Mediatori Chimici e Risoluzione dell'Infiammazione PDF

MEDIATORI CHIMICI dell'INFIAMMAZIONE Un mediatore è una qualsiasi molecola generata in un focolaio infiammatorio che modula in qualche modo la risposta flogistica. I mediatori chimici dell'infiammazione esprimono la loro attività biologica legandosi a specifici recettori present...

MEDIATORI CHIMICI dell'INFIAMMAZIONE Un mediatore è una qualsiasi molecola generata in un focolaio infiammatorio che modula in qualche modo la risposta flogistica. I mediatori chimici dell'infiammazione esprimono la loro attività biologica legandosi a specifici recettori presenti sulle cellule bersaglio. Hanno una breve emivita, ad esempio: o i metaboliti dell'acido arachidonico perdono attività rapidamente; o la bradichinina viene inattivata dalla chininasi; o i ROS vengono subito eliminati dagli agenti antiossidanti. Possono stimolare il rilascio di altri mediatori e in questi casi si parla di amplificazione della risposta biologica. CLASSIFICAZIONE I mediatori chimici dell'infiammazione sono presenti o a livello delle cellule dell’infiammazione o a livello del plasma. A LIVELLO delle CELLULE dell’INFIAMMAZIONE I mediatori a livello delle cellule dell'infiammazione possono essere preformati e immagazzinati e sintetizzati de novo. MEDIATORI PREFORMATI Quelli preformati, dentro le cellule, vengono immagazzinati in componenti organulari intracellulari come vescicole e lisosomi. Vengono liberati solo nel caso in cui venga attivato il processo infiammatorio. A questa categoria appartengono: l’istamina, prodotta da mastociti, basofili e piastrine; la serotonina, prodotta dalle piastrine; gli enzimi lisosomiali, prodotti dai neutrofili e dai macrofagi. MEDIATORI SINTETIZZATI DE NOVO Quelli sintetizzati de novo sono sintetizzati dalla cellula quando viene attivato il processo infiammatorio. A questa categoria appartengono: le prostaglandine, prodotte da tutti i leucociti, dalle piastrine e dalle cellule endoteliali; i fattori attivanti le piastrine, prodotti da tutti i leucociti e dalle cellule endoteliali; l’ossido di azoto, prodotto dai macrofagi; le citochine, prodotte dai linfociti, dai macrofagi e dalle cellule endoteliali; i leucotrieni e i ROS che sono prodotti da tutti i leucociti. Un esempio sono i mediatori lipidici dell'infiammazione, i quali vengono sintetizzati quando le chemochine interagiscono con i recettori del leucocita. Quest'ultimo, attivandosi dal punto di vista metabolico, può produrre proprio dei mediatori lipidici importanti: per la sintesi di altri componenti; perché causa dei tipici sintomi dell'infiammazione: il dolore, la febbre ecc. A LIVELLO del PLASMA I mediatori che si trova a livello del plasma sono prodotti dal fegato. Si distinguono in attivatori del fattore XII della coagulazione o di Hageman e attivatori del complemento. I mediatori che attivano il fattore XII di Hageman sono: o il sistema delle chinine, come la bradichinina;  o il sistema della coagulazione/fibrinolisi. I mediatori che attivano il complemento sono: o le anafilotossine, ovvero le proteine C3a e C5a; o la proteina C3b; o il complesso di attacco alla membrana C5b-9. AMMINE VASOATTIVE ISTAMINA Tra i mediatori chimici più importanti c’è l'istamina, un’ammina vasoattiva. È un'importante componente della risposta infiammatoria. CARATTERISTICHE PRINCIPALI È presente nei granuli dei mastociti, dei granulociti basofili e delle piastrine. A seguito della rottura dei granuli dei mastociti si ha una rilevante risposta infiammatoria. È presente in alcuni cibi come gli spinaci, i pomodori e il vino, ma anche nei peli dei bruchi e dell'ortica. L Deriva dalla decarbossilazione dell’istidina, reazione mediata dall’istidina decarbossilasi. Viene degradata dalle di-ammino-ossidasi e dalla istamina metil-transferasi. SINDROME SGOMBROIDE L'istamina fa parte dei prodotti terminali di degradazione delle proteine insieme alla cadaverina e alla putrescina. Sono tutte ammine. Il pesce, quando mal conservato, è ricco di istamina e può causare la sindrome sgombroide. Questa sindrome comporta diarrea, febbre, vomito, mal di stomaco e dolori addominali. MOTIVI DEL SUO RILASCIO Viene rilasciata in seguito a stimoli lesivi, al legame tra anticorpi e mastociti, stimoli chimici, neuropeptidi o stimoli chemiotattici e in seguito all’azione di citochine. Tra gli stimoli lesivi ci sono il calore o un trauma meccanico. Nel caso di lesione dovuta a calore, in pochi minuti si forma una vescicola perché il calore rompe i mastociti e l’istamina viene liberata. Questo comporta la conseguente vasodilatazione e aumento della permeabilità: viene prodotto un essudato che va a costituire il contenuto della vescicola. Il legame tra anticorpi e mastociti è tipico delle reazioni allergiche. Gli anticorpi in questioni sono principalmente le IgE. Tra gli stimoli chimici ci sono quelli dovuti alle anafilotossine, ovvero particolari frammenti delle proteine del complemento presenti nel plasma come precursori inattivi: C3a e C5a. Queste possono causare una reazione tipica dell’anafilassi. Le citochine che inducono il rilascio di istamina sono l’IL-1 e la IL-8. È uno stimolo principale dei fenomeni vasodilatatori, ma agisce in maniera transitoria, gli stessi fenomeni vengono continuati da altre molecole. EFFETTI L’istamina interagisce con i recettori H1 e induce l’espressione delle P-selectine nelle cellule endoteliali. INTERAZIONE con il RECETTORE H1 Il recettore H1 è un recettore a 7 domini transmembrana. I principali e immediati effetti di quando l’istamina si lega ai recettori H1 sono la vasodilatazione e l’aumento della permeabilità vascolare. Altri effetti importanti sono: la vasocostrizione delle grosse arterie per contrazione della muscolatura liscia; la vasodilatazione delle arteriole, delle meta-arteriole e degli sfinteri precapillari; la contrazione delle cellule endoteliali dei capillari e delle venule post-capillari; la contrazione delle fibrocellule muscolari lisce dei bronchioli, ovvero la broncocostrizione. In questi casi i pazienti hanno difficoltà nella ventilazione. In un soggetto asmatico si possono riscontrare sibili dovuti alla contrazione delle fibrocellule muscolari e cioè alla riduzione delle dimensioni dei bronchioli. Il broncospasmo che avviene negli attacchi asmatici acuti, dipende da altri mediatori, ma contribuisce anche  l’istamina, solo che l’antistaminico non ha grande effetto su questo fenomeno, bisogna intervenire con inibitori di altri mediatori. l'attivazione delle proteine G. ATTIVAZIONE DELLE PROTEINE G 1) Quando il recettore H1 si lega all’istamina cambia la conformazione della proteina G: sulla superficie interna espone un sito di legame differente che porta: a. alla dissociazione della proteina G; b. al rilascio della subunità α. 2) La subunità α attiva la fosfolipasi C = PLC, un enzima legato al versante interno della membrana plasmatica. 