Biomarcatori di flogosi: proteine di fase acuta, VES e alterazioni ematologiche

Biomarcatori di Flogosi

Elena Rapizzi elena.rapizzi@unifi.itINFIAMMAZIONE O FLOGOSI Risposta dell'organismo a un danno cellulare causato da stimoli esogeni o endogeni, con l'obiettivo di eliminare o circoscrivere la cause della lesione Può rimanere localizzata oppure essere accompagnata da una reazione sistemica

Tessuto Venula Arteriola 2 Mediatori chimici 1 3 Cellule Noxa Agente del danno Essudato Liquido Mediatori chimici 2

L'infiammazione può essere distinta in: Acuta: di breve durata (da pochi minuti a pochi giorni). Caratterizzata dalla formazione di essudato e dalla presenza di neutrofili. La guarigione avviene generalmente senza fibrosi e cicatrice. Cronica: di lunga durata (giorni, mesi, anni). Caratterizzata dalla presenza di linfociti e macrofagi, da fibrosi e necrosi tissutale.

Il Processo Infiammatorio

suffisso "-ITE" al tessuto o all'organo interessatoInfiammazione acuta Segni cardinali

• rubor
• tumor
• calor
• dolor Cornelio Celso 14 aC-37 dc
• functio laesa Galeno di Pergamo (129 - 201 d.C.) INFLAMMATION HEAT REDNESS SWELLING PAIN LOSS OF OT FUNCTION

Cause del Danno Cellulare

Le cause dell'infiammazione acuta sono le stesse del danno tissutale CAUSE DI DANNO CELLULARE: ENDOGENE (interne) - ERRORI GENETICI -> DIFETTI ENZIMATICI - DEPAUPERAMENTO DI SOSTANZE ESSENZIALI -> ORMONI, VITAMINE - DIMINUITA IRRORAZIONE SANGUIGNA (ischemia) - DANNI IMMUNOMEDIATI ESOGENE (esterne) - FISICHE (alte e basse temperature, traumi, radiazioni ionizzanti, pressione atmosferica, suoni e ultrasuoni) - CHIMICHE (veleni, solventi, acidi e basi forti, variaz. di pH) - MICROBIOLOGICHE (virus, batteri, protozoi, metazoi)

Mediatori dell'Infiammazione

molecole presenti e/o generate in un focolaio infiammatorio, capaci di modularlo mediatori plasmatici presenti nel plasma in forma di precursori che devono essere attivati. mediatori cellulari prodotti da cellule presenti nella sede di infiammazione (piastrine, neutrofili, monociti-macrofagi, mastociti, cellule endoteliali, cellule muscolari, fibroblasti): " sequestrati in granuli intracellulari · sintetizzati ex novo

Derivazione dei Mediatori

FONTE MEDIATORE Sistema della coagulazione/fibrinolisi Fibrinopeptidi DERIVAZIONE PLASMATICA · Attivazione del fattore di Hageman Sistema callicreina-chinina Chinine (bradichinina) · Attivazione del sistema del complemento C3a, C5a Aumentata permeabilità vascolare EDEMA · Degranulazione dei mastociti e dei basofili Istamina · Piastrine Serotonina DERIVAZIONE CELLULARE · Fattore attivante le piastrine · Cellule infiammatorie · Prostaglandine · Leucotrieni · Ossido nitrico · Endotelio · Fattore attivante le piastrine · Prostaglandine (Rubin, CEA)

Fasi dell'Infiammazione

Arteriole Venule Capillaries 1 Macrophage Wound B 2 5 8 4 Cytokines signalling path to injury site 6 Mast cell 3 Neutrophil Cytokines Initiate tissue repair 7 Blood vessel RBC Fasi dell'infiammazione: Vasocostrizione delle arteriole legata al rilascio delle catecolamine; Vasodilatazione delle arteriole indotta diversi mediatori chimici dell'infiammazione come istamina e citochine Essudazione fuoriuscita di liquido Hydrostatic pressure Colloid osmotic pressure C Increased interendothelial spaces Vasodilation and stasis Plasma proteins No net fluid or protein leakage Fluid and protein leakage che determina stasi e quindi aumento della concentrazione dei globuli rossi e che innesca la Diapedesi fuoriuscita dai vasi dei globuli bianchi Iperemia passiva il sangue tende a coagulare (stasi venosa, vene bluastre) Guarigione sostituzione di cellule e tessuto danneggiato (restitutio ad integrum) oppure riparazione con tessuto cicatriziale Se il tessuto non riesce a essere rigenerato o riparato si ha la transizione da infiammazione acuta a CRONICA Blood platelets

