Patologia Generale - Signorini - PDF

Patologia generale Signorini Cinzia Lezione 1 1/10/2020 Sbobinatrice: Volpe Giulia...

Patologia generale Signorini Cinzia Lezione 1 1/10/2020 Sbobinatrice: Volpe Giulia Revisionatori: Vozza Alessandra e Vitiello Martin La f fa a e de c di a gia ge e a e 3 , che i cc e i ci a e e di fi i a gia. S d e, e c a gia 3 di Sig i i Ci ia, c i programma, i contenuti, gli obiettivi, quindi tutte le informazioni che servono a prepa a e e a e. I e c i a e a : Anemie Policitemie (il contrario delle anemie) Cenni alla fisiopatologia delle alterazioni dei globuli bianchi, quindi leucopenie e leucocitosi Fisiopatologia di fegato, rene e polmoni e il disequilibrio acido base (ovvero acidosi e alcalosi) quindi i meccanismi di regolazione acido-base Febbre Proteine di fase acuta I libri di testo consigliati sono: Pontieri (a due volumi), il Robbins, la fisiopatologia Edra. È vivamente consigliato il libro, perché quanto detto in aula non è sufficiente alla preparazione della materia. La fisiopatologia è, fra tutti i corsi e gli insegnamenti fatti fino ad ora, la disciplina che apre la strada alla clinica. Non si parlerà di nuove molecole, nuovi meccanismi o catene specifiche di segnalazione molecolare, ma di segnalazioni, risposte e ada a e de ga. La fisiopatologia tratta di come i processi fisiologici si modifichino quando sono fa d e f a e da a a a a. Ne a risposta del processo fisiologico alla malattia, ovvero alla condizione che lo sta perturbando e che gli impedisce di svolgersi in quelle modalità ed entità che gli sono fisiologiche, c a ricerca di un nuovo equilibrio omeostatico (concetto che verrà approfondito nella parte di patologia generale) ma, soprattutto, di un adattamento, altra risposta f g ca che fa a e de a a g a ge e a e. L ada a e ecca che riguarda: Cellule: una cellula adatta il suo metabolismo alla disponibilità di ossigeno e alle sostanze nutritive. Intero organismo: come si modificano, ad esempio, il controllo e la funzionalità de a e a a e ae a d c ca e a d ossigeno o alterazione nella d e d ac d d e ab c. U e e d ada a e a e della velocità di respirazione per c e a e acc d CO2. 1 Verranno trattati argomenti interpretabili sulla base dei processi patologici come l e a i, l ada a e o, i meccanismi di compenso, inquadrati nella funzionalità e fisiologia di fegato, rene e polmone; con la professoressa Maellaro verrà trattata la fisiopatologia del circolo. Importante distinguere tra meccanismo di compenso e correzione: Meccanismo di compenso: e che fa e d e ga , c modificare la velocità di certi processi per adattarsi, sopravvivere e trovare un nuovo equilibrio omeostatico con quella particolare condizione. Correzione: e a che fa ed c e e a e e c a de fa ac , a e de e ab ae c da e e. omeostasi -> adattamento -> compenso -> correzione In fisiopatologia bisogna abituarsi a fare dei percorsi, dei collegamenti, ad individuare la causa che determina un evento, delle condizioni, delle variazioni di un livello di molecole, conseguentemente ai quali il rene, il fegato, il polmone non lavorano come dovrebbero e devono modificare il loro funzionamento. Quando si studia la fisiopatologia spesso ci si trova a dover creare delle reti di questo tipo: una serie di conseguenze concatenate fra di loro. Ad es.: un paziente arriva in pronto soccorso/in corsia con una particolare patologia che e e de f ca a c e e e a d e ac d e a g ca. I a ca e a e a e e d ag ca a ff c e a e a e; il paziente ha però proteine plasmatiche diminuite, uno scompenso e una variazione del rapporto tra le albumine e le altre proteine plasmatiche, un edema, una condizione di acidosi di tipo metabolico, un pH ematico basso etc. Questi sono tutti segni e sintomi che de e e e e a e d a e e a g ca, g ustificata a partire da una ca a a a, c , ad e e ,a a e da ff c e a e a e c ca. Questo è il percorso che si deve intraprendere, che fa parte del lavoro del medico per arrivare ad inquadrare il caso clinico e a fare una diagnosi. Quando si parla di quadro fisiopatologico, ci si riferisce a de f ca e de e e a , come, e e e ecede e e e a , ff c e a e a e ac a c ca: questo caso si nota riduzione nella produzione de a, e ch c a d e de livelli di creatinina, associata ad una serie di altri segni e sintomi che, conoscendo i ecca f a gc e e f e d ada a e e d c e de ga , faranno convergere sulla sintomatologia primaria, sulla causa primaria. 2 Bisognerà abituarsi a costruire reti di segni e sintomi, anche perché a volte essi sono condivisi da situazioni cliniche diverse. In una condizione, ad esempio, ci sono quattro eg , a a, ece, e eg o uguali alla prima condizione analizzata, ma un quarto è diverso. N.B.: anche a a de a e c i e e a e ic d e a a ife a i e, segno o un sintomo ad un evento e sapere che cosa, insieme a quello, può concorrere alla malattia. Analizzare nella totalità i parametri che caratterizzano le funzioni dei principali apparati è un mezzo che permette di fare una diagnosi differenziale. Quando si parla di segno, ci si riferisce a qualcosa che è misurabile, che è quantificabile, mentre il sintomo è qualcosa che può essere non misurabile né quantificabile. Ad esempio, quando il paziente dice di sentirsi poco bene , di avere mal di testa, oppure di avere il fiatone dopo aver fatto le scale, sta riportando un sintomo: per misurare il sintomo della fatica dopo aver fatto uno sforzo, come salire le scale di casa, e riportarlo alla funzionalità respiratoria o cardiaca, si richiede una spirometria, e ga a a. I e d si arriva al segno, cioè al parametro, al numero che riporti in modo obiettivo e misurabile ció che è stato riportato dal paziente. Quindi bisogna riunire, collegare, fare una mappa: una diagnosi è come un puzzle, mettere insieme tante informazioni che vengono riportate o che vengono richieste dal medico, per dar loro una logica e ricostruire una catena che abbia il suo significato, che permetta di fare una diagnosi, spesso anche una diagnosi differenziale. Ad esempio, si parlerà di anemie, quindi, di come distinguere una condizione anemica da a a: c e d g e e a e a c ha d e de a d b d fe e a e de Hb, da ac d e c e e ea e a e de e ab de fe d e de e da a d fe a e. 3 Se ad e. e e ch e e a c e un paziente e si trovano parametri che si discostano dal range fisiologico, bisogna vedere quanti e quali parametri sono e, su di e , ab e a g a d a e a e ca e a ag e che ha a e d d ad avere quel quadro anemico. Se si a a e a e de e e e a a che, si va a valutare la funzionalità del fegato, del rene e quindi si vede se quelle proteine e a e, e d e, e c bilanciamento dei rapporti tra le diverse categorie di proteine plasmatiche: questo significa fare fisiopatologia e inquadrare la situazione clinica attraverso la mappa fisiopatologica. Ne i agi e i ae e fa i di differenziazione delle cellule del midollo, a partire dalla cellula staminale pluripotente. Verranno trattate le anemie attraverso la f a g a de e e : e e ce e del sangue derivano da una cellula staminale multipotente del midollo, la quale si differenzia nel precursore che darà origine alla linea linfoide, quindi ai linfociti, e nel precursore che darà origine invece alle cellule della linea rossa, quindi agli eritrociti, insieme ai precursori che daranno luogo a piastrine, granulociti, e ai monociti. Quindi, gli eritrociti che troviamo in circolo derivano da un processo di maturazione che avviene a livello del midollo attraverso stadi di differenziazione successivi. CENNI SULL EMOPOIESI 1°-5° settimana -> ga de a i acc ie i 5°settimana- 6° mese -> ga de a i fega (da 2 a 7 e e anche la milza) A partire dal 4° mese inizia a formarsi il midollo osseo, che dal 6° mese in poi diverrà i i ci a e ga de a a e ie i. Essenziali per tale processo sono le HSC (Hemopoietic Stem Cells), cellule staminali multipotenti in grado di dare origine sia a cellule ematiche mature, sia ad altre cellule staminali, mantenendone invariato il pool. Alla base di questa capacità di a a e i e i a di i i e de aa i e ica. U a HSC da origine a: - altre HSC -progenitori comuni emopoietici: essi vanno incontro a numerosi cicli di crescita e di replicazione espandendo la popolazione cellulare in maniera esponenziale; ciò permette di evitare la replicazione delle HSC ogni volta che si devono produrre delle cellule ematiche. 4 Ri d a e e ige e de ga i da d i a a ce e ecifiche g a ie a deg i i i ife a i i ecifici c e, ad e e i , SCF (S e Ce Fac ). A livello del midollo si ha una distinzione delle cellule staminali tra quelle che hanno un lento o un veloce ciclo cellulare: quelle a lungo termine rimangono a livello del midollo, quelle a breve termine vengono immesse in circolo. Si differenziano le tipologie di cellule staminali in base alla localizzazione a livello del midollo: - Le cellule più vicine alla zona di confine con la struttura ossea, quindi agli osteoblasti ed agli osteoclasti sono generalmente le cellule staminali a lento turnover, quindi a velocità di replicazione limitata, che servono per mantenere una riserva di cellule staminali; - Le cellule che si avvicinano alle pareti dei sinusoidi, per immettersi in circolo, sono le cellule staminali a ciclo cellulare breve. Le cellule staminali a livello del midollo possono sia essere mobilizzate, per mantenere costante il livello degli eritrociti in circolo sia subire un processo che le indirizza ad arricchire e a mantenere il gruppo delle cellule staminali presenti nel midollo. Quando è necessario il monitoraggio di tipologia, numerosità, fisiopatologia e attività di divisione delle cellule staminali? Ad esempio, in condizioni in cui si fanno terapie con farmaci chemioterapici/ chemiostatici, che inducono notoriamente la riduzione delle cellule del sangue, o quando ci sono condizioni di emorragia (perdita di sangue), ma anche quando si effettuano trapianti di midollo. Il ciclo di mantenimento tra chi viene mobilizzato e chi invece viene immagazzinato nel midollo ad arricchire la riserva delle cellule staminali, è un processo importante da valutare in varie condizioni cliniche: da quelle condizioni in cui si ha perdita o danneggiamento di sangue, a quelle in cui si ha interesse a far sì che il midollo venga ripopolato (questo, ad esempio, è lo scopo del trapianto del midollo). 