TROVATO SU: http://www.domenicofiore.it
MIASTENIA GRAVE:
Eziopatogenesi - Trattamento
Fattori immunologici e bio-molecolari nella patogenesi
della miastenia grave.
(Pubblicato da " EOS" Rivista
di Immunologia e Immunofarmacologia. vol XXII - 2002 -
n. 2 - 33-39)
Attenzione:
un riassunto e dettagli sul trattamento sono disponibili
a questa
pagina |
Premessa
Nel corso delle mie ricerche sulle neuropatie da Bordetella
Pertussis nell'Uomo ( vedi nota
1 ), un'ammalata di Sclerosi Multipla, portatrice
di infezione in atto da B. Pertussis in fase-S (virulenta
e contagiosa), mi dice che sua figlia è affetta da
Miastenia Grave e che continua a peggiorare malgrado sia
stata timectomizzata e sia sottoposta e frequenti plasmaferesi.
Per scrupolo, faccio ricercare gli anticorpi anti Bordetella
anche nel siero di questa figlia: il referto è categoricamente
positivo. Positivi risultano anche altri tre pazienti affetti
da miastenia (due di questi anch'essi già timectomizzati).
Semplici coincidenze? Verifichiamo.
Introduzione
MIASTENIA GRAVE NELL'UOMO (MG). "La miastenia grave
(MG) è una malattia neuromuscolare caratterizzata
da ipostenia e affaticabilità dei muscoli scheletrici.
Il difetto sottostante è una diminuzione nel numero
di Recettori dell'Acetilcolina (AchR) disponibili a livello
della giunzione neuromuscolare, dovuta ad un'aggressione
autoimmune mediata da anticorpi ( vedi
nota 2 )". Per una "base" al
nostro approfondimento, partiamo dai due dati acquisiti:
- nella MG si ha una diminuzione di AchR a livello di
giunzione neuromuscolare:
- nella patogenesi sono coinvolti anticorpi anti AchR
RECETTORI DELL'ACETILCOLINA (AchR) E ANTICORPI
( vedi nota 3 ).
L'AchR è una molecola glicoproteica pentamerica.
Le cinque subunità delimitano un canale centrale
a forma d'imbuto che costituisce il "canale ionico".
L'Acetilcolina, che si lega preferenzialmente a regioni
delle subunità alfa, induce l'apertura di questo
canale. Quando alle colture di cellule muscolari (anche
umane) si aggiungono IgG di miastenici, il tasso di degradazione
dei recettori aumenta significativamente, fino a raggiungere
valori pari al 290-300 %. Questo fenomeno si verifica sia
in colture che a livello di giunzione neuromuscolare. La
proprietà delle IgG miasteniche di accelerare la
degradazione recettoriale dipende dalla capacità
di ogni molecola anticorpale di stabilire un legame a ponte
tra due molecole recettoriali, favorendo l'aggregazione
dei recettori. I recettori aggregati formano gruppi compatti
sulla membrana muscolare, gruppi che vengono rapidamente
internalizzati per endocitosi e "digeriti" a livello
lisosomiale: si parla di "modulazione antigenica".
Altro meccanismo d'azione degli anticorpi anti AchR sarebbe
costituito dalla ridotta inserzione sulla membrana cellulare
dei nuovi recettori "per riduzione della superficie
disponibile per l'inserzione stessa" da occupazione
di spazio da parte degli anticorpi anti AchR. Gli Autori
concludono che "La MG è considerata prototipo
di malattie auto-immuni anticorpo-mediate".
RECETTORI DI MEMBRANA IN FISIOLOGIA. Per tentare
di capire cosa succeda realmente nella MG, per affrontare
razionalmente un capitolo di patologia dei recettori, dalla
biologia molecolare vediamo l'essenziale della fisiologia
dei recettori di membrana.
I recettori di membrana (
vedi nota 4 ) sono entità
plurimolecolari, costituite da un sito di ricognizione per
il legame, da un sistema di trasduzione (Proteine G), da
un sito catalitico per l'enzima che fornisce energia al
sistema (adenilato o guanilato-ciclasi) e dai siti di modulazione
allosterica (positiva o negativa), che, semplificando, consentono
di adattare la risposta recettoriale alle diverse esigenze
della neurotrasmissione.
I recettori di superficie si collocano
in tre gruppi ( vedi nota 5
):
- recettori legati a canali ionici;
- recettori legati a proteine-G;
- recettori legati ad enzimi (proteina-chinasi
GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE ( vedi
nota 6 ): le terminazioni intramuscolari
degli assoni si esauriscono in depressioni della membrana
della fibrocellula muscolare; a livello post-sinaptico la
membrana è strutturata in regolari invaginazioni
con direzione perpendicolare a quella longitudinale degli
assoni e con profondità di 0,5 µm; il recettore
colinergico, di natura proteica, è particolarmente
concentrato a livello degli apici delle creste e quindi
in posizione favorevole per essere raggiunto dal neuro-trasmettitore.
Il mediatore chimico della trasmissione neuromuscolare è
l'acetilcolina; essa viene sintetizzata a livello della
terminazione presinaptica e accumulata nelle vescicole sinaptiche;
le vescicole hanno un diametro di 50 µm e ognuna contiene
all'incirca 104 molecole di acetilcolina. All'arrivo di
un impulso nervoso la depolarizzazione della terminazione
presinaptica induce l'esocitosi di quantità fisse
di acetilcolina (quanti) a livello di zone specializzate
della membrana, riconoscibili al microscopio elettronico
come zone ispessite. L'acetilcolina diffonde nello spazio
intersinaptico (60 µm) e si lega al recettore, inducendo
le modificazioni di permeabilità ionica e la depolarizzazione
della membrana postsinaptica. Il processo termina con la
rimozione dell'acetilcolina, per diffusione e scissione
enzimatica ad opera della acetilcolinesterasi: il tutto
dura pochi millisecondi. In un normale muscolo a riposo
si possono registrare piccole variazioni di potenziale (potenziali
di placca in miniatura), dovute alla liberazione di quanti
subliminari di acetilcolina dalla terminazione presinaptica.
