Dipartimento di Scienze Veterinarie
Corso di Laurea Magistrale in Medicina Veterinaria
“Dermatite atopica e congiuntivite
allergica nel cane: analisi retrospettiva e
prospettiva di 67 casi”
Candidata: Elena Conti
Relatore: Prof. Michele Corazza
Correlatore: Dott. Giovanni Barsotti
A Dante, che mi ha indicato la via…
INDICE
Riassunto/ abstract . . . .5
PARTE GENERALE Capitolo primo Generalità della cute Struttura e funzione della cute ed ecosistema cutaneo 1.1. Epidermide e membrana basale . . . 6
1.2. Derma . . . .10
1.3. Annessi cutanei . . . .11
1.4. Funzione di cute e annessi . . . .12
1.5. Sistema immunitario cutaneo . . . 14
1.5.1 I cheratinociti . . . .15 1.5.2 Le cellule di Langerhans . . . .15 1.5.3 I linfociti . . . .16 1.5.4 I macrofagi tissutali . . . 18 1.5.5 Le cellule endoteliali . . . .18 1.5.6 I mastociti . . . .19 1.5.7 I neutrofili . . . 20 1.5.8 Gli Eosinofili . . . .21 1.5.9 Il complemento . . . 22 1.5.10 Le citochine . . . 22 1.5.11 Gli eicosanoidi . . . .23 1.5.12 I neuropeptidi . . . . . . .25 1.5.13 I peptidi antimicrobici . . . 26 1.6 Reazioni di ipersensibilità. . . .27 Capitolo secondo La dermatite atopica nel cane 2.1 Definizione di Dermatite atopica . . . 29
2.2 Incidenza e prevalenza . . . .30
2.3 Patogenesi . . . .31
2.3.1 Fattori genetici . . . .32
2.3.2 Difetti di immunità innata . . . .33
2.3.3 Alterazioni nella funzione di barriera cutanea . . . .34
2.3.4 Difetti di immunità acquisita . . . .36
2.4 I segni clinici . . . .44 2.4.1 Il prurito . . . 50 2.5 La diagnosi . . . 52 2.5.1 La CADLI . . . 55 2.5.2 I test allergometrici . . . .56 2.6 La terapia . . . .57 Capitolo terzo La congiuntiva 3.1 Anatomia funzionale e fisiologia . . . 65
3.2 Anatomia microscopica . . . 66
3.3 Normale flora batterica e fungina . . . 67
3.4 Citologia congiuntivale fisiologica . . . .67
3.5 Risposta generale alla patologia . . . 68
3.6 il sistema immunitario oculare: la risposta immunitaria acquisita . . . 69
3.7 La reazione immunitaria di ipersensibilità nelle malattie allergiche dell’occhio . . . 71
Capitolo quarto La congiuntivite nei cani con dermatite atopica 4.1 La congiuntivite allergica . . . .72
4.1.1 L’ipersensibilità IgE-mediata nelle allergie oculari . . . . 73
4.1.2 L’ipersensibilità linfocita T-mediata nelle allergie oculari . . . 75
4.2 La congiuntivite allergica nei cani atopici . . . .75
4.2.1 I segni clinici . . . .77
4.2.2 La diagnosi delle allergie oculari associate alla dermatite atopica . . . .80
4.2.3 Trattamento delle congiuntiviti . . . .87
PARTE SPERIMENTALE Capitolo quinto Materiali e metodi 5.1 Popolazione dello studio e raccolta dati . . . .96
Capitolo sesto Risultati
6.1 Prevalenza dei sessi . . . 103
6.2 Razze. . . 103
6.3 Anamnesi remota . . . 105
6.4 Criteri di Favrot . . . .107
6.5 Assegnazione del punteggio al prurito . . . .108
6.6 Assegnazione del punteggio alle lesioni dermatologiche . . . .110
6.7 Assegnazione del punteggio alle lesioni oculari . . . .114
6.8 Esecuzione del Test di Schirmer . . . 117
6.9 Analisi statistica dei punteggi . . . .119
6.10 Esame della citologia congiuntivale . . . .121
6.11 Esame colturale batteriologico . . . 123
6.12 Terapia della dermatite atopica . . . 126
6.13 Terapia delle patologie oculari . . . 128
6.14 Controllo a posteriori . . . 129 Capitolo settimo Discussioni . . . 131 Conclusioni . . . 142 Bibliografia . . . 143 Ringraziamenti . . . 157
RIASSUNTO
PAROLE CHIAVE: dermatite atopica canina, congiuntivite allergica, iperemia congiuntivale,
Staphylococcus spp
La dermatite atopica nel cane è una malattia allergica cutanea infiammatoria e pruriginosa, programmata su base genetica, con specifiche caratteristiche cliniche. La prevalenza nella popolazione canina varia dal 10 al 20%. Sebbene la congiuntivite allergica possa esistere di per sé, può essere associata alla dermatite atopica canina (CAD). Dalla letteratura si evince che la prevalenza di congiuntivite allergica in corso di CAD si attesta intorno al 30-50%. Lo scopo del nostro studio è indagare il rapporto esistente tra la dermatite atopica e la congiuntivite allergica nel cane, quando associate, studiare la popolazione cellulare congiuntivale in corso di CAD e la microflora batterica oculare.