5 RUOLO DELL EPO NELLA FISIOPATOLOGIA Per quanto riguarda le cellule della serie rossa, i processi di differenziazione e di mobilizzazione sono in parte regolate da eritropoietina (EPO), che interviene in una fase abbastanza precoce, non iniziale, perché i precursori iniziali della serie non ha ece e e e a. Questo recettore si trova su quelle cellule deputate alla formazione delle colonne degli eritrociti, quindi è solo in questa fase di differenziamento che ha f e a de EPO, che diminuirà. Nella fase finale della formazione degli eritrociti invece saranno necessari amminoacidi, ferro, e tutto ciò che serve per e a e Hb. Il processo di maturazione dei precursori degli e c a e e e c a a e eliminazione del RE e degli organuli cellulari. Ai vari stadi di maturazione corrispondono variazioni di colorazione: basofilo, policromatico o ortocromatico sono termini che si riferiscono alla ricchezza di organuli e del reticolo nei vari precursori eritrocitari. La normale produzione degli eritrociti da parte del midollo e la loro immissione in circolo è detta eritropoiesi: avviene nei processi fisiologici, in relazione alla normale e c d e e d e de e c a e d d , e e e , e e e , e e e. Nel e c e d e d e c a a d eritrocitosi. Si parla di eritrocitosi primaria a d e d e da a da d b de e HSC; invece si parla di eritrocitosi secondaria a d e d e da a da una stimolazione non fisiologica alla produzione di EPO, come le condizioni di ipossia (es. anemia) ma anche tutte quelle condizioni di insufficienza respiratoria (es. patologia ostruttiva cronica polmonare). 6 Le patologie polmonari ostruttive, prevalentemente, ma anche quelle restrittive, sono in gran parte determinanti di ipossia. Me e ece ipercapnia ipocapnia, cioè la variazione dei livelli fisiologici della CO2, d e d da a ga de ff c e a e a a. Indipendentemente dal fatto che gli eritrociti stiano bene, siano funzionanti o il livello de Hb a a e, e c a d ff c ca d e a a, e a e a a condizione di ipossia tissutale che si ripercuote sulla stimolazione del midollo. Quindi tutte quelle condizioni, dalle anemie alle patologie cardiocircolatorie e cardiorespiratorie, in cui diminuisce la pO2 (la pressione parziale di ossigeno nelle arterie o negli alveoli, a seconda che il difetto sia circolatorio o respiratorio), rappresentano uno stimolo ipossico, ovvero uno stimolo per il midollo per sintetizzare o accelerare la sintesi dei globuli rossi. Q e a d c fa a e eritropoietina è una segnalazione prevalentemente, ma non esclusivamente, stimolata dalla disponibilità di ossigeno. Si parlerà di EPO come parametro differenziale e d g e e a e a da a c d e d e c (un aumento del numero dei globuli rossi in circolo), che può essere dovuta ad un aumento della stimolazione di eritropoietina oppure indipendente dal livello e dalla disponibilità della stessa. La prof cita a ic de 2017 che a a de a fi i a gia de e i ie i: e caratteristiche, gli elementi che entrano a far parte di questi processi di eritropoiesi ed eritrocitosi, le condizioni che la stimolano o la inibiscono, sono rilevanti anche per il trattamento, per la gestione di condizioni cliniche. Come si può trattare un paziente che ha una condizione di displasia di cellule ematopoietiche? Ha b g de EPO, e g ce e a e moltiplicano di per sé? Come si può supportare il quadro anemico di una persona che ha già insufficienza renale? La conoscenza dei meccanismi di compenso, di adattamento, di concatenazione della f a g a de d e a a a , e a g a da e c e a eg a a e da a e de EPO, sono importanti nella trattazione delle diverse condizioni cliniche (nella scelta del medico di supportare, fare somministrazioni di sostanze o di EPO ricombinante che , ad e e , e e ). Il processo di maturazione degli eritrociti è mediato da una serie di molecole, come le citochine, che lavorano come segnali di trasduzione. L EPO fa a e d ecca d eg a a e che ba a a f f a e delle chinasi; in esso sono coinvolti, tra gli altri, i geni che regolano le divisioni cellulari (ad esempio i geni JAK e STAT). L EPO a e e e e fa ce a de ce d d ffe e a e, in gran parte le cellule pronte a formare le colonne di eritrociti, che hanno alti livelli di recettori per eritropoietina. Dopo il ega e de EPO a a ece , essi vengono 7 internalizzati e si attivano percorsi di segnalazione molecolare, come cascate di fosforilazioni, che inducono e promuovono processi di differenziazione e divisione cellulare, regolazione del proteasoma, regolazione delle attività ossidanti e antiossidanti. A e e , eg a e da da EPO d ce e e a e la percentuale di autofagia e inibisce a , aumentando i livelli di molecole antiapoptotiche, come le Bcl. Quindi fa in modo che la velocità di proliferazione e differenziazione dei precursori eritrocitari siano le più efficaci possibili. Questo facilita e circolo degli eritrociti; a questo punto le cellule mature risentono della disponibilità di ferro e degli aa, e quindi sono de ece e e e a. La eg a a e de EPO, coinvolge anche le proteine da stress (shock proteins) o chaperonine. Q e e eg a eg e la conformazione delle proteine c a a che de e c a, d ce d e a a d a che a de proteasoma, deputato al c de e a de e proteine. A che a de e fo me adicali dell o igeno, e di tutto ciò che ruota intorno alla regolazione degli stadi del processo ossidativo, fa parte del meccanismo di controllo dell EPO; d fa d che ecca eg a da e e a siano i più efficaci possibili per far sì che il numero di eritrociti rilasciati sia il più corretto possibile. I c a e ce ae d e e a e de d che a a b fine e viene definita eritropoiesi inefficace, e ch , c e ce , c a percentuale (1%) di precursori eritroidi che non arrivano ad una differenziazione efficace. Ac e c d d a e a ed c e e de e e eff cace, a tutte: questo va considerato in diagnosi differenziale. I miRNA si trovano sempre più facilmente nel plasma per cui si prestano alla definizione di marcatore. I miRNA sono studiati non solo come marcatori nelle 8 condizioni di neoplasia, ma sono coinvolti anche nei meccanismi di eritropoiesi. Sono state individuate tipologie di miRNA che intervengono nelle fasi iniziali e altre che intervengono in quelle intermedie (che si distinguono per la necessità dei substrati), altre ancora che intervengono in entrambe e quindi modulano, lungo tutto il percorso de e e : Proliferazione e differenziamento Disponibilità e accessibilità al ferro nella costituzione del gruppo eme D b de e c e e che e a f a e de Hb e de a membrana La sintesi proteica, nella parte terminale de ce de e e , è importante non solo per la e de Hb ma anche per la costituzione di proteine e recettori caratteristici della membrana eritrocitaria, che è una delle uniche 3 costituenti eritrocitarie insieme a citosol ed emoglobina, la quale è importante per il a fe e de ge. La membrana eritrocitaria f da e a e a g b e eg a e g e e c a d Na , Ca , K , ma anche per regolare la deformabilità e il mantenimento + 2+ + della particolare forma biconcava. Alcune tipologie di anemia insorgono da difetti di componenti della membrana eritrocitaria. Per proteine della membrana eritrocitaria intendiamo sia quelle proteine integrali o prevalentemente coinvolte sul versante citoplasmatico, sia gli antigeni di superficie, come A, B, antigene del gruppo R, a a che antigene Kel, antigene D, c e a d ffe e a ee e af a de e c a. ERITROPOIESI E DISPONIBILITA` DI OSSIGENO U deg a e e a d b di ossigeno e ogni qualvolta vi siano condizioni cliniche come insufficienze respiratorie o cardiache, che modificano i livelli d ge , a a e a a a che e e. In condizioni di normossia (normale quantità di ossigeno e pressioni arteriose), la disponibilità di ossigeno a livello ematico viene monitorata dal rene dove la riduzione de aff d a g e a e e a ca a e da a e e a condizione di ipossia: le cellule renali interstiziali peritubulari sono le principali produttrici di EPO (prodotta in parte anche dal fegato e dalla milza, come residuo dello sviluppo fetale), e quindi sono sensibili ai livelli di ossigeno; in base a questi regolano anche la vasocostrizione e la vasodilatazione delle arteriole che afferiscono al rene, di conseguenza anche la filtrazione e la funzionalità del rene. Ne e e f e a de a d b d ge e a e de e e a passa attraverso la segnalazione del fa o e ind cibile dell ipo ia (HIF), esso agisce come regolatore di trascrizione: si lega al DNA e regola la trascrizione dei ge che c d f ca e EPO. E a ec a e b e a a a e e ch 9 suo grado di idrossilazione (ovvero di d f ca a a e agg a d g OH da parte della prolilidrossilasi), varia dipendentemente dalla concentrazione di O2. L idrossilazione de fa e d c b e de a e de e a emivita, per cui: In condizioni fisiologiche, con normale disponibilità di ossigeno, si ha un ce g ad d d a e de HIF, a c a e e a a f a HIF-2. Q d, a f g ca e a de HIF d a f g ca d e d eritropoietina perché comporta una fisiologica trascrizione dei geni importanti e EPO. L HIF idrossilato viene poi eliminato dal proteasoma e dalle proteine da stress. In condizioni di ipossia, il grado d d a e de HIF d ce e questo rallenta la velocità della sua degradazione e ne a ga e a. Di conseguenza aumenta la a c e de ge che c d f ca e e e a, quindi si produce una maggiore quantità di EPO. Gli epatociti che possono in minima parte co b ea a d e de EPO. Riassumendo: In normali condizioni di disponibilità di ossigeno -> normale attività della prolilidrossilasi -> normale idrossilazione -> emivita regolare e fisiologica di HIF che si ada a a a e d d ( ea e a e , e , e , f a e a cardiocircolatoria) -> determinato livello di EPO. Distinzione tra le condizioni ipossia acuta e quella cronica Esiste una forma di adattamento de a a e de HIF a d d ( e ,e , peso etc), ma anche alle eventuali condizioni di ipossia che si possono verificare e d d. Se a ad d d che ha ff c e a e a ac ca e insufficienza renale cronica instauratasi da tempo, non si vede una crescita e e a e de EPO, a c e e d e a e e fa ac e d a fe a e d ridotta disponibilità di ossigeno, poi si mantiene costante. Ne ca c ece e a a c da a, c e e ff c e a e a a cronica (è il caso della COPD, Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva), non si continua a ede e c e e d EPO, e ch c ada a e , af ad tino di un nuovo equilibrio. Si hanno dei livelli che si sono ristabiliti e riadattati a quella condizione di ipossia, fino ad un nuovo eventuale peggioramento. Perciò in un quadro f a gc a da e de a a e a e e de e e e e rato costantemente. [sono state riportate le parole dette dalla prof ma il concetto risulta poco chiaro] Condizioni che possono stimolare HIF e quindi far aumentare la produzione dell EPO da pa e del ene: Anemia 10  Ipossiemia, cioè la riduzione della disponibilità di ossigeno nel sangue, a causa di difficoltà respiratoria ma anche di ca a ali dell a ia, quindi tutto ciò che ruota a a g a e d ge d ca b d ga e a a livello della membrana alveolo-polmonare. La carenza di ossigeno viene percepita dai centri di controllo del respiro e viene spontaneo ventilare più velocemente. Cause di ipossiemie possono essere anche lesioni del SNC, tumori, patologie o trattamenti farmacologici che vadano ad inibire i centri del respiro (ad esempio