p - Corso di Laurea Triennale in Scienze Motorie Sport e Salute
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L’INFIAMMAZIONE Giorgio Galanti Corso di Laurea in Scienze Motorie A.A. 2006/2007 FLOGOSI La flogosi è un processo reattivo indotto da tutte le condizioni che producono un danno tissutale. tissutale. Rappresenta la risposta,di qualunque distretto dell’organismo, dell organismo, all all’azione azione lesiva di molteplici noxae patogene. FLOGOSI L’ infiammazione consiste in una serie di eventi biochimici e morfologici costanti e stereotipati nel periodo i d iiniziale, i i l ma che h successivamente si modificano come intensità e qualità in rapporto al tipo di causa,, al tessuto interessato e alla reattività dell’organismo, assumendo caratteristiche di specificità. specificità FLOGOSI • Meccanismo omeostatico • Ubiquitario • Risposta stereotipata • Eziologia E i l i eterogenea t OMEOSTASI Capacità degli organismi viventi di mantenerel’integrità a e e e eg à delle de e proprie p op e strutture e l’equilibrio delle proprie funzioni mediante l’intervento l intervento di sistemi di controllo di ordine generale l e locale: l l termogesi, t i sistema endocrino eq. acido acido--base, parametri circolatori,, rispostaimmunitaria…… p EZIOLOGIA • Cause C bi biologiche l i h : batteri, b tt i virus,, parassiti… p • Cause fisiche : traumi traumi,, calore, radiazioni radiazioni… • Cause chimiche : acidi,, basi,, sostanze denaturanti… PATOGENESI Noxa lesiva Danno tissutale(necrosi cellulare) Formazione di MEDIATORI (molecole biologicamente attive) Modificazioni vascolari e cellulari FLOGOSI ACUTA ANGIOFLOGOSI Imponenti p fenomeni vascolovascoloessudativi : • modificazioni emodinamiche • Ç permeabilità bilità capillare ill • migrazione di leucociti (++ neutrofili) nell’interstizio nell interstizio CRONICA ISTOFLOGOSI Prevale la migrazione g di cellule mononucleate (monociti e linfociti) nell’interstizio dove si differenziano i elementi in l ti morfologicamente f l i t e/o / funzionalmente diversi (macrofagi, plasmacellule, plasmacellule cellule epitelioidi epitelioidi..)) ANGIOFLOGOSI • Modificazioni vascolari a livello del d l microcircolo i i l : variazioni i i i del d l calibro vascolare e del flusso ematico. • Modificazione degli scambi sangue--interstizio ¼ sangue ESSUDAZIONE • Migrazione g dei leucociti dai vasi verso l’interstizio I ‘segni segni cardinali cardinali’ della flogosi • RUBOR (arrossamento) • CALOR (m temperatura locale) • TUMOR (gonfiore) • DOLOR (dolore) A.C. Celso ((30 a.C.a.C.-38 d.C.)) • FUNCTIO LESA (compromissione funzionale) Galeno (130(130-200 d.C.) dC) Le modificazioni vascolari dell’angioflogosi g g Modificazioni vascolari dell’angioflogosi dell angioflogosi Iperemia attiva Vasodilatazione Arteriolare e venulare Apertura sfinteri precapillari ½ flusso fl llocale l RUBOR CALOR Modificazioni vascolari dell’angioflogosi Iperemia passiva ´ stasi • µ della superficie p del letto circolatorio • µ della viscositàà del sangue : essudazione emoconcentrazione aggregazione dei g.r. (sludging) Modificazione degli scambi sanguesangue-interstizio essudazione d i FORMAZIONE DELL’ESSUDATO ½ del flusso ½P idrostatica intravascolare s o ½ della permeabilità vascolare fuoriuscita di proteine plasmatiche ESSUDAZIONE TRASUDAZIONE TUMOR Formazione dell dell’essudato essudato Legge gg di Starling g J w = Kf (Pc(Pc-Pi) - (∏c- ∏i) J = flusso Jw fl di filt filtrazione i Kf = coeff. di filtrazione P = pressione Pc i idrostatica id t ti (p.i.) ( i ) intracapillare i t ill Pi = p.i. interstiziale ∏c = pressione i oncotica(p.o.) ti ( ) intracapillare i t ill ∏i = p.o. interstiziale F Formazione i dell’essudato d ll’ d t III ½ della permeabilità vascolare • azione lesiva diretta dell’agente flogogeno sulla parete vascolare • azione vasopermeabilizzante dei mediatori della flogosi (selettivamente