Guarigione delle ferite

Question 1

Definizione di guarigione delle ferite

Answer 1

Processo articolato in fasi sequenziate e ordinate caratterizzate da fattori solubili ed elementi cellulari

Question 2

Fasi guarigione delle ferite

Answer 2

3 fasi principali suddivisibili e parzialmente sovrapposte tra loro.
1. Infiammatoria
2. Proliferativa
3. Di rimodellamento

1. Fase coagulativa
2. Fase di infiammazione con chemiotassi e proliferazione cellulare
3. Fase di sintesi del collagene
4. Fase di sintesi matrice extracellulare e contrazione della ferita.

Question 3

Cellule coinvolte nella guarigione delle ferite

Answer 3

• piastrine: che operano in concerto con gli elementi figurati del sangue (leucociti, linfociti, etc.) per “tappare il buco” mediante i processi di emostasi e coagulazione;
• fibroblasti e mio-fibroblasti: sono le cellule più rappresentate del connettivo e producono la matrice extracellulare. La differenza tra i due è data dalla presenza di microfilamenti di actina nella sua isoforma aSMA (Smooth Muscle a-Actin) e filamenti spessi di miosina che conferiscono ai miofibroblasti la capacità di contrarsi. Vengono indotti alla proliferazione da citochine e da prodotti di degradazione della matrice extracellulare.
• i cheratinociti: sono le cellule più abbondanti dell’epidermide che vanno a costituire i 5 strati dell’epidermide;
• i periciti: sono cellule di origine mesenchimale indifferenziate. Alcuni sostengono che queste cellule derivino dalle mesenchymal stromal cells (una volta chiamate mesenchymal stem cells) usate nelle terapie cellulari adottive. Queste cellule fanno da supporto ai vasi oltre a rilasciare molti fattori trofici regolando la sopravvivenza e l’attività delle cellule endoteliali. Derivano da precursori midollari. Tra i fattori di crescita che rilasciano c’è il VEGF (di cui verrà parlato più avanti nella lezione).

Question 4

Importanza della MEC in oncologia

Answer 4

Importante per il tipo di stimolazione chimica e meccanica che trasmette alle cellule che vi si appoggiano conseguentemente alla sua stiffness (durezza).
Si deve ancora capire quanto la MEC e la sua durezza condizionino l’engrossment (traduzione letterale: il coinvolgimento) di una cellula metastatica e perché un certo tipo di tumore tenda fare metastasi in un tessuto più “morbido” piuttosto che in uno più “duro”.
Le forze meccaniche dell’ambiente extracellulare condizionano, mediante la trasduzione del segnale intracellulare della via di YAP/TAZ, la sua forma e i suoi programmi trascrizionali, tra cui il secretoma.

Condiziona quindi il destino degli elementi cellulari che poggiano su di essa.

Question 5

Funzione MEC i guarigione ferite

Answer 5

Funzione di fornire le componenti chiave per la formazione della cicatrice e delle nicchie staminali.

Question 6

Componenti strutturali MEC con funzione di sutpporto

Answer 6

• GAG
• Proteine fibrose

Question 7

Descrizione GAG

Answer 7

Complessi di polipeptidi e di zuccheri (fino al 95% di catene polisaccaridiche non ramificate) e che si assemblano sul nucleo proteico (prodotto nel RE) nel Golgi.
A seconda del tipo e del numero di zuccheri, del tipo di legami tra essi e la posizione dei gruppi solfato, possiamo distinguere 4 categorie di GAG:
- Acido ialuronico
- Condroitin Solfato e Dermatan Solfato - Eparina Solfato
- Cheratan Solfato

Question 8

Elenco proteine fibrose

Answer 8

• Fibronectina: interagisce con eparina / fibrina / collagene
  – ubiquitaria (in tutti tessuti connettivi)
  – in sangue partecipa al coagulo
• Elastina: interagisce con collagene determinando elasticità
• Collagene:
  – + importante
  – 42 tipi diversi morfo-funzionalmente e per sede
  – catene monomeriche che si associano a formare struttura a tripla elica (pro-collagene) che si unisce ad altre a formare fibrille con elevata forza di tensione
• Laminina: rapporto percentuale dell’interazione tra la laminina e la fibronectina è importante per regolare lo stato di attivazione dei cheratinociti.
• …

Question 9

Collagene e guarigione ferite

Answer 9

• il collagene di tipo I è caratteristico del tessuto cicatriziale,
• il collagene di tipo III è presente nel tessuto di granulazione, quindi nelle prime fasi della guarigione delle ferite.