Sono stati valutati 67 cani, nel periodo compreso tra il 2010 e il 2014. Per ogni cane è stata formulata diagnosi di CAD mediante i criteri di Favrot, è stato attribuito uno score del prurito in base alla scala di Rybniceck e sono state valutate le lesioni cutanee in base alla griglia CADLI. Sono state quindi valutate le lesioni oculari, a cui è stato attribuito un punteggio in base alla gravità e all’estensione ed è stato valutato il grado di lacrimazione mediante il Test di Schirmer (STT). I punteggi della scala CADLI, delle lesioni oculari e dell’STT sono stati correlati mediante test statistici. E’ stato eseguito un esame citologico e un esame colturale batteriologico dal materiale prelevato dal fornice congiuntivale. Le lesioni oculari, in cani con CAD, sono state prevalentemente: iperemia congiuntivale, eritema e alopecia palpebrale, complessivamente di grado moderato. La correlazione statistica tra le lesioni cutanee e quelle oculari non si è dimostrata significativa, mentre lo è stata quella tra quest’ultime e il risultato del Test di Schirmer. Dalla citologia congiuntivale è emersa, nella maggior parte dei casi, una congiuntivite di tipo linfoplasmacellulare, mentre il batterio isolato con maggior prevalenza è stato Staphylococcus intermedius.
ABSTRACT
KEY WORDS: canine atopic dermatitis, allergic conjunctivitis, conjunctival hyperemia, Staphylococcus spp
Canine Atopic dermatitis is a genetic inflammatory and pruritic allergic skin disease with peculiar clinical features. The prevalence in canine population is from 10% to 20%. Although allergic conjunctivis can occur per sé, it can be associated with canine atopic dermatitis (CAD). According to veterinary literature, the prevalence of allergic conjunctivits during CAD is about 30-50%. The aim of the present thesis was to evaluate the association between atopic dermatitis and allergic conjunctivitis. The conjunctival cellular population and the presence of bacteria in
the conjunctival sac of dogs, showing CAD, were also investigated.
In a period between 2010 and 2014 67 dogs affected by CAD were evaluated. The diagnosis of CAD was formulated by Favrot’s criteria; cutaneous lesions and itch’s severity have been evaluated by CADLI and Rybniceck’s scale respectively. Schimer tear Test, severity and extension of ocular lesions were evaluated and scores were assigned. Statistical correlations between CADLI scores and ocular scores, and between ocular lesions and STT scores were investigated. A cytological examination and bacterial colture from the conjunctival fornix were performed.
The most frequent ocular lesions in dogs with CAD were as follows: conjunctival hyperemia, palpebral erithema and alopecia. No statistical correlation between cutaneous and ocular lesions was observed, while ocular score and STT score was statistically positively correlated. Lymphoplasmacytic conjunctivitis was the prevalent cytological pattern and Staphylococcus intermedius was the most frequent bacterium isolated.
Capitolo primo
Generalità
Struttura e funzione della cute ed ecosistema cutaneo
Struttura cutanea
1.1. Epidermide e membrana basale
L’epidermide è costituita da alcuni strati di cellule epiteliali, dette cheratinociti, meno numerosi nella cute ricoperta dal mantello, e più numerosi nelle zone glabre (cuscinetti plantari e tartufo). I cheratinociti sono ancorati alla membrana basale e si differenziano, dalla profondità alla superficie dell’epidermide, in strato basale, strato spinoso, strato granuloso e strato corneo. Mano a mano che proliferano e migrano verso la superficie, i cheratinociti maturano sino a perdere completamente il nucleo e a trasformarsi in rigide squame cornee, costituite per lo più da cheratina resistente (corneociti). I corneociti aderiscono saldamente tra loro e alle cellule sottostanti, grazie ai lipidi intercellulari, e formano uno strato cheratinico protettivo, impermeabile all’acqua e alla maggior parte degli agenti patogeni. Sullo strato corneo si distribuisce inoltre, un’emulsione formata da sebo e sudore, che contiene molti fattori antimicrobici specifici (come le immunoglobuline) e aspecifici (come la transferrina). La disfunzione delle ghiandole sebacee (come nell’adenite sebacea) o l’uso ripetuto di shampoo troppo aggressivi o sgrassanti, interferendo con questa pellicola idrolipidica, possono predisporre a infezioni batteriche e seborrea. Recentemente è stato provato che anche i soggetti allergici mostrano alterazioni strutturali dei lipidi intercellulari, conseguenza di difetti della barriera protettiva, permettendo l’ingresso di allergeni e microorganismi. L’epidermide poggia sulla membrana basale, struttura complessa formata da diverse molecole, che ne fornisce l’ancoraggio al derma sottostante. La membrana basale svolge anche
l’importante funzione di filtro per gli elementi nutritivi che dal derma, vascolarizzato, raggiungono per diffusione l’epidermide priva di vasi e da barriera per possibili agenti patogeni e macromolecole, che abbiano già superato l’epidermide e si dirigano verso il derma. Fra i cheratinociti dello strato basale risiedono anche i melanociti, cellule dendritiche di derivazione della cresta neurale, preposte alla produzione di melanina. (Noli et al, 2011)
Lo strato più superficiale della pelle o epidermide è costituito da un multistrato di cellule che dal più profondo al più superficiale sono classificati come:
• Strato basale o germinativo, è lo strato più profondo dell'epidermide e separa l’epidermide dal derma. E’ composto da cellule staminali unipotenti cubiche o cilindriche separate dal sottostante derma da una membrana basale. Le cellule di questo strato si dividono per mitosi, dando origine a una cellula staminale unipotente e a una cellula destinata a differenziarsi in cheratinocito.
• Strato spinoso, è costituito da uno o due strati di cellule nelle zone ricoperte da peli mentre nelle zona glabre, come i cuscinetti plantari, il piano nasale e le giunzioni muco cutanee, può arrivare a venti strati. Il nome “spinoso” deriva dalla presenza di strutture di giunzione denominate desmosomi. Le cellule dello strato spinoso hanno citoplasma da debolmente basofilo a eosinofilo e forma poliedrica in quanto tendono ad appiattirsi procedendo verso la superficie.
