Risposta fibroproliferativa che ripara piuttosto che rigenerare Quando la trama della matrice extracellulare è danneggiata Ripristino delle componenti tissutali in modo identico a quelle eliminate La struttura di partenza è integra RIPARAZIONE PER RIGENERAZIONE E GUARIGIONE Tissue response to injury Repair after injury can occur by regeneration, which restores normal tissue, or by healing, which leads to scar formation and fibrosis. Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:16 PM) © 2005 Elsevier Mechanisms regulating cell populations. Cell numbers can be altered by increased or decreased rates of stem cell input, by cell death due to apoptosis, or by changes in the rates of proliferation or differentiation. (Modified from McCarthy NJ et al: Apoptosis in the development of the immune system: growth factors, clonal selection and bcl-2. Cancer Metastasis Rev 11:157, 1992.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:16 PM) © 2005 Elsevier Cell-cycle landmarks The figure shows the cell-cycle phases (G0, G1,G2, S, and M), the location of the G1 restriction point, and the G1/S and G2/M cell-cycle checkpoints. Cells from labile tissues such as the epidermis and the gastrointestinal tract may cycle continuously; stable cells such as hepatocytes are quiescent but can enter the cell cycle; permanent cells such as neurons and cardiac myocytes have lost the capacity to proliferate. (Modified from Pollard TD and Earnshaw WC: Cell Biology. Philadelphia, Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:16 PM) © 2005 Elsevier Saunders, 2002.) LESIONE ATTIVITA’ PROLIFERATIVA DEI TESSUTI Cellule LABILI da mitosi di cellule staminali LABILI: • capacità replicativa illimitata • non hanno completato differenziamento e possono seguire percorsi differenziativi diversiDanno c. figlie che sono c. staminali con destino di differenziamento terminale Nei tessuti in continua divisione: epiteli di rivestimento, cavità orale vagina cervice uterina, mucise di dooti escretori di ghiandole cellule ematiche e linfociti) STABILI (tessuti quiescenti) bassa attività replicativa ma vanno incontro a bassa attività replicativa Quiescenti con lento ricambio; queste cellule sono sostituite da cellule mature che vanno in mitosi (epatociti, epitelio tubulo renale, epiteli secretori di ghiandole endocrine, c. osso, fibroblasti. PERENNI (non proliferanti) proliferanti):: non vanno incontro a divisione mitotiche dopo la vita fetale, non si dividono mai nella vita postnatale e non possono essere rimpiazzate se distrutte (m.cardiaco, c. nervose) Effetti vascolari e cellulari nell’infiammazione acuta Danno Vasodilatazione Rilascio mediatori chimici Marginazione ed adesione dei leucociti Extravasazione migrazione leucociti Verso sito di lesione Aumento permeabilità Riconoscimento e contatto Effetti extracellulari Uccisione dei batteri Digestione del materiale ucciso o estraneo Internalizzazione LESIONE INFIAMMAZIONE Nessuna distruzione di tessuto L’essudato è demolito Risoluzione Struttura Normale Proteolisi Fagocitosi dell’essudato da parte dei macrofagi LESIONE INFIAMMAZIONE Nessuna distruzione di tessuto L’essudato persiste essudato infiammatorio Aderenze, obliterazioni ostruttive da tessuto fibroso non elastico L’essudato è infiltrato da numerosi macrofagi cui segue la migrazione di fibroblasti e nuovi piccoli vasi sanguigni Organizzazione Cicatrizzazione L’essudato è sostituito da tessuto fibroso ben vascolarizzato I vasi neofomati regrediscono Rimane tessuto cicatriziale ricco di fibre di collagene LESIONE INFIAMMAZIONE Cellule LABILI da mitosi di cellule staminali LABILI: • non hanno completato differenziamento • Non hanno limite fisso di capacità replicativa • Danno c. figlie che sono c. staminali con destino di differenziamento terminale Sostituiscono cellule che non possono dividersi (epiteli di rivestimento, cellule ematiche e linfocidi) STABILI: quiescenti con lento ricambio; queste STABILI: cellule sono sostituite da cellule mature che vanno in mitosi (epatociti, epitelio tubulo renale, epiteli secretori di ghiandole endocrine, c. osso, fibroblasrti. PERENNI: in generate nella vita fetale, non si PERENNI: dividono mai nella vita postnatale e non possono essere rimpiazzate se distrutte (m.cardiaco, c. nervose) Distruzione di tessuto Cellule labili o stabili Impalcatura connettivale intatta Rigenerazione e guarigione Struttura Normale Buona riuscita della rigenerazione dipende da: 1. Le cellule perdute devono essere rimpiazzate da cellule identiche 2. L’architettura connettivale e vascolare deve