i barbiturici): se essi non si adeguano e non adeguano la ventilazione in base alla presenza della pO2 si rischia di andare in ipossiemia perché si ha b e de a e a e. A men a a affini dell Hb pe l O2 (ipossia tissutale): e ca c Hb a ae e c a d fe , e c d che fa a a e aff d e a e ge , a a e e a variazione del pH. Tutte le condizioni di alcalosi metaboliche, a a d aff de Hb e ge c a e del pH, inducono cambiamenti nel metabolismo del globulo rosso e riducono la e c d ce e de ge a e , portando a ipossia; rappresentano quindi e a e de e e a. Ridotto apporto ematico al rene (stenosi arteria renale): il rene percepisce la quantità di sangue che arriva a perfonderlo e in base a quello regola il calibro delle arteriole per vasodilatazione e vasocostrizione e conseguentemente la velocità di filtrazione glomerulare. Oltre a questi parametri riferibili alla funzionalità del rene, eg a a e a e b de e cellule interstiziali peritubulari, che a d a a e a e EPO. Pe c ce ca d c c a e infiammatori che danno condizioni di shock, stasi circolatoria e rallentamento del circolo, oltre a problemi specifici delle arteriole e delle arterie renali, possono determinare una percezione di ipossia da parte delle cellule renali e indurre la e de EPO. Produzione ectopica di EPO: patologie neoplastiche del rene o del fegato, che i d c a fe a ed e e ce e de aea a e de EPO a che e c e a e de a d e d e a. V e e def a ectopica perché è una produzione non fisiologica, dal momento che non è stimolata dalla percezione della disponibilità di ossigeno, ma è dovuta ad una produzione extratissutale della massa che sta proliferando. Ci sono delle condizioni cliniche in cui si valuta se sia necessario, importante o ininfluente la somministrazione di trattamenti farmacologici, che vadano a stimolare e e. Nel caso di una patologia renale cronica, dove la perdita dei nefroni c a a che a d e de a d e de EPO, il paziente può presentare anche un quadro anemico, giustificabile, che può essere controllato. Se a ff c e a e a e a one a che ff c e a da ge a e, quindi di altri distretti, il quadro medico può essere controllato attraverso la somministrazione di altri agenti che vadano a a e e e. 11 La a e d ec e che ada a a e a de EPO, a ab e (se sì o no, o in che misura) nelle mielodisplasie. Quando si parla di displasia in generale si intende una condizione di disorganizzazione, può essa essere a livello cellulare o tissutale: la displasia tessutale, caratteristica prevalente dei tessuti tumorali, si riferisce ad una perdita della conformazione, della distribuzione e de ga a e de e ce e d e ; la displasia cellulare a e a e de a f a, de e d e , de ga a e (es. rapporto del volume tra nucleo e citoplasma). Le mielodisplasie rappresentano un gruppo di patologie che interessano la linea mieloide del sangue. Ne ca c c a a e de ec e de a ea de granulociti a discapito della linea eritroide, può essere importante la somministrazione d age che e e e fa che e e e ca a a e il midollo. Alcune eritrocitosi, come la policitemia vera, rientrano nelle forme di mielodisplasia, quindi sono dovute a trasformazioni tumorali dei precursori midollari. C a e c d c che c e e e e e d a a da e e med a e a a e d age che a a de EPO: dipende dalla tipologia di cloni cellulari che si sta moltiplicando e che sta avendo la prevalenza in quella specifica fase della malattia displastica. Nel caso in cui la stimolazione de e e a eccessiva, ha iperplasia midollare, cioè l c e e della dimensione della popolazione delle cellule del midollo, e si può avere anche una variazione del rapporto mieloide eritroide; Alle volte una iperplasia midollare si può verificare per compensazione di una condizione anemica o come conseguenza di mielodisplasie. In alcune condizioni anemiche si può avere un tale grado di iperplasia midollare, da indurre la deformazione ossea. Per cui caratteristica tipica di un soggetto con una - talassemia major, quindi sintomatica, è la deformazione scheletrica (ossa piatte del cranio che, insieme ad altri distretti ossei, sono ricche di midollo osseo e contribuiscono alla produzione dello stesso). Q d iperplasia midollare è intesa come forma di accrescimento cellulare che non è necessariamente tumorale e spesso è compensatoria, cioè risponde ad uno stimolo e tenta di compensare. Le masse muscolari, ad esempio, vanno in contro ad iperplasia e ipertrofia; quando a e a a c a e e ecca c c : e de aumentando il numero delle cellule e le dimensioni molecolari. La stessa cosa può avvenire con il cuore, in questo caso ff c e a ca d aca porta al cosiddetto c e g a , una forma di adattamento dal punto di vista della patologia: un cuore che è stato affaticato, stimolato a lavorare maggiormente, e c e a e ff c e a c c a a, va incontro ad una iperplasia compensatoria (incremento delle dimensioni della popolazione cellulare). Infine, un ruolo nella maturazione degli eritrociti è assegnato ai macrofagi che, e e a e de a b e e d a e, cc a d e ec e c a 12 (Nursing). Quindi, la nicchia midollare si mantiene ed è importante anche nella a e de e e g a ea c a c ac fag. Come nella migrazione delle cellule infiammatorie attraverso la parete vascolare per a cch e g e da fa a , a che e e e , a d ffe e a e e a g a e deg e c , e de a e de e a e d molecole di adesione, come le ICAM e le integrine. Queste regolano i contatti di parti delle cellule de a b e e d a e, effettuando un controllo della velocità e della tipologia de e e. Q e è un ulteriore elemento che si aggiunge al segnale delle creatinchinasi, alla regolazione dei livelli di ossidanti e antiossidanti, a a degli chaperons e delle proteine da stress e a eg a e de a de ea a ed a a eg a e de a fag a. Riassunto dei vari processi che egolano i meccani mi dell a i i dell e i opoie ina: - Processi di regolazione del ciclo cellulare - Creatinchinasi - Stress ossidativo - Regolazione dei livelli di radicali liberi e antiossidanti - Attività di heat shock proteins e degli chaperons - Molecole di adesione come ICAM e integrine 13  Patologia generale Signorini Cinzia Lezione 2 - 13/10/2020 Sbobinatrici: Canaletti Silvia e Capelli Giorgia Revisionatrice: Canale Margherita ERITROPOIETINA: RUOLO ED EFFETTI Nella scorsa lezione è stato affrontato il tema dell eritropoiesi. In particolare, è stato affrontato il ruolo dell e i ie ina nell eritropoiesi che agisce a partire da determinati stadi differenziativi della linea eritroide e che ha la funzione di indurre la produzione dei globuli rossi, aumentando la sopravvivenza di queste cellule che si differenziano e controllandone anche il grado di apoptosi. Figura 1 L eritropoietina, legandosi al suo recettore, stimola delle chinasi: il suo signaling si svolge, quindi, attraverso chinasi che vanno a trasdurre il segnale di legame al recettore (ad esempio MAPK, PI3K, STAT5), regolando così la divisione, la proliferazione e la maturazione cellulare e anche l tili o del ferro. Il signaling dell EPO è un processo complesso che prevede l inter ento su diversi geni target. L atti a ione del processo di eritropoiesi, a partire dall eritropoietina, prevede un meccanismo a feedback negativo e la sua regolazione viene fatta a partire dalla disponibilità di ossigeno che permette l idrossila ione del fattore inducibile all ipossia (HIF): se aumenta l ossigeno, la sintesi di EPO diminuisce; viceversa, se diminuisce la disponibilità di ossigeno, la sintesi di EPO aumenta. In questo caso, il significato del controllo a feedback, in relazione alla disponibilità di ossigeno, è teso ad evitare un rischio di policitemia. Il processo avviene sempre con l obietti o ultimo di omeostasi e, quindi, di equilibrio. L eritropoietina è fondamentale se risulta necessario aumentare la sintesi dei globuli rossi o la disponibilità di ossigeno alle periferie però, anche in questo caso, ci deve essere equilibrio. Non è funzionale né un numero ridotto di globuli rossi né tanto meno un quantitativo eccessivo perché questo potrebbe portare ad incorrere in un rischio di policitemia, cioè di aumento eccessivo del numero di globuli rossi. La conseguenza sarebbe un aumento di densità del sangue, che non scorrerebbe adeguatamente, con eventuale rischio di trombosi e processi di stasi circolatoria. Ecco perché la regolazione 1 dell e i ie ina, in base alle esigenze di ossigeno, permette di mantenere n adeg a a densità del sangue e un corretto numero di globuli rossi, comportando una giusta distribuzione di ossigeno ai tessuti. MODULATORI DELL EPO L eritropoietina in prima battuta è regolata dalla disponibilità di ossigeno ma, anche da diversi fattori che, direttamente o indirettamente, sono correlati con i processi cellulari anabolici. Si tratta di: o L aumento di calcio intracellulare che agisce da messaggero. Il suo metabolismo viene ad esser modificato in seguito al legame di fattori di crescita ai recettori di membrana che poi trasducono il messaggio attraverso proteine G accoppiate a questi ultimi; o Condizione di iperglicemia che comporti il rilascio di insulina, ormone anabolizzante che permette di utilizzare glucosio e accelerare il metabolismo della cellula; o Rilascio di androgeni ed estrogeni, comportando un effetto analogo a quello dato dall ipossia. Quindi, conoscendo i prodotti fisiologici del metabolismo che influenzano l eritropoietina, sappiamo anche quali categorie di farmaci possono andare a interferire con i processi dell eritropoiesi: - Corticosteroidi sono prodotti anabolizzanti (motivo per cui sono considerati sostanze dopanti nello sport) i quali modificano o stimolano l eritropoiesi, agendo ad esempio su alcune chinasi o su p53 (regolatore delle divisioni cellulari e del livello di apoptosi). Vengono utilizzati anche come antinfiammatori, in particolare vengono utilizzati nel trattamento dell emolisi, soprattutto extravascolare (negli organi del sistema reticolo-endoteliale). Una condizione di emolisi dei globuli rossi instaura dei processi infiammatori, come nel caso di alcune neoplasie del sangue. L emolisi innesca processi infiammatori che devono essere trattati tempestivamente. -Agonisti dei recettori -adrenergici hanno degli effetti s ll ematopoiesi perché si legano a sostanze con effetto anabolizzante; - Allo stesso modo anche gli ormoni tiroidei. Infatti, in una condizione di ipertiroidismo, si ha uno stimolo anabolizzante all eritropoiesi, alla sintesi e all atti a ione di EPO; in caso di ipotiroidismo avviene invece il contrario. Uno dei principali regolatori dell atti it e della sintesi dell eritropoietina è quindi la disponibilità d ossigeno, ma non è il solo, come visto poc an i. La sintesi dell EPO dipende dall atti it del fattore inducibile all i ia (HIF) che, in presenza di ossigeno, viene idrossilato dalla prolin-idrossilasi (PHD); q est ltima ne riduce l emi ita e lo indirizza verso la degradazione proteolitica. Così facendo, ne diminuisce la stimolazione sui geni che sono coinvolti nella sintesi dell eritropoietina. 