Patologia Generale - Dipartimento di Scienze (UNIBAS)

Programma dell’insegnamento: Patologia Generale
Fondamenti
Ambiti di studio della patologia e fisiopatologia generale.
Concetti di salute, processo patologico e malattia; eziologia, patogenesi, evoluzione; decorso, esiti.
Principi del metodo scientifico e metodologia epidemiologica e sperimentale
Eziologia generale
Cause fisiche di malattia
Traumi
Variazioni di temperatura, ustioni
Variazioni di pressione
Radiazioni ionizzanti
Radiazioni eccitanti
Correnti elettriche
Cause chimiche
Esotossine ed endotossine batteriche
Principali categorie di agenti tossici
L’alimentazione come causa di malattia
Meccanismi di detossificazione o attivazione degli xenobiotici.
Elementi di patologia ambientale ed occupazionale.
Patologia genetica
Alterazioni cromosomiche
Alterazioni del numero dei cromosomi
Principali aberrazioni cromosomiche
Malattie monogeniche
Tipi di mutazioni
Patogenesi delle malattie monogeniche
Malattie ereditarie e modalità di trasmissione mendeliana.
Malattie monogeniche a trasmissione anomala (malattie da triplette ripetute, imprinting, malattie
mitocondriali)
Errori congeniti del metabolismo (malattie genetiche da difetto enzimatico)
Malattie multifattoriali ed ereditarietà poligenica.
Metodi di studio delle malattie genetiche (analisi cromosomica, genica e proteomica)
Adattamenti cellulari e meccanismi di danno
Gli adattamenti cellulari
Atrofie, ipertrofie, iperplasie: meccanismi patogenetici.
Definizione di ipoplasia, aplasia, atresia, agenesia.
Le metaplasie.
Displasie, lesioni preneoplastiche, carcinoma in situ.
I meccanismi molecolari del danno cellulare
Stress ossidativo: origine dei radicali liberi, perossidazione lipidica, ossidazione di proteine e DNA.
Difese antiossidanti della cellula.
Il danno ipossico
Il danno da riperfusione
Degenerazioni cellulari: rigonfiamento torbido e degenerazione idropica; degenerazione vacuolare;
accumuli intracellulari; steatosi.
Necrosi.
Cause di necrosi
Tipi di necrosi: semplice, coagulativa, colliquativa
Gangrene: secca, umida, gassosa.
L’apoptosi
Cause di apoptosi
Aspetti morfologici, biochimici e molecolari di necrosi ed apoptosi
Elementi distintivi dell’apoptosi rispetto alla morte cellulare per necrosi.
Reazione al danno: interazione ospite-parassita ed immunità innata
Meccanismi patogenetici dei parassiti
Meccanismi patogenetici generali dei virus
Meccanismi patogenetici generali dei batteri
Meccanismi patogenetici generali di funghi e protozoi
Meccanismi patogenetici generali degli elminti
Barriere fisiche e fisiologiche dell’immunità innata
Il riconoscimento dei patogeni nell’immunità innata
Gli interferoni
Il sistema del complemento
La fagocitosi
I macrofagi ed i fagociti professionali
Opsonizzazione e fagocitosi.
Meccanismi di uccisione dei fagociti
Ruolo delle specie reattive dell’ossigeno e dell’ossido nitrico.
Reazione al danno: i processi infiammatori
Angioflogosi
I segni cardinali.
Aspetti vascolari ed emodinamici.
Modificazioni del calibro e della permeabilità vasale.
Attivazione delle cellule endoteliali.
Marginazione, adesione e diapedesi leucocitaria.
Chemiotassi, chemochine ed altri fattori chemiotattici.
Formazione degli essudati. Ascessi.
Mediatori del processo infiammatorio di origine cellulare.
Mediatori del processo infiammatorio di origine plasmatica.
La regolazione del processo infiammatorio
Infiammazione cronica
Fattori di cronicizzazione dei processi infiammatori.
Infiammazioni croniche aspecifiche, specifiche e granulomatose: esempi più comuni.
Effetti sistemici dell’infiammazione
Proteine di fase acuta, aumento della VES, leucocitosi
La febbre
L’infiammazione come causa di danno
Reazione al danno: immunità acquisita
Basi cellulari e molecolari della risposta immunitaria.