• Strato granuloso, è costituito da uno o due strati di cellule nella pelle rivestita da peli e da quattro a otto strati di cellule nelle zone glabre o a livello degli infundibuli dei follicoli piliferi. Le cellule in questo strato sono piatte e con citoplasma basofilo. Il nome “granuloso” deriva dalla presenza di granuli cheratoialini che in realtà mancano di membrana e quindi sarebbero meglio definibili come aggregati insolubili e che danno la basofilia citoplasmatica. Questi granuli sarebbero l’equivalente della proteina strutturale profilaggrina, precursore della filaggrina che viene sintetizzata in questo strato dell’epidermide. La filaggrina è una proteina che regola il processo di cheratinizzazione in quanto aggrega ed allinea i filamenti di cheratina e produce la matrice tra i filamenti di cheratina e i
corneociti. Il suo ruolo di dispensatrice di amminoacidi è importante per l’idratazione dello strato corneo.
• Strato lucido o strato di transizione, costituito da 3-‐5 strati cellule acidofile appiattite, ancora vitali ma prive di nucleo. Questo strato deve il suo nome alla presenza di goccioline di una sostanza semifluida e rifrangente chiamata eleidina ed è presente solo a livello dei cuscinetti plantari e del tartufo.
o Lo strato lucido non è sempre evidenziabile, ed è più facilmente riscontrabile nell'epidermide del palmo delle mani e della pianta dei piedi, essendo troppo sottile e poco colorabile per essere visualizzato al microscopio ottico in altre sedi, oppure occultato dai melanociti.
• Strato corneo, è il più superficiale dell’epidermide ed è costituito da numerosi strati di corneociti o cheratinociti (da tre a cinquanta a seconda della localizzazione) anucleati e sospesi in una matrice lipidica extracellulare. Le membrane cellulari sono molto ispessite a causa della presenza di uno sviluppato involucro cellulare corneificato costituito principalmente dalle proteine involucrina, filaggrina e loricrina. Lo spazio intercellulare è occupato dai lipidi liberati dai cheratinosomi dello strato spinoso, rappresentati prevalentemente da idrossiceramide. L'idrossiceramide, legata covalentemente alla membrana cellulare dei corneociti, ha funzione idrorepellente, ostacolando l'evaporazione, nonché aumentando l'impermeabilità dell'epidermide. I corneociti inoltre hanno una struttura altamente specializzata detta envelope che protegge la pelle da microorganismi e da agenti ambientali dannosi. Negli epiteli pavimentosi pluristratificati bagnati da liquidi (mucosa della bocca, esofago, vagina)
perfino le cellule più superficiali mantengono il nucleo. I cheratinociti, sebbene costituiscano la gran parte delle cellule
epidermiche, non sono le uniche presenti in questo epitelio.
I tipi cellulari presenti nell’epidermide:
• I Melanociti sono presenti nell'epidermide, seconde come numero ai cheratinociti e sono cellule dendritiche derivanti dalla cresta neurale da cui poi si distaccano per migrare nell'epidermide tra il III e il V mese della vita embrionale. Possiedono un corpo cellulare piuttosto voluminoso provvisto di prolungamenti che si insinuano negli spazi intercellulari dello strato basale e dello strato spinoso. A differenza dei cheratinociti non possiedono desmosomi e non contengono tonofilamenti, contengono invece gli organuli detti melanosomi, ripieni di melanina, che trasferiscono ai cheratinociti, i quali li fagocitano. La melanogenesi è il processo biochimico, svolto dai melanociti, che porta alla formazione della melanina e la presenza dei melanosomi all'interno dei cheratinociti determina il colore della pelle.
• Le Cellule di Langerhans sono cellule dendritiche o stellate, con lunghi prolungamenti che si insinuano tra gli spazi intercellulari delle cellule dello strato spinoso, quasi a formare una rete. In ematossilina-‐eosina possiedono un nucleo dalle intense proprietà basofile e un citoplasma poco colorabile. Fanno parte del sistema dei monociti-‐macrofagi, possiedono, infatti, caratteristiche comuni come recettori per le immunoglobuline o per il sistema del complemento, ma si differenziano dai macrofagi per la scarsa capacità fagocitaria. Fanno inoltre parte delle APC-‐cell (Antigen Presenting Cells), cioè delle cellule presentanti l'antigene a quelle del sistema immunitario. Secernono inoltre interleuchina-‐1 (IL-‐1). Un'altra varietà di cellule dendritiche, le cellule di Granstein, presentano invece l'antigene ai linfociti T-‐soppressori.
• Le Cellule di Merkel o corpuscoli di Merkel sono grosse cellule tondeggianti che assumono contatti sinaptici con le terminazioni nervose afferenti che le circondano, determinando la sensibilità tattile. Nel loro citoplasma sono, infatti, presenti vescicole simili a quelle sinaptiche. Si trovano nello strato basale dell'epidermide e in particolare sulla sommità delle creste epidermiche. Hanno contatti sinaptici con gli afferenti somatosensoriali e sono localizzate nello strato basale
dell'epidermide. Le cellule di Merkel quindi sono definite come sensori proporzionali (o sensori P) nel senso che trasformano una pressione doppia sulla cute in un numero di potenziali d'azione al secondo. Spesso, sono associate alle terminazioni dei nervi sensoriali, conosciute come le terminazioni del nervo di Merkel (anche note come il complesso cellulo-‐ neuronale).