Solo in presenza dell'impulso nervoso vengono rilasciati
quanti di acetilcolina in numero maggiore, capaci di depolarizzare
la membrana postsinaptica e di indurre un potenziale d'azione
muscolare. In condizioni normali la quantità di mediatore
e il numero di recettori attivati sono eccedenti il minimo
per innescare il potenziale d'azione muscolare. Questo assicura
un certo margine di sicurezza, che può ridursi grandemente
nel corso delle malattie che colpiscono in modo specifico
questa regione.
CANALI IONICI. Dalla biologia-molecolare (
vedi nota 7 ) sappiamo
che l'AchR è il prototipo dei canali ionici.
Nella giunzione neuromuscolare ci sono circa ventimila recettori
per μm2.
Il recettore è composto da cinque polipeptidi transmembrana:
2 α; 1 β;
1 γ; 1 δ.
Le due subunità α
hanno entrambe siti di legame per l'acetilcolina (Ach).
Quando due molecole di Ach si legano al complesso pentamerico,
inducono un cambiamento conformazionale che apre il canale
ionico. Il canale rimane aperto per un millisecondo circa;
poi si chiude. In seguito, le molecole di Ach si dissociano
dal recettore e vengono idrolizzate da un enzima specifico
(acetilcolinesterasi) posto nella giunzione neuromuscolare.
Una volta liberato dal neurotrasmettitore (l'Ach) cui era
legato, il recettore AchR ritorna al suo stato di riposo
iniziale (chiusura). In condizioni di riposo, gruppi di
aminoacidi carichi negativamente ad emtrambe le estremità
del poro aiutano ad escludere gli ioni negativi e favoriscono
il passaggio di qualunque ione positivo, a condizione che
abbia un diametro inferiore a 0,65 nm. Il traffico normale
consiste soprattutto di Na+, K+ e un pò di Ca++.
Il traffico dei diversi cationi attraverso il canale dipende
soprattutto dalla concentrazione (gradiente di concentrazione
tra i due lati della membrana cellulare) e dalle forze elettrostatiche.
Quando la membrana della cellula muscolare è al suo
potenziale di riposo la forza netta che spinge il K+ è
zero, perché il gradiente di voltaggio equilibra
il gradiente di concentrazione. Per il Na+, il gradiente
di voltaggio e il gradiente di concentrazione agiscono entrambi
nella stessa direzione e spingono ioni Na+ dentro la cellula.
La concentrazione del Ca++ extracellulare è talmente
bassa (anche più bassa di quella del Na+) da dare
solo un piccolissimo contributo alla corrente totale verso
l'interno della cellula. Questo in condizioni di riposo.
Quando arriva lo stimolo acetilcolinico: L'apertura dei
recettori dell'Ach porta ad un grosso afflusso di Na+ (circa
20000 ioni, per canale, per millisecondo); questo flusso
provoca una depolarizzazione della membrana che segnala
al muscolo di contrarsi ( vedi
nota 8 ). Precisamente ( vedi
nota 9 ) la trasmissione neuromuscolare
comporta l'attivazione sequenziale di cinque serie diverse
di canali ionici. L'importanza dei canali ionici
per le cellule eccitabili elettricamente può essere
illustrata seguendo il processo per cui un impulso nervoso
stimola una cellula muscolare a contrarsi. Questa risposta
apparentemente semplice, richiede l'attivazione sequenziale
di cinque serie diverse di canali ionici; il tutto in pochi
millisecondi:
1) Il processo inizia quando l'impulso
nervoso raggiunge la terminazione nervosa e ne depolarizza
la membrana plasmatica. La depolarizzazione apre temporaneamente
i canali del Ca++, regolati dal voltaggio, presenti in questa
membrana. Poiché la concentrazione del Ca++ all'esterno
della cellula è mille volte maggiore di quella del
Ca++ libero all'interno, Ca++ entra nella terminazione nervosa.
L'aumento della concentrazione di Ca++ nel citosol della
terminazione nervosa scatena il rilascio localizzato di
acetilcolina nella fessura sinaptica.
2) L'acetilcolina rilasciata si lega ai
recettori dell'Ach nella mambrana plasmatica della cellula
muscolare, aprendo temporaneamente i canali cationici associati
ai recettori. Il flusso verso l'interna di Na+ che ne risulta
provoca una depolarizzazione localizzata della membrana.
3) La depolarizzazione locale della membrana
plasmatica della cellula muscolare apre i canali del Na+,
regolati dal voltaggio di questa membrana, facendo entarare
altro Na+, che depolarizza ulteriormente la membrana. Ciò,
a sua volta, apre i canali del Na+ regolti dal voltaggio
che si trovano nelle vicinanze e provoca una depolarizzazione
(potenziale di azione) autopropagante che diffonde e coinvolge
l'intera membrana plasmatica.
4) La depolarizzazione generalizzata della
membrana plasmatica della cellula muscolare attiva i canali
del Ca++ regolati dal voltaggio in regioni specializzate
(tubuli trasversi "T") di questa membrana.
