fisiologia epatica
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FISIOLOGIA EPATICA Annarosa Floreani Professore Associato, Università di Padova Maria Chiaramonte Professore Ordinario, Università di L’Aquila SCHEMA DELLA SEGMENTAZIONE EPATICA RAPPRESENTAZIONE DELL’ACINO DI RAPPAPORT FUNZIONI DELL’EPATOCITA • Secrezione biliare e metabolismo della bilirubina • Metabolismo dei carboidrati • Metabolismo di ormoni e farmaci e detossificazione di sostanze tossiche • Sintesi di proteine plasmatiche • Formazione dell’urea • Metabolismo dei lipidi e delle lipoproteine FISIOPATOLOGIA DEL DANNO DELL’EPATOCITA Le principali alterazioni dell’epatocita sono: STEATOSI NECROSI STEATOSI Definizione: accumulo di grasso nel fegato MECCANISMI: Diminuito export di grassi dal fegato Aumentata mobilizzazione dei grassi di deposito Alterata ossidazione degli acidi grassi Aumentata sintesi di acidi grassi STEATOSI: classificazione Si può osservare in molte epatopatie e si può distinguere istologicamente come: MACROVESCICOLARE (a grosse bolle) MICROVESCICOLARE (a piccole bolle) MISTA (a grosse e piccole bolle) Brunt, Modern Pathology 20: S40, 2007 STEATOSI: cause MACROVESCICOLARE (a grosse bolle) Alcol Tossici MICROVESCICOLARE (a piccole bolle) Sindrome di Reye Steatosi acuta della gravidanza Alterazione dei processi della b-ossidazione mitocondriale MISTA (a grosse e piccole bolle) NAFLD (nonalcoholic fatty liver disease) Epatite da HCV Malattia di Wilson Tossici (alcol e sterodi) Brunt, Modern Pathology 20: S40, 2007 MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 1. GLI ACIDI GRASSI ATTIVANO L’APOPTOSI (aumentano l’espressione di Fas) Fas receptor Fas ligand MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 2. GLI ACIDI GRASSI CAUSANO LA NECROSI Catepsina B Bax Bax NORMALE: Catepsina B nei lisosomi, Bax nel citoplasma Bax Bax Catepsina B NF-kB Bax TNF La catepsina B si riversa nel citoplasma e Bax si riversa nella membrana lisosomiale La catepsina B attiva il TNF Il TNF causa la morte cellulare amplificando la destabilizzazione lisosomiale MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 3. LA STEATOSI INDUCE L’INSULINO-RESISTENZA Insulina 1 PI3-kinasi 1. Nel normale il recettore per l’insulina promuove la FFA fosforilazione dei substrati sulla tirosina. Questo porta all’attivazione della PI3kinasi e facilita il trasporto del glucosio attraverso Glut 4 IRS-1, IRS-2 Tir Glut 4 JNK PKC IKK-b Glucosio Glut 4 IRS-1, IRS-2 Ser/Tir PI3-kinasi 2 Insulina 2. Gli acidi grassi causano la fosforilazione dei substrati sulla serina al posto della tirosina e ciò causa un alterato uptake del glucosio MECCANISMI DEL DANNO DOVUTO A STEATOSI 4. LA STEATOSI INDUCE L’INFIAMMAZIONE FFA Stress del reticolo endoplasmico AP-1 JNK IKK-b NF-kB IL-1 IL-6 SOCS Chemochine Molecole di adesione Cox-2 Gli acidi grassi causano stress del reticolo endoplasmico con attivazione di JNK e IKK-b con conseguente attivazione di fattori trascrizionali che promuovono la sintesi di citochine e molecole di adesione e quindi richiamo di cellule infiammatorie NECROSI Definizione: processo irreversibile caratterizzato da rigonfiamento cellulare, nucleo picnotico e digitazioni della membrana plasmatica MECCANISMI: Danno ipossico-anossico da perfusione Danno citopatico diretto da parte di agenti tossici o virali Danno immunologicamente mediato Danno da accumulo di metalli Danno da alterazione dei processi metabolici Danno da liperossidazione della membrana