Question 10

Strati dell’epidermide

Answer 10

Insieme di strati di cheratinociti sempre più differenziati
1. Strato basale (cellule staminali / melanociti)
2. Strato spinoso (cheratinociti vivi / cellule dendritiche / cheratinociti vivi)
3. strato della granulosa
4. strato lucido
5. strato corneo

Question 11

Fase infiammatoria
- funzione
- fasi

Answer 11

• attivare la formazione del coagulo per
  – fermare il sanguinamento
  – impermeabilizzare laferita,
• per richiamare le cellule del sistema immunitario in modo tale da eliminare i frammenti di cellule necrotiche ed i patogeni che possono essere penetrati nella ferita.

1. danno endoteliale con esposizione collagene IV e V
2. Promozione aggregazione piastrinica
3. Secrezione da parte delle piastrine di:
   – PDGF,
   – TGF-b,
   – IGF-1,
   – fattore di Von Willebrand
   – fibrinogeno
   – fibronectina
   – trombospondina (proteina adesiva che media il contatto tra collagene e
   superficie piastrinica durante
   il processo di coagulazione),
   – serotonina (che promuove una piccola vasodilatazione).
4. Avvio cascata coagulativa estrinseca ed intrinseca => produzione di trombina e conversione fibrinogeno in fibrina insolubile
5. deposito fibrina che crea rete e intrappola GlobRoss
6. Cordoni GB + Piastrine aggregate = tappo ematico ancorato a maglie di fibrina che favorisce adesione e proliferazione altre cellule per guarigione
7. Serotonina favorisce permeabilità vascolare => extravasazione cellule SI per clearence patogeni
8. Arrivo polimorfonucleati e macrofagi

Question 12

Funzione macrofagi in guarigione

Answer 12

Coordinare iniziale sviluppo tessuto di granulazione

Question 13

Fase proliferativa
- funzione
- quando avviene?
- Cosa avviene?

Answer 13

• Iniziare a creare una matrice ricca di fattori per il proseguimento degli eventi di riparo.
• Comincia 2-3 giorni dopo il trauma e si protrae per circa 2-4 settimane.
• proliferano
  – fibroblasti
  – cheratinociti
  – cellule che devono formare i nuovi vasi.
• Durante questa fase si forma il tessuto di granulazione.

Question 14

Definizione tessuto di granulazione
- funzione

Answer 14

Tessuto in attiva proliferazione ricchissimo di
- micro-capillari,
- fibroblasti,
- macrofagi,
- fibre di collagene,
- fibronectina
- acido ialuronico.

Funzione trofica a livello della ferita =>: portare > ossigeno, nutrienti, fattori di crescita e anticorpi necessari al proseguimento degli eventi di riparazione.
I fibroblasti stimolati dai macrofagi secernono grandi quantità di collagene (in particolare III) e fibronectina che costituiscono una matrice tridimensionale per lo scorrimento di nuovi vasi (angiogenesi) e del nuovo epitelio.

