Immunità Immunità Immunità Immunità
mucosale, mucosale, mucosale, mucosale,
ecosistema ecosistema ecosistema ecosistema
intestinale e intestinale e intestinale e intestinale e
meccanismi di meccanismi di meccanismi di meccanismi di
Regione Puglia
meccanismi di meccanismi di meccanismi di meccanismi di
tolleranza verso tolleranza verso tolleranza verso tolleranza verso
allergeni allergeni allergeni allergeni
alimentarialimentarialimentarialimentari
Unità Operativa Complessa di Gastroenterologia & Nutrizione Artificiale
Direttore:Prof. Francesco William Guglielmi
Presidio Ospedaliero Trani. AUSL BATOspedale
“San Nicola Pellegrino”Viale Padre Pio, 70059 Trani (Ba)Tel 0883.483322; Fax 0883.4833;
e-mail: [email protected];
&health
nutrition
non-health
Prof. Francesco WilliamGuglielmi
Apparato digerente e flora microbica
L’apparato digerente contiene all’incirca 500 diverse specie microbiche organizzate in un microbiche organizzate in un
complesso ecosistema con importanti differenze anatomiche
Tratto
gastrointestinale
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
Principali componenti della flora
gastrointestinale
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
• - 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)
Apparato digerente e flora microbica
• - Il duodeno e il digiunopossiedono 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 gastrointestinaleFunzioni
� Barriera contro la proliferazione dei microrganismipatogeni;
� Regolazionedellamaturazionedel sistemaimmunitario;� Regolazionedellamaturazionedel sistemaimmunitario;
� 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 SIpostnatale 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
LOCALI (GALT)linfociti intraepitelialiaggregati sottomucosiplacche di Peyer
Componenti della Barriera Intestinale
MECCANICItight-junctionturnover cellulare rapidomotilità intestinale
COMPONENTIIMMUNOLOGICHE
COMPONENTINON IMMUNOLOGICHE
BARRIERA placche di Peyerlinfonodi mesentericiIgA secretorie
SISTEMICIlinfociti circolanticellule Kuppfer epatiche
motilità intestinaleCHIMICI acidità gastricalattoferrinasecrezione mucosali biliari
FLORA BATTERICA microorganismi aerobi e
anerobi
BARRIERA INTESTINALE
Barriera mucosa
1) strutture estrinseche all’intestino (caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente del tratto GI)-acidità gastrica -peristalsi-secrezione di muco e altre proteine-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’ ADATTATIVAIMMUNITA’ 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)
• Plasmacellule Ig-A secernenti
• Linfociti T (CD4, CD8)
(Placche di Peyer a livello dell’ileo)
• Follicoli linfoidi isolati (appendice)
• Linfonodi mesenterici
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 voltaall’eliminazione del patogeno e all’inibizione dellasua crescita attraverso il processo di fagocitosi e ilrilascio di composti ad azione microbicida
2) stimola e coordina la risposta immunitaria adattativaAg-specifica mediante il rilascio di chemochine ecitochine, l’induzione dell’attività costimolatoria daparte dei fagociti e il meccanismo di processazione epresentazione degli antigeni estranei.
Principali mediatori cellulari dell’immunità innata:
• Neutrofili
• Leucociti mononucleati (monociti e macrofagi)• 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
• Identificazionedegli organismimicrobici• Identificazionedegli organismimicrobici
• Trasduzione dell’avvenuto riconoscimento negli appropriatisegnali intracellulari
• Stimolazione delle appropriate risposte effettrici cellulari
• Meccanismo primitivo di riconoscimento degli agenti patogeni (batteri, virus, funghi)
• Identificano molecole comunemente associate ad organismi pericolosi o dannosi
Toll-like receptors
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 connessionetra la
risposta immunitaria innata e quella acquisita, essendo l’ unica cellula in grado acquisita, essendo l’ unica cellula in grado di modulare i linfociti T helper in funzione
del tipo di Ag che riconosce
(plasticità funzionale)
• Il riconoscimento ed il legame di Ag differenti a differenti TLRs e la conseguente attivazione di specifici segnali
Attivazione dei linfociti Attivazione dei linfociti T helper CD4+:T helper CD4+:
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 “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 diregolazione e antinfiammatori che rendono possibilela tolleranza immunitaria nei confronti degli Agalimentari e dei batteri commensali (oral mucosaltolerance).