5) L'attivazione dei canali del Ca++ nei
tubuli T , a sua volta, provoca l'apertura temporanea dei
canali che rilasciano Ca++ in una regione adiacente
della membrana del reticolo sarcopalsmatico, con conseguente
rilascio nel citosol del Ca++ immagazzinato nel reticolo
sarcoplasmatico. È l'improvviso aumento della concentrazione
del Ca++ citoplasmatico che fa contrarre le miofibrille
del muscolo. Non è certo come l'attivazione dei canali
del Ca++ nella membrana del tubulo T porti all'apertura
dei canali di rilascio del Ca++ nella membrana del reticolo
sarcoplasmatico. Le due membrane sono comunque molto vicine,
con i due tipi di canali uniti in una struttura specializzata.
È possibile, perciò, che un cambiamento indotto
dal voltaggio nella conformazione del canale Ca++ della
membrana plasmatica apra direttamente i canali di rilascio
del Ca++ del reticolo sarcoplasmatico mediante un accoppiamento
meccanico. Mentre l'attivazione della contrazione muscolare
da parte di un motoneurone è complessa, interazioni
ancora più sofisticate fra canali ionici sono necessarie
perché un neurone integri un gran numero di segnali
in entrata e computi un appropriato segnale in uscita.
Dalla stretta interdipendenza di questi meccanismi
emerge che, anche quando il neurotrasmettitore ed il relativo
recettore svolgano perfettamente il loro ruolo, la contrazione
muscolare può svolgersi normalmente solo a condizione
che i canali ionici funzionino perfettamente. Vediamoli.
CANALI IONICI E PROPIETÀ ELETTRICHE
DELLE MEMBRANE ( vedi nota 10
) La maggior parte delle proteine canale della
membrana plasmatica delle cellule animali e vegetali connettono
il citosol con lo spazio esterno e hanno quindi pori stretti
e altamente selettivi. Queste proteine sono deputate soprattutto
al trasporto di ioni inorganici, e sono perciò dette
canali ionici.
La funzione dei canali ionici è quella
di permettere a ioni inorganici specifici, soprattutto Na+,
K+, Ca++ e Cl- , di diffondere rapidamente lungo i loro
gradienti elettrochimici attraverso il doppio strato lipidico.
Più di un milione di ioni può passare attraverso
ciascun canale in un secondo; ma il trasporto atrraverso
i canali ionici può essere regolato.Anzi, la capacità
di controllare i flussi ionici è essenziale per molte
funzioni cellulari. Le cellule nervose, in particolare,
si sono specializzate nell'uso di questi canali e utilizzano
una varietà di canali di questo tipo per ricevere,
condurre e trasmettere segnali. Due proprietà importanti
distinguono i canali ionici da semplici pori acquosi. La
prima è che i canali ionici mostrano una selettività
ionica, che permette ad alcuni ioni inorganici di passare,
ad altri no; La seconda distinzione importante è
che i canali ionici non sono continuamente aperti, ma hanno
delle "chiuse", che si aprono brevemente e si chiudono poi
di nuovo. Nella maggior parte dei casi le "chiuse" si aprono
in risposta ad uno stimolo specifico. I tipi principali
di stimoli che fanno aprire i canali ionici sono un cambiamento
del voltaggio attraverso la membrana (canali regolati dal
voltaggio), uno stress meccanico ( canali regolati meccanicamente)
o l'attacco di un ligando (canali regolati da ligandi).
Il ligando può essere un mediatore extracellulare
(più specificamente un neurotrasmettitore nei "canali
regolati da un trasmettitore") o un mediatore intarcellulare
(uno ione nei "canali regolati da ioni"; un nucleotide nei
"canali regolati da nucleotidi"). L'attività di molti
canali ionici è regolata dalla fosforilazione e defosforilazione.
Fino ad oggi sono stati descritti più di cento tipi
di canali ionici. Essi sono responsabili dell'eccitabilità
elettrica delle cellule muscolari, e mediano la maggior
parte delle forme di segnali elettrici nel sistema nervoso.
Una singola cellula nervosa può contenere anche più
di dieci specie di canali ionici, posti in domini diversi
della sua membrana plasmatica. I canali ionici più
comuni sono quelli permeabili soprattutto al K+ e si trovano
nella membrana plasmatica di quasi tutte le cellule animali.
Una specie importante di canali del K+ rimane aperta anche
in una cellula non stimolata ("a riposo") ed è quindi
chiamata Canale che perde K+. Si tratta di una varietà
di canali del K+ (sono diversi a seconda del tipo di callula)
che hanno una funzione comune: rendendo la membrana plasmatica
molto più permeabile al K+ che ad altri ioni, hanno
un ruolo critico nel mantenere il potenziale di membrana.
Un potenziale di membrana si forma quando c'è
una differenza di carica elettrica sui due lati di una membrana,
dovuta ad un leggero eccesso di ioni positivi su di un lato
e un leggero deficit sull'altro. Differenze di carica di
questo tipo possono risultare sia da pompaggio elettrogenico
attivo, che da diffusione ionica passiva. Il potenziale
di membrana nelle cellule animali dipende soprattutto dai
canali che perdono K+ e dal gradiente di K+ attraverso la
membrana plasmatica. L'enzima che concorre a conservare
l'equilibrio osmotico attraverso la membrana cellulare animale,
mantenendo bassa la concentrazione intracellulare di Na+
è la ATPasi Na+ e K+ dipendente. Poiché c'è
poco Na+ all'interno della cellula, bisogna che altri cationi
siano abbondanti per equilibrare la carica portata dagli
anioni fissi della cellula, cioè dalle molecole organiche
cariche negativamente che sono confinate dentro la cellula.