3) La PLC catalizza l’idrolisi del fosfatidil-inositolo = PIP2 in: a. inositolo tri-fosfato = IP3; b. di-acil-glicerolo = DAG. ❖ L’IP3 si muove verso il citoplasma e ha diversi effetti: o mobilita gli ioni calcio Ca2+ dai depositi del RE; o si lega a proteine leganti il calcio come la calmodulina; o attiva chinasi Ca2+-dipendenti o fosforila e attiva specifici enzimi cellulari che attivano reazioni chimiche all’interno della cellula. ❖ Il DAG rimane legato alla membrana plasmatica e: o attiva la chinasi C = PKC; o fosforila e attiva altri enzimi; o catalizza reazioni specifiche nella cellula, tra cui risposte infiammatorie e contrazioni dei muscoli lisci. REAZIONE TRIPLICE DI LEWIS Per verificare l'importanza dell'istamina come mediatore dell'infiammazione è possibile fare un esperimento. Questo prevede di strisciare un righello sulla regione volare dell’avambraccio: si può osservare una reazione nel giro di pochi minuti. Tale reazione è chiamata reazione triplice di Lewis1: 1) inizialmente si ha un riflesso assonico dovuto al fatto che, a livello del midollo spinale, arrivano delle afferenze modulate dai neuroni del corno del midollo; 2) poi delle efferenze ritornano nel punto in cui c'è stato l'insulto; 3) prima si osserva una linea rossa dovuta a una vasodilatazione a livello del microcircolo; 4) successivamente si ha la formazione di un’area rossastra che è simile a una papula. Questa è dovuta alla vasodilatazione indotta da un riflesso presente a livello locale; 5) nella fase successiva si forma un rigonfiamento dovuto a una vera e propria essudazione mediata dalla liberazione dell'istamina stessa. SEROTONINA La serotonina è un’ammina vasoattiva contenuta nei granuli delle piastrine e delle cellule enterocromaffini, quindi che libera soprattutto catecolamine come adenalina e noradrenalina, vengono chiamate “etero-” perché sono presenti nella midollare del surrene ma anche nella mucosa intestinale. Viene rilasciata dalle piastrine in seguito ad aggregazione in risposta a: La trombina è il fattore II della coagulazione. L’adenosina di-fosfato = ADP è un forte agonista dell’aggregazione piastrinica. Quando viene liberato agisce sui recettori delle piastrine e questo fa sì che possano meglio tappare la zona in cui si è creata la rottura del vaso. Il fattore di attivazione piastrinica = PAF viene prodotto dai mastociti e dall'endotelio attivato. Porta a fenomeni vasodilatatori. METABOLITI DELL'ACIDO ARACHIDONICO 1 Patologo che ha scoperto per primo gli effetti biologici dell'istamina.  L'ACIDO ARACHIDONICO L'acido arachidonico è un acido grasso eicosatetroenoico2. Ha 20 atomi di carbonio e presenta 4 doppi legami. Si trova nella struttura dei fosfolipidi e può essere liberato e utilizzato per produrre dei metaboliti che sono importanti agonisti infiammatori. Questi sono anche chiamati eicosanoidi. È presente in alimenti ricchi di acido linoleico. ATTIVAZIONE da parte della FOSFOLIPASI A2 La fosfolipasi A2 può essere attivata: da stimoli meccanici o fisici (calore, traumi); dal fattore del complemento C5a; dagli stimoli chemiotattici. Questo enzima ha il compito di dissociare l'acido arachidonico, situato in posizione 2 nella molecola di fosfolipide, dal fosfolipide. Tale dissociazione attiva l'acido arachidonico in modo che possa essere utilizzato per costruire metaboliti per l'infiammazione. FOSFOLIPASI C e D L'acido arachidonico può essere liberato anche: dalla fosfolipasi C, mediante la sintesi di di-acil-glicerolo, che viene poi convertito da una di-acil-glicerolo lipasi; dalla fosfolipasi D. STORIA I metaboliti dell'acido arachidonico sono estremamente importanti nei processi patologici e in particolare nell'infiammazione e sono valsi il premio Nobel ai 3 scienziati3. VIE ENZIMATICHE L'acido arachidonico è il substrato di 2 importanti vie enzimatiche: la ciclossigenasi e la 5-lipo-ossigenasi (LO o LOX). Queste 2 vie iniziano dopo che la fosfolipasi A2 ha portato alla liberazione dell’AA. 2 Può essere indicato con l'acronimo AA. 3 Il professore ha detto di essere appassionato alla storia della medicina e che ci tiene a sentirla all'esame.  VIA DELLA CICLO-OSSIGENASI = COX CICLOSSIGENASI La ciclossigenasi presenta 2 isoforme, COX-1 e COX-2, responsabili della sintesi dei prostanoidi, ovvero prostaglandine e trombossani. COX-1 La COX-1 è espressa in modo costitutivo in molti tipi cellulari, dove stimola la sintesi delle prostaglandine che regolano le normali attività cellulari contribuendo a processi fisiologici come: la citoprotezione gastroenterica mediante la produzione di muco gastrico; il mantenimento del flusso ematico renale, regolando la permeabilità dei capillari glomerulari; l’equilibrio elettrolitico; l’aggregazione piastrinica. Interviene nelle primissime fasi dell’infiammazione. COX-2 La COX-2 è l’isoforma inducibile ed è quasi assente in condizioni fisiologiche. Viene espressa durante i processi infiammatori dalle cellule endoteliali, dai macrofagi e dai fibroblasti sinoviali. Tali cellule sintetizzano COX-2 sotto lo stimolo di citochine infiammatorie, endotossine, fattori mitogeni e promotori tumorali. Per la precisione COX-2 interviene nelle fasi più avanzate dell’infiammazione acuta e rappresenta il maggior isoenzima associato all'infiammazione cronica. VIA La ciclossigenasi porta alla formazione: prima della prostaglandina G2 = PGG2; successivamente della prostaglandina H2 = PGH2. A questo punto, a seconda del tipo cellulare interessato, intervengono enzimi specifici che portano alla sintesi di vari prostanoidi: PGE2, PGD2 PGF2α, della prostaciclina e del trombossano A2 (Il 2 indica i doppi legami). Questi tre prodotti sono i più importanti nell’intervento dell'infiammazione acuta provocando vasodilatazione e aumento della permeabilità vascolare. PGD2 ha anche un effetto chemiotattico sui leucociti. Sempre a seconda del tipo cellulare interessato vengono prodotti mediatori con effetti opposti: Le cellule endoteliali esprimono la prostaciclina-sintasi che porta alla produzione della prostaciclina = PGI2. Questo è un potente vasodilatatore e un antiaggregante piastrinico. Le piastrine esprimono la trombossano-sintasi che porta alla produzione di trombossano A2 = TXA2. Questo è un potente vasocostrittore e promuove l’aggregazione piastrinica. La produzione di questi mediatori è dovuta all’infiammazione associata al danno vascolare: inizialmente viene attivata la prostaciclina sintetasi e si ha una vasodilatazione, fenomeno importantissimo delle prime fasi dell’infiammazione acuta ma che contestualmente inibisce l’aggregazione piastrinica. Mentre nelle fasi più tardive di riparazione del vaso, le piastrine stesse producono la trombossano sintetasi, che porta a vasocostrizione e aggregazione piastrinica. Questo serve come effetto finale di riparazione di un danno vascolare associato all’infiammazione. PROSTAGLANDINE Le prostaglandine sintetizzate de novo da molti tipi cellulari sono tra i più potenti e ubiquitari agonisti/mediatori dell'infiammazione. Le prostaglandine E2, G2 e I2 inducono vasodilatazione, broncodilatazione e inibiscono le funzioni delle cellule infiammatorie. La prostaglandina