1.2. Derma
Il derma è costituito da fibre collagene ed elastiche, dalle cellule che le producono (fibrociti) e da una matrice polisaccaridica che sostiene fibre, annessi, vasi e nervi. Le fibre collagene più lasse in superficie e più dense in profondità, forniscono resistenza alla trazione ed evitano le lacerazioni. Le fibre elastiche, visibili all’esame istologico solo con colorazioni speciali, permettono alla cute di ritornare alla sua posizione originale dopo trazione o movimento. La matrice polisaccaridica costituisce un efficace trattamento protettivo e rappresenta un’importante riserva di acqua e di elettroliti. All’interno della matrice si muovono cellule, quali fibrociti e cellule infiammatorie. I vasi cutanei sono organizzati in tre plessi: quello superficiale porta nutrimento all’epidermide, quello medio all’istmo follicolare e alle ghiandole sebacee e quello profondo ai bulbi e alle ghiandole apocrine. I nervi seguono per lo più il decorso dei vasi. Numerose strutture percettive, in stretto rapporto con i nervi, veicolano le sensazioni di dolore, prurito, tatto, pressione e movimento. Queste sono i peli tattili (vibrisse), i corpuscoli di Pacini (meccanocettori presenti specialmente nei cuscinetti plantari), le terminazioni libere nell’epidermide (dolore e prurito) o associate a cellule di Merkel (pressione) e altri corpuscoli, la cui distribuzione dipende dalla specie e dalla localizzazione del corpo. (Noli et al, 2011)
1.3. Annessi cutanei
Nella cute sono albergati numerosi annessi cutanei: • follicoli piliferi
• unghie
• ghiandole sebacee • ghiandole apocrine
• Follicoli e peli
I follicoli sono invaginazioni nel derma di tessuto epiteliale, che servono alla produzione e al sostegno del fusto pilifero. La parte più superficiale, infundibolo, è in tutto simile all’epidermide di superficie. Nella parte intermedia, istmo, sboccano i dotti delle ghiandole sebacee e apocrine e si ancora il muscolo erettore del pelo. La parte profonda, bulbo o radice, è formata da cellule epiteliali matricali e melanociti che producono e pigmentano, rispettivamente, il fusto pilifero. Nella parte prossimale, il fusto neoformato è circondato da due guaine follicolari (interna ed esterna) che lo separano dal derma. La guaina interna cheratinizza e viene perduta nell’istmo follicolare, dove il fusto è rigido ed essa non è più necessaria al suo sostegno. La guaina esterna segue il fusto sino all’ostio follicolare, fondendosi poi con l’epidermide di superficie. Nei carnivori domestici adulti, da un unico ostio follicolare fuoriescono più fusti piliferi, prodotti da radici differenti. Fra i peli di un gruppo, si riconosce in genere un pelo primario, di diametro più grosso degli altri e generalmente dritto, l’unico a possedere una ghiandola sebacea e un’apocrina. I peli primari costituiscono il rivestimento del mantello, proteggendolo dalla pioggia e ne caratterizzano l’aspetto. Gli altri peli del gruppo, detti peli secondari, sono in genere più sottili di diametro, con una vasta gamma di dimensioni, da poco più piccoli del primario a molto più sottili. I peli secondari sono in genere privi di ghiandole sebacee e apocrine e costituiscono il sottopelo isolante e protettivo.
Un pelo in fase di crescita attiva possiede una radice formata da cheratinociti nucleati e capaci di proliferare (cellule della matrice), che maturano dando luogo al fusto pilifero. Questo è formato da midollo centrale, contenente vacuoli di glicogeno (nei peli primari) o aria (nei peli secondari), zona corticale, formata da cheratina molto rigida che conferisce resistenza al pelo e da sottile cuticola di rivestimento esterna.
• Ghiandole
Nella cute hanno sede le ghiandole sebacee e quelle sudoripare apocrine ed eccrine. Le prime due riversano il loro secreto nell’infundibolo pilifero, mentre le ultime sboccano direttamente sulla superficie cutanea nelle aree prive di peli (cuscinetti plantari). Le ghiandole sebacee a produzione olocrina producono materiale grasso per la lubrificazione dei peli e per la costituzione della pellicola protettiva di superficie. Le ghiandole apocrine producono un secreto più acquoso che contiene alcuni fattori di difesa (tra cui anticorpi) e che, emulsionato al sebo, costituisce la pellicola idrolipidica di superficie. Le ghiandole eccrine, simili alle sudoripare dell’uomo, producono un liquido acquoso che permette di idratare l’epidermide glabra e assicurare più attrito ai cuscinetti sulle superfici scivolose.
1.4 Funzione di cute e annessi
La cute è l’organo più esteso del corpo e ne costituisce il rivestimento esterno.
Le sue funzioni sono molteplici e tutte molto importanti per l’omeostasi e la sopravvivenza dell’organismo.
• Protezione
Cute e annessi costituiscono il primo fronte di difesa del corpo nei confronti degli agenti esterni estranei all’organismo. Il pelo e lo spesso strato corneo sono rivestiti da una pellicola lipidica, impermeabile all’acqua e alle molecole idrosolubili; inoltre, grazie al pigmento melanico e alla cheratina, essi sono capaci di filtrare i raggi ultravioletti, evitando che questi danneggino i tessuti sottostanti. Il resistente strato corneo, le fibre elastiche e il collagene, proteggono la cute da lacerazioni in caso di
contusioni o trazione. L’epidermide e il derma sono molto difficili da penetrare da parte di molecole( specie se idrofile) e microrganismi e, qualora questi ci riuscissero, il sistema immunitario cutaneo è in grado, grazie ai suoi meccanismi di difesa aspecifici e specifici di far fronte all’infezione. Il cosiddetto SIS (Skin Immune System) è, infatti, uno dei sistemi immunitari più efficienti. (Noli et al, 2011)
• Regolazione della temperatura.