Effetti Sistemici dell'Infiammazione

• Febbre: la temperatura corporea aumenta
• Aumento delle proteine di fase acuta: alterata concentrazione plasmatica di specifiche proteine (il fegato modifica la propria sintesi proteica)
• Aumento della velocità di eritrosedimentazione (VES): i globuli rossi si depositano più rapidamente
• Leucocitosi: il numero dei leucociti circolanti aumenta

Indicatori Clinici dell'Infiammazione

Le alterazioni delle proteine della fase acuta sono prive di specificità diagnostica, ma sono molto utili da un punto di vista clinico perché danno indicazioni sulla presenza, sull'intensità e sulla durata del processo infiammatorio. Le proteine di fase acuta sono diverse, ma gli indicatori più comunemente utilizzati nella pratica clinica sono: Proteina C reattiva (PCR) Fibrinogeno Inoltre si valutano: Velocità di eritrosedimentazione (VES) Conta dei globuli bianchi ed esame della formula

Produzione delle Proteine di Fase Acuta

Fegato: principale produttore delle proteine della fase acuta IL-6 SP-A Fegato SP-D Lectina che lega il mannosio Fibrinogeno SAP La risposta di fase acuta produce molecole che legano i patogeni ma non le cellule dell'ospite. Le proteine di fase acuta sono prodotte dalle cellule del fegato in risposta alle citochine prodotte dai fagociti in presenza di batteri. Esse comprendono la proteina serica amiloide (SAP), la proteina C-reattiva (CRP), il fibrinogeno e la lectina che lega il mannosio.

Tipi di Proteine di Fase Acuta

TABELLA 24.2 Proteine di fase acuta Proteina di fase acuta positiva Proteine la cui concentrazione aumenta del 50%

• Ceruloplasmina
• Proteine del complemento C1q, C3 e C4
• Fibronectina
• Componente P sierica dell'amiloide Proteina la cui concentrazione aumenta da 2 a 4 volte
• Glicoproteina alfa 1 acida
• a1-antitripsina
• Fibrinogeno
• Aptoglobina
• Proteina legante il mannosio
• Proteina legante il C4
• ß2-microglobulina Proteine la cui concentrazione aumenta da centinaia a migliaia di volte
• Proteina C reattiva (PCR)
• Siero amiloide A (SAA)
• Procalcitonina (PCT) Proteine di fase acuta negativa
• Albumina
• Transferrina
• Apo-AI
• Apo-All

Cinetica delle Proteine di Fase Acuta

Proteine della fase acuta 30,100 30,000 Concentrazione plasmatica (%) 700 Proteina C-reattiva 600 500 - Proteina A dell'amiloide 400 - 300 Aptoglobina Fibrinogeno 200 - 100 - C3 0 Transferrina Albumina 14 21 Tempo dopo lo stimolo infiammatorio (giorni) 1 Cinetica dei caratteristici cambiamenti della concentra- zione plasmatica di alcune proteine di fase acuta dopo un moderato stimolo infiammatorio.

Struttura e Funzione della Proteina C Reattiva (PCR)

Struttura della Proteina C reattiva (PCR) Figura 28.5 Elaborazione tridimensionale della PCR (http://www.ebi. ac.uk). Pentamero ciclico, ogni subunità pesa circa 21 kDa Gene sul cromosoma 1 Conc fisiologica: < 10ug/ml Aumenta fino a 1000 volte in stati infiammatori Agisce come una opsonina, legandosi a molecole contenenti fosfatidilcolina, favorendo la fagocitosi di batteri e cellule danneggiate; Attiva la via classica del complemento e stimola aggregazione piastrinica; Promuove la vasocostrizione che antagonizza l'effetto dilatatorio dell'istamina limitando la sede del processo infiammatorio

