(Degenerazione idropica) Degenerazione idropica • Degenerazione grassa (Steatosi) – Fegato (principalmente) • aumento di peso, colorito giallastro • vacuoli nel citoplasma degli epatociti Fegato e metabolismo dei lipidi e delle lipoproteine -ruolo centrale nel metabolismo di lipidi /lipoproteine, omeostasi del colesterolo Caratteristiche dei lipidi > insolubili in acqua. > costituiti da acidi grassi insaturi o saturi a seconda della presenza o meno di doppi legami fra atomi di carbonio adiacenti Acidi grassi essenziali: Ac Arachidonico, linolenico e linoleico Acidi grassi in forma libera: NEFA o FFA oppure Esterificata (es. legati a glicerolo) forma di deposito o di accumulo: trigliceridi o grassi neutri Shorthand (line) formula for a typical example molecule of Fat Triglycerides in native fat or oil left part: glycerol right part from top to bottom: palmitic acid, oleic acid, alphalinolenic acid chemical formula: C55H98O6 Ruolo principale dei lipidi 1) lipidi strutturali: Fanno parte di tutte le membrane (fosfolipidi, colesterolo, glicolipidi) plasmatiche e intracellulari 2) fonte di energia per il metabolismo intermedio di fegato, cuore e tessuto muscolare: (trigliceridi e a. grassi; 1g: circa 9 cal) 3) lipidi che prendono origine dal nucleo steroideo: -colesterolo (presente nel sangue sia in forma libera che di estere) -steroidi (ormoni steroidei surrenalici, ovarici e testicolari) 4) A. grassi essenziali (acido arachidonico in particolare) precursori di sostanze chiave modulatrici delle risposte infiammatorie (es. prostaglandine e leucotrieni) Le “gocce” visibili sono immagini negative dei grassi che sono allontanati dai solventi impiegati nel processo di inclusione in paraffina (preparati istologici di routine). Per conservare i grassi e poterli evidenziare con coloranti specifici (oil red, sudan III) occorre allestire il preparato usando il congelamento al posto della inclusione e appositi microtomi (criostato) Steatosi epatica Aumentato ingresso di acidi grassi negli epatociti (provenienti dalla dieta o dai depositi, diabete, obesità ) Aumentata sintesi di trigliceridi da parte degli epatociti (etanolo) STEATOSI = Accumulo negli epatociti di TRIGLICERIDI (glicerolo + 3 catene di acidi grassi) perché si instaura uno squilibrio fra quantità presente e capacità di smaltimento Diminuita ossidazione di acidi grassi negli epatociti (ipossia ipossica, anemica, stagnante, istotossica) Diminuita secrezione di trigliceridi, sotto forma di VLDL, da parte degli epatociti (digiuno prolungato, kwashorkor, sostanze inibenti la sintesi proteica, variazioni qualitative dei lipidi di membrana, CCl4, alterazioni funzionali del citoscheletro) Lipidi presenti nel plasma (come lipoproteine) Colesterolo Esteri del colesterolo Trigliceridi Fosfolipidi Classificazione delle lipoproteine Chilomicroni LDL: low density lipoprotein VLDL: very low density lipoprotein HDL: high density lipoprotein Core idrofobico, coperto da un singolo strato di molecole anfipatiche (fosfolipidi, colesterolo, apoproteine) Apoproteine: sintetizzate nel RER NUCLEO Componenti delle lipoproteine: assemblati nel SER lipidi apoproteine carboidrati SER RER GOLGI VLDL nascenti Lipoproteine: rimaneggiate nel Golgi e racchiuse in vescicole Lipoproteine impacchettate spedite alla membrana Vescicole secretorie sinusoide Lipoproteine: secrete nel sinusoide (trascrizione) Metabolismo dell’etanolo fegato (MEOS) mucosa gastrica e fegato fegato CYP2E1: CYtochrome p450, famiglia 2, sottogruppo E1 MEOS:sistema