2  Figura 2 Conoscendo il processo, è possibile evidenziare un altro eventuale target terapeutico. Alcune condizioni in cui è necessario regolare l eritropoiesi possono essere trattate mediante l tili o di inibitori della prolin-idrossilasi, rallentando l idrossila ione del HIF e bloccandone la velocità di degradazione proteolitica: in questo modo, si aumenta il periodo in cui può rimanere attivo l en ima nello stabilizzare i geni che codificano per l eritropoietina Inoltre, l eritropoietina, in base ai geni target su cui va ad agire, regola anche processi che gravitano intorno ad una buona efficacia dell eritropoiesi stessa come: o l assorbimento del ferro, che a sua volta regola anche la disponibilità dello stesso nella sintesi dell eme; o l angiogenesi, ovvero la sintesi di nuovi vasi sanguigni; o le attività di tipo antiossidante; o le attività che gravitano sulla regolazione, il mantenimento e il controllo dello stato dello stress ossidativo. La sua attività può quindi ripercuotersi: o sull attività e la sintesi della ferroportina (proteina che fa da canale per far fuoriuscire il ferro dalle cellule che lo hanno precedentemente accumulato) o della transferrina; o sul fattore di crescita per le cellule endoteliali vascolari; o sul fattore di crescita delle piastrine; o e su tutti gli enzimi e geni che gravitano intorno all atti it enzimatica regolatrice dello stress ossidativo. Ciò fa sì che l eritropoietina abbia ripercussioni su effetti diversi dall eritropoiesi ma che comunque ne influenzano l efficacia, tra cui il metabolismo del ferro, in particolar modo ciò che gravita intorno al ferro per quanto riguarda l efficacia della sintesi dell eme e dell emoglobina e la stabilità dei globuli rossi. 3 ERITROPOIETINA E METABOLISMO DEL FERRO I livelli di EPO, influenzando la disponibilità del ferro e incrementando il suo assorbimento, facilitano l eritropoiesi non solo stimolando le divisioni cellulari dei precursori eritroidi ma anche perché in questo modo è regolata la sintesi del gruppo eme. Tanto che in una condizione di carenza di ferro, si ha una riduzione dei recettori esposti dell EPO e una riduzione del suo signaling: l eritropoietina e il ferro si autoregolano e comunicano tra di loro. Figura 3 L EPO facilita l assorbimento del ferro perché è coinvolta nel riciclaggio del suo recettore. Per cui, in una condizione di scarsa eritropoiesi, se si decide di somministrare EPO o una molecola che ne stimoli la sintesi o l attività, spesso non è sufficiente: è utile valutare anche la sideremia, perché se c carenza di ferro, molto probabilmente la somministrazione di sola EPO non sarà sufficiente ad ottenere il risultato auspicato. Questi aspetti dei processi fisiopatologici hanno poi dei risvolti sulle decisioni prese in corsia. Talvolta si può avere una resistenza all eritropoietina o una non risposta fisiopatologica alla sua somministrazione, ad esempio quando si ha una concomitante carenza di ferro che non viene trattata o corretta. Questo di verifica proprio per questa relazione che intercorre tra disponibilità di ferro e disponibilità, espressione e attività del recettore per l eritropoietina, che in assenza di ferro non viene adeguatamente ri-esposto e reso disponibile sulla superficie di quelle cellule che sono deputate a riceverne il segnale. In caso di carenza di ferro, si ha una riduzione dell atti it e della stabilità del segnale dato dal fattore inducibile all ipossia (HIF) e un aumento dell idrossila ione da parte della prolin-idrossilasi. Quindi si ha difficoltà a rilasciare e rendere disponibili i recettori dell eritropoietina. Aumenta anche la disponibilità dell HIF che una volta idrossilato riduce la possibilità di andare a stimolare i geni che codificano per l EPO e quindi la sua sintesi. ERITROPOIETINA E ANEMIA Ci stiamo addentrando in un gruppo di condizioni cliniche che gravitano intorno all eritropoietina, al ferro, alla malattia renale cronica - visto che il rene mediante le cellule interstiziali peritubulari sintetizza l eritropoietina - e ad alcuni quadri infiammatori, argomenti che sono una parte delle condizioni anemiche. 4 L anemia comprende una vastità di condizioni, non è come parlare di diabete che è una patologia definita (insensibilità o meno all’insulina, valutazione della glicemia). Le tipologie di anemia sono tante e servono diversi parametri per poterle inquadrare: 1. Il funzionamento dell eritropoietina e qual è la disponibilità di ferro sono alcuni degli elementi che insieme codificano determinate situazioni anemiche; 2. Invece alcune altre sono su base genetica, come ad esempio la -talassemia. Essa è n anemia di tipo mediterraneo in cui si verifica una situazione di ersa di quadro anemico perché i livelli dell eritropoietina sono elevati rispetto a quello che ci si aspetterebbe in un quadro anemico standard. La condizione di anemia, e quindi di carenza di emoglobina, fa sì che si verifichi uno stimolo di compensazione che è normale ci sia se il rene funziona correttamente. Generalmente, i livelli dell eritropoietina nelle anemie di tipo genetico (come le talassemie) sono ele ati e questo porta a valutare un altro parametro: il ferro. Infatti, spesso il ferro non è carente nel talassemico (che sia omo o eterozigote, quindi una condizione di talassemia minor o major) - quindi non c bisogno di somministrarne - e spesso la talassemia è n anemia che presenta una condizione di policitemia, ovvero tanti globuli rossi (che sembra controintuitivo) ma che quadra con l eritropoietina elevata, la disponibilità di ferro e l a mento dei globuli rossi. Quindi, non è detto che l anemia preveda un ridotto numero di globuli rossi. ERITROPOIESI INEFFICACE Continuando a parlare di eritrocitosi, bisogna valutare quando l e i ie i è inefficace, perché, come tutti gli eventi, ci sono produzioni di globuli rossi nel midollo che non arrivano a buon fine: si ha uno 0.9% della produzione di globuli rossi che non viene finalizzata. Le i oiesi inefficace è ne i ie i che non produce globuli rossi funzionanti: si ha una morte dei precursori eritroidi a livello del midollo. Spesso alcune condizioni anemiche comportano un aumento dell eritropoiesi inefficace con un aumento della percentuale di globuli rossi che non raggiungono la maturazione completa e non vengono immessi in circolo. Questo avviene quando ciò che serve per costituire il globulo rosso non è disponibile in maniera adeguata quantitativamente o qualitativamente. L eritropoiesi inefficace è incrementata in caso di: o Alterazione di acidi nucleici (come nel caso di anemie megaloblastiche); o Difetti della sintesi dell eme o delle catene globiniche (nel caso di talassemia); o Carenza di folati e vitamina B12; o Intossicazione del midollo; o Disordini mielodisplastici. Tutte situazioni in cui manca qualcosa per costituire e ottenere globuli rossi funzionanti. L eritropoiesi inefficace però non è per forza presente in maniera aumentata in tutti i quadri anemici ma dipende dalla causa dell anemia. 5 TARGET DELL ERITROPOIETINA L EPO ha anche altri target al di là del globulo rosso: regola segnalazioni su cellule non eritroidi che possiedono i recettori per l eritropoietina. Ad esempio, una buona percentuale di soggetti -talassemici (anche soggetti cosiddetti asintomatici) manifestano un impoverimento, una diminuzione della densità ossea e quindi un rischio di frattura più elevato, dovuto all anemia: o I livelli di eritropoietina sono elevati e c uno stimolo iperproliferativo del midollo a compensazione. L espansione del midollo comporta un indebolimento della struttura ossea; o Il probabile ulteriore coinvolgimento del fattore di crescita dei fibroblasti, l FGF-23, che regola la disponibilità dei fosfati, e il metabolismo della vitamina D, implicata nei processi di fissazione e regolazione della calcemia, hanno influenza sulla fisiopatologia dell osteoporosi. La diminuzione della densità ossea in un quadro di anemia cronica è rapportabile a vari elementi, dove molti di questi gravitano attorno alla stimolazione da parte dell eritropoietina. 1. Infatti, l eritropoietina presenta recettori anche sulle cellule costituenti il tessuto osseo, regolandone il metabolismo e i processi di rimodellamento, per cui può essere coinvolta nella riduzione della densità del tessuto stesso. Questo aspetto è stato dimostrato nei modelli sperimentali studiati, in cui, indipendentemente dall a mento dell ematocrito, si ha riduzione della massa del tessuto osseo somministrando eritropoietina nei topi: ecco perché il soggetto talassemico è più sensibile alla condizione di osteoporosi. Ma non solo. Figura 4 Oltre alla regolazione della funzionalità del tessuto osseo, l eritropoietina regola la funzionalità e il recupero delle lesioni nel 2. tessuto cerebrale; 3. tessuto cardiaco; 4. tessuto muscolare; 5. e a livello del tessuto adiposo. 6 Per cui, le carenze e le alterazioni dell e i ie ina diventano sistemici, possono avere conseguenze che vanno a interessare tessuti e distretti diversi. In particolar modo, nel tessuto adiposo bianco agisce modificandone il metabolismo, riducendo l incremento e il malassorbimento delle sostanze, svolgendo così un effetto protettivo nei confronti dell obesit legata alla dieta, che ha come agente eziologico l iperalimenta ione. Svolge anche un ruolo importante nell angiogenesi e nella regolazione del calibro dei vasi sanguigni, divenendo rilevante per la trattazione dell infiamma ione: infatti, negli eventi vascolari del processo infiammatorio, specialmente nelle fasi precoci ma anche in quelle acute, si ha inizialmente la formazione dell edema, ossia il gonfiore infiammatorio. La formazione dell edema è regolata dalla vasodilatazione e dalla permeabilità della parete vascolare, la quale viene stimolata da fattori diversi, definiti mediatori infiammatori, tra cui istamina, serotonina, prostacicline ma anche ossido nitrico (NO), prodotto da un enzima di origine endoteliale, l ossido nitrico sintetasi. L ossido nitrico è un vasoattivo, ossia regola la vasodilatazione, quindi il tono del calibro vascolare. L ossido nitrico sintetasi è un enzima regolato dall eritropoietina, in relazione alla disponibilità di ossigeno. Ecco definito un altro punto di regolazione dell EPO al di là della sintesi dei globuli rossi, inquadrandolo in un processo fisiopatologico. ERITROPOIETINA E TENSIONE DI OSSIGENO Quando si parla di fisiopatologia in relazione al quadro anemico, bisogna tenere in