Interpretazione dei Livelli di PCR

TABELLA 24.3 Interpretazione dei livelli circolanti di PCR [PCR] mg/L Interpretazione <0,06 <1,6 0,06 - 10 · Valori normali neonati · Valori normali bambini fino a 1 mese · Valori normali adulti e bambini 10- 50 · Leggera infiammazione localizzata (cistite, gengivite), infezioni virali 50 - 100 · Malattia più severa, infezioni da Gram+ >100 · Infezione batterica da Gram- L'aumento della PCR è indicativo di infezione batterica I livelli aumentano entro le 4-8 ore dalla comparsa dell'infiammazione, si raggiunge il picco entro 48-72 ore, che diminuisce rapidamente una volta risolto lo stato infiammatorio grazie all'emivita breve (circa 20 ore)

Utilizzo Clinico della Proteina C Reattiva (PCR)

Proteina C reattiva (PCR) · Riflette in maniera proporzionale il grado di infiammazione presente · Molto sensibile, ma poco specifico · Importante nella diagnosi e follow up delle patologie autoimmuni Il dosaggio della PCR è utile per: · Valutare l'andamento e la gravità del processo infiammatorio · Determinare l'efficacia di una terapia antinfiammatoria · Verificare il processo di guarigione delle ferite · Diagnosticare e/o monitorare un'infezione (informazione precoce, prima dei risultati microbiologici

Fibrinogeno e Coagulazione

FIBRINOGENO Il fibrinogeno, o fattore I della coagulazione, nella tappa finale della cascata coagulativa favorisce l'adesione piastrinica e promuove la formazione del coagulo in seguito alla sua conversione in fibrina da parte della trombina. Emostasi Parete vaso sanguigno Piastrine Fibrinogeno Attivazione della coagulazione Trombina Fibrina Polimeri di fibrina Degradazione fibrina Retrazione Formazione del coagulo Fibrinolisi

Concentrazione e Rischio del Fibrinogeno

FIBRINOGENO La sua concentrazione aumenta nelle fasi acute dell'infiammazione

• I livelli normali di fibrinogeno si attestano tra 200-375 mg/dl negli uomini e 200- 430 mg/dl nelle donne

In fase acuta di infiammazione i livelli possono superare 1 gr/dl

• In gravidanza aumenta in modo fisiologico
• Tra le cause di aumento del fibrinogeno troviamo anche gli interventi chirurgici e l'uso di anticoncezionali. Inoltre è influenzato dallo stile di vita (es obesità e tabagismo)
• Un aumento di fibrinogeno aumenta il rischio cardiovascolare (effetto pro- coagulante)
• Come marker è più usato nel monitoraggio della coagulazione che in quello dei processi infiammatori

Valutazione degli Indicatori di Infiammazione

Le alterazioni delle proteine della fase acuta sono prive di specificità diagnostica, ma sono molto utili da un punto di vista clinico perché danno indicazioni sulla presenza, sull'intensità e sulla durata del processo infiammatorio. Le proteine di fase acuta sono diverse, ma gli indicatori più comunemente utilizzati nella pratica clinica sono: Proteina C reattiva (PCR) Fibrinogeno Inoltre si valutano: Velocità di eritrosedimentazione (VES) Conta dei globuli bianchi ed esame della formula

Velocità di Eritrosedimentazione (VES)

VELOCITA' DI ERITROSEDIMENTAZIONE (VES) Misura la velocità con cui le emazie sedimentano nel campione di sangue dopo il prelievo in provetta con l'anticoagulante. E' espressa in mm di sedimento prodotto in 1 ora Legge di Stokes *: descrive il moto di scorrimento dei fluidi più semplici: quelli che hanno viscosità costante V= 2 r2 (d1 -d2) g 9 n V= velocità di sedimentazione r= raggio delle particelle sferiche d1= densità delle particelle sferiche d2= densità del fluido di sospensione g= accelerazione di gravità n = viscosità del liquido Densità delle emazie 1,10 Densità del plasma 1,02