microsomiale di ossidazione dell’etanolo ADH: alcohol dehydrogenase; ALDH: aldeide deidrogenasi Tutti gli enzimi dei lisosomi sono idrolasi acide, attive al pH acido dei lisosomi (circa 5.0) ,ma non al pH neutro del citoplasma (7,2). Questo meccanismo protegge la cellula dalla eventuale rottura della membrana del lisosoma. Infatti le idrolasi rilasciate sarebbero inattive al pH neutro del citosol IDROLASI ACIDE: Nucleasi Proteasi Glicosidasi Lipasi Fosfatasi Solfolipasi Fosfolipasi Per mantenere acido il ph al loro interno i lisosomi devono attivamente concentrare ioni H+. Ciò è assicurato dalla presenza nella membrana di una pompa protonica, che trasporta attivamente protoni dal citosol nei lisosomi. L’attività di questa pompa richiede consumo di energia che è fornita da idrolisi di ATP per mantenere nei lisosomi una concentrazione di H+ circa 100 volte più alta rispetto al citosol LISOSOMA Idrolasi acide pH 5 H + CITOSOL ATP ADP H+ pH 7 La Patologia lisosomiale -responsabile di alterazioni cellularipuò estrinsecarsi funzionalmente con: 1) Attività litica dannosa liberazione intracellulare di idrolasi (es. silicosi) aumento patologico dei processi autofagici (es. digiuno) rilascio extracellulare di enzimi lisosomiali (es. alteraz.fagocitosi) 2) Attività litica inadeguata incapacità digestive nei confronti di alcuni microorganismi substrati: inerti-anomali-eccessivi stati di congestione/ingombro enzimi: poco attivi-inibiti-deficienti* * per carenza primaria genetica--> tesaurismosi lisosomiali Accumulo intracellulare di materiale indigesto si può avere in soggetti normali per insufficienze lisosomiali che possono originare: A B C • Inibizione degli enzimi digestivi lisosomiali • Incongruità di substrati inerti o poco digeribili • Eccesso di materiale rispetto alle capacità digestive della cellula Numerosi antibiotici, fra cui la streptomicina e la kanamicina, inibiscono gli enzimi lisosomiali provocando accumulo di materiale autofagico non digerito, responsabile di fenomeni di organotossicità. Il farmaco più tipicamente lisosomotropo è l’antimalarico clorochina, che provoca tesaurismosi lipidiche o proteolipidiche in numerosi organi. Questo fatto va tenuto presente poiché oggi la clorochina viene proposta come farmaco attivo contro il virus HIV. Substrati normali, specialmente lipidi, vengono resi difficilmente digeribili per azione di farmaci anfipatici (ne troviamo tra psicofarmaci e anti-anginosi usati in terapia), che si accumulano nei lisosomi sotto forma di complessi farmaco-lipidi; questi complessi si dissociano lentamente solo dopo cessazione del trattamento, rilasciando così il substrato che può finalmente essere digerito Il ferro e’ indispensabile per: - la respirazione • Sangue: come gruppo prostetico dell’emoglobina che lega l’ossigeno • Cellula: come trasportatore di elettroni secondo la reazione: 2Fe+++ + 2e- 2 Fe++ 2Fe+++ + 2e- + O2 O2-- + 2H+ H2O - la proliferazione cellulare • componente essenziale della ribonucleotide riduttasi, enzima chiave della sintesi del DNA. • duplicazione mitocondriale (citocromi e proteine Fe/S) DISTRIBUZIONE DEL FERRO NELL’ORGANISMO Emoglobina 2600 mg Mioglobina POOL FUNZIONALE 200 mg Citocromi eme-enzimi 200 mg pool labile POOL DI TRASPORTO POOL DI DEPOSITO 3 mg 1000 mg La quantità di ferro assorbito dipende da diversi fattori: • • • • Quantità di ferro presente negli alimenti Forma chimica del ferro alimentare (Fe ++ o Fe +++) Meccanismo di regolazione a “feedback” esercitato dal pool di ferro presente