Fisiopatologia della guarigione delle ferite

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Fisiopatologia della guarigione delle ferite

• Barbara Zavan,
• Dipartimento di Istologia, Microbiologia e
  Biotecnologie Mediche
• Università di Padova

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• Introduzione
• Il processo di guarigione delle ferite
• Le fasi del processo di guarigione
• I differenti tipi di guarigione
• La classificazione delle ferite

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• La guarigione patologica
• I processi di guarigione a livello della parete
  addominale
• La guarigione delle ferite della parete
  intestinale
• Lingegneria dei tessuti

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Introduzione

• Ferita lesione traumatica di un organo/tessuto
  causata da un agente fisico esterno e
  caratterizzata dallinterruzione della continuità
  tessutale.
• Processo di guarigione combinazione ordinata di
  eventi rigenerativi e di riparo (sintesi di nuova
  matrice extracellulare, contrazione della ferita,
  riepitelizzazione) che conduce al ripristino
  della continuità del tessuto leso.

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Introduzione

• Tutti i tessuti del corpo rispondono piu o meno
  con la stessa sequenza di eventi biochimici e
  cellulari in risposta ad un danno.

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Introduzione

• La comprensione degli eventi biochimici e
  cellulari che guidano il processo di guarigione è
  la base della chirurgia e permette di pianificare
  in modo razionale la terapia delle ferite,
  dallulcera da decubito alla sutura estetica di
  una ferita cutanea.

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Il processo di guarigione
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Il processo di guarigione

• Il processo di guarigione ha luogo in maniera
  ordinata e sequenziale
• Coagulazione
• Flogosi
• Chemiotassi
• Proliferazione cellulare
• Sintesi di collagene
• Sintesi della matrice extracellulare
• Contrazione della ferita

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Il processo di guarigione

• Le 3 FASI PRINCIPALI DEL PROCESSO DI GUARIGIONE
• Fase infiammatoria
• Fase proliferativa
• Fase di rimodellamemento

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Le cellule coinvolte nel processo di guarigione
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Fase infiammatoria
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Fase infiammatoria

• Caratterizzata dallemostasi e dallinfiammazione
  e dallinizio della migrazione degli elementi
  epiteliali
• Il suo obiettivo è di limitare il danno
  tessutale
• Fermando il sanguinamento
• Impermeabilizzando la superficie della ferita
• Rimuovendo tessuti necrotici, corpi estranei e
  batteri

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FASE INFIAMMATORIA
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Linfiammazione è un evento positivo 2- 4 giorni
Le cellule dellinfiammazione uccidono i
microrganismi e rilasciano proteasi (MMP,
elastasi) che rimuovono i componenti non vitali
della ECM e permettono la prosecuzione del
processo di guarigione.
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EMOSTASI

• I vasi danneggiati mettono in contatto il
  collagene IV e V con le piastrine promuovendone
  laggregazione
• Le piastrine vengono attivate e secernono
• - PDGF - Fibronectina
• - TGF-? - Fibrinogeno
• - IGF-1 - Trombospondina
• - VWF
• Inoltre rilasciano serotonina che causa
  vasodilatazione ed aumento della permeabilità
  capillare

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EMOSTASI

• Sia la via intrinseca che quella estrinseca della
  coagulazione vengono attivate, portando alla
  formazione di trombina
• Ulteriore attivazione delle piastrine
• Conversione del fibrinogeno in fibrina
• Le maglie di fibrina intrappolano i globuli
  rossi, permettendo così la formazione del coagulo

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EMOSTASI

• Le maglie di fibrina forniscono anche
  limpalcatura per ladesione e proliferazione
  delle altre cellule coinvolte nel processo di
  guarigione
• Cellule endoteliali
• Cellule dellinfiammazione
• Fibroblasti

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INFIAMMAZIONE

• La serotonina secreta dalle piastrine e
  listamina secreta dai mastociti aumentano la
  permeabilità vascolare.
• Il PDGF e il TGF-? attirano (CHEMIOTASSI) ed
  attivano i PMN e i MACROFAGI nel sito della
  lesione. Queste cellule aderiscono alla parete
  dei vasi e migrano attraverso di essa.

