Prodotti Batterici
FMLP
Tessuti danneggiati
Patogenesi dello shock
provocato da batteri Gram –
I fagociti hanno recettori
di membrana per FMLP
Derivati dalla digestione di
Collageni, elastina e fibronectina
Derivati della coagulazione
Derivati del complemento:
Frammenti di C5, C3 e C4
- Trombina
- Plasmina e prodotti di degradazione di fibrina
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
ligando
Reticolo endoplasmatico
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:
1
Trombina,
Istamina e PAF
L-selectine
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
CD34
P-selectin
Attivazione endoteliale:
2
IL-1 e TNF
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
L-selectine
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
Cambiamento
conformazionale e pertanto
aumento di affinità per
le ICAM-1 e V-CAM
espresse sulle cellule
endoteliali
Agenti chemiotattici
Integrine non
attivate (LFA-1
Mac-1)
4
Diapadesi
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)
Glicoproteine con
sialil Lewis X (PSGL-1)
L-selectina
E-selectina
Rotolamento
Attivazione endoteliale
Molecole implicate nell’interazione endotelio-leucociti
Ligando P-selectina
della
L-selectina
L-selectina
Integrine (LFA-1 o
Mac-1) (non attivate)
Glicoproteine con
sialil Lewis X (PSGL-1)
E-selectina
Citochine
Ligando
e altri segnali
della
attivanti
L-selectina
PECAM-1
(CD31)
Ligando E-selectina P-selectina
della
ICAM-1
L-selectina
Diapedesi
Adesione
Integrine attivate
P-selectina
PECAM-1
(CD31)
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.
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
anticorpi
plasmacellula
batterio
macrofago
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 • Enzimi lisosomiali
• Proteasi acide-degradano
rilasciati
proteine nel fagolisosoma
• Proteasi neutre-degradano
componenti della matrice
• Controllate da inibitori
specifici
•Metaboliti attivi
dell’ossigeno
• Prodotti del metabolismo
dell’ A.Arachidonico
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
Danno tissutale indotto dai prodotti dei Leucociti
Rilascio esterno di
- contenuto dei lisosomi
- metaboliti attivi dell’ossigeno
- metaboliti dell’acido arachidonico
distruz. matrice extracell.
per inattivazione degli
inibitori delle proteasi)
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
Difetti della funzione dei leucociti
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
Acquisiti
Emodialisi
Diabete mellito
Adesione
Lesioni termiche
Immunodef.
Diabete
neoplasie
Chemiotassi