"Il ruolo equilibratore è svolto in gran
parte dal K+ , che è pompato attivamente nella cellula
dalla ATPasi Na+ e K+ e si può anche muovere linearmente
dentro e fuori attraverso i canali che perdono K+
nella membrana plasmatica ( vedi
nota 10 )". Per la presenza
di questi canali, il K+ raggiunge quasi un equilibrio,
in cui una forza elettrica, esercitata dall'eccesso di cariche
negative (delle molecole organiche) che attraggono K+ dentro
la cellula, equilibra la tendenza del K+ a filtrare fuori
lungo il suo gradiente di concentrazione. Il potenziale
di membrana è la manifestazione di questa forza elettrica,
e il suo valore di equilibrio può essere calcolato
dalla "pendenza" del gradiente di K+. Per concludere questo
capitolo, ricordo che l'ATPasi Na+ K+ dipendente è
determinante nel controllo del volume cellulare: cellule
animali trattate con inibitori dell'ATPasi (ad esempio,
con ouabaina) si rigonfiano e scoppiano (
vedi nota 11 ).
Vedremo, nella discussinone, se e quale rilevanza
abbiano questi meccanismi nella patogenesi della MG. Intanto,
vediamo l'essenziale del secondo gruppo di recettori.
"I RECETTORI LEGATI A PROTEINE-G (
vedi note 5 - 7 ) mediano
le risposte cellulari ad una enorme diversità di
molecole segnale (ormoni, neurotrasmettitori, mediatori
locali). Almeno nove diversi recettori legati a proteine-G
sono attivati dall'adrenalina; cinque o più sono
attivati dall'acetilcolina; quindici da serotonina".
La cellula bersaglio reagisce agli stimoli esterni "adattandosi"
alla qualità ed alla quantità degli stimoli
stessi. Una delle tre più importanti modalità
di reazione è il cosiddetto "adattamento lento"
(down-regulation). Vediamolo ( vedi
nota 7 ).
Dopo che un ligando (ormone peptidico o fattore
di crescita, ad esempio) si è legato al suo recettore
sulla superficie della cellula bersaglio, complessato al
recettore viene ingerito mediante endocitosi e portato agli
"Endosomi". La maggior parte dei recettori "scarica"
il ligando nell'ambiente acido degli endosomi e ritorna
di nuovo alla membrana plasmatica per essere ri-usata; il
ligando viene portato ai "Lisosomi"e degradato.
Questo processo rappresenta la via principale per la demolizione
di molte proteine-segnale. Sebbene molte molecole di recettore
siano recuperate dagli endosomi e riciclate, una parte di
esse non riesce a rilasciare il ligando e finisce nei lisosomi,
dove viene degradato insieme al ligando. In seguito alla
continua esposizione ad alte concentrazioni di ligando il
numero dei recettori di superficie diminuisce gradualmente,
con una diminuzione concomitante della sensibilità
della cellula bersaglio al ligando. Per mezzo di questo
meccanismo, noto come down-regulation del recettore, una
cellula bersaglio può aggiustare lentamente la sensibilità
alla concentrazione di ligando stimolatore.
MIASTENIA GRAVE SPERIMENTALE (EAMG) E SPONTANEA
NEGLI ANIMALI (12). L'EAMG è stata indotta
in molte Specie animali: coniglio, topo, ratto, scimmia,
pecora e capra. S'induce iniettando due volte AchR purificato,
mescolato ad adiuvante completo di Freund (miscela di olii
minerali e micobatteri; in sigla: ACF). Con questo metodo,
la malattia sperimentale va dalla morte rapida dei conigli
alla modestissima (a volta assente) paralisi flaccida nel
topo. Se si immunizzano ratti Lewis con AchR purificati,
sospesi in ACF e Bordetelle Pertussis uccise,
gli animali, dopo una fase acuta grave tra settimo e decimo
giorno, presentano una successiva fase cronica (che inizia
verso il ventesimo giorno), perfettamente simile alla MG
umana. Senza l'uso degli adiuvanti non è possibile
indurre una EAMG negli animali. "Una MG spontanea,
simile per molti versi alla malattia umana, si osserva in
cani provenienti da ceppi composti da maggior numero di
individui, ma è molto rara ( vedi
nota 12 )".
Notiamo a questo punto due strane coincidenze:
- per indurre la MG sperimentale si devono
immunizzare gli animali con AchR "sospesi" in adiuvante
completo di Freund addizionato di Bordetelle uccise;
- l'unico animale in cui si conosca una MG spontanea è
il cane e la Bordetella Bronchisettica (produce le stesse
tossine della B. Pertussis) è stata scoperta proprio
nel cane, che è spesso "portatore sano"
di questo batterio.
Discussione
Tenendo presenti i dati sulla miastenia sperimentale
e le informazioni forniteci dall'immunologia fondamentale;
conoscendo il potere patogeno naturale e sperimentale delle
tossine pertussiche ( vedi nota
13 ), per verifica/confronto ho fatto
ricercare gli anticorpi anti B.Pertussis in quattro pazienti
affetti da MG: tutti e quattro sono risultati affetti da
infezione in atto da Bordetella Pertussis.
Come si spiegano questi risultati?
Rifacendoci alle azioni biochimiche delle
tossine pertussiche, vediamo che queste possono portare
alla Miastenia Grave attraverso almeno quattro meccanismi
fondamentali:
1) I recettori legati a proteine-G (
vedi nota 5 ) attivano
o inattivano enzimi legati alla membrana plasmatica o canali
ionici, agendo indirettamente tramite proteine che legano
il guanositrifosfato, GTP, (le proteine-G, appunto), le
quali si spengono da sole idrolizzando il GTP legato. Alcuni
recettori legati a proteine-G attivano o inattivano l'adenilato-ciclasi
(ADN-c) alterando così la concentrazione intracellulare
del mediatore AMP-c. Altri attivano una fosfolipasi C specifica
che idrolizza il fosfatidil-inositolo- bisfosfato (PIP2
) per generare due mediatori intracellulari:
- lo inosotolo-trifosfato (IP3 ) che rilascia
Ca++ dal Reticolo Endoplasmico ed aumenta così
la concentrazione di Ca++ nel citosol;
- il diacilglicerolo che rimane nella membrana plasmatica
e attiva la Chinasi C. L'aumento dell'AMP-c o del livello
di Ca++ influenza le cellule stimolando le Chinasi A
e le Chinasi CaM. Queste Chinasi fosforilano proteine
bersaglio specifiche e ne alterano l'attività.
