24.8: Infiammazione
Panoramica
In risposta a lesioni e infezioni tissutali, i mastociti iniziano l'infiammazione. I mastociti rilasciano sostanze chimiche che aumentano la permeabilità dei capillari del sangue adiacenti e attirano ulteriori cellule immunitarie alla ferita o al sito di infezione. I neutrofili sono leucociti fagocitici che escono dal flusso sanguigno e inghiottiscono microbi invasori. Le piastrine di coagulazione del sangue sigillano la ferita e le fibre creano un'impalcatura per la guarigione della ferita. I macrofagi inghiottiscono i neutrofili che invecchiano per porre fine alla risposta infiammatoria acuta.
L'infiammazione acuta protegge il corpo
Lesione e infezione dei tessuti sono le cause primarie di infiammazione acuta. L'infiammazione protegge il corpo eliminando la causa di lesioni tissutali e provocando la rimozione dei detriti cellulari derivanti dal danno iniziale e dalla relativa attività delle cellule immunitarie. L'infiammazione coinvolge mediatori sia del sistema immunitario innato che adattivo. Una corretta regolazione dell'infiammazione è fondamentale per eliminare l'agente patogeno e rimuovere i detriti cellulari senza danneggiare eccessivamente il tessuto sano nel processo. Se i processi infiammatori non sono regolati correttamente, può sorgere un'infiammazione cronica che è spesso fatale.
I mastociti Iniziano e regolano l'infiammazione
I mastociti sono i primi a rispondere alle lesioni tissutali, in quanto si trovano principalmente in aree che hanno contatto con l'esterno: la pelle, l'intestino e le vie respiratorie. Le cellule mastocitiche hanno un arsenale di recettori sulla loro superficie cellulare e possono quindi essere attivate da un'ampia varietà di stimoli, come antigeni microbici, prodotti di attivazione del complemento, veleno animale e modelli molecolari associati a danni, che segnalano danni cellulari o stress.
Al momento dell'attivazione, i mastociti si impegnano in complesse interazioni bidirezionali con macrofagi, cellule staminali mesenchimali, cellule dendritiche, cellule killer naturali e cellule B e T. Queste interazioni sono mediate da un cocktail di segnali chimici che i mastociti rilasciano nel tessuto circostante. L'effetto di queste sostanze chimiche è duplice: attraggono le cellule eftraitrici del sistema immunitario che seguono il sentiero chimico (chemotassi) e influenzano i vasi sanguigni circostanti. Per esempio, una delle sostanze chimiche rilasciate dai mastociti è l'istamina, che aumenta la permeabilità dei capillari in un processo chiamato vasodilazione. Questa espansione dei vasi sanguigni locali, a sua volta, facilita il flusso sanguigno al tessuto ferito, con conseguente arrossamento e calore.
I neutrofili prendono di mira elementi estranei con metodi sofisticati
Vasodilatazione permette anche neutrofili fagociti di lasciare il flusso sanguigno, un processo chiamato extravasazione leucocitaria, o diapedesi. I neutrofili seguono la traccia chimica lasciata dai mastociti ed entrano nel tessuto spremendo attraverso le giunzioni ora allargate nei capillari. Nel sito di infezione, catturano agenti patogeni tramite trappole extracellulari neutrofili (NET) che sono formate da fibre di DNA e proteine. I neutrofili inghiottiscono gli invasori (in un processo noto come fagocitosi) o rilasciano componenti antimicrobici (degranulazione). I neutrofili sono di breve durata (ore o giorni) e vengono sostituiti da macrofagi e linfociti nelle fasi successive della risposta infiammatoria.
Le piastrine promuovono la chiusura delle ferite e la guarigione
Le piastrine (chiamate anche trombociti) sono frammenti cellulari senza nuclei che sono costituenti del sangue e derivati dai megacariociti del midollo osseo. Seguono anche il segnale chimico dei mastociti fino al tessuto interessato. Le piastrine rilasciano fattori di crescita per indurre la guarigione delle ferite, corrompendo il tessuto interrotto aggregandosi in risposta ai danni dei vasi sanguigni e possono persino inghiottire agenti patogeni.
L'infiammazione cronica è la causa più comune di morte
Tre delle cinque persone nel mondo muoiono a causa di malattie infiammatorie croniche, come ictus, malattie respiratorie croniche, disturbi cardiaci, alcuni tumori, obesità e diabete. La corretta regolazione dei processi infiammatori è quindi cruciale per una corretta funzione corporea.
L'aterosclerosi è il restringimento delle arterie a causa della formazione di placche lungo il rivestimento dei vasi sanguigni. I vasi più stretti trasportano meno sangue, il che ostacola il flusso di ossigeno. La riduzione del flusso di ossigeno è un problema causato dall'aterosclerosi. Un ulteriore problema è la potenziale rottura della placca, che innesca la coagulazione del sangue, riducendo ulteriormente o bloccando totalmente il flusso sanguigno. A seconda di quali arterie sono colpite, la funzione del cuore, cervello, braccia, gambe, bacino, e reni può essere compromessa, con conseguenze potenzialmente fatali.
La formazione di placche inizia con una piccola lesione del vaso, avviando una risposta infiammatoria acuta, compresa la vasodilazione. Neutrofili e monociti possono quindi muoversi sotto l'endotelio (il rivestimento del vaso sanguigno) tramite diapedesi. I monociti si differenziano in macrofagi e iniziano ad assumere lipoproteina libera a bassa densità (LDL) tramite la fagocitosi. Il processo continua fino a quando i macrofagi sono carichi di grasso, a quel punto sono indicati come cellule di schiuma. Un accumulo di cellule di schiuma è chiamato una striscia di grasso, il primo segno visivo di aterosclerosi che potrebbe poi trasformarsi in una placca indurita.
Nell'aterosclerosi, la risposta infiammatoria iniziale non si ferma, ma diventa cronica, reclutando sempre più cellule immunitarie. I segnali antinfiammatori non sostituiscono i segnali pro-infiammatori e le cellule effettrici morte non vengono rimosse in modo adeguato, creando una massa di cellule morte (centro necrotico) nella striscia grassa. L'insorgenza e la progressione dell'aterosclerosi possono essere ritardate riducendo al minimo la quantità di colesterolo LDL nel sangue, mantenendo un regime di esercizio fisico moderato, astenendosi dal fumo e assumendo alcuni farmaci.
