neutrofili macrofagi Neutrofilo (polimorfonucleati: nuclei multilobati) G-CSF: granulocyte Colony-stimulating Factor è la citochina che stimola la produzione dei neutrofili sono la popolazione leucocitaria circolante più abbondante (55-70% dei leucociti) hanno vita breve (circa 6h in circolo) 1x1011 neutrofili/giorno funzioni fondamentali 1-fagocitosi professionale potenziata da recettori per il complemento (CR) e per anticorpi (di classe G->FcγR) * 2-digestione dei patogeni attraverso sostanze e enzimi microbicidi (defensine, catelicidine) il rilascio di radicali liberi e sostanze ossidanti (respiratory burst) contenute nei cosiddeti granuli primari 3-rilascio di fattori chemotattici, di mediatori infiammatori e enzimi microbicidi (lisozima, collagenasi, elastasi) contenuti nei cosiddetti granuli secondari 4-rimozione (o induzione) di danni tissutali attraverso il rilascio di gelatinasi (digerisce il connettivo) contenuta nei cosiddetti granuli terziari Meccanismi battericidi: i granuli I granuli primari (azzurrofili)= lisosomi Sono primariamente coinvolti nello sviluppo di attività antibatterica in sede fagolisosomale, cui forniscono molecole ad attività antibatterica diretta, proteine cationiche e molecole coinvolte nella generazione di ROI (mieloperossidasi). I granuli secondari Svolgono primariamente attività antibatterica in sede extracellulare. ipoclorito Le vescicole di secrezione trasferiscono in membrana proteine ad attività recettoriale. Witko-Sarsat et al. Neutrophils: molecules, functions and pathophysiological aspects. Laboratory Investigation 80: 617-53, 2000. Attività microbicida Attività batteriostatica Attività catabolica Attività recettoriali Lattoferrina Mieloperossidasi Collagenasi Recettore peptidi formilati Proteina legante B12 Azzurrocidina Gelatinasi Recettori di IL-8 Defensine Elastasi Recettore di laminina Catelicidine Istaminasi Recettore di vitronectina Lisozima β-glucuronidasi CR1 (CD35) Proteinasi 3 α-mannosidasi CR3 (CD11b/CD18) Catepsina G β-glicerofosfatasi Fcγ-RIII (CD16) BPI Funzioni granulocitarie fMLP Reclutamento e attivazione dei granulociti neutrofili PMN circolanti Agenti chemiotattici (fMLP, IL-8, C5a) PMN reclutati chemochine CXC (IL-8) Attivatori (PAMPs, IL-1, TNF) PMN infiammatori Fagocitosi e attività Rilascio di citochine antimicrobica C5a “multistep navigation model” Dopo avere aderito ad endotelio infiammato nella sede di infiammazione, i PMN extravasano e rispondono a successive combinazioni si agenti chemiotattici. L’aumento delle capacità adesive e le prime fasi di invasione tissutale sono indotte da agenti chemiotattici derivati dalla cascata complementare (C5a) e dall’attivazione della cascata dell’arachidonato (PAF). Nel tessuto PMN rispondono ad agenti chemiotattici prodotti da cellule stromali (chemochine), e sono localizzati in prossimità dell’agente patogeno da agenti chemiotattici derivati dal patogeno stesso (formilpeptidi). La direzione del movimento è determinata sia dal gradiente dello stimolo che da meccanismi di desensitizzazione recettoriale eterologa. La fagocitosi http://www.youtube.com/ watch?v=ygkvXT1BmaA http://www.youtube.com/ watch?v=qK5BP6PeKBw Interazione e fagocitosi di uno streptococco da parte di un granulocita neutrofilo Elia Metchncoff (fine 800) -ruolo dei fagociti come meccanismo di difesa nei confronti di agenti lesivi (1908 premio Nobel Medicina e Fisiologia) Fagocitosi e distruzione intracellulare dei microbi Le tappe della fagocitosi 1) Riconoscimento Alcuni componenti sierici facilitano la fagocitosi e sono globalmente indicati quali “opsonine”. Alcune frazioni complementari (C3b) e classi anticorpali (IgG1 e IgG3) svolgono nell’uomo questa funzione interagendo con specifici recettori cellulari (IgG1IgG3=FcgR; C3b=C3bR) che attivano il processo di fagocitosi 2) Ingestione Pseudopodi cellulari avvolgono la particella da ingerire, fino ad includerla in un vacuolo di neoformazione (fagosoma) 3) Uccisione Il fagosoma si fonde con un numero variabile di lisosomi dando il fagolisosoma e il patogeno è esposto all’azione di un largo pannello di enzimi litici. La fagocitosi porta anche alla produzione di una grossa quantità di metaboliti reattivi dell’ossigeno (burst ossidativo) che esplicano azione battericida. Fagociti attivati da citochine pro-infiammatorie esprimono una forma inducibile di monossido di azoto sintetasi caratterizzata dalla capacità di produrre grandi quantità di monossido di azoto, dotato anche esso di attività battericida. 4) Digestione Degradazione nel fagolisosoma di macromolecole di origine esogena ad opera di varie attività enzimatiche. Nel caso di macrofagi segue la presentazione antigenica nel contesto MHC classe II e l’avvio di una risposta specifica Meccanismi di “escape” della fagocitosi 1 2 1) Riconoscimento Alcuni batteri operano meccanismi di “masking” e prevengono in questo modo la fagocitosi ad opera di PMN (ex: Yersinia enterocolitica, Salmonella spp., Listeria spp.) 2) Ingestione Legato al blocco del meccanismi di formazione del vacuolo di fagocitosi (ex: group A streptococci). 3 4 3) Uccisione Molti agenti patogeni bloccano la generazione di ROI 4) Digestione Determinato dal blocco della maturazione del fagosoma Allen LA. Mechanisms of pathogenesis: evasion killing by polymorphonuclear leukocytes. Microbes and infection 5: 1329-35, 2003. Malattia granulomatosa cronica (CGD) malaUa geneQca molto rara (X-‐linked o recessiva) mutazioni a carico dei geni che codificano per l’ossidasi fagociQca (NADPH ossidasi) spesso è fatale anche se tra:ata con terapie anQbioQche agressive diminuita capacità di produrre ROS = incapacità di eliminare i microbi fagocitaQ infezioni ricorrenQ da miceQ e ba:eri intracell. i patogeni che non vengono eliminaQ sQmolano risposte T-‐cellulo mediate che sostengono l’aUvazione dei macrofagi e la formazione dei granulomi
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