a livello venulare) Mediatori della flogosi Mediatori della flogosi I ‘mediatori della flogosi’ sono sostanze t di origine i i cellulare ll l e plasmatica responsabili, in gran parte, delle alterazioni cellulari e tissutali che si manifestano nel corso del processo p ocesso infiammatorio. infiammato io M di t i della Mediatori d ll flogosi fl iI • Mediatori di origine cellulare : preformati : istamina, enzimi lisosomiali di nuova sintesi : NO, metaboliti dell’acido dell acido arachidonico arachidonico, citochine • Mediatori di fase fluida : Sistema delle chinine Sistema del complemento Mediatori della flogosi II NO (cellule endoteliali, fagociti) vasodilatazione inibizione della funzione piastrinica uccisione microrganismi nel fagosoma CITOCHINE (leucociti mononucleati) Chemiotassi e attivazione cellulare nel focolaio flogistico promozione della risposta immune manifestazioni sistemiche Mediatori della flogosi III ISTAMINA (basofili (basofili-- mastociti) ¼ vasodilatazione ¼ vasopermeabilizzazione METABOLITI DELL’ACIDO ARACHIDONICO ( macrofagi, mastociti, piastrine) PGE2 - PG2 ¼ vasodilatazione vasodilatazione-- vasopermea- bilizzazione - genesi del vasopermeadolore LTB4 ¼ c chemiotassi e otass e attivazione att a o e di d neutrofili ed eosinofili Mediatori della flogosi IV Metaboliti dell dell’acido acido arachidonico ACIDO ARACHIDONICO Ciclossigenasi PGD--sintasi PGD PGD2 PGE--sintasi PGE PGE2 PGH2 PGI2 TX- sintasi TXTXA2 PGF-sintasi PGFPGF2 La Ciclossigenasi (Cox) Sono state descritte due forme isoenzimatiche della Cox : Cox1: costitutiva costitutiva, preposta alla sintesi di PG con funzione ‘protettiva’( protezione mucosa gastrica, regolazione flusso renale). La Cox1 piastrinica è essenziale per la sintesi di TXA2, TXA2 potente proaggregante. Cox2: inducibile, espressa solo nel focolaio infiammatorio dove porta alla sintesi dei prostanoidi ad azione proflogistica I FANS I (Antiinfiammatori non steroidei) L’inibizione dell’attività ciclossigenasica L’inibizione rappresenta il meccanismo di azione dei p con FANS.Tali molecole competono l’acido arachidonico a livello del sito attivo dell dell’enzima enzima. I FANS ‘classici’ classici ,dei dei quali il capostipite è l’Acido l’Acido Acetilsalicilico (ASA), (ASA) hanno azione non selettiva : inibiscono cioè le due isoforme della Cox. I FANS II (Antiinfiammatori non steroidei) Inibizione Cox 1 Maggiori effetti collaterali: collaterali: gastrici, renali,complicanze emorragiche. g I ibi i Inibizione Cox C 2 Effetti Terapeutici: Terapeutici: Antiflogistico Antipiretico Analgesico I FANS III (Antiinfiammatori non steroidei) I FANS di ultima generazione (derivati arilaril-metil metil--sulfonilici o aril--metil aril metil-- sulfonamidici) sono Cox2 selettivi’: selettivi’ selettivi : inibiscono in ‘Cox2 modo selettivo la Cox2 nel focolaio infiammatorio con meccanismo reversibile tempotempodi dipendente. d t Fenomeni cellulari d ll’ dell’angioflogosi i fl i Fenomeni cellulari dell’angioflogosi MARGINAZIONE dei leucociti (++ g.neutrofili) PAVIMENTAZIONE = ADESIONE dei leucociti all’endotelio attraverso specifiche molecole di adesione (citoadesine) DIAPEDESI = MIGRAZIONE dei leucociti nell’interstizio nell’interstizio ATTIVAZIONE FAGOCITOSI FAGOCITOSI I Capacità posseduta da cellule ‘attivate’ attivate di inglobare e distruggere particelle o macromolecole presenti ti nell mezzo esterno. esterno FAGOCITOSI II Fagociti F iti ‘professionali’( ‘professionali’ ‘ f i li’( neutrofili, li’( t fili eosinofili, monociti/macrofagi) : cellule per le quali l’attività fagocitaria p costituisce una funzione preminente Fagociti ‘facoltativi’( ‘facoltativi’( fibroblasti, mastociti , endoteliociti) : cellule per le quali la fagocitosi è una funzione solo marginale Marginazione Pavimentazione Diapedesi Fagocitosi FAGOCITOSI III ‘Attivazione’ Attivazione del