considerazione un altro aspetto: la riduzione della disponibilità di ossigeno. Il primo effetto dell anemia è infatti la riduzione della disponibilità di ossigeno. Il quadro anemico ereditario nel corso di vita di un soggetto non si limita alla fatica, al non saper sopportare sforzi, a tachicardia o dispnea ma a lungo andare si ripercuote su diversi tessuti. Un soggetto anemico non solo risulta pallido - poiché si ha vasocostrizione a livello della cute per permettere una maggiore ossigenazione dell apparato digerente, del cervello, del tessuto muscolare etc. - ha unghie e capelli fragili, presenta irrorazione a livello oculare ma presenta anche altri sintomi che permettono di inquadrare la condizione anemica: il sangue che arriva al tessuto osseo non è adeguatamente ossigenato e nutrito, quindi il metabolismo risulta rallentato. Questo è il motivo per cui in un soggetto con un quadro di anemia ereditaria (anche se definito subclinico o asintomatico) si crea e si creerà negli anni una condizione di sofferenza di ossigenazione che risulta non eclatante nei tessuti periferici, come appunto la cute o i capelli, ma che viene avvertita sempre di più dalle cellule nel corso del tempo, causando così, ad esempio, una diminuzione della densità del tessuto osseo. Il soggetto anemico ha ridotta nutrizione e apporto di ossigeno non solo al tessuto osseo ma anche ad altri tessuti. Questo aspetto però può passare in secondo piano perché i tessuti più periferici non danno sintomatologie importanti (ad esempio, capelli, unghie, colorazione della cute), e quindi spesso non sono trattati, ma sono comunque manifestazioni di un ridotto apporto di ossigeno ematico. Per al tare se l eritropoiesi efficace e funziona adeguatamente si valuta: o Livello di EPO; 7  o Conta di reticolociti; o Ferrocinetica (metabolismo del ferro) ferro totale, distribuzione e immagazzinamento, sideremia, livelli di transferrina e di recettori solubili della transferrina, livelli di ferritina ematica. È possibile effettuare anche un controllo del turnover del ferro utilizzando ferro marcato. ANEMIE Un quadro clinico può essere definito anemico se si ha ridotta concentrazione di emoglobina, situazione che si ripercuote sull ossigenazione. L alterata sintesi della emoglobina può dipendere da vari fattori. Dall analisi dell emocromo si ottengono già delle informazioni che permettono al medico di comprendere se si tratta di anemia e di quale tipo. Le linee guida italiane indicano che si parla di anemia quando il contenuto di emoglobina è inferiore ad almeno il 20%. Non si fa riferimento ad un valore preciso poiché si dovrebbe specificare se si tratta di un maschio o di una femmina, di un adulto o di un bambino. Figura 5 A seconda della carenza di emoglobina si parla di: o Anemia lieve/asintomatica; o Anemia moderata; o Anemia severa; o Anemia molto severa. La sintomatologia, dunque le complicanze di un quadro anemico, sono direttamente correlate alla carenza nel contenuto di emoglobina. È importante che il medico presti attenzione ai parametri di un esame emocromocitometrico poiché è possibile che un paziente sia portatore e non ne sia a conoscenza. A tal proposito, nei nuovi protocolli che regolano le analisi di controllo nelle fasi di gravidanza, è stato introdotto da pochi anni anche il controllo in elettroforesi dell emoglobina per poter escludere eventuali anemie lievi o asintomatiche che passano inosservate. Il parametro di riferimento per l emoglobina viene espresso come g/100 ml di sangue. Per poter inquadrare una condizione anemica sono necessari: o Esame emocromocitometrico; 8  o Valutazione dei reticolociti per anali are l efficacia dell eritropoiesi. È importante ricordare però che non tutte le anemie causano reticolocitosi, dipende sempre dal moti o ca sante l anemia; o Striscio di sangue, ossia n analisi al microscopio dei globuli rossi che permette di andare a valutare se questi sono normalmente colorati, ossia se presentano una buona percentuale del gruppo eme, oppure no; o Contenuto reticolocitario di emoglobina; o Valutazione della ferrocinetica: valutazione dei livelli di ferritina ematica (ferritinemia), sideremia, livelli dei recettori solubili della transferrina, saturazione della transferrina. Quest ultimo parametro permette di valutare la quantità di ferro presente in circolo, in quanto ogni molecola di transferrina lega due atomi di ferro. Se la saturazione è ridotta le quantità di ferro in circolo sono ridotte; o Valutazione della proteina C reattiva (PCR). È una proteina di fase acuta, la cui analisi permette di valutare uno stato infiammatorio sistemico o evoluzione di uno stato infiammatorio cronico. Questo esame viene condotto poiché alcune tipologie di anemie sono la conseguenza di stati infiammatori cronici. Una volta che è stato stabilito che si tratta di anemia, è necessario delineare di quale anemia si tratta e quale sia l agente eziologico. Gli esami che vengono condotti sono: o Dosaggio delle vitamine del gruppo B (acido folico e vitamina B12) per valutare un e ent ale anemia da carenza di vitamine; o Conta e formula leucocitaria. Questo esame viene utilizzato per stabilire se una condizione di anemia è una conseguenza dell e ol ione di na mielodisplasia, ossia di una proliferazione di un clone linfocitario o leucocitario che, come tutte le forme neoplastiche, determina n in asione del midollo osseo a discapito delle cellule appartenenti alla linea eritroide. Una delle conseguenze delle mielodisplasie nel corso del tempo può essere un quadro di anemia a causa dello shift nel rapporto tra il precursore della linea eritroide e il precursore della linea mieloide o linfoide. o Test per emolisi per diagnosticare una anemia di tipo emolitico. Si basa s ll analisi di: -Llivelli di aptoglobina: è una proteina plasmatica che lega l emoglobina quando il globulo rosso viene degradato in circolo. Se i livelli di aptoglobina libera diminuiscono significa che la maggior parte è impegnata nel legame dell emoglobina che iene rilasciata in circolo, di conseg en a si p ipoti are n anemia da emolisi. [La necrosi è la morte cellulare non controllata da danneggiamento, da sofferenza improvvisa, da accumulo di danni cellulari che impediscono la riparazione di danni. Quando la cellula va incontro a necrosi rilascia fuori il suo contenuto.] - Livelli di LDH: si tratta di un enzima utilizzato come marcatore per valutare una degradazione dei globuli rossi. Un aumento dei livelli di alcuni isotipi di LDH nel sangue è indicativo di una rottura della membrana degli eritrociti; 9  - Livelli di bilirubina: prodotto del catabolismo del gr ppo eme dell emoglobina. Se si ha un aumento della bilirubinemia, si ha un aumento del turnover del catabolismo del gruppo eme; - Test di Coombs: viene eseguito per evidenziare la presenza di anticorpi sulla superficie dei globuli rossi che portano all atti a ione del complemento e la conseguente lisi da complemento. Questo test indica se la condizione anemica è la conseguenza di n emolisi dell eritrocita in seguito all attivazione del complemento. o Valutazione delle proteine plasmatiche o nelle urine. Se si hanno difetti nelle proteine citosoliche o di membrana del globulo rosso, si possono avere modifiche anche a livello di pattern proteici a livello plasmatico o si può avere emoglobinuria in caso di emolisi importante; o Ricerca di sangue occulto nelle feci; o Ricerca di emoglobine patologiche da elettroforesi o ematografia; o Biopsia midollare. Figura 6 Nell esame emocromocitometrico si valuta: - l emoglobina, espressa in g/100 ml di sangue, con range di riferimento differenti tra maschio e femmina (s lla base dell effetto maggiore che gli androgeni hanno s ll eritropoietina); - l ematocrito, ossia la parte di tutto il prelievo di sangue che viene occupata dalla componente corpuscolata, - il quantitativo di eritrociti, espresso in L. Questi parametri che vengono analizzati sono definiti diretti, cioè misurabili, e si presentano in range differenti nei maschi e nelle femmine. Per inquadrare correttamente una condizione anemica, oltre ai parametri diretti, è necessario analizzare dei parametri indiretti, così chiamati poiché vengono calcolati medianti formule e sono quindi funzioni di altri parametri. Non vi sarà più la distinzione tra sesso. Questi parametri sono: o MCV (volume corpuscolare medio): calcola il volume dei globuli rossi, viene espresso in fL e si calcola come rapporto tra ematocrito e n. di eritrociti; 10  In base al volume possiamo classificarli in: Normociti; Macrociti; Microciti. o MCH (contenuto emoglobinico corpuscolare medio): espresso in pg, si calcola come rapporto tra emoglobina e n. eritrociti; o MCHC (concentrazione emoglobinica corpuscolare media): calcolata come rapporto tra emoglobina ed ematocrito. In base a questo parametro possiamo classificarli in: Normocromici; Ipercromici; Ipocromici. o RDW indica la variabilità nella dimensione del globulo rosso, dunque è indice di anisocitosi, qualora il suo valore sia elevato. Un individuo che non presenta nessun problema a livello dell eritrocitosi produce globuli rossi della stessa dimensione; mentre un individuo presentante difetti - come mancanza di emoglobina o mancanza di ferro, intossicazione di qualche tipo, difficoltà nel midollo probabilmente nel compensare la carenza di ossigenazione - immette in circolo globuli rossi di forma variabile. Alcune forme di anemia sono dovute a difetti nella sintesi delle proteine di membrana. Quindi talvolta per stabilire se la popolazione eritrocitaria presenta delle forme omogenee o è presente una grande variabilità di forme e dimensioni è utile calcolare la RDW. Infatti, se si ha una percentuale non eccessiva di globuli rossi dalle dimensioni anomale, al calcolo del volume corpuscolare medio questa piccola popolazione può sfuggire. È quindi preferibile il calcolo della RDW poiché permette di osservare con maggiore precisione un e ent ale eterogeneità nelle dimensioni e nelle forme del globulo rosso. Pi c ariabilit nelle dimensioni più si ha una condizione patologica; o HDW, indica la variabilità nella concentrazione dell emoglobina corpuscolare, ossia nella colorazione del globulo rosso. È indice di anisocromia, qualora il suo valore fosse elevato. La classifica ione dell anemia p q indi essere fatta dal punto di vista: - Eziologico (es. mancanza di folati o di ferro, difetto nelle proteine di membrana); - Fisiologico (es. accelerata distruzione o ridotta produzione di eritrociti); - Morfologico (es. microcitica, macrocitica, ipocromica, normocromica). 