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’ taluni casi su base anche genetica, puo’ determinare lo sviluppo di patologie
gastroenteriche e/o sistemiche
Malattie Infiammatorie Croniche IntestinaliIntolleranze Alimentari
Gastrite Cronica AutoimmuneDiabete Mellito 1
Epatopatie Croniche (CBP, CSP, Virali Da HCV E
Patologie
Epatopatie Croniche (CBP, CSP, Virali Da HCV E HBV)
Tireopatie (Hashimoto, Basedow)Malattie Reumatologiche (Artrite Reumatoide, SSP,
LES)
Incapacità a digerire una quantità significativa dilattosio, il principale zucchero del latte. Questaincapacità è dovuta ad un deficit dilattasi, enzimaprodotto, normalmentedalle cellule del piccolo
Intolleranza al Lattosio
prodotto, normalmentedalle cellule del piccolointestino.
Ruolo della Lattasi
Deficit di lattasi acquisito primitivo• ∼70% della popolazione adulta (differenze etniche)
• riduzione dei livelli di lattasi dopo lo svezzamento
� Enteriti Effettivi (Virali – Batteriche)� Parassitosi� Enteropatia Hiv
DEFICIT DI LATTASI PRIMARIA
DEFICIT DI LATTASI SECONDARIA:
Classificazione
� 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 intestinocausata, in soggettigeneticamente predisposti, dall’ingestione diglutine.
GLUTINE
Predisposizione genetica: HLA-DQ2 / DQ8
GLUTINE(80% della frazione proteica del grano)
gliadine(a b g ω) glutenine
PROTEINE TOSSICHE:PROTEINE TOSSICHE:
PROLAMINEPROLAMINEricche di glutamina ricche di glutamina (>30%)(>30%)e prolina e prolina (>15%)(>15%)
Frumento Frumento gliadinegliadine
Orzo Orzo ordeineordeine
Segale Segale secalinesecaline
(Farro, kamut, spelta, triticale)(Farro, kamut, spelta, triticale)
Mais Mais RisoRiso
Avena (?)Avena (?)
Atrofia villi e iperplasia cripte
GliadinaVilli
Cripte IEL
IPOTESI PATOGENETICA
AGA IgA-G
anti tTGIgA-G
Tcit.
Plasmacellula
Fibroblasti
B
BT
T
M
tTG
Degradazione matrice
TNF-ααααMod. da: W. Dieterich, All Immunol 2003
EZIOLOGIA
Le cause della malattia di Crohn sono sconosciute, ma ci sono diverse teorie:
MALATTIA DI CROHN (MC)
Genetica
Autoimmune
Infettiva
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 moltiloci di suscettibilità situati su diversi cromosomi: 3,6, 12, 14, 16
• Solo la suscettibilità per il m. di C. sul cromosoma16 è stata confermata in tutti i lavori della letteratura16 è stata confermata in tutti i lavori della letteratura
• Nel cromosoma 16 è stato identificato il gene NOD2le cui mutazioni sono significativamente associateal m. di C.
Ahmad,Satsangi,Bunce:”The genetics of inflammatory bowel desease”2001Laurent,Rousseau:”Mapping of a suscetptibility locus for Crohn?desease”Nature 1996
Fattori immunologici Ipotesi del NOD2
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, 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 intestinalecommensale. Essa, infatti,
attiverebbe continuamente il NOD2 automantenendo il processo infiammatorio.
Hoffmann, Pathobiology 2002
Ipotesi del NOD2
In realtà i dati sulla suscettibilità alla malattia inpresenza delle mutazioni sono contrastanti nei diversigruppi etnici. Nonostante ciò in base all’analisi globaledella letteratura si può considerare validal’associazione genotipo-fenotipo con:l’associazione genotipo-fenotipo con:
1. L’esordio precoce della malattia2. La localizzazione a livello ileale3. 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
Grazie Grazie Grazie Grazie
per per per per
Regione Puglia
per per per per
l‘ attenzionel‘ attenzionel‘ attenzionel‘ attenzione
Unità Operativa Complessa di Gastroenterologia & Nutrizione Artificiale
Direttore:Prof. Francesco William Guglielmi
Presidio Ospedaliero Trani. AUSL BATOspedale
“San Nicola Pellegrino”Viale Padre Pio, 70059 Trani (Ba)Tel 0883.483322; Fax 0883.4833;
e-mail: [email protected];
&health
nutrition
non-health
Prof. Francesco WilliamGuglielmi