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INFIAMMAZIONE

• CHEMIOTASSI

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NEUTROFILI

• Degradano i frammenti di tessuto necrotico, i
  corpi estranei ed i batteri
• Una loro azione prolungata può portare anche alla
  distruzione del tessuto sano

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NEUTROFILI
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MACROFAGI

• I monociti vengono convertiti in macrofagi a
  livello della ferita
• Rilasciano numerose citochine in grado di
  stimolare ed orchestrare le fasi successive del
  processo di guarigione
• Continuano il lavoro di fagocitosi iniziato dai
  neutrofili

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(No Transcript)
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MACROFAGI
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MACROFAGI
I macrofagi producono enzimi proteolitici,
secernono collagenasi proseguendo gli eventi
colliquativi. Secernono inoltre fattori di
crescita che stimolano la proliferazione dei
fibroblasti, la secrezione di collagene e
langiogenesi. Coordinano liniziale sviluppo
del tessuto di granulazione.
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Principali citochine coinvolte nel processo di
guarigione
CITOCHINE CELLULE AZIONI
Citochine pro-infiammatorie Tumor Necrosis Factor (TNF-a) Interleuchina-1 (IL-1) Interleuchina-6 (IL-6) Interleuchina-8 (IL-8) Interferone-? (INF-?) Macrofagi Macrofagi, cheratinociti Macrofagi, cheratinociti, PMN Macrofagi, fibroblasti Macrofagi, T-linfociti ? marginazione dei PMN, ? sintesi MMP ? chemiotassi dei fibroblasti e cheratinociti, ? sintesi MMP ? proliferazione dei fibroblasti ? chemiotassi dei macrofagi e dei PMN, ? sintesi collagene ? cehmiotassi dei macrofagi e dei PMN, ? sintesi collagene, ? sintesi MMP
Citochine anti-infiammatorie Interleuchina-4 (IL-4) Interleuchina-10 (IL-10) Linfociti-T, basofili, mast-cellule Linfociti-T, macrofagi, cheratinociti ? TNF-a, IL-1, sintesi di IL-6 ? proliferazione dei fibroblasti, sintesi di collagene ? TNF-a, IL-1, sintesi di IL-6 ? attivazione dei macrofagi e dei PMN
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I macrofagi attivati coordinano lo sviluppo del
tessuto di granulazione

• Rilasciano citochine e fattori di crescita che
  promuovono
• langiogenesi
• lattivazione dei fibroblasti che producono
  nuova ECM
• provvedono alla rimozione della matrice
  provvisoria, formatasi durante le fasi precoci
  del processo di guarigione

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MACROFAGI
CONTRAZIONE DELLA FERITA
TESSUTO DI GRANULAZIONE
? Collagene Rimodellamento
INFIAMMAZIONE
GIORNI
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FASE PROLIFERATIVA
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FASE PROLIFERATIVA

• Qunado la fase dellemostasi e dellinfiammazione
  acuta si stanno concludendo, si inizia a creare
  una matrice ricca di fattori per il proseguimento
  degli eventi di riparo.
• Inizia la fase PROLIFERATIVA della guarigione,
  che incomincia 2-3 giorni dopo il trauma e si
  protrae per circa 2-4 settimane

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FASE PROLIFERATIVA

• È rappresentata da
• Angiogenesi (endoteli)
• Fibroplasia (fibroblasti)
• Riepitelizzazione (cheratinociti)

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FASE PROLIFERATIVA

• Caratterizzata dalla formazione del tessuto di
  granulazione
• Fitta rete di microcapillari
• Fibroblasti
• Macrofagi
• Fibre collagene, fibronectina, acido ialuronico

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Il tessuto di granulazione
I fibroblasti secernono grandi quantità di
collagene III e I e fibronectina che
costituiscono una matrice tridimensionale per lo
scorrimento di nuovi vasi (angiogenesi) e del
nuovo epitelio.
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TESSUTO DI GRANULAZIONE

1. È un tessuto specializzato, transitorio (presente
   solo dove e quando è necessario)
2. Il suo sviluppo è coordinato dai macrofagi che
   rilasciano fattori di crescita e citochine con
   attività angiogenetica
3. Le prime cellule presenti nel suo contesto sono
   le cellule endoteliali ed i fibroblasti

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TESSUTO DI GRANULAZIONE
È ricchissimo di micro-capillari derivanti dalle
cellule endoteliali originarie dai vasi
pre-esistenti e dal sangue periferico (cellule
endoteliali progenitrici circolanti). Ha la
funzione di portare ossigeno, nutrienti, fattori
di crescita, anticorpi, necessari al
proseguimento degli eventi di riparo.
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Eventi molecolari e cellulari a livello di una
ferita cutanea durante i primi 4-8 giorni.
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La matrice provvisoria di fibrina viene
progressivamente sostituita dal tessuto
cicatriziale
I fibroblasti, con il progredire del processo di
guarigione, vengono stimolati a produrre nuovo
collagene, elastina e glicoproteine che
rimpiazzano la matrice provvisoria di fibrina e
iniziano a formare la cicatrice.
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ANGIOGENESI

• È necessaria per il proseguimento degli eventi di
  riparo
• Viene stimolata da diverse citochine
• FGF
• TGF-a, TGF-?
• TNF-a
• VEGF
• È stimolata dallipossia, dalla fibronectina e
  dallacido ialuronico che si trovano in grande
  quantità a livello del letto della ferita

