Regione Puglia
health
&
nutrition
non-health
Unità Operativa Complessa
di Gastroenterologia &
Nutrizione Artificiale
Direttore:
Prof. Francesco William Guglielmi
Presidio Ospedaliero Trani.
AUSL BAT
Ospedale
“San Nicola Pellegrino”
Viale Padre Pio, 70059 Trani (Ba)
Tel 0883.483322; Fax 0883.4833;
e-mail: [email protected];
Immunità
mucosale,
ecosistema
intestinale e
meccanismi di
tolleranza verso
allergeni
alimentari
Prof. Francesco William
Guglielmi
Apparato digerente e flora microbica
L’apparato digerente contiene
all’incirca 500 diverse specie
microbiche organizzate in un
complesso ecosistema con
importanti differenze anatomiche
Principali componenti
della flora
gastrointestinale
Tratto
gastrointesti
nale
Conta
microbica
totale (UFC)
Gruppi microbici principali
Esofago
\
Non possiede nessun batterio.
Stomaco
≤ 104/g
Candida albicans, Helicobacter pylori,
Lactobacillus, Streptococcus
Duodeno
103-104/g
Bacteroides, Candida albicans,
Lactobacillus, Streptococcus
Digiuno
105-107 /g
Bacteroides, Candida albicans,
Lactobacillus, Streptococcus
Ileo
107 – 108/g
Bacteroides, Clostridium,
Enterobacteriaceae, Enterococcus,
Lactobacillus, Veillonella
Colon
1010 – 1011/g
Bacteroides, Bacillus, Bifidobacterium,
Clostridium, Enterococcus, Eubacterium,
Fusobacterium, Peptostreptococcus,
Ruminococcus, Streptococcus
Apparato digerente e flora microbica
•
•
- Lo stomaco (ambiente acido,enzimi proteolitici) rappresenta
una barriera che previene la continua penetrazione di batteri
dall’ambiente fino ai tratti distali dell’app. GI. ( ciò non esclude
che possa essere sede di colonizzazione batterica come nel caso
di H.pilori)
- Il duodeno e il digiuno possiedono una scarsa carica batterica
•
- L’ileo contiene una massiva e diversificata popolazione
microbica
•
•
- Nel colon è presente il più alto numero di batteri
Il microambiente gastrointestinale
Funzioni
Barriera contro la proliferazione dei microrganismi
patogeni;
Regolazione della maturazione del sistema immunitario;
Produzione di vitamine (Acido folico, Vit. K, Vit.
gruppo B);
Regolazione della mobilità intestinale;
Recupero parziale di energia dalle fibre alimentari;
• La microflora residente a livello della mucosa
intestinale contiene componenti in grado di
attivare l’immunità innata e adattativa
La microflora gioca un importante ruolo nello sviluppo
postnatale del SI
Nelle fasi precoci del periodo postnatale stimola lo sviluppo
sia dell’immunità locale che di quella sistemica
In seguito evoca, al contrario, meccanismi regolatori di
inibizione, deputati a mantenere in equilibrio l’immunità
mucosale e quella sistemica
Componenti della Barriera Intestinale
COMPONENTI
IMMUNOLOGICHE
LOCALI (GALT)
linfociti intraepiteliali
aggregati sottomucosi
placche di Peyer
linfonodi mesenterici
IgA secretorie
SISTEMICI
linfociti circolanti
cellule Kuppfer epatiche
COMPONENTI
NON IMMUNOLOGICHE
BARRIERA
INTESTINALE
MECCANICI
tight-junction
turnover cellulare rapido
motilità intestinale
CHIMICI
acidità gastrica
lattoferrina
secrezione muco
sali biliari
FLORA BATTERICA
microorganismi aerobi e
anerobi
Barriera mucosa
1) strutture estrinseche all’intestino
(caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente del tratto GI)
-acidità gastrica
-peristalsi
-secrezione di muco e altre proteine
2) strutture intrinseche all’intestino
(strutture fisiche dell’intestino)
-tight junctions
-microvilli
Barriera immunitaria
IMMUNITA’ INNATA
(immediata,aspecifica e sempre presente )
IMMUNITA’ ADATTATIVA
(all’infezione):
-Immunità umorale(Ag-specifica)
-Immunità cellulo-mediata (Ag-specifica)
GALT
(gastrointestinal associated lymphoid tissue)
• Noduli linfoidi singoli (tenue,
colon)
• Noduli linfoidi aggregati
(Placche di Peyer a livello
dell’ileo)
• Follicoli linfoidi isolati
(appendice)
• Linfonodi mesenterici
• Plasmacellule Ig-A secernenti
• Linfociti T (CD4, CD8)
Sistema immunitario intestinale
• Protezione contro i patogeni e prevenzione
penetrazione di componenti immunogeniche
(funzioni di barriera e antiinfettiva)
• Induzione della non-responsività dell’immunità
sistemica verso Ag alimentari e componenti
antigeniche dei batteri commensali (Tolleranza
orale mucosale)
L’Immunità Innata
1) esercita un’azione effettrice diretta volta
all’eliminazione del patogeno e all’inibizione della
sua crescita attraverso il processo di fagocitosi e il
rilascio di composti ad azione microbicida
2) stimola e coordina la risposta immunitaria adattativa
Ag-specifica mediante il rilascio di chemochine e
citochine, l’induzione dell’attività costimolatoria da
parte dei fagociti e il meccanismo di processazione e
presentazione degli antigeni estranei.