Origine della specificità e della diversità dei linfociti.
Selezione clonale
Organizzazione del sistema immunitario.
Organi linfoidi primari e secondari
Distribuzione e ricircolazione delle cellule immunitarie
L’antigene
Concetti di antigene, immunogeno, determinante antigenico o epitopo, carrier, aptene
Antigeni timo-dipendenti e timo-indipendenti, superantigeni.
Il recettore per l’antigene dei linfociti B
Struttura e funzioni della molecola solubile (anticorpo) e del recettore di membrana per l’antigene dei
linfociti B (BCR).
Il sito combinatorio.
Funzioni biologiche delle classi e sottoclassi.
Distribuzione cellulare dei recettori per Fc e funzioni cellulari anticorpo-mediate.
Gli anticorpi monoclonali:concetto, metodologia, applicazioni
Il recettore per l’antigene dei linfociti T
Struttura molecolare dei prodotti genici.
Organizzazione dei geni e meccanismi di riarrangiamento.
Sviluppo del repertorio linfocitario B e T.
I meccanismi cellulari e molecolari che operano dal precursore staminale al linfocita maturo vergine T o B.
Selezione positiva e negativa dei linfociti T nel timo.
Selezione dei linfociti B nel midollo osseo.
I marcatori ed i metodi di studio dello sviluppo linfocitario.
La reazione antigene-anticorpo.
Affinità, avidità, specificità, cinetica della reazione antigene-anticorpo.
Metodi per lo studio dell’interazione antigene-anticorpo. Reazioni indirette (agglutinazione, precipitazione,
deviazione del complemento) e dirette (immunoflorescenza, RIA, ELISA, immunoblot).
Citometria a flusso attivata dalla fluorescenza (FACS)
Le molecole del Complesso Maggiore di Istocompatibilità (MHC).
Organizzazione genica e polimorfismo.
Struttura molecolare e classificazione dei prodotti genici (MHC di classe I e II).
Struttura e funzione del solco combinatorio.
Ruolo delle molecole MHC di classe I e II nella presentazione dell’antigene.
Ruolo delle molecole CD1 nella presentazione dell'antigene
La presentazione dell’antigene al sistema immunitario.
Riconoscimento dell’antigene nativo da parte dei linfociti B e riconoscimento MHC-ristretto da parte dei
linfociti T.
Cellule che presentano l’antigene ai linfociti T CD4+ (APC professionali) e cellule che lo presentano ai
linfociti T CD8+.
Elaborazione (processazione) degli antigeni extracellulari ed intracellulari.
Attivazione dei linfociti T e B
I meccanismi di trasduzione del segnale di BCR e TCR.
Principali coppie di molecole di adesione e di co-stimolazione che partecipano al processo.
Le citochine ed i loro recettori.
Origine, struttura molecolare, meccanismo d’azione e cellule bersaglio.
Il network di interazioni che controlla le risposte immunitarie innate e acquisite.
Ruolo delle citochine nel differenziamento dei linfociti T nelle sottopopolazioni Th1 e Th2.
Caratteristiche, sviluppo e funzioni delle due sottopopolazioni.
Ruolo delle citochine nel differenziamento dei linfociti T nelle sottopopolazioni Th3 e Th17.
Caratteristiche, sviluppo e funzioni delle sottopopolazioni Th3 e Th17
Meccanismi effettori dell’immunità umorale.
La cooperazione tra linfociti T e B.
Le plasmacellule.
Meccanismi di assemblaggio delle immunoglobuline, switch isotipico, maturazione dell’affinità degli
anticorpi.
Cinetica della risposta primaria e secondaria
Network Idiotipico
Meccanismi effettori dell’immunità cellulo-mediata.
Attivazione dei macrofagi mediata dai linfociti Th1
I linfociti T citotossici (CTL) ed i meccanismi molecolari dell’uccisione della cellula bersaglio
Le cellule natural killer (NK): origine e caratteristiche fenotipiche e riconoscimento delle cellule bersaglio.
Citotossicità anticorpo-dipendente cellulo-mediata.