E2 induce solo vasodilatazione, broncodilatazione, inibisce le funzioni delle cellule infiammatorie. È inoltre:  o un pirogeno endogeno coadiuva l'insorgenza della febbre; o importante per il dolore in quanto è in grado di stimolare i nocicettori primari afferenti. La prostaglandina F2 induce solo vasodilatazione e broncodilatazione. Il trombossano TXA2 induce vasocostrizione, broncocostrizione e potenzia le funzioni delle cellule dell’infiammazione. In generale determinano l'ampiezza e la durata della risposta infiammatoria mediante: la regolazione locale dell'irrorazione sanguigna; il controllo della permeabilità vasale, da cui dipende la formazione di essudati; la regolazione della chemiotassi macrofagica e leucocitaria. Sono il bersaglio di molti farmaci antinfiammatori come l'aspirina e il cortisone. Partecipano all’insorgenza dell’iperalgesia., a seguito della sensibilizzazione dei nocicettori primari afferenti. La maggior parte dei FANS (farmaci antinfiammatori non steroidei) come l'acido acetilsalicilico e l'ibuprofene riducono la produzione di prostaglandine bloccando entrambi gli enzimi ciclossigenasi. VIA DELLA 5-LIPOSSIGENASI = 5-LOX La 5-lipossigenasi porta alla formazione di un intermedio, il 5-idroperossieicosatetraenoico = 5-HPETE4. Da questo derivano vari mediatori: LEUCOTRIENI I leucotrieni sono mediatori lipidici. Il 5-HPETE induce la produzione dei LCA4 che possono: stimolare le piastrine a produrre i leucotrieni LTC4, LTD4, e LTE4, hanno effetti pro- infiammatori perché aumentano la permeabilità vascolare e provocano il broncospasmo; stimolare la produzione del leucotriene B4, coinvolto nella chemiotassi insieme al 5- HETE. 5-IDROSSIEICOSATETRAENOICO = 5-HETE Il 5-idrossieicosatetraenoico = 5-HETE è coinvolto nella chemiotassi dei neutrofili. LIPOSSINE Le lipossine sono mediatori lipidici antinfiammatorie che derivano dal 5- HPETE solo se interviene la 12-lipossigenasi. Governano le fasi finali del processo infiammatorio, infatti inibiscono l’adesione e la chemiotassi dei neutrofili. La via della 12-lipossigenasi genera la lipossina A4 (LXA4) e la lipossina B4 (LXB4), con attività antinfiammatoria, inducono l’inibizione del reclutamento leucocitario. La Lipossina A4 ha diversi effetti: Inibisce i fenomeni di attivazione della diapedesi: chemiotassi, adesione e migrazione dei neutrofili Soppressione dell’attivazione dei neutrofili (attivazione di NF-kB, generazione di superossido, secrezione di elastasi) Inibizione della produzione di IL-8 da parte dell’epitelio e dei leucociti Aumento della chemiotassi dei monociti Aumento della fagocitosi di neutrofili apoptotici da parte dei macrofagi 4 NON è necessario ricordarne il nome. ESPERIMENTO È possibile comprendere quale sia la potenza biologica di questi mediatori infiammatori tramite un esperimento fatto con l’epidermide di cavallo. Questo esperimento prevede l’iniezione di una piccola quantità di leucotriene B4, un potente fattore chemiotattico. Nel giro di pochi minuti si formano i cosiddetti nidi di neutrofili (quelli indicati dalle frecce). LEUCOTRIENI I leucotrieni sono prodotti mediante la via della 5-LOX. L’enzima che li produce è la 5-lipossigenasi, l’azione è simile a quella dll’istamina, quindi vasodilatatore e sono fra i più potenti broncocostrittori. Il leucotriene B4 ha: o un effetto chemiotattico per le cellule fagocitarie; o stimola l’aderenza delle cellule fagocitarie; o potenzia la permeabilità del microcircolo. I leucotrieni C4, D4 e E4 sono responsabili dei segni tipici dell'asma: o inducono la contrazione della muscolatura liscia; o costringono le vie aeree polmonari; o aumentano la permeabilità del microcircolo. Nei pazienti atopici5, con asma allergica o ipersensibilità di 1° tipo, sono i bersagli di farmaci che fungono da antagonisti recettoriali. FARMACI INIBITORI DELLA LIPOSSIGENASI Il montelukast e lo zileuton sono i più importanti farmaci utilizzati per inibire la lipossigenasi, soprattutto per gestire i pazienti asmatici. II montelukast ha il compito di bloccare i recettori dei leucotrieni, così da bloccare i fenomeni tipici come la broncocostrizione, l’aumento della permeabilità vascolare con formazione di edema e l’ipersecrezione di muco. DIFFERENTE RISPOSTA La diversa risposta biologica delle cellule infiammatorie ai derivati dell’acido arachidonico dipende dall’alterazione dell’equilibrio tra i nucleotidi ciclici che inducono. Ad esempio, la prostaciclina e il trombossano A2 hanno attività completamente diverse poiché, a livello metabolico, l'impegno di enzimi che devono causare la produzione di secondi messaggeri è diversa: la prostaciclina attiva l’adenilato ciclasi che, tramite ATP, catalizza la formazione dell’AMP ciclico = cAMP che inibisce determinate risposte biologiche; il trombossano A2 attiva la guanilato ciclasi che, tramite GTP, catalizza la formazione del Guanosin Monofosfato ciclico = cGMP che aumenta le risposte biologiche (vasocostrizione, broncocostrizione). 5 In patologia, non classificabile in modo esauriente. PLATELET ACTIVATING FACTOR = PAF II Platelet Activating Factor = PAF deriva dalla metabolizzazione dei fosfolipidi, in particolare dal fosfolipide da cui viene rimosso l'acido arachidonico in posizione 2. Viene prodotto dalle piastrine, dai basofili, dai mastociti, dai neutrofili, dai monociti-macrofagi e dalle cellule endoteliali. È implicati in vari processi: o la vasodilatazione e l’aumento della permeabilità vascolare; o la chemiotassi e l’adesione dei leucociti; o l’aggregazione e l’attivazione piastrinica; o l’attivazione del burst ossidativo, ovvero produzione di ROS; o favorisce la sintesi degli eicosanoidi, ovvero i derivati dell'acido arachidonico. È un importante agonista ed è presente in grandi concentrazioni nei fumatori. MONOSSIDO D'AZOTO = NO Il monossido di azoto, o ossido nitrico, è un mediatore gassoso, quindi agisce in maniera paracrina ed è sintetizzato de novo. Veniva chiamato anche fattore rilassante i vasi. Viene prodotto grazie all'ossido-nitrico sintasi = NOS, una diossigenasi che converte la L-Arginina in L- Citrullina. FUNZIONI In caso di attivazione infiammatoria i macrofagi producono elevate quantità di NO, che ha svariate funzioni: ha una attività soprattutto antibatterica; è un antiaggregante piastrinico; riduce il reclutamento e l’adesione leucocitari; rilassa le fibre muscolari dei vasi e induce vasodilatazione; è importante per la formazione del perossinitrito, un radicale libero dell'azoto che è in grado di: o danneggiare il DNA; o ossidare le LDL; o inibire l'aconitasi e la respirazione mitocondriale. O2- + NO → ONOO-  OSSIDO-NITRICO SINTASI = NOS L’enzima NOS presenta 3 isoforme di cui 1 inducibile e 2 costitutive. FORME COSTITUTIVE Le 2 forme costitutive sono fisiologicamente presenti nelle cellule endoteliali = eNOS = NOS3 e nel sistema nervoso centrale e periferico = nNOS = NOS1). eNOS = NOS3 La NOS endoteliale = eNOS è presente sia a livello della membrana cellulare sia a livello delle membrane dell'apparato del