Il calore prodotto in continuazione come sottoprodotto del metabolismo viene disperso per irradiazione e evaporazione. Quando la temperatura ambientale diventa più alta di quella corporea l’evaporazione rappresenta l’unico meccanismo di dissipazione del calore(Bloom et al, 1996).
Questa funzione viene svolta con l’ausilio dei peli e delle ghiandole sudoripare.
• Produzione degli annessi cutanei. La pelle produce oltre alle ghiandole sudoripare anche le ghiandole sebacee, i muscoli pilo-‐erettori, le unghie, peli e lo strato corneo che offrono ulteriore protezione
• Indicazione dello stato di salute ed idratazione. Essendo l’organo più esterno del corpo è il primo indicatore di benessere o malessere dell’individuo
• Deposito. La pelle rappresenta anche una riserva per elettroliti, acqua, vitamine, grassi, carboidrati e altre sostanze.
• Azione antimicrobica. La pelle ha proprietà antibatteriche e antifungine • Attività secretoria. La pelle è un organo secernente attraverso le sue
ghiandole apocrine, eccrine e sebacee.
• Attività escretoria. La pelle si comporta come un organo attraverso cui
vengono eliminate alcune scorie dell'organismo con il sudore. Infine con le secrezioni cutanee vengono emesse nell'ambiente circostante alcune sostanze, dette fero-‐omoni, a cui si attribuirebbe una capacità di attrazione e attivazione sensuale.
• Attività sensitiva. La ricca innervazione sensitiva della cute trasmette al sistema nervoso centrale informazioni che stimolano i meccanismi termoregolatori e le sensazioni dolorifiche evitando così la possibilità di
ulteriori danni (Bloom et al, 1996).
• Produzione di vitamina D. Quando la cute è esposta al sole i raggi ultravioletti trasformano il 7-‐deidrocolesterolo in Vitamina D (Bloom et al, 1996).
• Immunoregolazione
1.5 Sistema immunitario cutaneo
La cute può essere considerata come un organo immunitario che gioca un ruolo importante nell'induzione e nel mantenimento della risposta immunitaria, che può essere benefica o dannosa.
All’importante ruolo di difesa partecipano l'intera epidermide, con la sua complessa struttura e la desquamazione dei corneociti, e gli annessi cutanei, in particolare le ghiandole che concorrono a determinare sulla superficie epidermica condizioni sfavorevoli per i microrganismi patogeni. Anche l'innervazione contribuisce ai meccanismi di difesa, sia percependo stimoli potenzialmente lesivi sia secernendo neurotrasmettitori capaci di influenzare il microcircolo, il differenziamento e la funzione delle cellule specifiche per la difesa.
All’interno dell’epidermide e del derma un sistema immunitario bene articolato ha il compito di catturare ed eliminare tutti gli antigeni o i microorganismi che riescono a superare la barriera epidermica. Queste difese entrano in azione anche contro molecole solubili, indipendentemente da una loro pericolosità, il che può generare reazioni infiammatorie di nessun vantaggio per l'organismo, anzi dannose per la cute stessa.
Di questo sistema fanno parte una componente umorale e una componente cellulare.
La componente cellulare comprende:
• Cheratinociti
• Cellule di Langherans • Linfociti • Macrofagi tissutali • Cellule endoteliali • Neutrofili • Eosinofili 1.5.1 I cheratinociti
Oltre alla loro funzione di produrre cheratina, lipidi e sostanze intracellulari, i cheratinociti sono i maggiori produttori di citochine dell’epidermide, la più importante di queste è IL-‐1 che viene immagazzinata e poi rilasciata in seguito a un danno cellulare. Il rilascio di IL-‐1 è uno dei primi eventi che si verificano nelle patologie cutanee.
Oltre all’IL-‐1 i cheratinociti producono IL-‐3, IL-‐6, IL-‐7, IL-‐8, IL-‐10, IL-‐12, IL-‐15, IL-‐ 16, IL-‐18 TNF-‐α e una varietà di growth factors e granulocyte macrophage stimulating and activating factors.
A seconda delle citochine prodotte i cheratinociti possono condizionare la risposta immunitaria: se viene prodotta l’IL-‐10 la risposta sarà prevalentemente di tipo Th2, mentre se viene prodotta l’IL-‐12 sarà prevalentemente di tipo Th1.
1.5.2 Le cellule di Langerhans
Le cellule di Langerhans appartengono alla famiglia delle cellule dendritiche, così dette per la forma; hanno infatti un corpo cellulare ovalare dal quale si dipartono prolungamenti ramificati, simili a rami di albero e sono altamente specializzate nella presentazione dell’antigene (Jacob et al, 1999) si trovano a varia altezza nello
strato basale e, più spesso, in quello spinoso ed i loro dendriti si insinuano tra i cheratinociti, ai quali sono uniti grazie a una molecola di adesione: la E-‐caderina. Queste cellule possiedono un corredo di molecole, di membrana e
intracitoplasmatiche, e possono svolgere complesse attività metaboliche che permettono loro di assorbire molecole antigeniche, di estrarne frammenti mediante idrolisi controllata e di esporre sulla loro membrana questi frammenti, detti epitopi, insieme a molecole accessorie, al fine di stimolare linfociti T specifici per tali epitopi e dare innesco così alle risposte immunitarie: la cosiddetta “presentazione antigenica”.