Question 15

Fasi fase proliferativa

Answer 15

• Angiogenesi (endoteli)
• Fibroplasia (fibroblasti)
• Riepitelizzazione (cheratinociti)

Question 16

Angiogenesi
- chi prolifera?
- fattori stimolatori
- fasi

Answer 16

• A proliferare sono gli elementi cellulari che derivano per lo più da precursori delle cellule endoteliali che vengono reclutati in sede.
  I fattori che stimolano l’angiogenesi sono:
• le citochine:
  – FGF (fattore di crescita dei fibroblasti)
  – TGF-α, TGF-b (fattore di crescita trasformante)
  – TNF-α (Fattore di necrosi tumorale)
  – VEGF (Fattore di crescita dell’endotelio vascolare): esso svolge un ruolo importantissimo.
• ipossia (meccanismo a feedback):
• MEC
  Fasi:
  1. mobilizzazione precursori endoteliali
  2. reclutamento precursori endoteliali o attivazione precursori in sede

Question 17

Eventi ordinati dell’angiogenesi

Answer 17

• In una ferita si viene a formare un gradiente di un determinato fattore angiogenico.
• Arrivano i precursori endoteliali, o sono già in sede ferita.
  1. digestione della lamina basale dell’endotelio da parte di proteasi, per creare un varco:
  2. formazione di abbozzo di cellule endoteliali,
  3. spinta della pressione sanguigna + proteasi seguendo il gradiente formeranno un’ampia fenestratura in abbozzo e quindi un lume.
  4. fase successiva di rimodellamento ad opera di altre proteasi che favorisce la formazione del network maturo.

Question 18

Eventi ordinati dell’angiogenesi con mediatori

Answer 18

• Vasodilatazione (risposta a NO)
• Aumento permeabilità (indotto da VEFG)
• 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

Question 19

Meccanismi degradazione membrana plasmatica

Answer 19

• L’attivazione delle metalloproteinasi di matrice (MMPs)
• L’attivazione del sistema attivatore del plasminogeno (tPA), che porta alla fibrinolisi, e quindi alla dissoluzione del coagulo
  Attivatori del plasminogeno:
• Attivatore di tipo urochinasico
  (uPA)
• Attivatore tissutale (tPA),
  presente prevalentemente in circolo a dispetto del nome

Il plasminogeno una volta attivato viene convertito in plasmina, la quale degrada la fibrina.

Question 20

VEGF (Vascular endohelium growth factor)
- funzioni
- recettore

Answer 20

• Stimola la proliferazione, la migrazione e la differenziazione delle cellule endoteliali con un’azione di tipo
  diretto
• Aumenta la permeabilità vasale
• Ha una forte azione anti-apoptotica, quindi promuove la sopravvivenza delle cellule endoteliali
• Induce l’espressione, da parte delle cellule endoteliali, di proteasi quali uPA (urochinasi), uPAR
  (urokinase-type plasminogen activator receptor), tPA (fattore attivatore del plasminogeno tissutale), e
  metalloproteinasi
• Mantiene l’equilibrio del processo proteolitico attraverso la contemporanea induzione dell’espressione del PAI-1 (Inibitore dell’attivatore del plasminogeno-1); quindi è sia in grado di inibire che attivare l’azione fibrinolitica. Questo perché si tratta di meccanismi che funzionano a feedback. L’emostasi è un bilanciamento tra forze che spingono verso la fibrinolisi e forze che invece spingono verso la coagulazione. L’equilibrio è mantenuto da diversi fattori rilasciati in maniera sequenziale, dalla loro concentrazione e dall’espressione di specifici recettori per questi fattori su diversi siti cellulari.
• Recettori tirosin-chinasici

Question 21

Vie signaling attivate da VEGF

Answer 21

• Akt/PKB (Cell survival)
• PI3K + MAPKAPK 2/3 (Riorganizzazione actinica)
• PTK2 (Riarrangiamento citoscheletro & Migrazione cellulare)
• RaS –> Raf (Espressione genica per la proliferazione cellulare)
• PKC (Proliferazione cellulare)
• IP3 –> signaling del Ca2+ (Produzione di prostaglandine e permeabilità vascolare) + produzione NO

Question 22

VEGF in oncologia

Answer 22

espressione di VEGF viene aumentata nei tumori. Si usa un farmaco che agisce impedendo a tale fattore di legarsi al suo recettore, per evitare l’apporto di nutrienti al tumore e impedire inoltre la metastasi. Tuttavia andando a bloccare la formazione di vasi in un tumore, l’eventuale somministrazione di farmaci non riuscirà a raggiungere il tumore.