Golgi. ❖ È coinvolta nella regolazione del tono vascolare e alla sintesi basale di NO. ❖ La sua attività è regolata dal calcio che viene liberato dai depositi del sarcolemma in seguito al legame di alcune molecole come l'acetilcolina, la bradichinina, l'istamina, l'insulina e la sostanza P. L’endothelial stimulation fa produrre NO dall’eNOS in maniera continua grazie alle forze di taglio sull’endotelio. nNOS = NOS1 La NOS nervosa = nNOS è presente solo a livello della membrana cellulare. Agisce come neurotrasmettitori Nel caso del SNC è importante per le comunicazioni cellulari e la formazione della memoria. Nel caso del SNP sono presenti alcuni nervi che adottano un meccanismo NOS-dipendente per mediare una vasodilatazione neurogenica a livello respiratorio, gastrointestinale e genitourinario = meccanismo dell'erezione nel maschio. FORMA INDUCIBILE iNOS = NOS2 La forma inducibile = iNOS viene espressa dai macrofagi stimolati da citochine pro-infiammatorie. ❖ NON è calcio-dipendente, bensì la sua espressione è stimolata oltre che dalle citochine, in particolare TNF- α, anche dal LPS. Questo viene ritenuto responsabile dello sviluppo della sindrome di risposta infiammatoria sistemica nel corso di una sepsi da batteri GRAM-. ❖ Viene espressa dopo molte ore ed è responsabile della sintesi, sostenuta nel tempo da parte delle cellule infiammatorie, in particolare macrofagi, di quantità di NO fino a 1000 volte maggiori rispetto a eNOS. PROTEASI PLASMATICHE Molti mediatori plasmatici dell'infiammazione sono proteine normalmente presenti nel plasma in forma inattiva e che, in caso di infiammazione, vengono trasformate in molecole attive. Il fattore XII6 della coagulazione, o fattore di Hageman, è una molecola che, una volta attivata, governa: l'attivazione del sistema della coagulazione agendo sul fattore XI; l'attivazione del sistema fibrinolitico; l'attivazione del sistema delle chinine agendo sulla pre-callicreina7; l'attivazione del sistema del complemento con formazione di anafilotossine. Si tratta di sistemi di proteine che si attivano a cascata. 6 I fattori della coagulazione vengono sempre indicati con i numeri romani, la loro forma attiva è indicata con il numero romano e con il pedice "a" che significa attivato. 7 La callicreina è in grado di trasformare il chininogeno ad alto peso molecolare (HMWK) in bradichinina. La bradichinina fa insorgere dolore, induce l'infiammazione e la vasodilatazione  SISTEMA della COAGULAZIONE La cascata coagulativa è caratterizzata da una serie di proteine plasmatiche che si attivano a cascata tramite taglio proteolitico. All’inizio della cascata della coagulazione, quando c’è danno tissutale, le piastrine formano un primo tappo, chiamato tappo bianco, che è sufficiente per i piccoli capillari. Invece, nei grossi vasi è necessario che il tappo piastrinico venga consolidato a livello strutturale. Questo è il compito della fibrina che imbriglia tutte le cellule del sangue. Questa viene attivata dalla trombina. 1) In caso di danno tissutale, il fattore XII entra in contatto con la membrana basale, carica negativamente, e con il collagene e si trasforma spontaneamente nella forma attiva, il fattore XIIa. 2) Il fattore XIIa agisce in 2 sensi: o attiva la pre-callicreina = PK trasformandola in callicreina = K grazie al co-fattore HMWK. Questa stimola l’attivazione del fattore XII e ne amplifica l’attività. o attiva il fattore XI trasformandolo in fattore XIa sempre grazie al co-fattore HMWK. 3) Il fattore XIa da avvio alla cascata coagulativa: o attiva il fattore IX in IXa; o quest’ultimo attiva il fattore X in Xa; o attiva il fattore II, ovvero la protrombina, in trombina, o fattore IIa. 4) Il fattore Xa: o si lega al recettore-1 della proteasi delle cellule effettrici = EPR-1 agendo come mediatore e aumenta la permeabilità vascolare e l’essudazione leucocitaria. Infatti, anche in caso di piccole lesioni, quando nei primi giorni si forma il prima tappo, la ferita è sensibile e dolente; 5) La versione attiva del fattore II prende il nome di trombina ed è una idrolasi che ha il compito di trasformare il fibrinogeno in fibrina. o Il fibrinogeno è una proteina solubile del plasma inattiva. o La fibrina è un la versione attiva del fibrinogeno e polimerizza per solidificare il coagulo di sangue. Questa attivazione è coadiuvata anche dall’azione della plasmina, la forma attiva del plasminogeno, molecole che derivano dalla cascata delle chinine. Il co-fattore HMWK è un chininogeno ad alto peso molecolare e presenta sulla membrana basale carica negativamente. Il fattore XIIa nel plasma attiva anche il sistema del complemento, si associa alla pre-callicreina attivandola in callicreina che agisce sul cofattore HMWK scindendo un peptide, la bradichinina, l’effettore finale infiammatorio. La callicreina ha un ulteriore effetto, ha un’azione sul Sistema Fibrinolitico, è un altro attivatore del Plasminogeno in Plasmina. Quest’ultima agisce sul Sistema del Complemento, staccando il frammento C3a, un’anafilotossina, un frammento del complemento pro-infiammatorio, importante fattore chemiotattico insieme a C5a. È evidente come tutti i fenomeni pre-infiammatori siano legati alla Cascata della Coagulazione con la formazione del fattore X, della trombina, dei fibrinopeptidi, con la scissione della fibrina, il sistema delle chinine con la bradichinina, il sistema della fibrinolisi con la plasmina, a sua volta con il sistema del complemento con il frammento C3a. TROMBINA La Trombina è un fattore pro- infiammatorio. Si lega ai Recettori Attivati dalle Proteasi = PAR, dei recettori a 7 domini transmembrana, effettua un taglio nella porzione extracellulare del recettore stesso. Questo porta al distacco e quindi all’attivazione della proteina G che scatena dei 2° messaggeri8. Questi inducono: l’attivazione del fibrinogeno in fibrina. la mobilizzazione della selectina P, infatti i processi di coagulazione e infiammazione vanno di pari passo; la produzione di chemochine; l’espressione di ICAM-1 e VCAM-1; la COX-2; la produzione di PAF e di NO. La trombina si trova alla fine sia della via intrinseca ma anche della via estrinseca della coagulazione. FIBRINOPEPTIDI Durante la reazione che porta alla formazione della fibrina vengono prodotti anche i fibrinopeptidi, dei potenti agonisti infiammatori. Infatti: hanno attività chemiotattica per i leucociti; aumentano la permeabilità vascolare; sono implicati nella nocicezione. SISTEMA FIBRINOLITICO PLASMINA Il sistema fibrinolitico ha il compito di dissolvere il coagulo. Trasforma il Plasminogeno in Plasmina che degrada la fibrina. È la conformazione stessa della fibrina che permette la trasformazione dell'enzima. Una componente importante del sistema fibrinolitico è la plasmina, una proteasi. È la forma attiva del plasminogeno. Produce i frammenti C3 del complemento.che viene trasformato in 2 subunità: C3a che è chemiotattico e C3b che è un’opsonina (ripresi nel sistema del complemento) Produce i Prodotti di Scissione della Fibrina = FDP responsabili dell’aumento della permeabilità vascolare. Sono quindi degli agonisti infiammatori. Attiva il fattore di Hageman per amplificare il tutto. SISTEMA delle CHININE Il sistema delle chinine genera, per azione di proteasi chiamate callicreine, dei peptidi vasoattivi a partire da altre proteine plasmatiche chiamate chininogeni. Le callicreine vengono attivate dal fattore di Hageman che effettua un taglio proteolitico sulla pre- callicreina. A loro volta le callicreine possono attivare altri fattori XII così da amplificare lo stimolo iniziale. BRADICHININA Queste, ad esempio, staccando un peptide da un chininogeno, in questo caso la callicreina, portano alla formazione della bradichinina, un nonapeptide che aumenta la permeabilità vascolare. Ha una bassa emivita, quindi, viene rapidamente inattivata dalla chininasi e dall'Enzima Convertitore dell'Angiotensina = ACE, o angiotensina convertasi, che si trova a livello polmonare. È un sistema che serve 8 Come il di-acil-glicerolo e il fosfatidil-inositolo difosfato.  