Meccanismi di controllo della risposta immunitaria
Cellule regolatorie Tr1, nTreg,
La tolleranza immunitaria
Tolleranza centrale e periferica agli antigeni self.
Tolleranza verso antigeni estranei.
La risposta immunitaria ai patogeni.
Immunità verso virus, batteri, miceti, protozoi e metazoi.
Vaccini naturali e sintetici.
Principi di sieroterapia e sieroprofilassi
Le reazioni di ipersensibilità
Concetti generali delle reazioni di ipersensibilità
Meccanismi e principali manifestazioni delle reazioni anafilattiche
Meccanismi e principali manifestazioni delle reazioni citolitiche o citotossiche
Meccanismi e principali manifestazioni delle reazioni da immunocomplessi
Ipersensibilità ritardata
L’autoimmunità e le malattie autoimmuni.
Meccanismi di perdita della tolleranza
Classificazione e patogenesi delle malattie autoimmuni
Rapporti tra fenotipo HLA e frequenza di malattie autoimmuni.
Immunologia dei trapianti
Tipizzazione degli antigeni di istocompatibilità
Trapianti di tessuti, organi e cellule emopoietiche
Graft-versus-host disease (GVHD)
Meccanismi di rigetto
Deficit del sistema immunitario
Immunodeficienze congenite
Immunodeficienze acquisite
Immunologia dell'invecchiamento
Immunologia dei tumori
Reazione al danno: i processi riparativi
Fasi del processo di riparazione dei tessuti danneggiati
Angiogenesi e fattori angiogenetici
Proliferazione dei fibroblasti, deposizione di matrice e fattori coinvolti
Rimodellamento
Guarigione delle ferite
Guarigione per prima e per seconda intenzione.
Aspetti patologici della guarigione delle ferite.
I cheloidi
Rigenerazione
Le cellule staminali
Patologia dello spazio extracellulare
Amiloidosi
Calcificazioni patologiche
Fibrosi localizzate e sistemiche
Le malattie del collagene e delle altre componenti della membrana basale
Neoplasie
Caratteristiche fondamentali delle neoplasie
Proprietà delle cellule trasformate (metaboliche, proliferative ed ultrastrutturali)
Displasie, lesioni preneoplastiche, carcinoma in situ
Istogenesi, aspetti morfologici e criteri di classificazione
Aspetti di epidemiologia dei tumori
Basi molecolari della trasformazione neoplastica
Oncogèni virali, proto-oncogèni ed oncogèni cellulari
Geni oncosoppressori
Crescita ed invasività dei tumori
Modalità di crescita delle neoplasie benigne e maligne
Basi molecolari della invasività
Vie di disseminazione delle metastasi
Fattori che favoriscono l’impianto di metastasi
Immunità, infiammazione e tumori
Le cause dei tumori
Tumori ereditari
Carcinogenesi chimica e fisica
Carcinogenesi ambientale
Carcinogenesi virale
Tumori ed ormoni
Aspetti clinici dei tumori
Sindromi paraneoplastiche
Cachessia neoplastica
Marcatori tumorali
Stadiazione e gradazione dei tumori.
Program of Study: General Pathology
Learning objectives
Fields of study of the pathology and pathophysiology general.
Concepts of health , illness and disease process ; etiology, pathogenesis, evolution , course , outcome.
Principles of the scientific method and epidemiological methodology and experimental.
General Etiology
Physical causes of disease
Trauma
Variations in temperature, burns.
Pressure variations
Ionizing radiation
Exciting radiation
Electric currents
Chemical causes
Exotoxins and endotoxins
Main categories of toxic agents
The power supply as a cause of disease
Mechanisms of activation or detoxification of xenobiotics .
Elements of environmental and occupational disease .
Genetic Disorders
Chromosomal alterations
Changes in the number of chromosomes
Major chromosomal aberrations
Monogenic Diseases
Types of mutations
Pathogenesis of Monogenic Diseases
Hereditary diseases and modes of Mendelian transmission .
Monogenic diseases transmitted abnormal ( triplet repeat diseases , imprinting , mitochondrial diseases )
Inborn errors of metabolism ( genetic diseases by enzyme defect )
Polygenic multifactorial diseases and inheritance .