11  Patologia generale - Prof. Signorini Lezione 3 - 14 ottobre 2020 Sbobinatori: Linda Checcucci e Camilla Chimenti Revisionatore: Clara Cerrone RIPASSO DELLA LEZIONE PRECEDENTE La tabella mostra i parametri che principalmente devono essere valutati nel loro insieme per poter inquadrare una condizione di anemia. Un valore importante è l’MCV (Volume Corpuscolare Medio), in base al quale si possono fare classificazioni di anemie, in questo caso in base alle dimensioni dei globuli rossi: anemie normocitiche, dove l’eritrocita ha dimensioni normali, cioè con un MCV all’interno del range fisiologico (82fl - 99fl, dove fl=femptolitri) anemie microcitiche, dove l’eritrocita presenta mediamente MCV inferiore al range fisiologico, ovvero 95fl Pertanto, questi tre termini vengono utilizzati abbondantemente nel descrivere le diverse tipologie di anemie. Oltre al dato morfologico, è possibile ricercare il grado di colorazione o la quantità di emoglobina (MCH) del globulo rosso, che potrà essere: anisocromico, nel caso in cui l’eritrocita presenti un’alterazione della colorazione normocromico, nel caso in cui l’eritrocita presenti un contenuto adeguato di emoglobina, quindi sia normalmente colorato. 1 Considerando assieme i parametri MCV e MCH è effettuabile una classificazione di anemie più accurata: Ø Si parla di anemia macrocitica-normocromica quando si intende una condizione in cui gli eritrociti sono grandi, ma con una normale concentrazione di emoglobina. Ciò ci consente di escludere alcune condizioni e di indirizzarci verso altre. Il fatto che l’anemia sia normocromica indica che il difetto non riguarda né l’eme né l’emoglobina. Invece, il fatto che sia macrocitica indica che il difetto riguarda il numero delle divisioni cellulari che porta l’eritrocita ad essere di dimensioni importanti. Ø Si parla di anemia microcitica-ipocromica quando gli eritrociti sono piccoli, ma con una ridotta concentrazione di emoglobina. Si ricorda che l’emoglobina può essere espressa come: g/dl pg/eritrocita Concentrazione di Emoglobina Corpuscolare Media, cioè g/dl, che, però, è un valore riferito all’ematocrito, quindi normalizzato per il contenuto di eritrociti. Quindi se si parla di ipocromia si riscontra che il Contenuto Corpuscolare Medio dell’eritrocita è inferiore al range fisiologico. Si identifica un problema su dimensioni e quantità dell’eritrocita: in questo caso, è possibile collegare le due condizioni. Probabilmente gli eritrociti sono piccoli perché non è disponibile la normale quantità di emoglobina. Ø Si parla di anemia normocitica-normocromica se caratterizzata da normali dimensioni degli eritrociti e normale concentrazione di emoglobina. È importante ricordare che la concentrazione di emoglobina è un valore normalizzato per il numero di eritrociti. In caso di anemia normocitica-normocromica si potrebbe pensare di non essere di fronte ad un’anemia, ma evidentemente i g/dl di emoglobina non sono fisiologici. Da tutto ciò si evince l’importanza di analizzare ogni parametro e di costruire un pannello con ciascuno, in modo da poter inquadrare correttamente una condizione di anemia. Il criterio della morfologia è una delle tante possibilità di classificazione, tuttavia i termini relativi ad esso sono normalmente utilizzati per riportare sulla cartella la tipologia di anemia. RDW e MCV sono termini utilizzati nell’ambito delle dimensioni dell’eritrocita. Può essere importante analizzare entrambi i valori perché talvolta MCV può nascondere delle alterazioni presenti, ma non così eclatanti in termini percentuali da ripercuotersi sul calcolo della media delle dimensioni. Se c’è una piccola percentuale di eritrociti che non ha le corrette dimensioni, facendo la media si può perdere questa piccola percentuale. 2 Invece, se si valuta singolarmente la percentuale di eritrociti che hanno dimensioni anomale anche il 5-10% non sfugge all’analisi. Non sempre i due parametri concordano, infatti, ci sono condizioni in cui l’MCV è basso (oppure alto), ma la variabilità della forma dell’eritrocita è normale. Ad esempio, la talassemia è un’anemia ereditaria cronica, quindi una condizione che ad un certo punto si è stabilizzata. Molto probabilmente il midollo si è stabilizzato in una fase di compensazione secondo il peculiare quadro anemico e, genera sempre eritrociti delle stesse dimensioni e con il contenuto di emoglobina che può fornire. Poiché l’emoglobina manca, gli eritrociti sono piccoli e l’MCV è basso non c’è una grande variabilità di dimensioni dell’eritrocita. La popolazione eritrocitaria è uniforme, i globuli rossi sono microcitici e ipocromici. Quindi, valutare se MCV e RDW sono entrambi bassi, alti, uno alto e l’altro normale, aiuta a costruire il quadro fisiopatologico e a stabilire una causa. Nella perdita di sangue acuta, che comporta riduzione dell’ematocrito, del numero di eritrociti, della volemia e dell’ossigenazione, il midollo compensa con una risposta acuta e immediata, cercando di fare il possibile per fronteggiare una situazione improvvisa. Esso continua a produrre eritrociti normali, perché strutturalmente non mancano i precursori, motivo per cui MCV degli eritrociti in circolo è normale. In realtà, è il momento immediatamente successivo alla perdita acuta di sangue un momento di emergenza, dove la priorità è immettere in circolo nuovi globuli rossi, quindi il midollo deve svolgere il proprio lavoro frettolosamente ed è quindi possibile trovare una variazione nelle forme. Quindi, i due parametri possono dare indicazioni diverse e una loro valutazione contemporanea può aiutare a fare diagnosi differenziale. CONTA DEI RETICOLOCITI La conta dei reticolociti non è presente in un normale esame emocitometrico, ma in alcune condizioni può essere richiesto dal medico al laboratorio, nel caso in cui sia necessario approfondire determinate situazioni può essere utile valutare numero e tipologia dei reticolociti. Questi vengono conteggiati secondo: 3  Percentuale (range fra 0,5 e 1,5%) conta assoluta di reticolociti (range fra 50000 e 150000/ µL) Si può stabilire, in base al contenuto di organuli citoplasmatici, il grado di maturazione dei reticolociti, mediante appropriate strumentazioni, come il citofluorimetro: questo apparecchio consente di stabilire, sulla base della fluorescenza emessa dal reticolocita, la caratteristica fisica e di trovare nel referto l’espressione di reticolociti ad alta, media, bassa fluorescenza. La fluorescenza è riferibile alla numerosità e all’abbondanza degli organuli citoplasmatici, che tendono a diminuire con la maturazione verso l’eritrocita adulto. Talvolta, è importante la valutazione dell’indice di maturità dei reticolociti (IRF), ossia della frazione dei reticolociti immaturi. Anche questo è un parametro molto utile quando la patologia che presiede all’anemia riguarda il midollo, o dà luogo a patologia secondaria ad altre patologie midollari o una patologia neoplastica; ad es. può essere utile in una malattia mielodisplastica, in una situazione successiva ad un trapianto di midollo, in una risposta ad una determinata terapia, in quanto si tratta di un indice precoce di attività eritropoietica midollare. Anche la conta dei reticolociti ci aiuta a fare una diagnosi differenziale. Ad esempio, in un’anemia aplastica non ci si aspetta reticolocitosi, ma si parla di un’involuzione dell’attività del midollo, che quindi non produce più reticolociti. Nel caso invece di una perdita di sangue acuta è probabile che nei momenti immediatamente successivi all’emorragia si riscontri reticolocitosi, in quanto il midollo funziona bene e cerca di compensare alla riduzione dell’ematocrito e della disponibilità di ossigeno aumentando il numero dei reticolociti. Ciò succede anche in un’anemia da distruzione, dove gli eritrociti sono stati distrutti in circolo o a livello della milza. Quindi, il fatto che non tutte le condizioni di anemia diano eritrocitosi è un altro criterio che ci aiuta a fare diagnosi differenziale per: anemia da difetto di produzione anemia da distribuzione Valutare la capacità del midollo di produrre reticolociti è un’indagine a cui si ricorre in caso di: fase post trapianto di midollo; terapia con eritropoietina (trattamenti rh-EPO, trapianto cellule staminali); anemia da insufficienza renale cronica, che può essere corretta proprio con la somministrazione dell’eritropoietina; trapianti renali; quantità ferro, in quanto, se mancante, nonostante il trattamento con eritropoietina, non si ha la risposta terapeutica attesa; terapia con vitamine (es. B12), folati, ferro. Si tratta di un parametro che ci consente di vedere se il midollo effettivamente risente dello stimolo all’eritrocitosi. 4 TIPOLOGIE DI ANEMIE Le anemie verranno descritte a gruppi, in quanto è utile studiarle, ai fini della diagnosi differenziale, raggruppandole per parametri o partendo da combinazioni di parametri per inquadrare una determinata anemia e distinguerla da altre tipologie. Si considerino due tipologie di esame emocromocitometrico. 1. Caso 1 Si nota che: o l’emoglobina è al di sotto del range fisiologico (ovvero 2mg/dL in circolo indicano una perdita di nefroni tale da ipotizzare un’insufficienza renale cronica che giustifichi la riduzione della stimolazione sull’eritropoiesi. Quando si ha insufficienza renale che provoca la riduzione della quantità di urina escreta, una delle conseguenze è l’accumulo di tossine che sono definite tossine uremiche; in particolare provoca un’iperazotemia, ovvero un aumento dell’azoto dovuto alla non eliminazione dell’azoto uremico con l’urina. Queste tossine sono responsabili di molta della sintomatologia dell’insufficienza renale cronica: o Fasi di deficit cognitivo o Fasi di destabilizzazione anche dal punto di vista del SNC: questo perché le tossine perturbano l’ambiente chimico cerebrale e quindi il suo funzionamento. o Possono danneggiare anche le piastrine, con alterazione della coagulazione o Possono danneggiare globuli rossi: la distruzione degli eritrociti causa una loro diminuzione che potrebbe spingere il midollo a produrre più reticolociti. Si ha quindi una conta reticolocitaria importante > 100.000/mm3. Nei casi di valutazione di anemia normocitica bisogna anche considerare se l’IRC sia 13 eventualmente aggravata da patologie che interessano l’apparato gastrointestinale che causano perdite di ferro. Questo provoca un’attività emolitica di danneggiamento degli eritrociti causando sindrome emolitica uremica à quando si parla di sindrome ci si riferisce ad una patologia che interessa più apparati, ed in questo caso si colpiscono più funzioni fisiologiche a causa dell’accumulo delle tossine uremiche in conseguenza all’insufficienza renale cronica. 