Principali mediatori cellulari
dell’immunità innata:
• Neutrofili
• Leucociti mononucleati (monociti e macrofagi)
• Cellule dendritiche (APC)
• Cellule epiteliali
Sistema immunitario innato
Capacità di discriminare i microrganismi patogeni,
(pericolosi per l’ospite)
dagli innocui membri della flora commensale
(benefici per ospite)
Sistemi recettoriali deputati al
riconoscimento microbico innato
TOLL-LIKE RECEPTORS (TLRs)
NOD1 e NOD2
(nucleotide binding oligomerisation domain:
mutazioni di NOD2 sono associate ad un aumentata suscettibilità nei
confronti del Crohn.)
A livello cellulare lo sviluppo della
risposta immunitaria innata si articola
in tre fasi
• Identificazione degli organismi microbici
• Trasduzione dell’avvenuto riconoscimento negli appropriati
segnali intracellulari
• Stimolazione delle appropriate risposte effettrici cellulari
Toll-like receptors
• Meccanismo primitivo di riconoscimento
degli agenti patogeni (batteri, virus, funghi)
• Identificano molecole comunemente
associate ad organismi pericolosi o
dannosi
• Sono espressi da DCs, macrofagi, neutrofili,
cellule epiteliali ed endoteliali
• Fino ad oggi si conoscono 11 differenti
proteine transmembrana appartenenti alla
famiglia TLRs
Toll-like receptors
La cellula dendritica:
Principale sistema di connessione tra la
risposta immunitaria innata e quella
acquisita, essendo l’ unica cellula in grado
di modulare i linfociti T helper in funzione
del tipo di Ag che riconosce
(plasticità funzionale)
Attivazione dei linfociti
T helper CD4+:
• Il riconoscimento ed il
legame di Ag differenti a
differenti TLRs e la
conseguente attivazione di
specifici segnali
intracellulari determinano il
rilascio di differenti
patterns citochinici da parte
delle DCs.
Attivazione dei linfociti
T helper CD4+:
DCs discriminano Ag
differenti in termini di
produzione citochinica
“istruendo” i linfociti T
helper verso una risposta
Th1/Th2/Tr
La tolleranza immunitaria è
l’insieme dei meccanismi
fisiologici deputati al mantenimento
del sistema immunitario adattativo
“indifferente” agli antigeni
autologhi
• Il SI intestinale ha sviluppato specifici meccanismi di
regolazione e antinfiammatori che rendono possibile
la tolleranza immunitaria nei confronti degli Ag
alimentari e dei batteri commensali (oral mucosal
tolerance).
Key players of Oral Tolerance
Epithelial cells
Immunità
innata e
adattativa
L’alterazione dell’equilibrio fra le varie
componenti della barriera gastrointestinale, in
taluni casi su base anche genetica, puo’
determinare lo sviluppo di patologie
gastroenteriche e/o sistemiche
Patologie
Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali
Intolleranze Alimentari
Gastrite Cronica Autoimmune
Diabete Mellito 1
Epatopatie Croniche (CBP, CSP, Virali Da HCV E
HBV)
Tireopatie (Hashimoto, Basedow)
Malattie Reumatologiche (Artrite Reumatoide, SSP,
LES)
Intolleranza al Lattosio
Incapacità a digerire una quantità significativa di
lattosio, il principale zucchero del latte. Questa
incapacità è dovuta ad un deficit di lattasi, enzima
prodotto, normalmente dalle cellule del piccolo
intestino.