Ciascun tipo di cellula ha una serie di proteine bersaglio
(regolate da questi meccanismi), che permettono alla
cellula di produrre la sua risposta caratteristica a
questi mediatori intracellulari e ampliare enormemente
le risposte ai segnali extracellulari. Normalmente,
le risposte mediate da questi recettori sono spente
rapidamente quando il Ligando (segnale extracellulare)
viene rimosso: le proteine.G si autoinattivano idrolizzando
il GTP legato; IP3 viene rapidamente defosforilato;
il Diacilglicerolo è rapidamente demolito; i
nucleotidi ciclici sono idrolizzati da fosfodiesterasi;
Ca++ è rapidamente pompato fuori dal citosol
; le proteine vengono defosforilate. Se le proteine-G-inibitrici
sono "bloccate" nella loro forma inattiva dalla Tossina
Pertussica, questi processi biochimici, essenziali per
la funzionalità e la sopravvivenza della cellula,
sono impossibili e diventano cruciali, ricordando che
l'Acetilcolina agisce proprio su recettori legati a
proteine-G e a fosfoinositidi.
2) L'ADP-ribosilazione della proteina-G ad
opera della Tossina Pertussica (TP) interferisce con il
"trattamento" del complesso Recettore-Ligando
(CRL). Normalmente il complesso CRL nell'Endosoma viene
scisso in Recettore e Ligando; dall'endosoma: il Ligando
passa nel Lisosoma, dove viene distrutto (metabolizzato);
il Recettore torna rapidamente nel sito recettoriale della
membrana cellulare, dove viene riutilizzato per il trasporto
all'Endosoma di un'altra molecola di Ligando; una piccola
parte dei complessi CRL non si scinde, viene internalizzata
come complesso nei Lisosomi e viene distrutto (metabolizzato);
in questo caso, il Recettore si perde. Per ADP-ribosilazione
delle proteine-G la maggior parte dei complessi CRL negli
Endosomi non si scompone in Recettore e Ligando, il complesso
CRL viene trasferito nei Lisosomi e digerito. Il risultato
finale è un "consumo" abnorme di recettori
e una diminuzione dei recettori di membrana. Per il "rinnovo"
del numero normale di recettori occorre un tempo molto maggiore
del normale (nella MG, i recettori si riformano durante
il riposo notturno).
3) La TP si fissa con il suo Dominio-B sulla
membrana della cellula bersaglio. Questa grossa molecola
glicoproteica costituisce un antigene estraneo complessato
agli antigeni di membrana propri della cellula bersaglio;
si forma un complesso riconosciuto come estraneo dal sistema
immunitario; si stimola la produzione di anticorpi rivolti
contro il complesso Antigeni propri/Dominio-B pertussico;
si producono anticorpi che coinvolgono i recettori di membrana
modificati antigenicamente dalla presenza del Dominio-B.
Gli anticorpi anti AchR sono bivalenti, nel senso che una
molecola di anticorpo si fissa a due recettori adiacenti
( vedi nota 14 ).
Negli Endosomi questi CRL-doppi non vengono scissi nei componenti;
vengono trasferiti ai Lisosomi e colà distrutti.
Il risultato finale è anche questa volta una minor
disponibilità di recettori da restituire alla membrana
cellulare per essere riutilizzati: diminuiscono i recettori
di membrana.
4) La tossina Dermonecrotica (TDN), nota anche
come "tossina letale nel topo", provoca inibizione della
ATPasi Na+ e K+ dipendente ( vedi
nota 15 ). Questo enzima regola l'apertura
dei canali ionici del K+, di cui abbiamo visto l'enorme
importanza. La TDN è una esotossina (
vedi nota 16 ) che esplica
le sue azioni patogene più evidenti nelle immediate
vicinanze del sito di produzione. Oltre alla caratteristica
attività dermonecrotica (da cui deriva il nome),
la TDN provoca, anche sperimentalmente, mancata ossificazione
dei turbinati per alterazioni del metabolismo del Ca ed
inibizione degli osteoblasti ( vedi
nota 16 ). "La TDN si libera dalla
cellula batterica insieme ad alcune vescicole (visibili
al microscopio elettronico), che si formano sulla membrana
batterica esterna ed a spese della medesima (
vedi nota 15 )".
La TDN non viene prodotta sempre e da tutti i ceppi di Bordetella
Pertussis: per "modulazione fenotipica" ( vedi
nota 1 ) questa tossina viene prodotta
a periodi, solo da alcune generazioni di Bordetelle, non
da tutte le generazioni successive. Questo significa che
la TDN non sarà in causa in tutti i pazienti MG e
non sarà in gioco in tutte le fasi della malattia.
Nella MG spesso l'ipostenia è prossimale (
vedi nota 2 ); nei casi
e nei momenti di produzione della TDN, per l'inibizione
della ATPasi e per l'interferenza nel metabolismo del Ca
prodotte dalla tossina, il paziente potrà avere una
"crisi miastenica" , dovuta ad aggravamento della ipostenia
dei muscoli respiratori e della deglutizione (muscoli vicini
al distretto rino-faringeo)
Il terzo di questi punti chiama in causa precisi
meccanismi immunologici; assegna un ruolo patogenetico preciso
all'immunità umorale; spiega perché la MG
sia considerata il prototipo delle malattie autoimmuni anticorpo-mediate.