essere intatta o ricostruita come era prima del danno LESIONE INFIAMMAZIONE Nessuna distruzione di tessuto Distruzione di tessuto L’essudato è demolito L’essudato persiste Cellule labili o stabili Impalcatura connettivale intatta Risoluzione Organizzazione Struttura Normale Cicatrizzazione Rigenerazione Struttura Normale Cellule permanenti Impalcatura connettivale distrutta Cicatrizzazione Cicatrizzazione Riparazione mediante guarigione, cicatrizzazione e fibrosi • Obiettivo della riparazione è di ripristinare il tessuto riportandolo nella sua condizione originaria. • La guarigione è una risposta fibroproliferativa tesa a riparare piuttosto che rigenerare un certo tessuto Figura 14.5 - Le reazioni a finalità difensiva attivate durante il processo della riparazione delle ferite. Proliferazione Migrazione di cellule parenchimali e connettivali Granulazione Sintesi proteine ECM Contrazione Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Fattori che influenzano la riparazione • Tessuto ed estensione del danno • Intensità e durata dello stimolo dannoso • Condizioni inibenti (mancata rimozione di corpi estranei, alterato apporto ematico) • Presenza di malattie • Trattamenti farmacologici (steroidi) Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. A, Granulation tissue showing numerous blood vessels, edema, and a loose ECM containing occasional inflammatory cells. This is a trichrome stain that stains collagen blue; minimal mature collagen can be seen at this point. B, Trichrome stain of mature scar, showing dense collagen, with only scattered vascular channels. Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Angiogenesis by mobilization of endothelial precursor cells (EPCs) from the bone marrow and from pre-existing vessels (capillary growth). EPCs are mobilized from the bone marrow and may migrate to a site of injury or tumor growth (upper panel). The homing mechanisms have not yet been defined. At these sites, Endothelial Progenitor Cells (EPCs) differentiate and form a mature network by linking with existing vessels. In angiogenesis from preexisting vessels, endothelial cells from these vessels become motile and proliferate to form capillary sprouts (lower panel). Regardless of the initiating mechanism, vessel maturation (stabilization) involves the recruitment of pericytes and smooth muscle cells to form the periendothelial layer. (Modified from Conway EM, Collen D, Carmeliet P: Molecular mechanisms of blood vessel growth. Cardiovasc Res 49:507, Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) 2001.) © 2005 Elsevier Angiogenesis by mobilization of endothelial precursor cells (EPCs) from the bone marrow and from pre-existing vessels (capillary growth). • • • • • • • • Vasodilatazione (risposta a ossido nitrico) Aumento permeabilità (indotta da VEGF) Degradazione proteolitica della membrana basale del vaso (MMP) Distruzione dei contatti tra cellule endoteliali vasali (attivatore del plasminogeno) Migrazione cellule endoteliali verso lo stimolo angiogenetico Proliferazione cellule endoteliali al fronte delle cellule migranti Maturazione cellule endoteliali e rimodellamento capillari Reclutamento cellule periendoteliali per formare sostegno Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figura 14.8 - Rappresentazione schematica del processo di neovascolarizzazione. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Matrix metalloproteinase regulation Four mechanisms are shown: (1) regulation of synthesis by growth factors or cytokines, (2) inhibition of synthesis by corticosteroids or TGF-β (3) regulation of the activation of the secreted but inactive precursors, (4) blockage of the enzymes by specific tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMPs). (Modified from Matrisian LM: Metalloproteinases and their inhibitors in matrix remodeling. Trends Genet 6:122, 1990, with permission from Elsevier Science.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Phases of wound healing Phases of wound healing. (Modified from Clark RAF: Wound repair. In Clark RAF (ed): The molecular and cellular biology of wound repair, 2nd ed, New York, Plenum Press, 1996, p. 3.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Guarigione delle ferite Meccanismi del processo di guarigione delle ferite: • Prima intenzione: – Guarigione di una ferita prodotta da incisione netta con margini ravvicinati • Seconda intenzione: – Guarigione di una ferita con ampia distruzione di epitelio e sottoepitelio da rimpiazzare con tessuto cicatriziale Figura 14.2 - Eventi che caratterizzano il processo di riparazione delle ferite per prima o per seconda intenzione. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figura 14.7 - Il distretto dermo-epidermico. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figura 14.9 - Rappresentazione schematica dei principali processi biologici che caratterizzano la riparazione di una ferita dermo-epidermica. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Steps in wound healing by first intention (left) and second intention (right). Note large amounts of granulation tissue and wound contraction in healing by second intention. large amounts of granulation tissue and wound contraction in healing by second intention. Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figura 14.10 - Rappresentazione schematica della trasduzione del segnale da parte del recettore VEGFR-2. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figura 14.12 - Rappresentazione schematica dei proteoglicani e delle loro funzioni. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figura 14.13 - Rappresentazione schematica delle integrine e delle loro interazioni extra- ed intra-cellulari. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figure 3-22 Healing of skin ulcers. A, Pressure ulcer of the skin, commonly found in diabetic patients. The histology slides show B, a skin ulcer with a large gap between the edges of the lesion; C, a thin layer of epidermal reepithelialization and extensive granulation tissue formation in the dermis; and D, continuing reepithelialization of the epidermis and wound contraction. (Courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figure 3-22 Healing of skin ulcers. A, Pressure ulcer of the skin, commonly found in diabetic patients. The histology slides show B, a skin ulcer with a large gap between the edges of the lesion; C, a thin layer of epidermal reepithelialization and extensive granulation tissue formation in the dermis; and D, continuing reepithelialization of the epidermis and wound contraction. (Courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figure 3-22 Healing of skin ulcers. A, Pressure ulcer of the skin, commonly found in diabetic patients. The histology slides show B, a skin ulcer with a large gap between the edges of the lesion; C, a thin layer of epidermal reepithelialization and extensive granulation tissue formation in the dermis; and D, continuing reepithelialization of the epidermis and wound contraction. (Courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figure 3-22 Healing of skin ulcers. A, Pressure ulcer of the skin, commonly found in diabetic patients. The histology slides show B, a skin ulcer with a large gap between the edges of the lesion; C, a thin layer of epidermal reepithelialization and extensive granulation tissue formation in the dermis; and D, continuing reepithelialization of the epidermis and wound contraction. (Courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figure 3-23 A, Keloid. Excess collagen deposition in the skin forming a raised scar known as keloid. (From Murphy GF, Herzberg AJ: Atlas of Dermatopathology. Philadelphia, Saunders, W.B. 1996, p. 219.) B, Note the thick connective tissue deposition in the dermis. (Slide courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington, Seattle, WA.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Figure 3-23 A, Keloid. Excess collagen deposition in the skin forming a raised scar known as keloid. (From Murphy GF, Herzberg AJ: Atlas of Dermatopathology. Philadelphia, Saunders, W.B. 1996, p. 219.) B, Note the thick connective tissue deposition in the dermis. (Slide courtesy of Z. Argenyi, M.D., University of Washington, Seattle, WA.) Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Development of fibrosis in chronic inflammation. The persistent stimulus of chronic inflammation activates macrophages and lymphocytes, leading to the production of growth factors and cytokines, which increase the synthesis of collagen. Deposition of collagen is enhanced by decreased activity of metalloproteinases. Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Repair responses after injury and inflammation. Repair after acute injury has several outcomes, including normal tissue restitution and healing with scar formation. Healing in chronic injury involves scar formation and fibrosis (see text). Downloaded from: StudentConsult (on 20 March 2010 03:19 PM) © 2005 Elsevier Rapporti esistenti tra tipo cellulare danneggiato, rigenerazione e “restituito ad integrum”. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.