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ANGIOGENESI

1. Proteolisi
2. Migrazione e chemiotassi
3. proliferazione

1. Formazione del lume vasale
2. Aumento della permeabilità capillare

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FIBROPLASIA

• I fibroblasti attirati dagli stimoli
  chemiotattici a livello della ferita, proliferano
  e producono i principali componenti della matrice
  extracellulare
• Vengono stimolati ed attivati dai fattori
  rilasciati dalle piatrine e dai monociti
• Producono principalmente glicosaminoglicani e
  pro-collagene

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COLLAGENE

• È la molecola dominante nel contesto della
  matrice della ferita e del tessuto cicatriziale
• Costiuisce una sottile maglia che conferisce
  proprietà cellulari e meccaniche alla ferita

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COLLAGENE

• Il collagene di tipo 3 viene attivamenete secreto
  durante le prime fasi del processo di guarigione
• I livelli di collagene aumementano nel corso
  dellle prime tre settimane
• Con laumentare della quantità di collagene
  diminuisce il numero dei fibroblasti
• Il collagene di tipo 1 viene quasi completamente
  sostituto dal collagene di tipo 3 durante il
  processo di maturazione della cicatrice (Rapporto
  nella cute normale 41)

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Principali tipi di collagene e loro distribuzione
Tipo Distribuzione nei tessuti
I Tutti I tessuti connettivi ad eccezione della cartilagine e della membrana basele, rapresenta il 90 del collagene presente nei tessuti
II Cartilagine, umor vitreo, disco intervertebrale
III Cute, vasi sanguigni, organi interni
IV Membrana basale (Lamina Densa)
V In tutti i tessuti
VI In tutti i tessuti
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RIEPITELIZZAZIONE

• Inizia già nelle prime ore dopo la ferita
• Segue sempre unordinata sequenza di eventi
• Mobilizzazione
• Migrazione
• Mitosi
• Differenziazione cellulare

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RIEPITELIZZAZIONE
I follicoli piliferi presenti sono la principale
fonte di cheratoniciti ad alta potenzialità
rigenerativa Nelle fasi di riparo e
rigenerazione, la migrazione dei cheratinociti
dai margini della ferita o dai follicoli piliferi
rappresenta levento fondamentale
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RIEPITELIZZAZIONE
MEMBRANA BASALE
FOLLICOLO PILIFERO
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RIEPITELIZZAZIONE - MOBILIZZAZIONE

• I cheratinociti presenti nei tessuti circostanti
  la lesione
• Cambiano morfologia
• Si appiattiscono
• Si distaccano dalle cellule circostanti e dalla
  membrana basale

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RIEPITELIZZAZIONE - 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 fintantochè le cellule
  confluiscono incontrandosi ? INIBIZIONE DA
  CONTATTO

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RIEPITELIZZAZIONE - MITOSI

• Durante la migrazione il numero dei cheratinociti
  è mantenuto attraverso la mitosi cellulare
• Le cellule della membrana basale iniziano I
  processi di mitosi per rimpiazzare le cellule che
  stanno migrando
• Con il progredire del processo di
  riepitelizzazione le cellule che stanno migrando
  si dividono e si differenziano aumentano lo
  spessore del nuovo epitelio

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RIEPITELIZZAZIONE - DIFFERENZIAZIONE

• Quando i cheratinociti hanno ristabilito la
  continuità dellepitelio al di sopra della
  ferita, riprendono i normali processi
  differenziativi
• Cellule basali in attiva mitosi ? Cheratinociti
  differenziati

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FASE DI RIMODELLAMENTO
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FASE DI RIMODELLAMENTO

• Inizia circa 3 settimane dopo linsulto iniziale
  e dura fino ad un anno
• La sintesi e la degradazione del collagene sono
  accellarate
• Non si osserva un aumento della quantità totale
  di collagene
• ? EQUILIBRIO DEL COLLAGENE

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FASE DI RIMODELLAMENTO

• I capillari continuano a svilupparsi nel letto
  della ferita
• Le fibre collagene cominciano a diporsi ed
  organizzarsi in base alle linee di trazione delle
  forze meccaniche locali
• La maggior parte del collagene III è sostituito
  dal collagene I

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FASE DI RIMODELLAMENTO

• Sebbene non ci sia un netto incremennto della
  quantità di collagene, il collagene si dispone in
  maniera da aggiungere resistenza meccanica al
  nuovo tessuto cicatriziale.

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TENSIONE DELLA FERITA
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CONTRAZIONE DELLA FERITA

• È un evento essenziale nel processo di riparo
• Permette la chisura di perdite di sostanza
  tessutali
• I MIOFIBROBLASTI sono le cellule responsabili
  della contrazione

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MIOFIBROBLASTI

• Sono reponsabili della contrazione
• Contengono microfilamenti che li rendono simili
  alle cellule muscolari lisce
• Hanno strutture specializzate di adesione
  intercellulare
• Gli innesti di cute inibiscono il processo di
  contrazione riducendo la differenziazione di
  fibroblasti in miofibroblasti a livello della
  ferita