fagocita • ½ del d l patrimonio i i lisosomiale li i l • ½ dell’attività degli enzimi lisosomiali • ½ sintesi di citochine (IL-1) e dei metaboliti dell dell’acido acido arachidonico • ½ metabolismo ossidativo ( ‘esplosione respiratoria’ ) con formazione di radicali respiratoria reattivi dell’ossigeno : anione superossido, perossido d d’idrogeno idrogeno (meccanismi battericidi) FAGOCITOSI III • Riconoscimento ed adesione del fagocita all’agente all agente estraneo • Formazione del fagosoma • Acidificazione del fagosoma • Fusione della membrana lisosomiale con quella del fagosoma ed attivazione degli enzimi lisosomiali li i li a pH H acido id (idrolasi (id l i acide) id ) • Digestione gest o e de del materiale ate a e inglobato g obato Esiti della flogosi acuta FLOGOSI ACUTA CRONICIZZAZIONE ASCESSO GUARIGIONE Restitutio ad integrum Cicatrizzazione Manifestazioni sistemiche della flogosi • Febbre F bb • Leucocitosi L it i • Proteine di fase acuta Ä ½ VES Manifestazioni sistemiche della flogosi g Febbre Prodotti batterici (LPS) Materiale necrotico Altri mediatori Rilascio in circolo di Citochine dal focolaio infiammatorio. IL-1 = Pirogeno Endogeno FANS PGE1 nel SNC Ipotalamo centro della termoregolazione FEBBRE ISTOFLOGOSI I • Cronicizzazione di un processo acuto (persistenza dell’agente flogogeno) g g ) • Flogosi cronica ab initio ISTOFLOGOSI II • Fenomeni vascolo vascolo--essudativi scarsi • Prevalente infiltrazione e proliferazione tissutale di cellule mononucleate : macrofagi linfociti (T e B), macrofagi, B) plasmacellule plasmacellule, fibroblasti ((flogosi g produttiva) p ) • Abnorme formazione di tessuto connettivo J FIBROSI ISTOFLOGOSI III FLOGOSI CRONICA NON GRANULOMATOSA : Infiltrato diffuso di cellule mononucleate GRANULOMATOSA GRANULOMA : ‘risposta risposta infiammatoria focale ad andamento cronico caratterizzata dall’accumulo e dalla proliferazione di cellule mononucleate’ Activity--related Activity soft tissue injuries Activity-related y soft tissue injuries Injuries of the dense connettive tissue of ligament, ligament tendon and associated muscle are the most frequent causes of disability in athletes. Activity-related Activity related soft tissue injuries Classification Acute Trauma Chronic microtraumas (sudden overload) (R (Repeated t d stresses) t ) Acute injuries j Subacute injuries Sprain Strain Contusion (overuse injuries) Tendinitis / Tendinosis Myositis, Myotendinitis,Bursitis Activity-related Activity related soft tissue injuries Pathogenesis Macrotrauma Tension Share Compression Acute Inflammation Tissue damage (cell necrosis) Microtrauma Overuse injuries (additive effects of repetitive i i forces) f ) Inflammatory Reaction Resolution Acute Inflammation Chronic Inflammation Activity-related Activity related acute soft tissue injuries Sprain : Acute traumatic injury to a ligament 1st degree sprain : acute minor trauma of tearing a few ligamentous fibers which results in mild pain, swelling and disability but no joint instability swelling,and 2nd degree sprain : acute minor trauma of tearing a moderate number ligamentous fibers which results in moderate pain,swelling,and disability but little to not joint instability. 3rd degree sprain : the acute and complete tear or ruptureof a ligament. Swelling and pain may be minimal to severe. Disability is always severe and the injured joint will be unstable Activity-related y acute soft tissue injuries S i : Acute traumatic injury to the muscleStrain muscle-tendon unit (MTU) 1st degree strain : acute minor trauma to the MTU which results in mild pain, swelling,and disability but usually doesn’t disrupt the normal contraction of the involved muscle 2nd degree strain : a moderate injury to the MTU MTU,including including the tearing or disruptionof a moderate number of muscle and tendon fibers which results in moderate p