I peptidi antigenici derivati dalla sintesi di proteine endogene vengono presentati contestualmente a molecole MCHC di classe 1 presenti nella superficie delle cellule nucleate e riconosciute da linfociti T CD8+ o citotossici. Gli antigeni esogeni quali batteri, tossine batteriche, dermatofiti, vaccini, pollini, acari sono presentati contestualmente a molecole MCHC di classe 2 e riconosciute da linfociti T CD4+ o helper (Nickoloff, 1993). In seguito al riconoscimento le cellule T vengono attivate, ma sono necessari altri segnali chimici, da parte delle citochine per promuovere l’espansione clonale di T cell antigene specifiche.
1.5.3 I linfociti
I linfociti derivano da un ceppo cellulare del midollo osseo e possono essere suddivisi in:
1. T o timo dipendenti 2. B o bone marrow derived 3. NK o natural killer
I linfociti T giungono a completa maturazione nel timo, e quindi esprimono il recettore di membrana CD3. Quest’ultimo è costituito da due sub-‐unità proteiche che in alcuni linfociti sono costituite da una catena α e da una catena β e in altri una catena γ ed una δ (Haas et al., 1993).
Le cellule T di tipo γδ hanno un ruolo di immunosorveglianza offrendo una prima difesa dagli agenti infettivi a livello delle superfici epiteliali.
I linfociti T si classificano in due principali categorie:
• I T helper, i quali possiedono il recettore di membrana CD4 che è il recettore del complesso maggiore di istocompatibilità di classe 2 (Moore et al., 1992), sono specializzate nella risposta ad antigeni esogeni che vengono loro presentati dalle cellule di Langherans dopo la processazione. Il nome helper
deriva dal fatto che stimolano i linfociti B a produrre immunoglobuline e coordinano l’attività di altre cellule infiammatorie. In seguito a stimolazione antigenica le cellule T-‐helper si dividono in due ulteriori categorie a seconda delle citochine che producono. I Th1 producono IL-‐2 e INF-‐γ e favoriscono le reazioni di ipersensibilità ritardata, l’attivazione dei macrofagi, la produzione di opsonine e di anticorpi fissanti il complemento (sopratttutto IgG e IgM).
I Th2 producono IL-‐4, IL-‐5, IL-‐6, IL-‐9, IL-‐10 e IL-‐13; favoriscono lo sviluppo di mastociti ed eosinofili; sottoregolano la produzione delle IgG e stimolano la sintesi delle IgE e delle IgA. La risposta di tipo Th2 prevale nelle infestazioni parassitarie e nelle reazioni di ipersensibilità immediata.
• I T citotossici, possiedono il recettore di membrana CD8 che è il recettore del complesso maggiore di istocompatibilità di classe 1. Queste cellule sono specializzate nella risposta ad antigeni endogeni, ovvero sintetizzati all’interno delle cellule dell’organismo ed inducono effetti citotossici.
I linfociti B, sono piccoli linfociti che hanno origine e vengono a maturazione nel midollo osseo e sono caratterizzati dal possedere specifiche immunoglobuline di superficie che svolgono la funzione di recettore per l’antigene.
Oltre a queste molecole i linfociti B esprimono sulla loro superficie le molecole MCHC di classe 2 che permettono a queste cellule di comportarsi come cellule presentanti l’antigene, recettori per il frammento Fc delle immunoglobuline e il recettore per il frammento C3b del complemento.
La principale funzione delle cellule B è la sintesi d’immunoglobuline specifiche contro determinati antigeni. Le immunoglobuline presenti di superficie dei linfociti B “vergini” sono di tipo IgM e IgD ed hanno scarsa affinità per l’antigene. L’appropriata interazione tra l’antigene e la cellula B determina, con l’aiuto delle cellule T della memoria che producono IL-‐1, IL-‐2, IL-‐4, IL-‐5 e IL-‐10, l’espansione clonale di cellule in grado di produrre IgE, IgA, IgG ad elevata affinità per l’antigene che allo stadio terminale di differenziamento vengono dette plasmacellule.
Le NK o Natural Killer, sono grandi linfociti granulari che non esprimono recettori specifici per gli antigeni ed hanno il compito di identificare e distruggere cellule
estranee all’organismo che non esprimono il complesso maggiore di istocompatibilità di classe 1 che viene specificamente riconosciuto dai loro recettori di membrana. Per esempio molte cellule tumorali o infettate da virus non esprimono l’MHC di classe 1 e quindi vengono riconosciute e uccise dai linfociti Nk. Le cellule Nk inoltre hanno recettori per la regione Fc delle immunoglobuline e quindi possono uccidere le cellule legate a essi con un processo detto ADCC “antibody dependent cell-‐mediated cytotoxicity.”
(Modlin et al, 1999)
1.5.4 I macrofagi tissutali
Il derma ospita anche macrofagi deputati a fagocitare sostanze estranee di vario genere, quali agenti viventi, polveri inerti e cellule e matrici extracellulari danneggiate da traumi, ustioni e altri insulti. Sono cellule all’ultimo stadio di maturazione della linea monocito-‐macrofagica, che nel derma sono considerate i precursori dei dendrociti dermici (Nickoloff, 1993). Derivano dal midollo osseo e passano nel circolo ematico, dove sono caratterizzati da recettori CD14.
Queste cellule sono multifunzionali in quanto vanno ad agire nella prima fase della risposta immunitaria come cellule presentanti e processanti l’antigene per la successiva attivazione dei linfociti T e anche nelle fasi successive in quanto intervengono dopo il richiamo dato dalle citochine prodotte dai linfociti per la distruzione delle cellule parassitate.