nell’organismo APOFERRITINA (“guscio” proteico di 24 subunità) FERRITINA (Fe-APOFERRITINA) •Ogni molecola di Ferritina ingloba al suo interno circa 4500 atomi di Fe+++ (in forma cristallina SIDERITE) FERRITINA •Presente nelle cellule del Sistema Reticolo Endoteliale (macrofagi) soprattutto milza, midollo, fegato (nel fegato anche negli epatociti) TOTALE FERRO DI DEPOSITO CIRCA 1000 MG •Se il Fe è presente in concentrazioni molto elevate la Ferritina polimerizza formando granuli insolubili di EMOSIDERINA nella quale la •apoferritina è parzialmente degradata FERRITINA NORMALMENTE LA FERRITINA E’ UN INDICATORE FEDELE DEI DEPOSITI DI FERRO 1 g/L di FERRITINA 8 mg (o 120g/Kg) di FERRO DI DEPOSITO Es: 100g/l = 800 mg deposito Sovraccarico di ferro può essere dovuto a varie cause: cause generali, es. -maggiore assorbimento intestinale (dieta ricca di ferro e/o alterazioni dell’assorbimento -trasfusioni ripetute (ad es. in soggetti con anemie su base ereditaria come le talassemie) cause locali, es. emorragia all’interno di un tessuto emosiderina A Prussian blue reaction is seen in this iron stain of the liver to demonstrate large amounts of hemosiderin that are present within the cytoplasm of the hepatocytes and Kupffer cells. Ordinarily, only a small amount of hemosiderin would be present in the fixed macrophage-like cells in liver, the Kupffer cells, as part of iron recycling. emosiderina These renal tubules contain large amounts of hemosiderin, as demonstrated by the Prussian blue iron stain. This patient had chronic hematuria. L’eccesso di ferro e’ tossico perché può portare alla formazione di radicali liberi Il meccanismo della reazione è uguale a quello della catena respiratoria, ma con una riduzione solo parziale dell’ O2 Fe++ Fe+++ + e- + O2 O2°- porta alla formazione di anione superossido (O2°-) che è il capostipite di tutta una serie di radicali liberi Colorazione gialla della cute, delle sclere e di altri tessuti, causata da un eccesso di bilirubina in circolo. Comincia a manifestarsi quando la bilirubinemia supera 2-2.5 mg per 100 ml. La bilirubina può essere coniugata (b. diretta) o non coniugata (b. indiretta) Si distinguono itteri pre-epatici (es. i. emolitici), epatici (es. i. da danno epatocellulare) e post-epatici (i. ostruttivi) Alcuni itteri dipendono da cause genetiche N.B. l’aggettivo “diretta” o “indiretta” si riferiscono alla determinazione laboratoristica Della concentrazione di bilirubina nel sangue (ITTERO NUCLEARE) Chandrasoma Taylor, Concise Pathology Patogenesi dell’ittero nucleare • 1) emolisi marcata, ad es. per incompatibilità materno-fetale per il sistema Rh • 2) aumento di bilirubina non coniugata • 3) insufficiente coniugazione della bilirubina per immaturità del fegato del neonato • 4) insufficiente produzione di albumina da parte del fegato del neonato • 5) insufficiente sviluppo della “barriera ematoencefalica” nel neonato passaggio della bilirubina non coniugata e libera (non legata all’albumina) attraverso la barriera ematoencefalica con produzione di danno neuronale nei nuclei della base cerebrale The yellow-brown granular pigment seen in the hepatocytes here is lipochrome (lipofuscin) which accumulates over time in cells (particularly liver and heart) as a result of "wear and tear" with aging. It is of no major consequence, but illustrates the end result of the process of autophagocytosis in which intracellular debris is sequestered and turned into these residual bodies of lipochrome within the cell cytoplasm.