Ruolo della Lattasi
Deficit di lattasi acquisito primitivo
• ∼70% della popolazione adulta (differenze etniche)
• riduzione dei livelli di lattasi dopo lo svezzamento
Classificazione
DEFICIT DI LATTASI PRIMARIA
DEFICIT DI LATTASI SECONDARIA:
Enteriti Effettivi (Virali – Batteriche)
Parassitosi
Enteropatia Hiv
Trattamenti Antibiotici – Chemioterapici
Enteriti Attiniche
Malattia Celiaca
Dermatite Erpetiforme
Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali
Enteropatia Proteino Disperdente
Malnutrizione Grave
Sindrome Da Intestino Corto
Resezione Intestinale
Malattia Celiaca
Lesione immuno-mediata della mucosa del piccolo intestino
causata, in soggetti geneticamente predisposti, dall’ingestione di
glutine.
GLUTINE
(80% della frazione proteica del grano)
gliadine (a b g ω) glutenine
Predisposizione genetica: HLA-DQ2 / DQ8
PROTEINE TOSSICHE:
PROLAMINE
ricche di glutamina (>30%) e prolina (>15%)
Frumento
gliadine
Orzo
Segale
ordeine
secaline
(Farro, kamut, spelta, triticale)
Mais
Riso
Avena (?)
IPOTESI PATOGENETICA
Atrofia villi e iperplasia cripte
Gliadina
Villi
IEL
Cripte
Tcit.
AGA
IgA-G
M
Degradazione
matrice
anti tTG
IgA-G
T
B
T
tTG
Plasmacellula
B
Fibroblasti
TNF-α
α
Mod. da: W. Dieterich, All Immunol 2003
MALATTIA DI CROHN (MC)
EZIOLOGIA
Le cause della malattia di Crohn sono sconosciute, ma
ci sono diverse teorie:
Infettiva
Genetica
Autoimmune
Chronic Inflammation:
Imbalance Between Mediators
Cytokines in T-cell Activation
Reprinted with permission of Sands BE. Inflammatory Bowel Dis.
New York: Lippincott-Raven Publishers. 1997;3:95-113.
Fattori immunologici
• Numerosi studi di linkage hanno identificato molti
loci di suscettibilità situati su diversi cromosomi: 3,
6, 12, 14, 16
• Solo la suscettibilità per il m. di C. sul cromosoma
16 è stata confermata in tutti i lavori della letteratura
• Nel cromosoma 16 è stato identificato il gene NOD2
le cui mutazioni sono significativamente associate
al m. di C.
Ahmad,Satsangi,Bunce:”The genetics of inflammatory bowel desease”2001
Laurent,Rousseau:”Mapping of a suscetptibility locus for Crohn?desease”Nature 1996
La proteina codificata dal NOD2,
chiamata CARD 15, fa parte di
una famiglia di proteine deputate
al riconoscimento intracellulare
dei componenti batterici.
Gutierrez J Biol Chem 2002
La CARD15 è considerata la
controparte intracellulare dei
recettori Toll-like.
Cario Curr Opin Gastroenterol 2002
Sono state individuate tre
mutazioni del NOD2, tutte a
livello del dominio LRR,
associate specificamente al
morbo di Crohn
Ogura,Ynohara: Nature 2001 ChoInflam Bowel
desease 2002
Sembra che queste mutazioni
comportino una rottura della
tolleranza nei confronti della
flora batterica intestinale
commensale. Essa, infatti,
attiverebbe continuamente il
NOD2 automantenendo il
processo infiammatorio.
Hoffmann, Pathobiology 2002
Fattori immunologici Ipotesi
del NOD2
Ipotesi del NOD2
In realtà i dati sulla suscettibilità alla malattia in
presenza delle mutazioni sono contrastanti nei diversi
gruppi etnici. Nonostante ciò in base all’analisi globale
della letteratura si può considerare valida
l’associazione genotipo-fenotipo con:
1. L’esordio precoce della malattia
2. La localizzazione a livello ileale
3. La tendenza a sviluppare stenosi
Helio,Halme,Lappalainen:”CARD15/NOD2 gene variants are associated with familially occurring and
complicated forms of Crohn’s desease” Gut 2003
Regione Puglia
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Grazie
per
l‘ attenzione
Unità Operativa Complessa
di Gastroenterologia &
Nutrizione Artificiale
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Prof. Francesco William Guglielmi
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AUSL BAT
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Prof. Francesco William
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