plasmatica DANNO IPOSSICO-ANOSSICO DA IPOPERFUSIONE EPATOCITI CELL. ENDOT. PMN TNF ROS KC MECCANISMI: riduzione del flusso per bassa gittata (traumi sull’arteria epatica, ipoperfusione nel trapianto di fegato) CONSEGUENZE: danno delle cellule endoteliali, attivazione delle cellule di Kupffer che rilasciano citochine e ROS, sepsi DANNO CITOPATICO DIRETTO EPATOCITI MECCANISMI: distruzione dell’epatocita senza il sistema immunitario dell’ospite DANNO IMMUNOLOGICAMENTE MEDIATO EPATOCITI VASO SANGUIGNO HBV T LINFOCITI GLOBULO ROSSO CELLULA SINUSOIDALE KC DANNO DA ACCUMULO DI METALLI REAZIONE DI FENTON: danno ossidativo dei componenti cellulari * ESEMPI: Emocromatosi Malattia di Wilson DANNO DA ALTERAZIONE DEI PROCESSI METABOLICI: ESEMPIO DEL DANNO DA FARMACI Difetto genetico FARMACO Legame covalente Metabolita tossico + Proteine cellulari NECROSI * Antigene riesposizione T linfociti sensibilizzati *DANNO DIRETTO **DANNO IMMUNO-MEDIATO ** DANNO DA LIPOPEROSSIDAZIONE DELLA MEMBRANA PLASMATICA STRESS OSSIDATIVO OH+ ROS Perossido di H CELLULA DI KUPFFER 15% della popolazione cellulare del fegato 80-90% di tutti I macrofagi Rimuove materiale estraneo attraverso la FAGOCITOSI Endotelio sinusoidale Epatocita Cellula stellata Cellula di Kupffer Spazio di Disse CELLULA STELLATA SINONIMI: lipocita, cellula di Ito Rappresenta la principale sede di Immagazzinamento della vit A Endotelio sinusoidale Epatocita Cellula stellata Cellula di Kupffer Spazio di Disse Hepatic stellate cells: the effectors of liver wound healing Modificato da SL Friedman, J Biol Chem 2000;275:2247-50 LA CELLULA ENDOTELIALE SINUSOIDALE Hanno forma piatta, tappezzano I sinusoidi e sono dotate di numerose fenestrature attraverso le quali avviene lo scambio di nutrienti, ormoni, prodotti metabolici MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DANNO EPATICO RIGENERAZIONE FIBROSI APOPTOSI ATTORI DELLA RIGENERAZIONE EPATICA STEM CELLS EMATOPOIETICHE STEM CELLS DEL CANALE DI HERING TNF, IFNg PMN TNF, IL-6 CELLULE OVALI TGFa, TGFb CELLULE STELLATE KC EPATOCITI COLANGIOCITI MECCANISMI CELLULARI DELLA FIBROGENESI SL Friedman J Biol Chem 2000;275:2247-50 Fibrosi virale Spazio portale 1. – Necrosi a ponte porto-centrale 2. – Epatite da interfaccia e sviluppo di setti che circondano il parechima 3. – Perdita di connesssioni vascolari con il sistema portale fibrosi biliare Modello BDL CBP CB secondaria CSP Formazione di setti porto-portali La vena centrolobulare è conservata Spazio portale Fibrosi centrolobulare Spazio portale 1. – Ostacolo al deflusso venoso (es. insufficienza cardiaca congestizia, s. di Budd-Chiari 2. – Sviluppo di setti centro-centrali e di “lobulazione invertita” APOPTOSI DEFINIZIONE = morte programmata (o suicidio cellulare) Può interessare tutte le cellule, nel fegato interessa principalmente gli EPATOCITI: i corpi di Councilman sono corpi apoptotici SI VERIFICA IN TUTTE LE MALATTIE EPATICHE ACUTE E CRONICHE ED E’ UN FENOMENO PROTETTIVO NEI CONFRONTI DELLA CARCINOGENESI APOPTOSI Fas FasL Death domain Sentrine FADD Caspasi 8 BcL-2 BcL-x McL-1 Mitocondrio Citocromo c Apaf-1 Caspasi 9 Caspasi 3 Caspasi 9 IAP Caspasi 7 ICAD CAD DNA Proteine citoscheletro Proteine Proteine chinasi segmentazione RNA Proteine riparazione DNA EVENTI MORFOLOGICI DELL’APOPTOSI TRIGGER DA STIMOLI DIVERSI ADDENSAMENTO DELLA CROMATINA CORPI APOPTOTICI FAGOCITOSI DA PARTE DELLE CELLULE ADIACENTI SUPERFICIE IRREGOLARE E NUCLEO PICNOTICO NUCLEO FRAMMENTATO CELLULA FRAMMENTATA