a ridurre anche i livelli di bradichinina circolanti, si toglie quindi un vasodilatatore e viene innescata la produzione di un vasocostrittore. È presente in alte concentrazioni nel pungiglione dei calabroni che iniettano, oltre alla bradichinina, istamina e serotonina, e rappresenta la causa del dolore. È responsabile dei tipici sintomi dell'infiammazione, quali gonfiore, arrossamento, calore e dolore. Attiva il fattore Hageman e ciò consente l’amplificazione iniziale dello stimolo iniziale. SISTEMA PLASMATICO DI ATTIVAZIONE DA CONTATTO (SPAC) La Via Intrinseca è così chiamata perché i fattori che vi partecipano circolano nel sangue (fattori intrinseci). Un ruolo fondamentale nell’avviare il processo coagulativo attraverso questa via è svolto dal fattore di Hageman o XII che è legato alla superficie carica negativamente: 1. Reazione: attivazione del XII a XIIa grazie a stimoli come detriti necrotici, piastrine, il collagene o le micotossine; 2. Reazione: c’è una modificazione dell’attivazione, le tracce di attivazione del XII legano e attivano la precallicreina (PK) in callicreina (K) rimuovendolo dal HMWK; 3. Reazione: la Callicreina K torna con feedback positivo sul fattore XII, amplificando l’attivazione di quest’ultimo; 4. Reazione: ci si interessa all’attivazione della coagulazione con il fatto che l’XI è legato anch’esso all’HMWK, il XIIa permette la sua attivazione a XIa da cui parte, infine, la Via Intrinseca della Coagulazione. (riporto commento di Conese →) La Via Intrinseca non sembra essere importante per la coagulazione, gli studi hanno portato a trovare che la Via Estrinseca della Coagulazione è molto più importante, fisiologicamente parlando. Quest’ultima via sembra più importante per innescare alcune vie dell’infiammazione, più che la coagulazione di per sé. SISTEMA DEL COMPLEMENTO Il sistema del complemento è composto da più di 30 proteine plasmatiche normalmente inattive e presenti in concentrazioni molto alte. Questo sistema fu studiato per la prima volta da Bordet, il premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1919. Bordet ha dato il proprio nome alla Bordetella pertussis, l’agente eziologico della pertosse, o tosse asinina. Scoprì che il siero di un soggetto infettato aveva un effetto di killing, al di fuori del soggetto, quando messo a contatto col batterio. Il siero conteneva un elemento termostabile e uno termolabile, rispettivamente gli anticorpi e i fattori del complemento. Scoprì che trattando il siero a 56°C per 30’ la componente termolabile scompare e lo chiamò complemento, appunto perché completava l’azione degli anticorpi. Il sistema del complemento è concentrato, in ordine di concentrazione, nel siero, nei fluidi interstiziali e nelle mucose. È coinvolto nella difesa contro i microrganismi perché, quando viene attivato, porta alla produzione di frammenti con un’attività biologica pro-infiammatoria: causano l’aumento della permeabilità vascolare e sono coinvolti nella chemiotassi e nella opsonizzazione. Per la precisione sono mediatori umorali dell'immunità innata. Ci sono 3 vie di attivazione: classica, lectina e alternativa (da non dimenticare che anche la plasmina può attivare il sistema del complemento). VIA CLASSICA Fu quella scoperta da Bordet ed è quella che interviene per ultima, rispetto alle altre vie, perché ci vogliono 7- 10 giorni per formare anticorpi. Mentre l’immunità innata fa uso del complemento e agisce molto prima perché può essere attivata dalla via alternativa o dalla via lectinica.verrà tutto approfondito nel corso di immunologia La via classica inizia quando il fattore C1, che ha la forma di un mazzo di tulipani, si lega al frammento cristallizzabile dell’immunocomplesso antigene-anticorpo. C1 viene scisso in C1a e C1b. Il frammento C1b porta alla scissione e quindi attivazione dei fattori C4 e C2; anche in questo caso si ottengono frammenti a e frammenti b: o i frammenti a sono solubili e si allontanano; o i frammenti b rimangono legati tra loro a costituire la cosiddetta C3 convertasi = C4b2b. La C3 convertasi taglia e quindi attiva il fattore C3 in C3a e C3b. C3a è una delle principali molecole effettrici dell’infiammazione che si occupa del reclutamento e dell’attivazione dei leucociti. C3b e C3bi agiscono da opsonine per i neutrofili che posseggono il recettore per C3b: facilitano la fagocitosi. VIA LECTINICA La via lectinica prevede l’intervento della MBL = Mannose-Binding Lectin che ha una struttura simile a C1. Quando la MBL si lega a un antigene taglia e quindi attiva C1 per poi arrivare alla C3 convertasi. VIA ALTERNATIVA La via alternativa, o via properdinica, prevede l’auto-attivazione del fattore C3 nel momento in cui questo si lega alla superficie di microrganismi. Anche in questo si formano un frammento C3b e un frammento C3a. Il frammento C3b si combina con il fattore B grazie all’intervento della proteasi chiamata fattore D. Si forma così la C3 convertasi della via alternativa = C3bBb. C3 CONVERTASI Tutte e 3 le vie hanno come risultato la formazione della C3 convertasi. Il frammento C3b, che deriva dall’azione della C3 convertasi sul fattore C3, ha 2 modi di agire: si comporta da opsonina e legandosi ai batteri mette in atto la cosiddetta opsonizzazione; si lega alla C3 convertasi formando la C5 convertasi. C5 CONVERTASI La C5 convertasi trasforma C5 in C5a e C5b. C5a, insieme a C3a, è un’anafilotossina, ovvero un potente agonista infiammatorio. C5b attiva a catena i fattori C6, C7, C8 e C9. Questi si legano fra loro per formare il cosiddetto complesso di attacco alla membrana = MAC, ovvero una struttura tubolare multiproteica che è in grado di perforare il microrganismo formando un poro fino a farlo scoppiare. ANAFILOTOSSINE Il sistema del complemento attiva a livello vascolare: C5a e C3a inducono i mastociti a rilasciare istamina. C5a: o attiva la via 5-lipossigenasica nei neutrofili e nei monociti; o è un potente agente chemiotattico per neutrofili, monociti, eosinofili e basofili; o