In realtà, però, se è in gioco la Tossina
Pertussica, sapendo che questa tossina è un potentissimo
mitogeno che rende i linfociti-T citotossici verso cellule
estranee e autocitotossici verso le proprie stesse cellule
( vedi nota 17 ),
nella MG dobbiamo aspettarci anche fenomeni (sintomi) cellulo-mediati.
Vediamo se ce ne sono.
Anatomia patologica del Timo nella MG (
vedi nota 18 ).
"L'aspetto più saliente nella midollare timica
è rappresentato dalla presenza di follicoli germinativi
e di bande epiteliali midollari ipertrofiche". "I
centri germinativi sono circondati da un denso mantello
di cellule B (IgM+, IgD+) e contengono plasmoblasti, cellule
CD4+ e complessi immuni IgM+/IgG+. All'interno dei centri
si riscontrano cellule follicolari dendritiche HLA-DR+.
Le bande epiteliali sono composte da cellule epiteliali
subcapsulari-midollari (MR19+HLA-DR-) e da numerose cellule
interdigitanti HLA-DR+, unitamente a cellule T3+. Una membrana
basale laminina-positiva separa le bande epiteliali dalle
zone T-cellulari che circondano i centri germinativi. I
quadri immunoistologci sembrano indicare che le aree T-cellulari
con i centri germinativi invadono la midollare seguendo
la via della regione settale e vengono circondate da bande
epiteliali ipertrofiche MR19+. Nelle fasi più severe,
lo strato di laminina che circonda queste bande appare fenestrato
in corrispondenza dei centri germinativi, consentendo in
tal modo potenziali intercomunicazioni tra cellule epiteliali
midollari, cellule interdigitali, aree T-cellulari e centri
germinativi". "Linfociti timici di soggetti miastenici
sintetizzano spontaneamente in vitro anticorpi anti-AchR".
A livello midollare timico, le cellule mioidi e le cellule
epiteliali hanno antigeni strutturali striationali (actina,
α-actinina e miosina).
È stato dimistrato che isotipi non muscolari di α-actinina
e di actina sono associati, nelle membrane plasmatiche,
agli AchR. I linfociti primordiali migrano dal Midollo Osseo
nel Timo sotto il controllo degli ormoni timici. Durante
la differenziazione intratimica, i linfociti stabiliscono
rapporti di stretta contiguità con le cellule epiteliali
del Timo e subiscono un iter maturativo che li porta
ad acquisire le caratteristiche fenotipiche e le capacità
funzionali specifiche di ogni sottopopolazione (T-helper,
suppressor, killer, memory, ecc.).
RUOLO DEL TIMO NELLA MG. La spiegazione dei
danni anatomo-funzionali del Timo viene dalle osservazioni
che: - "A livello midollare timico, le cellule mioidi
e le cellule epiteliali hanno antigeni strutturali striationali
(actina, α-actinina
e miosina)" e che "E' stato dimostrato che isotipi
non muscolari di α-actinina
e di actina sono associati, nelle membrane plasmatiche,
agli AchR ( vedi nota 18
)";
- "la lamina basale degli epiteli
impedisce ai fibroblasti del connetivo sottostante di stabilire
contatti con le cellule epiteliali; tuttavia non impedisce
il passaggio di macrofagi, linfociti e processi nervosi
( vedi nota 18 )".
Queste nozioni implicano che anticorpi anti-AchR, prodotti
anche in loco, si fissino alle cellule epiteliali e mioidi
della midollare timica e che gli stessi epiteli vengano
"aggrediti" dai propri linfociti-T attivati e resi autocitotossici
dalle tossine delle Bordetelle.
A questo punto, mi pare che le azioni patogene
della Tossina Pertussica sui linfociti B e T, nella
MG, siano più che evidenti: fondamentalmente ripetono
i meccanismi fisio-patologici che nella SM portano alla
produzione intratecale di immunoglobuline (afflusso di linfociti-B
attorno alla placca) e alla demielinizzazione (autocitotossicità
dei linfociti-T che, stravasando nella placca, vengano
a contatto diretto con gli oligodendrociti, cellule della
sostanza bianca che, normalmente, è un tessuto antigenicamente
"isolato"). Ricapitolando, abbiamo:
-
afflusso di linfociti-B attorno alla
placca in SM (produzione intratecale di anticorpi nella
SM);
-
afflusso di linfociti-B nel Timo (produzione
intra-timica di anticorpi anti AchR);
-
attività autocitotossica dei
linfociti-T incubati con Tossina Pertussica, nella SM
(azione demielinizzante);
-
aggressione del tessuto specifico del
Timo da parte dei linfociti-T attivati e resi autocitotossici
dalla Tossina Pertussica, nella Miastenia Grave (contatti
diretti in sede di intercomunicazioni tra cellule epiteliali
midollari, cellule interdigitali, aree T-cellulari e
centri germinativi).
La diversa intensità dello stimolo
tossinico pertussico spiega anche il parallelismo tra titolo
di anticorpi anti AchR e coinvolgimento del Timo nella Miastenia:
Fin qui abbiamo visto che, nella MG, le cellule
tessuto-specifiche del Timo sono attaccate dagli anticorpi
anti-AchR e subiscono un'aggressione da parte dei linfociti-T
resi autocitotossici dalle tossine pertusiche. Vediamo se
al Timo, "organo linfoide primario", dobbiamo assegnare
anche un ruolo attivo, patogenetico, nella malattia.
Un trattamento terapeutico frequentemente
utilizzato nella MG è costituito dalla Timectomia.
Dopo la timectomia, in diversi pazienti (non sempre) si
ha una remissione della sintomatologia astenica; remissione
che può venire da uno a parecchi anni dopo la timectomia.