Methods for the study of genetic diseases ( chromosome analysis , gene expression and proteomics )
Cellular adaptations and mechanisms of injury
The cellular adaptations
Atrophy , hypertrophy , hyperplasia : pathogenetic mechanisms .
Definition of hypoplasia , aplasia , atresia , agenesis .
The metaplasia .
Dysplasia , precancerous lesions , carcinoma in situ.
The molecular mechanisms of cell damage
Oxidative stress: source of free radicals, lipid peroxidation, oxidation of proteins and DNA.
Antioxidant defenses of the cell.
The hypoxic
The reperfusion injury
Cellular degeneration : swelling and hydropic degeneration , vacuolar degeneration , intracellular stores ;
steatosis.
Necrosis.
Causes of necrosis.
Types of necrosis : simple, coagulation , colliquative
Gangrene : dry, wet , gaseous .
Apoptosis
Causes of apoptosis
Morphological, biochemical and molecular necrosis and apoptosis
Distinctive features of apoptosis compared to cell death by necrosis .
Reaction to injury : host-parasite interaction and innate immunity
Pathogenetic mechanisms of parasites
Pathogenetic mechanisms of general virus
General pathogenic mechanisms of bacteria
General pathogenetic mechanisms of fungi and protozoa
Pathogenetic mechanisms of helminths
Physical barriers and physiological innate immunity
The recognition of pathogens in innate immunity
Interferons
The complement system
Phagocytosis
Macrophages and professional phagocytes
Opsonization and phagocytosis .
Mechanisms of killing of phagocytes
Role of reactive oxygen species and nitric oxide .
Reaction to damage: the inflammatory processes
Angiophlogosis
The cardinal signs .
Vascular and hemodynamic aspects .
Changes in the caliber and vascular permeability .
Activation of endothelial cells.
leukocyte adhesion and diapedesis .
Chemotaxis, chemokines and other chemotactic factors .
Formation of exudates . Abscesses.
Inflammatory mediators of cellular origin .
Mediators of the inflammatory process of the plasma-derived .
The regulation of the inflammatory process
Chronic Inflammation
Factors of Chronic Inflammatory Processes .
Nonspecific chronic inflammation , and granulomatous specific : the most common examples .
Systemic effects of inflammation
Acute phase proteins , increased erythrocyte sedimentation rate , leukocytosis
Fever
Inflammation as a cause of damage
Reaction to injury : acquired immunity
Cellular and molecular basis of the immune response .
Origin of the specificity and diversity of lymphocytes.
Clonal Selection
Organization of the immune system .
Primary and Secondary lymphoid organs
Distribution and Recirculation of Immune Cells
The Antigen
Concepts of antigen , immunogenic , antigenic determinant or epitope , carrier , hapten.
Antigens thymus-dependent and thymus-independent Superantigen .
The antigen receptor of B lymphocytes
Structure and function of the soluble molecule ( antibody ) and of the membrane receptor for the antigen of
B lymphocytes ( BCR ) .
The combining site .
Biological functions of the classes and subclasses.
Cellular distribution of Fc receptors and antibody-mediated cellular functions .
Monoclonal antibodies : concept , methodology , applications,
The antigen receptor of T lymphocytes
Molecular structure of the gene products .
Organization of the genes and mechanisms of rearrangement .
Development of B and T lymphocyte repertoire
The cellular and molecular mechanisms that operate from the precursor stem-lymphocyte to naive and
mature T or B cells.
Positive and Negative Selection of T cells in the Thymus.
Selection of B lymphocytes in the Bone Marrow .
The markers and methods of study of lymphocyte development .
The antigen-antibody reaction .
Affinity , avidity , specificity and kinetics of antigen-antibody reaction .
Methods for the study of antigen -antibody . Indirect reactions ( agglutination , precipitation, complement
fixation ) and direct ( immunofluorescence , RIA , ELISA, immunoblot ) .
By fluorescence- activated flow cytometry ( FACS )
The molecules of the Major Histocompatibility Complex (MHC ) .
Organization and gene polymorphism.
Molecular Structure and classification of gene products (MHC class I and II).
Structure and function of the groove.