aumenta l’adesione leucocitaria all’endotelio; o aumenta l’avidità di legame delle integrine. In generale portano alla formazione di grandi quantità di leucotrieni e prostaglandine; In questa immagine: o a sinistra c’è un virus “sano”; o al centro c’è un virus esploso in seguito all’azione del MAC; o a sinistra viene mostrato il modo in cui C1 si attiva durante la via classica. SISTEMI DI REGOLAZIONE Il sistema del complemento presenta dei sistemi di inibizione. FATTORI DAF e I EMOGLOBINURIA PAROSSISTICA NOTTURNA Ci sono fattori che aumentano la dissociazione della convertasi. Ad esempio: il fattore DAF ne accelera il decadimento; il fattore I induce il taglio proteolitico di C3b Un cattivo funzionamento del DAF porta alla cosiddetta emoglobinuria parossistica notturna. Le persone affette presentano emoglobine nelle urine di notte. Per la precisione: globuli rossi, piastrine, monociti e granulociti non esprimono il glicosil-fosfatidil-inositolo, una molecola deputata ad ancorare numerose glicoproteine al foglietto esterno della membrana plasmatica: si verifica emolisi intravascolare e anemia emolitica cronica. LEGAMI CON PROTEINE PLASMATICHE EDEMA ANGIONEUROTICO EREDITARIO Ci sono proteine plasmatiche che legandosi ai componenti attivi del complemento sono in grado di regolarne l’attività. Ad esempio, l’inibitore C1INH impedisce a C1 di legare gli immunocomplessi. C1INH è un inibitore pleiotropico, oltre a essere un inibitore di C1, è anche inibitore della callicreina. Normalmente i soggetti privi di questo inibitore non presentano manifestazioni cliniche, a meno che non avvengano traumi, anche chirurgici, stress emotivi e in alcuni casi operazioni odontoiatriche. Poiché questi sistemi attivano il complementano che non vengono più controllati dal C1INH. La mancanza dell'inibitore C1INH porta al cosiddetto edema angioneurotico ereditario. Questa patologia porta a un’attivazione impropria del complemento. Per la precisione vengono prodotte tante anafilotossine che, essendo agonisti dell’infiammazione, conducono a edemi, ovvero l’accumulo di liquidi nella cute, nella mucosa laringea e in quella intestinale. Le persone affette presentano labbra edematose. FINE LEZIONE 16/04/24 NEUROPEPTIDI Tra i neuropeptidi più importanti ci sono la sostanza P e la neurochinina A. La sostanza P è presente a livello delle fibre nervose e a livello delle mucose dei polmoni e del tratto gastrointestinale. È coinvolta nella trasmissione dei segnali dolorifici: ha la capacità di abbassare la soglia del dolore. Interagendo con il recettore NK-1R è in grado di mediare l'aumento della permeabilità vascolare. RIASSUNTO RUOLO MEDIATORI NELLE REAZIONI INFIAMMATORIE  NEUROPEPTIDI I neuropeptidi sono piccoli peptidi legati ai nervi sensoriali che possono regolare e amplificare l’insorgenza dell’infiammazione. Tra i neuropeptidi più importanti ci sono la sostanza P e la neurochinina A. La sostanza P è presente a livello delle fibre nervose e a livello delle mucose dei polmoni e del tratto gastrointestinale. È coinvolta nella trasmissione dei segnali dolorifici: ha la capacità di abbassare la soglia del dolore. Interagendo con il recettore NK-1R è in grado di mediare l'aumento della permeabilità vascolare. RIASSUNTO RUOLO MEDIATORI NELLE REAZIONI INFIAMMATORIE La vasodilatazione è causata dall’istamina e dalle prostaglandine. L’aumento della permeabilità vascolare è causato: dall’istamina; dalla serotonina; dalle anafilotossine C3a e C5a perché queste inducono i mastociti e altre cellule al rilascio delle ammine vasoattive; dai leucotrieni C4, D4 e E4. I leucotrieni sono anche importanti nell’indurre il broncospasmo. La chemiotassi, il reclutamento e l’attivazione leucocitaria sono causati: dalle interleuchine primarie IL-1 dal TNF-alfa; dalle chemochine; dalle anafilotossine C3a e C5a; dal leucotriene B4. La febbre è causata dalle interleuchine primarie e dalle prostaglandine. Il dolore è causato dalle prostaglandine e dalla bradichinina. Il danno tissutale è causato dagli enzimi lisosomiali dei leucociti e dai ROS. RISOLUZIONE PROCESSO INFIAMMATORIO Nella risoluzione del processo infiammatorio bisogna: 1) ripristinare la normale permeabilità vascolare; 2) drenare i fluidi e le proteine dell’edema attraverso i vasi linfatici o attraverso la pinocitosi dei macrofagi; 3) deve avvenire l’efferocitosi, ovvero la fagocitosi dei corpi apoptotici da parte dei neutrofili e questo processo è associato alla liberazione di citochine antinfiammatorie: TGF-β e l’IL-10; 4) deve avvenire la fagocitosi dei residui necrotici; 5) infine, deve avvenire lo smaltimento dei macrofagi, i quali producono i fattori di crescita necessari per riparare il danno creato durante la risposta infiammatoria. Tempo fa la terminazione del processo infiammatorio era considerata un processo statico e coincidente con il momento in cui veniva eliminata la noxa e in cui si verificavano processi di riassorbimento dei liquidi, di allontanamento dei neutrofili apoptotici. In realtà la risoluzione del processo infiammatorio: è un processo biochimicamente attivo che richiede l'impegno di molecole pro-risolutori che, nel sito di infiammazione, favoriscano il ritorno del tessuto alle condizioni di pre-infiammazione; NON coincide esclusivamente con l'eliminazione della noxa ma, nella zona interessata, le stesse cellule dell'infiammazione modificano il proprio chinismo e passano dalla produzione di mediatori pro-infiammatori alla produzione di mediatori pro-risolutori. La risoluzione dell’infiammazione è un processo attivo dovuto a fenomeni legati alla produzione di lipidi bioattivi derivati o dall’acido arachidonico o dall’acido eicosapenteanoico o dall’acido docosaesaenoico. EPA e DHA sono omega 3 che vengono metabolizzati come resolvine, protectine e maresine. L’acido arachidonico è una molecola importante perché può dar luogo a mediatori proinfiammatori come prostaglandine, leucotrieni, prostacicline e trombossani, ma anche a fenomeni antinfiammatori perché l’acido arachidonico produce lipossine (risolutori pro-risolutori e non solo antinfiammatori). L’aspirina può determinare la formazione di altri mediatori “aspirin-triggered resolvins”. I biochimici, studiando gli essudati grazie alla lipidomica, hanno notato che si verifica un graduale switch biochimico1: si passa da mediatori pro-infiammatori che derivano dagli acidi omega-6; a mediatori pro-risolutori che derivano dagli acidi omega-3. I mediatori pro-risolutori vengono definiti Specialized Pro-resolving Mediators = SPM2. Oltre agli SPM è fondamentale l’intervento del TGF-β, dell'IL-10, del PTX3, di un'area di riflesso colinergico e dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene per la produzione di glucocorticoidi. Dopo il triggering in cui è coinvolto l’acido arachidonico con la formazione di prostaglandine e leucotrieni, vengono prodotte lipossine mediante biosintesi trans cellulare tra neutrofili che esprimono la 5-lipoossigenasi e piastrine che esprimono la 12-lipossigenasi che produce lipossine. Quindi ci vuole contatto tra neutrofili e piastrine per produrre lipossine. Gli omega 3 producono resolvine della serie E, D. Solo DHA producono protectine tra cui neuroprotectine. 