pain,swelling,and , g, disabilityy in association with a weak and painful contraction of the involinvolved muscle 3rd degree sprain : a complete tear or rupture off the MTU Swelling and pain may be minimal to severe. Contraction of the involved muscle is extremly weak to nonexistent and usually painless. Activity-related A ti it l t d acute t soft ft ti tissue injuries Cont sion Contusion Acute traumatic injury resulting from a direct but blunt trauma to a soft tissue that usually p and swelling g ((edema).) results in pain There can be, and usually is mild to severe, extravasation of blood into the surrounding tissues (ecchymosis (ecchymosis)) Activity related soft tissue injuries The healing g process p The healing process of soft tissue injuries is composed of 3 phases: 1. Acute inflammatoryy p phase response p 2. Repair phase 3. Remodeling phase Scare Activity related soft tissue injuries The healing g process p p phase p Repair Most of dense connective tissues (muscle, tendon, ligaments) are not able to regenerate so healing occurs with formation of SCARE Scare is initially formed by a relatively fragile high vascularized connective tissue that gradualy becames stronger and avascularized Activity related soft tissue injuries The healing g process p Characteristics of scar tissue • Scar tissue is not as structurallyy strong g as original tissue • Scar tissue is not as elastic as original tissue • Scar is not supplied with as many blood vessels as original tissue Activity related soft tissue injuries The healing g process p Remodeling phase The remodeling phase overlap with the repair phase g of collagen g fibers so that It involves realignment scar tissue becomes stronger. Strength of scar tissue continues to increase for 3 months to 1 year following injury It is not uncommon for ligaments to take a year or longer to become completely remodeled. Activity related soft tissue injuries The healing g process p Remodeling phase If execcessive strain is placed on scar tissue during g the duration of the healing g mayy be remodeling extended. If ,however, an optimal level of stress is placed on remodeling fibres , stronger and more viable scar tissue is the result. Treatment for exerciseexercise-related injuries j Initial treatment for acute musculomusculo-skeletal injuries • Protection • REST • Ice • Compression • Elevation • Stabilization Treatment for exerciseexercise-related injuries j REST Rest is a continuum ranging from complete rest to restricted activity (relative rest) Rest allows time to control the effects of trauma and to avoid additional tissue damage. Treatment for exerciseexercise-related injuries j ICE Application of ice is the first step in initial treatment. Ice lowers the temperature of tissue reducing the metabolism of healthy cells, allowing them to survive. survive Cold application is beneficial for controls edema and reducing d i pain i and d muscle l spasm th thatt accompany musculoskeletal injury. Treatment for exerciseexercise-related injuries j COMPRESSION Compression is accomplished with an elastic wrap or bandage Compression controls edema and prevent fluid from accumulating in the injured area by increasing pressure outside of the vasculature.This promotes reabsorption b ti off fluid. fl id Compression may also help in relieving pain. Treatment for exerciseexercise-related injuries j Elevation When possible, elevation of the injured area above the level of the heart limits swelling by lowering capillary hydrostatic pressure. Controlling edema also decreases tissue damage resulting in a smaller area of damage to be repaired. Treatment for exerciseexercise-related injuries j Stabilization Earl stabili Early stabilization ation trough tro gh use se of braces and splints allows the muscle to relax, relax thus decreasing the painpain- spasm cycle Th pain The i - spasm