Role of MHC class I and II in Antigen Presentation .
Role of CD1 molecules in antigen presentation.
The presentation of the antigen to the immune system.
Native Antigen Recognition by B Lymphocytes and MHC- restricted Recognition by T lymphocytes
Cells that present antigen to CD4 + T lymphocytes ( professional APC ) and cells that present to CD8 + T
lymphocytes .
Processing of extracellular and intracellular antigens .
Activation of T and B lymphocytes
The mechanisms of signal transduction of BCR and TCR .
Major adhesion and co- stimulation molecules involved in the process .
The cytokines and their receptors .
Origin, molecular structure , mechanism of action and target cells.
The network of interactions that controls the innate and acquired immune responses .
Role of cytokines in the differentiation of T lymphocytes into Th1 and Th2 subsets .
Characteristics , development and functions of the two subpopulations .
Role of cytokines in the differentiation of T lymphocytes in the subpopulations Th3 and Th17 .
Characteristics , development and functions of the sub- Th3 and Th17
Effector mechanisms of humoral immunity .
The cooperation between B and T Lymphocytes
The Plasma Cells.
Mechanisms of assembly of immunoglobulin isotype switching , affinity maturation of antibodies .
Kinetics of primary and secondary response
Network idiotypic
Effector mechanisms of cell-mediated immunity .
Activation of macrophages mediated by Th1.
The cytotoxic T lymphocytes ( CTL ) and the molecular mechanisms of the killing of the target cell
Natural killer cells (NK ) : origin and phenotypic characteristics and recognition of the target cells .
Cytotoxicity antibody-dependent cell-mediated immunity .
Control mechanisms of the immune response
Tr1 regulatory cells , nTreg ,
The immune tolerance
Central and peripheral tolerance to self-antigens .
Tolerance to foreign antigens .
The immune response to pathogens.
Immunity to viruses, bacteria, fungi, protozoa and metazoa .
Natural and synthetic vaccines .
Principles of serum therapy and serum injection
Hypersensitivity reactions
General concepts of hypersensitivity reactions
Mechanisms and main manifestations of anaphylactic reactions
Mechanisms and main events of the reactions cytolytic or cytotoxic
Mechanisms and main events of the reactions by immune
delayed hypersensitivity
Autoimmunity and autoimmune diseases .
Loss mechanisms of tolerance.
Classification and Pathogenesis of Autoimmune Diseases
Relationship between HLA phenotype and frequency of autoimmune diseases.
Transplantation immunology
Typing of Histocompatibility Antigens
Transplantation of tissues, organs and hematopoietic cells
Graft-versus -host disease ( GVHD )
Mechanisms of rejection
Immune system deficiency
Congenital Immunodeficiencies
Acquired Immunodeficiency
Immunology of aging
Tumor immunology
Reaction to damage: repair processes
Phases of the process of repairing damaged tissues
Angiogenesis and angiogenic factors.
Fibroblast proliferation , matrix deposition and factors involved.
Remodeling
Wound Healing
Healing by primary and secondary intention .
Pathological aspects of wound healing.
Keloids
Regeneration
The stem cells
Pathology of the extracellular space
Amyloidosis
Pathologic Calcification
Localised and Systemic Fibrosis
The diseases of collagen and other basement membrane components
Neoplasms
Key Features of cancer.
Properties of transformed cells ( metabolic , proliferative and ultrastructural )
Dysplasia , precancerous lesions , carcinoma in situ.
Histogenesis , morphology and classification
Aspects of cancer epidemiology
Molecular basis of neoplastic transformation
Viral oncogenes , proto-oncogenes and cellular oncogenes
Tumor Suppressor Genes
Growth and Invasiveness of Tumors
Growth of benign and malignant cells
Molecular basis of invasiveness
Routes of Dissemination of Metastases
Factors favoring the implantation of metastases
Immunity , Inflammation and Cancer
The causes of cancer
Hereditary Cancers
Carcinogenesis chemistry and physics
Environmental carcinogenesis
Viral carcinogenesis
Tumors and Hormones
Clinical Aspects of Tumors
Paraneoplastic Syndromes
Cancer cachexia
Tumor Markers
Staging and grading of tumors.