Come si spiega questo beneficio?
Le cellule epiteliali timiche, nei miastenici,
sintetizzano quantità abnormi di ormoni timici (
vedi nota 20 ). Rinviando
per particolari all'Immunologia fondamentale (
vedi nota 21 ), vediamo
qual'è il ruolo fisiologico degli ormoni timici.
Sono ormoni timici dotati di attività biologica certa
( vedi nota 22 ):
-
La Timosina (induce la differenziazione
dei linfociti-T; aumento della responsività dei
linfociti ai mitogeni policlonali; aumento delle cellule
T-helper);
-
La Timopoietina (interferisce con la
trasmissione neuromuscolare; induce la maturazione dei
linfociti da midollari a linfociti intratimici);
-
La Timostimolina (promuove la maturazione
dei linfociti);
-
La Timomodulina (attiva le cellule immunocompetenti):
-
Il Fattore timico X ( attiva le cellule
immunocompetenti).
Le azioni fisiologiche degli ormoni timici
chiariscono il ruolo del Timo nella patogenesi della MG
e spiegano il miglioramento clinico dopo timectomia. Infatti,
con la timectomia si interferisce su tutte le funzioni cellulo-mediate
(deprimendole) e indirettamente (soprattutto tramite i linfociti
T-helper,) con l'immunità umorale (ridotta produzione
di ogni classe e specificità anticorpale). Il quadro
si completa aggiungendo che ha certmente un ruolo importante
la mancata produzione (dopo l'ablazione timica) di Timopoietina,
che induce nell'animale "un difetto della trasmissione
neuromuscolare simile a quello che nell'uomo caratterizza
la miastenia grave ( vedi nota
23 )".
Come ho spiegato dettagliatamente in un precedente
lavoro ( vedi nota 1 ),
nelle tossi-infezioni da Bordetelle, i fattori individuali
sono un difetto della barriera muco-ciliare ed il fenotipo
"Astrociti produttori o non-produttori di Antigeni-HLA di
II classe" (neuropatie con o senza placche).
Nei soggetti con difetto della barriare muco-ciliare
e astrociti produttori di Ags-HLA di II classe la
tossi-infezione pertussica provoca sempre la SM.
Perché, in sogetti con difetto della
barriera muco-ciliare e astrociti non-produttori,
la stessa tossi-infezione (Bordetella Pertussis) dia in
un soggetto una certa malattia (ad es.: la SLA) e in un
altro paziente provochi un'altra patologia (ed es.:la MG),
al momento non sono in condizione di precisare. Certamente
sono in gioco tipo e quantità di tossine prodotte
dal ceppo di Bordetelle che infetta il paziente in ossservazione
["modulazione fenotipica" delle Bordetelle (
vedi nota 1 )] e le peculiarità
bio-molecolari e funzionali contingenti delle cellule dei
distretti preferenzialmente danneggiati.
SIERODIAGNOSI EZIOLOGICA.
La diagnosi di infezione da B. Pertussis può essere
posta (o esclusa) con assoluta certezza chiedendo al Laboratorio
di ricercare:
-
Gli anticorpi IgA e IgG anti H.A. Filamentosa
(con la relativa densità ottica, D.O.)
-
Gli anticorpi IgA e IgG anti Tossina
Pertussica (con la relativa densità ottica)
-
Gli anticorpi IgG anti Bordetella Pertussis
totali, con la densità ottica del campione
e del cut-off
-
Gli anticorpi IgM anti Bordetella Pertussis
totali, con la densità ottica del campione
e del cut-off
Le IgG e le IgM totali (indicate dal
Laboratorio come Ac anti Bordetella) si misurano
con la formula:
D.O.
del paziente |
|
---------------------------- |
X
10 = VE (Velocità di Estinzione o Assorbanza) |
D.O.
cut-off |
|
Nel bambino, per la diagnosi di pertosse,
per entrambe le classi di Ig totali si considerano
positivi i valori uguali o superiori a otto unità
VE e, a seconda della fase di malattia, si trovano IgM e/o
IgG (IgG- e IgM+ = stadio iniziale dell'infezione; IgG+
e IgM+ = infezione recente; IgG+ e IgM- = nessuna infezione
recente, soggetto immunizzato o reazione anamnestica; IgG-
e IgM- nessuna infezione recente, soggetto recettivo) .
Nelle re-infezioni pertussiche dell'adulto
sono dimostrativi di infezione titoli di IgG uguali o superiori
a otto unità VE e/o titoli di IgM uguali o superiori
a quattro unità VE. Nell'adulto, le IgM devono essere
considerate positive da VE uguali o superiori a quattro,
perchè gli eventuali anticorpi anti Bordetella esprimono
sicuramente una risposta immune secondaria, nella quale
di regola non si producono IgM. In un adulto, le IgM anti-Bordetella
possono esser prodotte (in associazione o, addirittura,
in alternativa alle IgG) solo per azione specifica
della tossina Lipopolisaccaride: dimostrano sempre
infezione pertussica in atto.
Accertata con le Ig totali la re-infezione
recente e l'eventuale colonizzazione stabile delle mucose
da parte delle Bordetelle (nell'adulto, le IgM sono positive
solo nell'infezione cronica), con la densità ottica
delle IgA si verifica se la Bordetella infettante sia in
fase-S (virulenta e contagiosa) o in fase-R (ancora virulenta;
ma non più contagiosa, perché senza fimbrie).
In tutti i casi, IgA anti H.A. Filamentosa
e/o anti Tossina Pertussica uguali o superiori a 0.30 D.O.