1 In altre parole: nelle fasi iniziali dell'infiammazione gli essudati sono particolarmente ricchi di mediatori lipidici pro-infiammatori; nelle fasi terminali, invece, aumenta la quantità di mediatori chimici che favoriscono la risoluzione. 2 nds. Il professore dice Soluble Pro-resolving Mediators ma su internet non ho trovato nessun sito che Ii definisce in questo modo, penso si sia confuso  METABOLITI dell’ACIDO ARACHIDONICO LIPOSSINE I primi mediatori lipidici antinfiammatori a essere scoperti sono state le lipossine. Queste sono metaboliti dell’acido arachidonico. Per la precisione derivano dal leucotriene A che può: 4 coadiuvare la formazione del leucotriene B all’interno di un 4 neutrofilo; passare alle piastrine quando queste si avvicinano al neutrofilo e in questi casi si parla di sintesi transcellulare. Una volta nelle piastrine: se interviene la LTC -sintetasi, viene sintetizzato il leucotriene 4 C; 4 se interviene la 12-lipossigenasi, vengono sintetizzate le lipossine A e B. 4 4 LIPOSSINA A = LXA 4 4 La lipossina A permette: 4 l’inibizione della chemiotassi, dell’adesione e della migrazione dei neutrofili; la soppressione dell'attivazione dei neutrofili, e quindi sopprime l'attivazione dell’NF-kB; la generazione di superossido; la secrezione di elastasi l’inibizione della produzione dell’IL-8 da parte dell'epitelio e dei leucociti; l’aumento della chemiotassi dei monociti che, una volta arrivati nella sede dell'infiammazione, diventano monociti pro-risolutori, ovvero macrofagi. Come conseguenza si verifica l’aumento della fagocitosi di neutrofili apoptotici. ASPIRINA L’aspirina sfrutta meccanismi di biosintesi trans cellulare in quanto l’acido acetilsalicilico, cioè l'aspirina è in grado di acetilare la ciclossigenasi 2 = COX-2 favorendone la trasformazione in un enzima in grado di produrre i cosiddetti mediatori ATLs = Aspirin Triggered Lipoxins con attività antinfiammatoria. Dunque, l’aspirina inibisce la sintesi di prostaglandine, e dall’acido arachidonico viene a formarsi 15R-HETE che trasferito nel neutrofilo determina produzione di lipossine 15-epi-LXA e 15-epi-LXB in presenza di 5-lipossigenasi. Il neutrofilo in questo contesto non produce più leucotrieni. In pratica l’aspirina accelera la sintesi di mediatori antinfiammatori. MALATTIE Esistono alcune malattie, tra cui la fibrosi cistica, in cui c'è un deficit nel processo di risoluzione dell'infiammazione: si verifica un processo di infiammazione vistoso, soprattutto a livello polmonare, che si risolve difficilmente e che quindi tende a trasformarsi in un severo quadro infiammatorio cronico.  SPECIALIZED PRO-RESOLVING MEDIATORS = SPM I precursori metabolici degli Specialized Pro-resolving Mediators = SPM sono l’acido eicosapentaenoico = EPA e l’acido docosaesaenoico = DHA. Questi si introducono tramite la dieta e sono acidi grassi polinsaturi omega-3. Esempi sono le resolvine, protettine e le maresine. RESOLVINE Le resolvine sono mediatori della risoluzione infiammatoria perché sono ripetono la produzione di lipossine mediante interazioni cellulari soprattutto tra neutrofili e piastrine o cellule endoteliali, bloccano l’ingresso dei neutrofili nei siti di infiammazione e riducono gli essudati. La prima ad essere stata descritta è la resolvina E1= RvE1 è prodotta dalla biosintesi transcellulare: nelle cellule endoteliali, la COX2 converte EPA in HEPE (acido 18R-idro(perossido)-eicosapentaenoico) -> acquisito dai leucociti (neutrofili) e metabolizzato in RvE1. La RvE1 è in grado di: - inibire l’attivazione di NF-kB mediata dal TNF-alpha - aumentare il potenziale fagocitario dei M0 (-> efferocitosi) - ridurre il reclutamento neutrofilico - ridurre l’espressione di geni pro-infiammatori (chemochine) Esplica la sua funzione legandosi al recettore ChemR23 dei neutrofili: inibisce l’attivazione della via di NF-kB; aumenta l'efferocitosi. In presenza di aspirina, attraverso la COX-2 acetilata vengono prodotte grandi quantità di resolvine E1. Infatti, più del 90% dei pazienti arruolati in uno studio del GISSI presentava livelli plasmatici elevati di RvE1 assumendo contemporaneamente aspirina e omega-3. Lo scopo dello studio era osservare la sopravvivenza dei pazienti in seguito a infarto miocardico e valutare eventuali recidive. PROTECTINA La protectina D1 viene prodotta dagli eosinofili a partire dal DHA. Inibisce il traffico leucocitario e aumenta l’efferocitosi. MARESINA La Maresina 1 è un mediatore macrofagico nella risoluzione dell’infiammazione, un lipide derivato dai macrofagi, la cui attività è simile a quella della RvD1 e RvE1. TRANSIZIONE Gli SPM sono coinvolti nella transizione da risposta infiammatoria a risposta immunitaria adattativa. Nel grafico a destra: sull'asse delle ascisse è posto il tempo; sull’asse delle ordinate è posta l'intensità della risposta locale infiammatoria. 1) Inizialmente si verifica una fase di ascesa caratterizzata dall'insorgenza del processo infiammatorio. È previsto l'impegno di citochine e cellule in grado di eliminare il patogeno. 2) Successivamente subentra una fase attiva di discesa in cui intervengono prodotti biochimici con il ruolo di risolvere il processo infiammatorio. 3) Si ha poi una 2° fase di ascesa dove le molecole prodotte durante la risoluzione dell'infiammazione (le SPM) informano il sistema immunitario adattativo. Queste sono in gradi di: o aumentare l'influsso dei linfociti a livello linfonodale; o attivare e preparare all'incontro con l'antigene le cellule dendritiche e i macrofagi; o garantire un perfezionamento della risposta immunitaria specifica.  PENTRASSINA 3 = PTX3 La pentrassina 3 = PTX3 è una proteina multifunzionale: opera l'opsonizzazione; attiva il complemento; blocca l'adesione del neutrofilo all'endotelio. Altre pentrassine, come la proteina C reattiva e la proteina sierica dell'amiloide, sono mediatori pro-infiammatori. DEPLEZIONE DELLE CHEMOCHINE Nel processo di risoluzione dell'infiammazione è fondamentale smorzare l'effetto delle chemochine. A questo scopo ci sono proteasi in grado di alterare la struttura molecolare delle chemochine, le quali, non potendo più interagire con i propri recettori, non possono più esplicare il proprio compito. Altri metodi prevedono l’utilizzo: di recettori decoy strutturali che possono intrappolare le chemochine e impedirne l'attività biologica; di recettori decoy funzionali che, in seguito all'interazione con la chemochina, evitano che si sviluppi un determinato tipo di risposta pro-infiammatoria e favoriscono invece risposte antinfiammatorie. RIFLESSO ANTINFIAMMATORIO COLINERGICO Negli ultimi anni si è scoperto che esiste un riflesso antinfiammatorio colinergico. I segnali di danno, come i PAMPs, o segnali di danno endogeni, come l'HMGBl, possono essere percepiti dalle afferenze del nervo vago. Successivamente le efferenze del nervo vago che raggiungono l'intestino e la milza rilasciano acetilcolina = ACh che viene percepita dai recettori colinergici dei macrofagi splenici e di quelli presenti negli spazi extravascolari del connettivo. Questi ultimi, in seguito a tale legame, assumono un comportamento anti infiammatorio.  