Question 23

Regolazione livelli di VEGF

Answer 23

• Ipossia: HIF1 (hipoxia-inducible factor-1)
• Fattori di crescita e citochine: TNF-α TGF-β EGF PDGF
• Ormoni, in particolare estrogeni

Question 24

Fibroplasia

Answer 24

I fibroblasti col progredire del processo producono
- nuovo collagene di tipo III che aumentano progressivamente & verso fasi finali guarigione si ha > p.te sostituito con collagene tipo I,
– rapporto collagene I/III deve rimanere costante per ottimali funzioni MEC (in cute: 5/1)
- elastina,
- glicoproteine,
=> rimpiazzano la matrice extracellulare che era stata degradata.
Producono inoltre molti fattori, tra cui glicosaminoglicani e pro-collagene.

Question 25

Riepitelizzazione

Answer 25

Fase proliferativa dei cheratinociti che avviene in una sequenza ordinata di eventi:
1. Mobilizzazione. La mobilizzazione avviene dagli strati profondi, da cui parte questa onda differenziativa. Durante questa fase i cheratinociti cambiano morfologia, si appiattiscono, si staccano dalla membrana basale, migrano a seconda dei gradienti.
2. Migrazione. Lo stimolo alla migrazione è dato dalla perdita della inibizione da contatto. Quando le cellule iniziano a migrare dai margini della ferita, le cellule a loro immediatamente vicine entrano nella fase di mobilizzazione. Questi eventi caratterizzano il flusso dei cheratinociti lungo il letto della ferita. Il processo continua fintanto che le cellule confluiscono incontrandosi, tramite l’inibizione da contatto.
3. Mitosi. Durante la migrazione il numero dei cheratinociti è mantenuto attraverso la mitosi cellulare. Con il progredire del processo di riepitelizzazione le cellule che stanno migrando si dividono e si differenziano aumentano lo spessore del nuovo epitelio.
4. Differenziamento. Si ha quando i cheratinociti hanno ristabilito la continuità dell’epitelio al di sopra della ferita, riprendono i normali processi differenziativi. Il differenziamento prosegue fino allo strato superficiale, che è quello che va incontro a morte, per formare lo strato corneo

Question 26

Fase di Rimodellamento

Answer 26

• fase tardiva
• si protrae per molto tempo
• fibre del collagene cominciano a organizzarsi in modo tale da produrre una struttura anatomica ordinata, cosa che non avviene nella fase proliferativa.
  Obiettivo: ripristinare attraverso le fibre di collagene e l’elastina la forza tensile che la cicatrice deve avere (mai recupero totale)

Question 27

Da cosa dipende la crescita della forza tensile della cicatrice?

Answer 27

• Dai distretti anatomici interessati e
• da come avviene la cicatrizzazione, anche se vi è una perdita di efficienza a livello tensile.
  Normalmente non si nota, a meno che una persona non si faccia costantemente ferite nello stesso punto.

Question 28

Tipologie di guarigione

Answer 28

• Guarigione di prima intenzione
• Guarigione di seconda intenzione

Question 29

Guarigione di prima intenzione

Answer 29

• Ferita: Taglio con punti di sutura. => avvicinamento dei lembi della ferita disinfettata e pulita.
• tessuto di granulazione sarà piccolo perché meccanicamente i lembi sono vicini.
• Non è necessario avere una fase proliferativa di lunga durata perché è già stata chiusa la ferita.

I tempi sono rapidi e la lesione è generalmente asettica.