Inoltre la loro attività è fondamentale nella guarigione delle ferite, nella difesa dai patogeni e per la produzione di numerosi enzimi, citochine e mediatori di flogosi che in alcuni casi promuovono e in altri inibiscono il processo infiammatorio. I macrofagi sono uno dei maggiori componenti dell’infiltrato cellulare nelle lesioni croniche della dermatite atopica . (Leung, 1995)
1.5.5 Le cellule endoteliali
La funzione delle cellule dell’endotelio vasale è molto importante nella risposta immunitaria in quanto sono in grado di esprimere sulla loro superficie una varietà di molecole di adesione in risposta a varie citochine. (Haas et al, 1993) Queste
molecole sono denominate selectine e molecole della superfamiglia delle immunoglobuline. Le selectine sono responsabili dell’adesione iniziale dei leucociti all’endotelio infiammato . (Goldsby et al, 2007)
Le molecole della superfamiglia delle immunoglobuline sono denominate ICAM-‐1, ICAM-‐2, ICAM-‐2 e VCAM ed hanno il compito di legarsi a proteine eterodimeriche espresse dai linfociti e denominate integrine, questo legame determina l’adesione leucocitaria all’endotelio e lo stravaso nel sito di infiammazione (Goldsby et al, 2007).
1.5.6 I mastociti
Queste cellule derivano da precursori indifferenziati rilasciati dal midollo osseo nel circolo ematico che proliferano e si differenziano soltanto a livello dei tessuti bersaglio.(Hill et al, 1998) Si trovano normalmente nei tessuti connettivi e in numero maggiore nelle aree corporee che interferiscono con l’ambiente come la cute, l’intestino e il polmone. (Foreman, 1993) Sono cellule fornite di caratteristici granuli secretori, che contengono istamina, eparina e TNF-‐alfa e rispondono a numerosi stimoli, sia direttamente irritanti (come traumi, ustioni, sostanze urticanti vegetali e animali), sia immunomediati.
La differenziazione e la proliferazione dei mastociti sono regolate da numerosi fattori: il principale è un fattore prodotto da cellule staminali derivate da fibroblasti che è anche responsabile della chemiotassi. Nel cane, i mastociti posseggono un recettore specifico per questa molecola, denominato c-‐kit. (London et al, 1999) Inoltre la proliferazione mastocitaria è determinata dai linfociti attraverso la produzione di IL-‐3, IL-‐4, IL-‐9 e IL-‐10. (Galli et al, 1993)
La funzione dei mastociti è quella di sintetizzare e rilasciare un grande numero di mediatori di flogosi i quali vengono stoccati a livello dei granuli o immediatamente liberati. Questi importanti fattori sono istamina, triptasi, chimasi, leucotrieni e TNFα (Hill et al, 1998).
In genere la degranulazione dei mastociti avviene in seguito al legame allergene indotto delle IgE con recettori specifici presenti sulla superficie cellulare
(FcεRI), ma può essere indotto anche da frazioni del complemento dette anafilotossine (C3a, C4a, C5a) e da alcuni farmaci (oppioidi, ACTH sintetico, ionofori del calcio).
La degranulazione quindi avviene quando un allergene induce il cross-‐legame delle IgE legate ai recettori presenti sulla superficie dei mastociti e studi sperimentali hanno dimostrato che solo gli immunocomplessi con un rapporto IgE-‐allergene di 2:1 possono indurla (Razin et al, 1995). Una volta rilasciati nello spazio intercellulare, il contenuto dei granuli in associazione con l’endotelio vasale e le altre cellule infiammatorie determina le reazioni tipiche dell’infiammazione (rubor, dolor, calor, tumor).
Una stimolazione eccessiva dei mastociti porta alla secrezione massiccia di istamina, che può giungere a determinare essa stessa danni al tessuto o all'intero organismo, come avviene nelle reazioni allergiche.
Nella pelle i mastociti si trovano prevalentemente a livello del derma intorno ai capillari, Emerson e Cross hanno riportato che il numero maggiore è localizzato a livello delle orecchie (16,9 cellule per campo), seguito da vulva, prepuzio e scroto (circa 9), ano (8,3), perineo (8.1), testa (7,8),palpebra superiore (7,6), area dorsale del collo (6,8), palpebra inferiore e torace laterale(6,5), area ventrale del collo (6,3), area ventrale dell’addome (5,5), labbra (5,4), dorso (5,1), area mediale delle cosce (5,0), pianta dei piedi (3,1) e piano nasale (2,4). (Emerson et al, 1965)
1.5.7 I Neutrofili
I neutrofili sono prodotti nel midollo osseo durante l’emopoiesi, possiedono un citoplasma granulare che si colora con coloranti acidi e basici e a causa del loro nucleo multilobato sono denominati leucociti polimorfo nucleati. La principale funzione dei neutrofili è quella di catturare e distruggere materiale estraneo, in particolar modo batteri. Il loro intervento è fondamentale nelle piodermiti e nella demodicosi generalizzate ma anche nelle allergie.
