Fagocitosi Nei leucociti circolanti avvengono 5 eventi principali

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 (C 5 a) Chemochine ( IL-8) Leucotreni (LTB 4) 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 C 5, C 3 e C 4 - Trombina - Plasmina e prodotti di degradazione di fibrina Derivati da leucociti: Chemochine; LTB 4

L’Attivazione Cambiamenti biochimici: • aumento di c. AMP, • caduta di p. H 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 Lewis. X) espressi dai leucociti CD 34 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 Lewis. X) espressi dai leucociti L-selectine CD 34 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 (CD 31)

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 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 (CD 31) Ligando E-selectina P-selectina della ICAM-1 L-selectina Diapedesi Adesione Integrine attivate P-selectina PECAM-1 (CD 31) 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-H 2 O 2 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 (Ig. G) - Proteine del complemento - polisaccaridi batterici Che rivestono i microorganismi e funzionano da opsonine

OPSONIZZAZIONE batterio Y Y YY Y Y plasmacellula Y Y anticorpi 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 H 2 O 2 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