Question 30

Guarigione di seconda intenzione

Answer 30

Ferita: Per estensione non richiudibile meccanicamente, oppure che necessita di rimanere aperta perché si ha bisogno che la fase infiammatoria e proliferativa siano consistenti.
- La fase infiammatoria è importante perché così il sistema immunitario contribuirà e eliminare alcuni patogeni.
- tessuto di granulazione molto abbondante dato che la ferita non si può, o non si vuole, chiudere.
- fase di contrazione della ferita ad opera dei miofibroblasti.
Nella guarigione della ferita di seconda intenzione i miofribroblasti sono fondamentali in quanto in grado di coadiuvare la fase di contrazione della ferita. (in prima intenzione avviene meccanicamente con punti di sutura)

Question 31

Fattori stimolatori guarigione

Answer 31

• Ossigeno: utilizzato per contrastare le infezioni (N.B. più la ferita è irrorata migliore sarà l’esito di
  guarigione); anche una condizione di ipossia acuta (N.B. non ipossia cronica) può stimolare la guarigione; in questo caso si attiva HIF-1α, il quale attiva programmi trascrizionali atti alla sopravvivenza cellulare.
• Ormoni sessuali (ad esempio gli estrogeni)
• Vitamina C: richiesta per la sintesi di collagene e per il funzionamento dell’immunità
• Vitamina E: antiossidante e antinfiammatoria

Question 32

Fattori inibitori la guarigione

Answer 32

FATTORI SFAVOREVOLI
* Infezioni: se non risolte prolungano la fase infiammatoria
* Età: le persone più anziane sono caratterizziate da processi di guarigione più lenti e meno efficaci
* Ormoni glucocorticoidi: inibiscono la sintesi di collagene oltre che la risposta immunitaria (per tale motivo sono utilizzati spesso come terapia antiinfiammatoria)
* Stress: porta ad un aumento dei glucocorticoidi
* Obesità: comporta uno stato infiammatorio cronico attraverso la produzione di adipochine (“citochine del tessuto adiposo”)
* Diabete: è caratterizzato da un insufficiente microcircolo periferico
* Malnutrizione
* Fumo
* Steroidi
* Chemioterapici: inibiscono la proliferazione cellulare e quindi l’angiogenesi e la formazione di tessuto cicatriziale.

Question 33

Cicatrizzazione patologica
- cosa succede?
- dove succede?

Answer 33

Se durante rimodellamento si hanno alterazioni patologiche => cicatrizzazione eccessiva che porta ad espansione
- cicatrici ipertrofiche
- cheloidi

• Generalmente in aree di elevata tensione cutanea nei casi di infezione o anossia cronica della ferita e se c’è un deficit del processo apoptotico (che serve ad eliminare il tessuto in eccesso).

Question 34

Cicatrici ipertrofiche

Answer 34

Cordone rilevato arrossato. Si tratta di una condizione reversibile che si manifesta a causa di un’alta produzione di glicosamminoglicani che comporta un grande richiamo di acqua (iperidratazione) oltre che di sangue (iperemia). C’è inoltre un alterato rapporto tra le diverse tipologie di collagene, in particolare aumenta il tipo III e V.

Question 35

Cheloidi

Answer 35

Cicatrizzazione non riamane confinata nell’area della ferita ma eccede i suoi confini formando delle masse di tessuto cicatriziale che hanno una forte predisposizione alla recidiva (se rimosse chirurgicamente tendono a riformarsi).
È coinvolta una predisposizione genetica

Question 36

Guarigione sana vs guarigione patologica

Answer 36

Guarigione sana avremo:
- Bassa concentrazione di citochine infiammatorie.
- Bassa concentrazione di proteasi
- Alta attività mitogenica
- Cellule competenti alla mitogenesi
Guarigione patologica:
- Alta concentrazione di citochine infiammatorie
- Ata concentrazione di proteasi
- Bassa attività mitogenica
- Cellule senescenti poco predisposte alla proliferazione
- infiammazione e proliferazione amplificate
- rimodellamento ridotto

Question 37

Esempi di guarigioni patologiche

Answer 37

• cicatrici ipertrofiche
• cheloidi
• ulcere (es. cutanee, gastriche): interruzione di fasi sequenziali della guarigione che portano a processo infiammatorio cronico
• ….