FISIOLOGIA EPATICA Annarosa Floreani Professore Associato Universit di

FISIOLOGIA EPATICA Annarosa Floreani Professore Associato, Università di Padova Maria Chiaramonte Professore Ordinario, Università di L’Aquila

SCHEMA DELLA SEGMENTAZIONE EPATICA

RAPPRESENTAZIONE DELL’ACINO DI RAPPAPORT

FUNZIONI DELL’EPATOCITA • Secrezione biliare e metabolismo della bilirubina • Metabolismo dei carboidrati • Metabolismo di ormoni e farmaci e detossificazione di sostanze tossiche • Sintesi di proteine plasmatiche • Formazione dell’urea • Metabolismo dei lipidi e delle lipoproteine

FISIOPATOLOGIA DEL DANNO DELL’EPATOCITA Le principali alterazioni dell’epatocita sono: STEATOSI NECROSI

STEATOSI Definizione: accumulo di grasso nel fegato MECCANISMI: Ø Diminuito export di grassi dal fegato Ø Aumentata mobilizzazione dei grassi di deposito Ø Alterata ossidazione degli acidi grassi Ø Aumentata sintesi di acidi grassi

STEATOSI: classificazione Si può osservare in molte epatopatie e si può distinguere istologicamente come: Ø MACROVESCICOLARE (a grosse bolle) Ø MICROVESCICOLARE (a piccole bolle) Ø MISTA (a grosse e piccole bolle) Brunt, Modern Pathology 20: S 40, 2007

STEATOSI: cause Ø MACROVESCICOLARE (a grosse bolle) Alcol Tossici Ø MICROVESCICOLARE (a piccole bolle) Sindrome di Reye Steatosi acuta della gravidanza Alterazione dei processi della b-ossidazione mitocondriale Ø MISTA (a grosse e piccole bolle) NAFLD (nonalcoholic fatty liver disease) Epatite da HCV Malattia di Wilson Tossici (alcol e sterodi) Brunt, Modern Pathology 20: S 40, 2007

MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 1. GLI ACIDI GRASSI ATTIVANO L’APOPTOSI (aumentano l’espressione di Fas) Fas receptor Fas ligand

MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 2. GLI ACIDI GRASSI CAUSANO LA NECROSI Catepsina B Bax Ba x NORMALE: Catepsina B nei lisosomi, Bax nel citoplasma Catepsina B Bax NF-k. B TNF La catepsina B si riversa nel citoplasma e Bax si riversa nella membrana lisosomiale Il TNF causa la morte cellulare amplificando la destabilizzazione lisosomiale

MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 3. LA STEATOSI INDUCE L’INSULINO-RESISTENZA Insulina 1 PI 3 kinasi 1. Nel normale il recettore per l’insulina promuove FFA la fosforilazione dei substrati sulla tirosina. Questo porta all’attivazione della PI 3 -kinasi e facilita il trasporto del glucosio attraverso Glut 4 IRS-1, IRS-2 Tir Glut 4 JNK PKC IKK-b Glut 4 IRS-1, IRS-2 Ser/Tir PI 3 -kinasi 2 Insulina 2. Gli acidi grassi causano la fosforilazione dei substrati sulla serina al posto della tirosina e ciò causa un alterato uptake del glucosio Glucosio

MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 4. LA STEATOSI INDUCE L’INFIAMMAZIONE FFA Stress del reticolo endopl asmico AP-1 JNK IKK-b NFk. B IL-1 IL-6 SOC S Chemochine Molecole di adesione Cox-2 Gli acidi grassi causano stress del reticolo endoplasmico con attivazione di JNK e IKK-b conseguente attivazione di fattori trascrizionali che promuovono la sintesi di citochine e molecole di adesione e quindi richiamo di cellule infiammatorie

NECROSI Definizione: processo irreversibile caratterizzato da rigonfiamento cellulare, nucleo picnotico e digitazioni della membrana plasmatica MECCANISMI: ØDanno ipossico-anossico da perfusione ØDanno citopatico diretto da parte di agenti tossici o virali ØDanno immunologicamente mediato ØDanno da accumulo di metalli ØDanno da alterazione dei processi metabolici ØDanno da liperossidazione della membrana plasmatica

DANNO IPOSSICO-ANOSSICO DA IPOPERFUSIONE EPATOCITI CELL. ENDOT. PMN TNF ROS KC MECCANISMI: MECCANISMI riduzione del flusso per bassa gittata (traumi sull’arteria epatica, ipoperfusione nel trapianto di fegato) CONSEGUENZE: CONSEGUENZE danno delle cellule endoteliali, attivazione delle cellule di Kupffer che rilasciano citochine e ROS, sepsi