14  Patologia generale Signorini Cinzia Lezione 4 27/10/2020 Sbobinatori: Giannini Chiara e Gianni Laura Revisionatore: Giampieri Andrea ANEMIA DA INSUFFICIENZA RENALE CRONICA Li fficie a e ale c ica, in uno stadio tardivo molto avanzato, comporta l acc m l di tossine uremiche, composti dell azoto e me ab li i dell acid ic , causando così una particolare situazione di anemia, ovvero l'anemia da insufficienza renale cronica. Alla base di questa, definita come SINDROME EMOLITICA UREMICA, si ha proprio il danno provocato dall acc m l delle i e emiche, il quale determina ecce i a em li i cioè ecce i a di i e dei gl b li i. L a emia da i fficie a e ale c ica i di i g e dalle al e, i e l age e eziologico, laddove altre cause scatena i l a emia e e e: - difetti nell e i ie i; - difetti della im la i e da a e dell eritropoietina; - carenza di ferro; - difetti nella stimolazione dei processi che sono coinvolti ell e i ie i. Un carattere distintivo di questo tipo di anemia emolitica è la conta reticolocitaria elevata (>100.000/mm3). Non sempre però il valore si presenta aumentato, in quanto la conta reticolocitaria dipende: - Dal grado di anemia; - Dal tipo di anemia (dobbiamo ad esempio distinguere condizioni croniche da condizione acute); - Dall efficienza nella i e i dell e i ie i a da parte del rene. Solitamente l aumento del numero dei reticolociti si ha quando il midollo osseo mantiene la capacità di portare a termi e l e i ie i. Affi ch le i ie i a e ga correttamente saranno fondamentali anche la disponibilità del ferro e della componente eica dell em gl bi a. La reticolocitosi è dunque un parametro differenziativo tra le diverse condizioni di anemia, ci permette cioè di fare diagnosi differenziali. Un al a c di i e i c i i a e e aumento del numero dei reticolociti è la perdita di sangue, soprattutto per quanto riguarda emorragie in acuto, che non permettono l a i a i e delle i e di adattamento, impedendo l i a a i di un nuovo equilibrio. È per questo motivo che la spinta da parte del midollo a produrre reticolociti e, quindi, l a me della loro conta può essere anche utile a fare una distinzione tra una fase acuta e una cronica. Le tossine uremiche (al a i di i ica i e da a e e ge e) diventano dannose quando si accumulano, in quanto il rene non riesce a smaltirle correttamente per via di una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare (uno dei principali segni di insufficienza renale cronica). Esse, accumulandosi, danneggiano e modificano le 1 superfici degli eritrociti, causando così emolisi. In questo caso l'emolisi dei globuli rossi viene indicata con il termine specifico di ERIPTOSI ad indicare una rimozione prematura dei globuli rossi per mezzo di un apoptosi o di una fagocitosi. In generale, l'eriptosi (e quindi la id i e dell emi i a del gl b l ) si può avere per: Danno da accumulo di sostanze tossiche e chimiche (come le tossine uremiche); Alterazione del metabolismo del ferro; Carenza del ferro; Condizioni che facilitano la fagocitosi degli eritrociti (come le malattie croniche di tipo infiammatorio, vd. dopo). Li fficie a e ale c ica può avere come conseguenza l iperazotemia (l acc m l di azoto), che a sua volta può provocare una depressione, quindi un rallentamento della funzione midollare. Ne consegue che all a emia da insufficienza renale cronica può concorrere, in questo modo, a che a id i e dell e i ie i. C c me l i fficie a e a ica al e a e l e ilib i dei media i chimici e di c eg e a la f i ali del i ema e , all e m d l insufficienza renale c ica, c l acc m l dei me ab li i ici, può determinare turbe di tipo neurologico, ma anche danni alle cellule del sangue in circolo, soprattutto globuli rossi e piastrine. Da questa insufficienza possono insorgere delle patologie di tipo coagulativo per danneggiamento delle piastrine. ANEMIE DA INFIAMMAZIONI CRONICHE Sono condizioni anemiche che si verificano come evoluzione e complicanze di infiammazioni croniche (anche neoplasie). Sono anche definite anemie da malattie croniche , ma per correttezza di termine è meglio definirle anemie da infiammazioni croniche perché non tutte le patologie croniche (es: Alzheimer, malattie neurodegenerative) possono determinare dei processi infiammatori. Per lo sviluppo di una condizione anemica è quindi necessario l i a a i di un quadro infiammatorio importante che comporta delle modifiche dal punto di vista ematico dei livelli delle proteine plasmatiche e dei mediatori infiammatori. Quando si parla di malattie infiammatorie croniche, non intendiamo fratture ossea, strappi muscolare, ferite, etc., ma infiammazioni generalizzate, persistenti e con manifestazioni a livello sistemico (quali aumento della VES, febbre, variazione del numero dei globuli bianchi e di proteine di fase acuta). Solitamente (ma non sempre!) queste condizioni anemiche sono: Normocitiche; Normocromiche. 2 In tali condizioni di norma (ma non sempre!) il midollo funziona bene, l eritropoietina viene sintetizzata, il ferro non manca (nelle riserve) e non ci sono problemi nella sintesi proteica: con l e i ie i avviene quindi la produzione di globuli rossi di dimensioni normali (normociti) e con un contenuto di emoglobina normale (normocromici). Tuttavia, niente vieta di ipotizzare questa anemia come MICROCITICA, quindi con globuli rossi piccoli e a basso contenuto di emoglobina. Questo avviene se il processo infiammatorio è legato a: Insufficienza renale; Rid i e della i e i dell e i ie i a; A me dell emolisi degli eritrociti; Patologie gastrointestinali che portano a stillicidio di sangue con conseguente riduzione delle riserve di ferro. Il quadro anemico da infiammazione cronica è caratterizzato da: Riduzione dell emivita dei globuli rossi: gli eritrociti permangono in circolo per un minor tempo; Ipoproliferazione: id i e dell a i i life a i a del mid ll. I globuli rossi sono normocitici e normocromici, ma e e d a emia il c e di emoglobina nel sangue diminuisce. I globuli rossi sono sintetizzati bene, ma il me dei gl b li i id c che l em gl bi a e 100 mL di sangue risulta ridotta, anche se ogni globulo rosso ha il giusto contenuto di emoglobina. (L’analisi del contenuto di Hb per 100 mL di sangue, o per globulo rosso, e l’analisi della concentrazione di Hb per globulo rosso ci aiutano a far chiarezza sulla diagnosi e sul processo fisiopatologico perché possono dare risultati diversi). Alterazione della liberazione e della disponibilità del ferro nel plasma: la regolazione del processo infiammatorio, mediato dalla segnalazione tra epcidina ed eritropoietina, influenza la disponibilità di ferro. Generalmente le anemie che si instaurano per un processo infiammatorio cronico sono accompagnate da una riduzione della disponibilità di ferro, il quale tende ad essere intrappolato nei punti di deposito e non viene così immesso in circolo. ____________________________________ Si ricorda che le anemie possono essere classificate per: Forma: microcitica, macrocitica, normocromica, ipocromica, …; Fisiopatologia: ipoproliferativa o iperproliferativa (il midollo produce un numero minore o maggiore di globuli rossi). 3 Es: un’insufficienza renale per riduzione dell’eritropoietina o una segnalazione dell’infiammazione che influenza i livelli di epcidina ed eritropoietina possono alterare la funzionalità del midollo. ____________________________________________________________________ È importante capire il motivo alla base di una determinata anemia per attuare una terapia mirata. Due anemie che sono entrambe caratterizzate da una diminuzione della disponibilità di ferro, verranno trattate diversamente a seconda della causa: in a emia secondaria allo stato infiammatorio non serve la somministrazione di una integrazione di ferro in quanto esso è presente, ma è immagazzinato nei depositi. Le anemie da infiammazione rispondono bene al trattamento antinfiammatorio essendo dovute a: Un alterata segnalazione infiammatoria (che al e a l me a i, la eg la i e e l ili del fe ); Una id i e dell emi i a dei gl b li i in circolo per azione delle cellule infiammatorie, soprattutto di cellule della risposta immunitaria aspecifica come granulociti e macrofagi. Il processo infiammatorio che stimola i macrofagi a fare fagocitosi può concorrere all e i i. I c di i i fi i l giche l e cidi a, ormone sintetizzato dagli epatociti, si bilancia nella sua attività con la ferroportina. Infatti, la i e dell e cidi a è quella di inibire la ferroportina, proteina che facilita la liberazione di ferro dalle cellule e che ne aumenta, quindi, la disponibilità in circolo. La normale omeostasi del ferro si basa dunque sul giusto equilibrio di stimolazione da a e dell epcidina sulla ferroportina. In processi infiammatori importanti si ha: 1) Un aumento di citochine infiammatorie che stimolano l a i a i e e il potenziamento della risposta infiammatoria innescando i processi difensivi tramite attivazione dei macrofagi e, in generale, della risposta immunitaria; 2) Le citochine pro-infiammatorie (c me l IL-6) stimolano la produzione di epcidina; 3) L e cidi a de e mi a aumento di inibizione della ferroportina, il che porta a trattenere il ferro nei depositi e a non renderlo disponibile per la sintesi dell eme; 4) Si f cia d e ell anemia secondaria a infiammazioni. 