I GLUCOCORTICOIDI E LA RISOLUZIONE DELL’INFIAMMAZIONE Nelle risposte infiammatorie più intense si produce la risposta di fase acuta di cui fa parte un arco riflesso, a funzione anti-infiammatoria, rappresentato dall’asse ipotalamo-ipofisi-surrene -> produzione di glucocorticoidi. L’annessina 1 (Anx1) viene prodotta dai neutrofili e monociti dopo l'attivazione ed è regolata trascrizionalmente dai glucocorticoidi. Agisce legando il recettore FPR2 (FPRL1) e contribuisce alla risoluzione della risposta infiammatoria: - riducendo la produzione di citochine infiammatorie - inducendo l’apoptosi dei neutrofili e l’efferocitosi da parte dei macrofagi - riprogrammando i macrofagi in senso pro-risoluzione ORMONI GLUCOCORTICOIDI Gli ormoni glucocorticoidi sono in grado di interagire a livello dei GRE3 del genoma. Vengono prodotti tramite l’intervento dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene: il rilascio di ACTH agisce sul surrene e induce la produzione del cortisolo, un glucocorticoide. Essi possono hanno sia un’attività pro-infiammatoria sia antinfiammatoria. Quest’ultima viene espletata tramite 2 meccanismi: la trans-espressione genica, dove viene alterata l’espressione di geni pro-infiammatori come la via NF-kB; la trans-attivazione genica, dove vengono coinvolti i fattori di trascrizione che agiscono sui cosiddetti GRE così da favorire la sintesi di sostanze utili alla risoluzione dell’infiammazione. L'annessina 1 è anche il target dei glucocorticoidi che entrano in gioco quando viene attivato l’asse ipotalamo ipofisi surrene che è un evento che avviene soprattutto quando vi è un’infiammazione più sistemica, cioè quando le citochine, chemochine vengono riversate in maggior quantità in circolo. L’asse ipotalamo ipofisi surrene produce glucocorticoidi a livello della corticale del surrene che hanno un effetto antinfiammatorio. I glucocorticoidi sono steroidi, molecole lipofiliche che passano facilmente attraverso le membrane delle cellule target, si legano al loro recettore citosolico che in presenza di heat shock protein può essere attivato e migrare nel nucleo dove legandosi a specifici elementi modulano l’infiammazione a livello sistemico. L'annessina 1 è una proteina antinfiammatoria che agisce legandosi al recettore FPR2 a bassa affinità per i peptidi formilati, coinvolto anche nel fenomeno di danno. 3 GRE: elemento di risposta ai glucocorticoidi Esempio di patologia della risoluzione è la fibrosi cistica, malattia polmonare cronica con arrivo di neutrofili ponderoso nelle vie respiratorie. Una serie di mediatori chemiotattici liberati da macrofagi e altre cellule nei polmoni determinano infiammazione acuta che, se non risolta, determina danno tissutale e infezione. E’ un infiammazione cronica atipica caratterizzata da cellule neutrofiliche, dovute al fatto che non avviene la risoluzione dell’infiammazione oppure è una forma classica di infiammazione cronica. CITOCHINE ANTINFIAMMATORIE INTERLEUCHINA 10 L'interleuchina 10 = IL-10 è la più importante citochina antinfiammatoria pro-risolutoria. Quando interagisce con il suo recettore, attraverso l'intervento della proteina Stat3: viene prodotta la SOX-3 che è una proteina con il compito di bloccare l'IL-6; vengono attivati i geni che codificano per mRNA che bloccano l'espressione delle molecole pro-infiammatorie; a livello intestinale blocca costantemente l’infiammazione attivata dalla flora intestinale. ❖ Solitamente viene prodotta tardivamente dalle stesse cellule che producono le citochine infiammatorie primarie. ❖ IL-4, IL-3 e gli ormoni glucocorticoidi aumentano la sua sintesi. ❖ Esistono dei difetti genici a carico dei geni che codificano per l’IL-10 o per il suo recettore che portano a una risposta infiammatoria eccessiva. EFFERROCITOSI - RUOLO NEUTROFILI APOPTOTICI L’efferocitosi viene svolta da macrofagi e neutrofili ed è un processo che favorisce la risoluzione dell’infiammazione. I macrofagi hanno modi di interagire differenti a seconda che si trovino davanti una cellula necrotica o dei corpi apoptotici. La capacità del macrofago di riconoscere una cellula necrotica o apoptotica si basa su dei segnali che si dividono 2 categorie: find me e eat me. I segnali find me derivano dalle cellule necrotiche e sono segnali di attivazione per i macrofagi scavenger. o Esempi sono l’ATP, la sfingosina-1-fosfato = S1P, la fractalchina. o Inducono il macrofago a produrre più citochine pro-infiammatorie. I segnali eat me derivano dalle cellule apoptotiche. o Esempi sono la fosfatidilserina e l’annessina-1 = AnX1 che vengono esposte sulla membrana dei corpi apoptotici. o Inducono il macrofago ad aumentare la secrezione di citochine antinfiammatorie e a fagocitare il corpo apoptotico.  RUOLO DEI MACROFAGI La notevole plasticità funzionale/comportamentale posseduta dai macrofagi fa sì che essi siano fondamentali sia durante l’infiammazione sia durante il processo di risoluzione dell’infiammazione. Infatti, è acclarata l’esistenza dei cosiddetti Macrofagi in Fase di Risoluzione = Resolution-Phase Macrophage. Sono molto coinvolti nelle fasi finali dell’infiammazione acuta. Questi in generale sono coinvolti: nel reclutamento delle popolazioni linfocitarie con significato protettivo post-risoluzione come i linfociti T-regolatori, soprattutto in caso di fenomeni necrotici che istigano dei “find me signals” che richiamano gli scavengers (recettori per i lipidi fondamentali per il riconoscimento di cellule necrotiche). Esistono anche chemochine e segnali tipici di DAMP, come ATP. Dunque i macrofagi, con i loro recettori scavenger, vengono attratti dalle cellule necrotiche rispondendo in maniera pro-infiammatoria; nell’espressione dei recettori per la fagocitosi dei polimorfonucleati (PMN) apoptotici; nell’espressione di una bassa quantità di catena CD11b, ovvero quella proteina indispensabile per formare le integrine; nella riduzione della sensibilità del TLR4, un potente recettore per i glucopolisaccaridi batterici; nella downregolazione di mediatori antinfiammatori quali IL-10, TGF-β. Il TGF-β prodotto dai macrofagi contribuisce alla rigenerazione tissutale; nella upregolazione di molecole pro infiammatorie, come TNF-alfa, interleuchina 1beta e 8 nella secrezione di fattori di crescita come il VEGF. I macrofagi in presenza di cellule apoptotiche, come i neutrofili, vengono attivati da segnali “EAT ME”, come la fosfatidil serina o l'annessina 1, che determinando la fagocitosi dei corpi apoptotici portano ad un aumento di segnali antinfiammatori e una diminuzione dei segnali pro infiammatori. I macrofagi risolutori associati ai tumori perdono la capacità di combattere le cellule tumorali e prendono il nome di macrofagi meno immunitari.