(densità ottica) dimostrano infezione da B. Pertussis,
in atto o molto recente:
- IgA anti H.A. Filamentosa uguali o supariori a 0.30
D.O. dimostrano infezione in atto o molto recente da
B. Pertussis in fase-S;
- con IgA anti Filamentosa inferiori a 0.30, IgA anti
Tossina Pertussica uguali o superiori a 0.30 D.O. dimostrano
infezione in atto o molto recente da B. Pertussis in
fase-R.
Con questa metodica si può fare la diagnosi eziologica
di miastenia grave.
Per il potere inibitore sulla produzione anticorpale
da parte dei complessi immuni circolanti [vedi: Sclerosi
Laterale Amiotrofica ( vedi nota
1 ) ], durante le fasi inibitorie non
si troveranno titoli elevati di anticorpi antipertosse;
ma, anche nella MG, diventa dimostrativo di infezione cronica
in atto un livello di IgM pari o superiore a quattro unità
di assorbanza (IgM prodotte in associazione o in alternativa
alle IgG).
CONCLUSIONI
Se la Miastenia Grave può essere dovuta ad una
tossi-infezione pertussica, in tutti i casi è
obbligatoria la ricerca degli anticorpi anti Bordetella.
Se la ricerca risulta positiva, con pochissima spesa sociale
e prima che il paziente diventi invalido, la malattia può
essere curata facilmente con il trattamento antibiotico
specifico ( vedi nota 1 ).
Particolare attenzione va fatta al trattamento cortisonico
protratto, perché due effetti collaterali dei corticosteroidi
sono particolarmente pertinenti al trattamento della MG.
"Il primo è la tendenza del farmaco (cortisone)
a produrre ipopotassiemia che può causare una ipostenia
muscolare addizionale; per questa ragione i miastenici in
trattamento cortisonico devono assumere un supplemento di
sale di potassio. Il secondo è la miopatia steroidea,
caratterizzata da una ipostenia simmetrica dei quadricipiti
che può causare cadute ( vedi
nota 24 )".
Note
bibliografiche
1) Fiore D.: Malattie da
Bordetella Pertussis nell'Uomo. EOS, vol XXI, 2001, n. 3-4,
61-85.
2) Daniel B. Drachman: Miastenia
Grave. In Harrison: Principi di Medicina Interna.
McGraw-Hill Libri Italia. Tredicesima edizione. 1995, 2704-2707.
3) Masala C. -Biondi M.: Neuroimmunologia
- Miastenia grave. In Dammacco F.: Immunologia in Medicina.
edi-ermes. Milano 1989. 751-766.
4) Giuseppe Trombetta: Il linguaggio
dei neuroni, chimica e parole della comunicazione sinaptica.
In: www.diel.it/helios/97/6/tromba.html
5) Alberts: Biologia molecolare della
cellula. Zanichelli. Bologna 1995. 841, 845 e seguenti
6) Pinelli P.: Principi di Fisilogia
del Sistema Nervoso. In: www.e-neuro.it/1998/fisiolsn.htm
7) Alberts B. et Altri: Biologia
Molecolare della Cellula. Zanichelli. Bologna 1995. 614-616
8) Alberts: Biologia molecolare
della cellula. Zanichelli. Bologna 1995. 752, 887 e seguenti
9) Alberts B. et Altri: Biologia
Molecolare della Cellula. Zanichelli. Bologna 1995. 618-619
10) Alberts B. et Aktri: Biologia
Molecolare della Cellula. Zanichelli, Bologna 1995. 598-601
11) Alberts B. et Altri: Biologia
Molecolare della Cellula. Zanichelli, Bologna 1995. 589-590.
12) Vincente Angela: I recettori
per l'acetilcolina (AchR) e la miastenia grave. In : Fisiologia
e patologia dei Recettori. A cura di R.N. Clayton. Il pensiero
Scientifico Ed. 1984. 114 e seguenti.
13) Fiore D.:Biochimica delle
principali tossine pertussiche. In www.domenicofiore.it
14) Masala C. -Biondi M.: Neuroimmunologia
- Miastenia grave. In Dammacco F.: Immunologia in Medicina.
edi-ermes. Milano 1989.761-764
15) La Placa M.: Principi di Microbiologia
Medica. Esculapio, Bologna 1995. 339
16) Fasrina R.-Scatozza F.: Trattato
di Malattie infettive degli animali, UTET, Torino 1998.
144.
17) Miche-Briand Y.: Bordetella.
In Le Minor L.- Véron M.:Bactériologie Médicale.
Flammarion, Paris, 1982. 461-473
18) Pinchera A. - Fenzi G.F. -
Mariotti S.: Autoimmunità endocrina. In Dammacco
F.: Immunologia in Medicina. edi-ermes, Milano 1989, 837.
19) Alberts B. et Altri: Biologia
molecolare della Cellula. Zanichelli, Bologna 1995. 1144
20) Masala C.- Biondi M.: Miastenia
grave. In Dammacco: Immuniologia in Medicina. edi-ermes,
Milano 1989, 750.
21) Bach J-F - Reyes F.: Hormones
Thimiques. In Bach J-F: Immunologie. Flammarion, Paris 1986.
50-53.
22) Indiveri F.: Ormoni Timici.
In Dammacco: Immunologia in Medicina. edi-ermes. Milano
1989. 1377-1389.
23) Indiveri F.: Ormoni Timici.
In Dammacco: Immunologia in Medicina. edi-ermes. Milano
1989. 1380-1381
24) Hopkins L.C. - Freschi J.E.:
Miastenia gravis. In Hurst J.W.: Medicina Clinica per il
Medico Pratico. Masson, Milano 1991. 1687-1692 (1690).
Inizio Pagina
Dr. Domenico Fiore (c) 1990-2003 Tutti
i diritti riservati - E' vietata la riproduzione senza
il consenso scritto dell'Autore
Aggiornamento: Giugno 2003