DANNO CITOPATICO DIRETTO EPATOCITI MECCANISMI: MECCANISMI distruzione dell’epatocita senza il sistema immunitario dell’ospite

DANNO IMMUNOLOGICAMENTE MEDIATO EPATOCITI VASO SANGUIGNO HBV T LINFOCITI GLOBULO ROSSO KC CELLULA SINUSOIDALE

DANNO DA ACCUMULO DI METALLI REAZIONE DI FENTON: danno ossidativo dei componenti cellulari * ESEMPI: Ø Emocromatosi Ø Malattia di Wilson

DANNO DA ALTERAZIONE DEI PROCESSI METABOLICI: ESEMPIO DEL DANNO DA FARMACI Difetto genetico FARMACO Legame covalente Metabolita tossico + Proteine cellulari NECROSI * Antigene riesposizione T linfociti sensibilizzati *DANNO DIRETTO **DANNO IMMUNO-MEDIATO **

DANNO DA LIPOPEROSSIDAZIONE DELLA MEMBRANA PLASMATICA STRESS OSSIDATIVO OH+ ROS Perossido di H

CELLULA DI KUPFFER 15% della popolazione cellulare del fegato 80 -90% di tutti I macrofagi Rimuove materiale estraneo attraverso la FAGOCITOSI Endotelio sinusoidale Epatocita Cellula stellata Cellula di Kupffer Spazio di Disse

CELLULA STELLATA SINONIMI: lipocita, cellula di Ito Rappresenta la principale sede di Immagazzinamento della vit A Endotelio sinusoidale Epatocita Cellula stellata Cellula di Kupffer Spazio di Disse

Hepatic stellate cells: the effectors of liver wound healing Modificato da SL Friedman, J Biol Chem 2000; 275: 2247 -50

LA CELLULA ENDOTELIALE SINUSOIDALE Hanno forma piatta, tappezzano I sinusoidi e sono dotate di numerose fenestrature attraverso le quali avviene lo scambio di nutrienti, ormoni, prodotti metabolici

MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DANNO EPATICO RIGENERAZIONE FIBROSI APOPTOSI

ATTORI DELLA RIGENERAZIONE EPATICA STEM CELLS EMATOPOIETICHE STEM CELLS DEL CANALE DI HERING TNF, IFNg PMN TNF, IL-6 CELLULE OVALI TGFa, TGFb CELLULE STELLATE KC EPATOCITI COLANGIOCITI

MECCANISMI CELLULARI DELLA FIBROGENESI

SL Friedman J Biol Chem 2000; 275: 2247 -50

Fibrosi virale Spazio portale 1. – Necrosi a ponte porto-centrale 2. – Epatite da interfaccia e sviluppo di setti che circondano il parechima 3. – Perdita di connesssioni vascolari con il sistema portale

fibrosi biliare Modello BDL CBP CB secondaria CSP Formazione di setti porto-portali La vena centrolobulare è conservata Spazio portale

Fibrosi centrolobulare Spazio portale 1. – Ostacolo al deflusso venoso (es. insufficienza cardiaca congestizia, s. di Budd-Chiari 2. – Sviluppo di setti centro-centrali e di “lobulazione invertita”

APOPTOSI DEFINIZIONE = morte programmata (o suicidio cellulare) Può interessare tutte le cellule, nel fegato interessa principalmente gli EPATOCITI: i corpi di Councilman sono corpi apoptotici SI VERIFICA IN TUTTE LE MALATTIE EPATICHE ACUTE E CRONICHE ED E’ UN FENOMENO PROTETTIVO NEI CONFRONTI DELLA CARCINOGENESI

APOPTOSI Fas. L Death domain Sentrine FADD Caspasi 8 Bc. L-2 Bc. L-x Mitocondrio Citocromo c Apaf-1 Caspasi 9 Caspasi 3 IAP Caspasi 7 ICAD DNA Proteine citoscheletro chinasi segmentazione riparazione RNA DNA Mc. L-1

EVENTI MORFOLOGICI DELL’APOPTOSI TRIGGER DA STIMOLI DIVERSI ADDENSAMENTO DELLA CROMATINA CORPI APOPTOTICI FAGOCITOSI DA PARTE DELLE CELLULE ADIACENTI SUPERFICIE IRREGOLARE E NUCLEO PICNOTICO NUCLEO FRAMMENTATO CELLULA FRAMMENTATA