cycle l Injury j y M l spasm Muscle P i Pain Increased p pressure on nerve Th pain The i - spasm cycle l Injury j y M l spasm Muscle P i Pain Stabilization Increased p pressure on nerve Follow-up procedures Procedures that follow initial treatments are designed to allow the athlete return to the highest level of performance in the short time. Follow--up procedures Follow Ø NSAIDs (FANS) Ø Application of heat Ø Injection (corticosteroids with or without local anesthetic) Ø Physical theraphy Ø Exercise and stretching Ø Device D i or bracese b Follow--up procedures Follow Application pp of heat No o du during g tthee acute inflammatory a ato y phase p ase when additional swelling or hemorrage may occur. Application A li ti off heat h t increases i local l l circulation i l ti andd reduces pain, allowing movement of the injured part to begin more quickly. Follow--up procedures Follow Ø Physical theraphy Ø Ø Ø Ø Cryoterapy Ultrasound therapy Electrical stimulation Massage g therapy……… py Follow--up procedures Follow Exercise E Exercise i is i th the mostt iimportant t t followfollow f ll -up treatment p procedure because it represents p the most effective method to increase the blood flow to the injured area and it should be always y associated with application of heat Activityy-related Activitysubacute soft tissue injuries (‘ (‘overuses injuries’) i j i ’) Activity--related subacute soft tissue injuries Activity ((‘overuses overuses injuries injuries’)) Overuse injuries, in contrast to acute injuries, are not the result of a single incident or force, force but result from a series of repetitive forces that overwhelm o er helm the tissue’s tiss e’s ability abilit to repair itself itself.. Overuse injuries constitute a significant portion of the injuries related to sports Activity--related subacute soft tissue Activity injuries. Pathogenesis Intrinsic f t factores Age Gender Anatomic factores Leg L length l th di discrepancy Muscle imbalances P fl ibilit Poor flexibility Muscle weakness Overuses injuries Extrinsic Factores T i i errors Training Technique errors O t i i Overtraining Poor enviromental conditions diti ActivityActi it -related subacute Activity s bac te soft tiss tissuee injuries. Classification Tendinitis peritendinitis Tendinitis, peritendinitis, tenosynovitis tenosynovitis, myositis myositis, bursitis Grade I : Pain after the activity only Grade II : Pain with activity that does not restrict the performance f but may affect ff the performance f moderaGrade III : Pain with activityy which restricts and moderatly to severely affects performance Grade G d IV : Pain P i occurring i with ith activity ti it andd restt ActivityActi it -related subacute Activity s bac te soft tiss tissuee injuries. Treatment Goals of treatment 1. Reduce pain and inflammation 2 Promote healing 2. 3. Rehabilitate the injured part in order to prevent recurrence of that injury or the development of another related injury ActivityActi it -related subacute Activity s bac te soft tiss tissuee injuries. Treatment Rest Modalities ( ice, ice electrical stimulation stimulation, massages…) massages ) NSAIDs Rehabilitation ISTOFLOGOSI ISTOFLOGOSI I • Cronicizzazione di un processo acuto (persistenza dell’agente flogogeno) g g ) • Flogosi cronica ab initio ISTOFLOGOSI II • Fenomeni vascolo vascolo--essudativi scarsi • Prevalente infiltrazione e proliferazione tissutale di cellule mononucleate : macrofagi linfociti (T e B), macrofagi, B) plasmacellule plasmacellule, fibroblasti ((flogosi g produttiva) p ) • Abnorme formazione di tessuto connettivo J FIBROSI ISTOFLOGOSI III FLOGOSI CRONICA NON GRANULOMATOSA : Infiltrato diffuso di cellule mononucleate GRANULOMATOSA GRANULOMA : ‘risposta risposta infiammatoria focale ad andamento cronico caratterizzata dall’accumulo e dalla proliferazione di cellule mononucleate’