1.5.8 Gli Eosinofili
Anche gli eosinofili sono prodotti nel midollo osseo e il loro sviluppo è stimolato da IL-‐3, IL-‐5 e dal granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-‐CSF).(Kaplan et al, 1998)
Gli eosinofili vengono attratti nel sito di infiammazione da specifici fattori chemiotattici, quali istamina, la componente C5a del complemento, il leucotriene B4, estratti parassitari, eotassina 1 e 2 e RANTES (Regulated upon
attivation of normal T-‐cell expressed and secrete). Una volta richiamati in loco esprimono sia un’attività fagocitica sia un’attività
secretoria. Sono in grado di fagocitare batteri (in maniera minore rispetto ai neutrofili), funghi, immunocomplessi, granuli di mastociti e aggregati d’immunoglobuline. (Mc Ewen, 1992)
L’attività secretoria, come suggerito dall’abbondanza di granuli citoplasmatici è la più importante e può essere o meno dipendente dalle IgE, come per i mastociti e i basofili ma al contrario di questi ultimi degranulano lentamente.(Plager et al, 1998)
I granuli degli eosinofili contengono importanti proteine tra le quali la proteina basica maggiore, la proteina cationica eosinofila e varie perossidasi ed enzimi lisosomiali che sono importanti per gli effetti elmintotossici, citotossici, battericidi e sono in grado di determinare la degranulazione dei mastociti. (Schecter et al, 1988)
Nella cute sana del cane gli eosinofili si ritrovano raramente ma aumentano notevolmente a 10 per campo in caso di dermatite atopica, (Nimmo et al, 1990) avvicinandosi ad una cellula per HPF o al 4% dell’infiltrato infiammatorio (Olivry et al, 1999). Al contrario un altro studio afferma che gli eosinofili sarebbero presenti solo occasionalmente nei campioni istologici di soggetti con dermatite atopica mentre sarebbero presenti in numero significativamente maggiore nei campioni cutanei prelevati da soggetti con reazioni avverse agli alimenti (Skuba et al, 2001).
La componente umorale comprende:
• il complemento • le citochine • gli eicosanoidi • i neuropeptidi
• i peptidi antimicrobici
1.5.9 Il complemento
Il complemento è un importante mediatore della risposta umorale aspecifica ed è costituito da un gruppo di proteine plasmatiche e della membrana cellulare che inducono e influenzano eventi immunologici e infiammatori. Le varie componenti proteiche vengono identificate con la lettera C seguita da un numero C1, C2, C3, C4…etc.
La sua attivazione avviene mediante scissione del suo frammento C3, che può avvenire attraverso la via classica, richiedente la presenza di un complesso solubile antigene-‐ anticorpo o dal legame di un anticorpo ad un opportuno bersaglio, ad esempio una cellula batterica; oppure attraverso la via alternativa, in cui viene direttamente attivato da virus, batteri o cellule anormali senza l’intervento di immunoglobuline. Gli effetti finali dell’attivazione del complemento sono molti e vanno dalla lisi cellulare, all’opsonizzazione dell’antigene, alla neutralizzazione virale e alla rimozione degli immunocomplessi.
1.5.10 Le citochine
Sono molecole proteiche prodotte da vari tipi di cellule secrete nel mezzo circostante di solito in risposta ad uno stimolo. Possono avere azione autocrina, paracrina o endocrina e hanno una vita media di pochi minuti. In relazione alla funzione principale svolta possono essere distinte in:
− mediatori dell’immunità: Interferoni (INF-‐α1-‐α2 –β), Tumor necrosis factor (-‐ α-‐ β);
protein (MCP-‐1) ,citochine che regolano attivazione, crescita e differenziazione dei leucociti (IL-‐4,IL-‐5, IL-‐7, IL-‐12 e transforming growth factor o TGFβ);
− fattori di crescita dell’emopoiesi:
IL-‐3, Granulocytes Macrophages colony stimulating factor (GM-‐CSF), Granulocytes colony stimulating factor (G-‐CSF), Macrophage colony stimulating factor (M-‐CSF).
Nella patogenesi della dermatite atopica gioca un ruolo fondamentale uno sbilanciamento della risposta T-‐cell mediata con una prevalenza della risposta Th2, questo è dovuto alla produzione di IL-‐4 e IL-‐5. (Hanifin et al, 1999). L’IL-‐4 stimola la risposta immunitaria Th2 mediata e lo switch isotipico delle plasmacellule verso la produzione di IgE mentre l’IL-‐5 è una molecola chiave nella chemiotassi, attivazione e sopravvivenza degli eosinofili.
Altre citochine importanti nello sviluppo della dermatite atopica sono l’IL-‐3, l’IL-‐5 e il GM-‐CSF prodotte dai linfociti che attivano gli eosinofili e facilitano l’infiltrazione tissutale; l’IL-‐6 che viene secreta dopo l’esposizione all’antigene sia in vivo che in vitro nell’uomo è importante nello sviluppo della reazione infiammatoria e nel determinismo del grado delle lesioni da dermatite atopica (Lee et al, 1992) e il TNFα il cui aumento si verifica 2 h dopo l’esposizione antigenica nei soggetti atopici (Sumimoto et al, 1992) e la cui funzione è quella di attivare i neutrofili, favorire la chemiotassi dei monociti e accrescere la produzione di altre citochine da parte delle cellule T.
1.5.11 Gli eicosanoidi
Derivano dall’ossidazione dell’acido arachidonico e sono potenti mediatori biologici, possono dividersi in due categorie, i prostanoidi (prostaglandine, trombossani) e i leucotrieni. I prostanoidi derivano dal metabolismo dell’acido arachidonico mediante l’enzima ciclossigenasi, di cui esistono due forme, che vengono denominate COX-‐1 e COX-‐2. L’enzima COX-‐1 viene normalmente espresso in numerosi tessuti dell’organismo e sintetizza classi di prostaglandine che svolgono un ruolo importante nel mantenimento dell’omeostasi a livello della mucosa gastrica, del flusso renale, nell’emostasi, nella guarigione delle ferite e nell’ovulazione. Al contrario, l’espressione dell’enzima COX-‐2 si osserva solamente