4 Q e l di e che alime a i e c e a, dal di i a dell a di fe , è inutile e e e e l i ibi i e dell e cidi a lla fe i a. Lo stesso discorso, come già accennato, vale per una somministrazione aggiuntiva di ferro. In condizioni di infiammazione cronica dunque il ferro viene assorbito normalmente a livello gastrointestinale, ma: Rimane immagazzinato negli epatociti legato alla ferritina; Non viene rimesso in circolo dai macrofagi dopo fagocitosi degli eritrociti, rimanendo imprigionato nelle cellule del sistema reticoloendoteliale; Non viene messo in circolo d la bime i e i ale. Queste tre condizioni portano a: 1) una riduzione del ferro in circolo; 2) una riduzione di transferrina legata al ferro; 3) un aumento di ferritina ematica. In sintesi: Negli stati infiammatori sistemici (cronici) diminuisce la disponibilità di ferro in circolo; Diminuisce quindi la di ibili di fe e le i ie i; Di conseguenza si ha una riduzione della produzione dei globuli rossi (=> anemia). Il midollo, in assenza di altre situazioni concomitanti, continua a fare globuli rossi normocitici (i globuli rossi sono sintetizzati bene, ma il numero dei globuli rossi è ridotto). Ci possono essere delle variazioni in base al perdurare della carenza del ferro. Il quadro anemico si manifesta solitamente a distanza di tempo dalla riduzione delle riserve parziali, fa eccezione questo tipo di anemia dove il ferro invece aumenta nelle sedi di immagazzinamento (ma non viene rilasciato). Anche nei casi di insufficienza epatica si può avere un alterazione del metabolismo del ferro essendo l e cidi a m e d dagli epatociti con conseguente fi i a l gia dell e i ie i. 5 Fisiopatologia dell anemia da infiammazione cronica Una carenza di un apparato o di un organo ha risvolti patologici multiorgano con effetti di tipo generico. Un evento si può ripercuotere su tanti altri eventi e fenomeni di cui però tramite conoscenze di fisiopatologia e dei meccanismi di adattamento siamo in grado di costruirne il processo fisiopatologico. Fare fisiopatologia significa: mettere in collegamento una serie di situazioni sulla giustificazione della modifica del processo fisiopatologico in relazione ad un adattamento della condizione fisiopatologica. È importante osservare come si modifica la fisiopatologia del metabolismo del ferro in conseguenza di questo agente fisiopatologico e su quali cellule e apparati si può immaginare che questo evento si ripercuota. Una condizione di ipossia tissutale (che può essere dovuta ad anemia), come anche una normale stimolazione al rilascio di eritropoietina, i d c le i ie i (tramite rilascio di HIF). Tali situazioni portano pertanto alla produzione di molecole che inibiscono la produzione di epcidina: Eritroferrone (ERFE): prodotto degli eritroblasti; Eritropoietina; Matriptasi: è una serina-proteasi transmembrana codificata dal gene TMPRSS6. Infatti, il deficit del gene che codifica per la matriptasi porta ad un a me dell a i i dell e cidi a ca a d a emia che non risponde alla somministrazione di ferro. Il m i e c i, i a c di i e di i ia/a emia, i de e i ibi e l e cidi a che pe c m ie e l e i ie i c è bisogno di Fe, che viene catturato dal circolo ematico. Il l dell e cidi a e a ag i a al ila ci di Fe i ci c l , i a i ibi ce la ferroportina. Sa d e ece a i i ibi e l e cidi a, e di i ibi e la ferroportina. I li elli di e cidi a eg la a che la e de a all acc m l di fe de i mac fagi che fanno fagocitosi. 6 La riduzione del ferro si ripercuote quindi sulla sintesi dei globuli rossi (=> anemia), ma anche sulla fisiopatologia di molti organi quali: Tessuto osseo: la riduzione della disponibilità di ferro influenza la presenza delle proteine morfogenetiche del tessuto osseo, mettendo in correlazione l e ic l a emia. L e ilib i a l a i i degli osteoblasti e degli osteoclasti è in effetti un altro evento fisiologico che può essere perturbato dalla disponibilità di ferro, dallo stimolo ipossico e dalle forme di adattamento al quadro di tipo anemico. Intestino: la disponibilità di ferro si ripercuote pure sul suo assorbimento da parte degli enterociti. Con l aumento di HIF (a seguito di uno stimolo ipossico), a me a a che l a bime di fe ami e l a me della i e i del trasportatore di ferro bivalente (Fe ). Lo scopo è ovviamente quello di averne 2+ di più disponibile in circolo, così da permettere una corretta eritropoiesi. Cuore; Muscolo scheletrico. In sintesi, gli elementi che, nello stato anemico, sono coinvolti nel metabolismo del ferro sono: Attività e livello di epcidina; Attività e livello di ferroportina, eg la a dall e cidi a; Livelli in circolo di ferro misurati tramite la transferrina satura o non satura, regolati dalla ferroportina. Mediatori infiammatori Le anemie da infiammazione cronica sono quelle condizioni anemiche legate a segnalazioni da parte dei mediatori infiammatori (ad esempio istamina, metaboliti dell acid a achid ic c me prostaglandine, trombossani, e tutte le citochine). I mediatori infiammatori sono quelle molecole che attivano la risposta infiammatoria, agendo su determinate cellule affinché esse cambino il loro comportamento per prendere parte al processo infiammatorio e quindi con il fine ultimo di elimi a e l age e eziologico, attraverso ad esempio la fagocitosi, o anche la formazione di essudati. I mediatori infiammatori sono il bersaglio dei farmaci antinfiammatori, i quali hanno lo scopo di attenuare un processo infiammatorio rallentando la i e i l a i i dei mediatori infiammatori. La maggior parte di questi mediatori, rilasciati in caso di flogosi o comunque di uno stimolo infiammatorio, sono prodotti dalle cellule della risposta infiammatoria, che sono le cellule dell immunit innata (granulociti e macrofagi). 7 Tra i mediatori infiammatori che agiscono a livello del midollo ci sono: IFN- : molecola antivirale e immuno-modulatoria che regola l e e i e degli antigeni di istocompatibilità. Esso porta un segnale sulle cellule staminali e sui progenitori delle cellule ematiche a livello midollare per deviare la linea differenziativa verso la linea mieloide piuttosto che sulla linea eritroide. L i fiamma i e ce dife i che ie e me i a dalle cell le immunitarie aspecifiche, granulociti e macrofagi, e dai linfociti. Il mediatore infiammatorio, per garantire questi processi difensivi, fa deviare la fisiologia del midollo rendendola fisiopatologica e quindi adattandola alla condizione, così da far produrre al midollo un maggior numero di globuli bianchi, necessari a mantenere il processo infiammatorio, piuttosto che i globuli rossi, meno rilevanti in un contesto infiammatorio. L i fiamma i e inizia intanto a concorrere allo stato anemico di tipo ipo- proliferativo. TNF- (Fattore di Necrosi Tumorale-alfa): classica citochina pro-infiammatoria. Esso inibisce la proliferazione dei precursori eritroidi rallentando la differenziazione della linea eritroide. A livello ematico, invece, abbiamo altri mediatori infiammatori come: Interleuchina-6 (IL-6): una citochina pro-infiammatoria. L'interleuchina-6 stimola l'epatocita a modificare la propria sintesi proteica tanto da aumentare la produzione di epcidina e quindi far ridurre la disponibilità di ferro in circolo, aumentando così l'immagazzinamento del ferro, ad esempio dentro ai macrofagi; Interleuchina-1 (IL-1): è una citochina pro-infiammatoria che inibisce la sintesi dell'eritropoietina; IFN- : a livello midollare stimola la differenziazione mieloide piuttosto che quella eritroide, invece, a livello ematico, aumenta l eritrofagocitosi (stimolo a rimuovere gli eritrociti dal circolo), riducendo così l'emivita dei globuli rossi in circolo; Epcidina [in realtà non è un mediatore infiammatorio, però la prof l’ha inclusa nell’elenco probabilmente per indicare che ha comunque un ruolo nel processo infiammatorio]. 8 Tutto questo fa sì che in circolo si riduca la disponibilità di ferro. Quindi lo stato infiammatorio si accompagna a ipoferremia, ovvero una riduzione della sideremia (cioè la quantità di ferro in circolo legato a transferrina). Questa riduzione della sideremia è una caratteristica dei processi infiammatori sistemici a cui si arriva, tra le altre cose, tramite la stimolazione dell'epcidina, i cui livelli sono regolati dal processo infiammatorio stesso, che induce le cellule ad immagazzinare il ferro. Il motivo per cui nel processo infiammatorio cronico si tende a ridurre la disponibilità di ferro in circolo, è che quest'ultimo è anche un cofattore degli enzimi che regolano la replicazione del DNA. Quindi, per far sì che il microrganismo responsabile dell i fiamma i e si replichi più lentamente, si deve ridurre la disponibilità di ferro facilmente reperibile in circolo facendolo immagazzinare e ostacolando così la replicazione del DNA di quel microrganismo. In sintesi: L IFN- a livello del midollo diminuisce la differenziazione della linea eritroide e riduce la proliferazione dei precursori della linea eritroide, mentre a livello ematico riduce l'emivita del globulo rosso. A livello ematico agisce anche l'IL-6 che agisce aumentando la sintesi dell'epcidina. ANEMIA SIDEROPRIVA È stato precedentemente accennato all a emia da ca e a di fe ef a a ia al trattamento con ferro, che è quella forma genetica da a me a a a i i dell e cidi a. I e a c effe i a id i e di fe , ma una riduzione della disponibilità di utilizzo del ferro, perché comunque nelle riserve esso permane in quantità sufficienti. La cla ica a emia da ca e a di fe , e l IDA, i ece ell a emia che è dovuta ad un effettiva riduzione di ferro. L anemia sideropenica o sideropriva o ipocromica è la condizione anemica che si instaura a distanza di tempo dalla riduzione delle riserve di ferro, per cui la ferritina ematica sarà bassa come anche le riserve di ferro: c possibilità di utilizzo del ferro. L a emia sideropenica è: Ipocromica: quindi oltre ad avere la riduzione del contenuto di emoglobina per 100 mL di sangue si hanno anche globuli rossi con un basso contenuto di emoglobina, con un MCH basso e un basso contenuto di ferro; Microcitica: se c ca emoglobina nel sistema ce ne sarà poca anche dentro ai gl b li i e la f ma di e l imi i adeg e a e ca c e di emoglobina: in pratica gli eritrociti saranno più piccoli del normale, ovvero microcitici. L MCH a ba , ma l MCHC (la concentrazione di Hb rispetto al volume totale dei globuli rossi) può anche essere normale, in quanto le piccole dimensione dell e i ci a c m e a la ca Hb che e c ie e. Vedere tutti i parametri ela i i al c e del fe e dell em gl bi a, ci aiuta a capire il meccanismo che sta alla base di quella condizione anemica. 9 La ca e a di fe , alla ba e di a emia ide e ica a e e c me fa i scatenanti: 1) Incremento del fabbisogno di Fe (ad esempio, si può manifestare negli stadi tardivi della gravidanza, perché i el ca c da e e e il me ab li m del feto); 2) Ridotto assorbimento intestinale (patologie infiammatorie intestinali); 3) Perdita di Fe, causata, ad esempio, da gravi patologie intestinali (ulcera); 4) Carenza dietetica (es: diete non bilanciate); 5) Carenza relativa di Fe per trattamento con Epo ricombinante in insufficienza renale cronica; 6) Sanguinamento/farmaci che danno sanguinamento. L a emia ide e ica non è così diffusa, soprattutto è molto raro che si presenti per una carenza dietetica di ferro, almeno nei paesi sviluppati, dove il ferro viene anche addizionato a numerosi alimenti (fanno eccezione persone che hanno dei regimi alimentari particolari ed estremamente selettivi). Gli stillicidi per patologie gastrointestinali (ulcere, patologie di tipo neoplastico, patologie infiammatorie intestinali c me m b di C h , l i i abili dell i e i e a l gie che alle a la bime del fe a li ell dell i e i ) sono dei sanguinamenti (distinti dalle emorragie in quanto si tratta di perdite di sangue più limitate), che da i mi ell immedia , ma che nel corso del tempo possono portare all a emia. Lo stillicidio può essere anche una delle complicanze di alcuni trattamenti farmacologici, come dei trattamenti di pazienti ipertesi o cardiopatici. Altre situazioni a rischio riguardano soggetti che facciano terapia antiaggregante o anticoagulante, o che abbiano il bypass o lo stent: queste sono tutte condizioni da tenere sotto controllo per rischi di sang