Cause di vulnerabilit

1
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Cause di vulnerabilità
• 1. Funzione prioritaria
• 2. Organizzazione strutturale
• 3. Funzione escretoria

2
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Anatomicamente è suddiviso in lobuli esagonali
  orientati attorno alle vene epatiche terminali
  (vene centrali)
• Allangolo del lobulo si trova il tratto portale,
  formato da
• 1. un ramo della vena porta
• 2. unarteriola epatica
• 3. un dotto biliare

3
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Il lobulo è suddiviso in tre regioni
• 1. Centrolobulare
• 2. Mediozonale
• 3. Periportale

4
(No Transcript)
5
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Il concetto di acino viene preferito come unità
  funzionale ed è suddiviso anchesso in tre zone
  che coincidono con quelle del lobulo.

6
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Il sangue che entra nellacino proviene per il
  60-70 dalla vena porta (povero di ossigeno) e
  per il 30-40 dallarteria epatica (ossigenato)

7
TOSSICOLOGIA EPATICA

• La concentrazione di ossigeno è di
• 9-13 nella zona 1
• 4-5 nella zona 3

8
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Gli epatociti della zona 1, ricchi in mitocondri,
  hanno le seguenti funzioni
• 1. Ossidazione degli acidi grassi
• 2. Gluconeogenesi
• 3. Detossificazione dellamoniaca a urea

9
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Nella zona 1 vi è una elevata concentrazione in
  Glutatione ridotto
• Nella zona 3 vi è una elevata attività del
  Citocromo P-450, in particolare dellisoforma 2E1

10
TOSSICOLOGIA EPATICA

• I sinusoidi sono canali tra le corde degli
  epatociti ove il sangue percola fino alla vena
  epatica terminale.

11
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Tre sono i tipi di cellula più importanti
• 1. Cellule endoteliali
• 2. Cellule di Kupfer
• 3. Cellule di Ito

12
(No Transcript)
13
TOSSICOLOGIA EPATICA

• CELLULE ENDOTELIALI
• Sono fondamentali come scavenger delle
  lipoproteine e delle proteine denaturate.
• Secernono citochine.

14
TOSSICOLOGIA EPATICA

• CELLULE DI KUPFER
• Sono macrofagi stanziali e costituiscono l80
  dei macrofagi non circolanti dellorganismo.
• Sono presenti nel lumen dei sinusoidi e la loro
  funzione primaria è di ingerire e degradare
  materiale particolato. Sono una fonte di
  citochine e possono agire come cellule
  presentanti antigeni.

15
TOSSICOLOGIA EPATICA

• CELLULE DI ITO
• Sono note anche come cellule del grasso e cellule
  stellate e sono localizzate nello spazio di Disse
  tra le cellule endoteliali e gli epatociti.
• Sintetizzano il collagene e sono il sito di
  maggior immagazzinamento di vitamina A
  dellintero organismo.

16
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• La bile è un fluido che contiene
• acidi grassi
• glutatione
• fosfolipidi
• colesterolo
• bilirubina
• anioni organici, proteine, metalli

17
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• Gli epatociti iniziano il processo trasportando
  gli acidi biliari, il glutatione e altri soluti
  nel lumen canalicolare, spazio formato da regioni
  specializzate della membrana plasmatica tra
  epatociti adiacenti.

18
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• I canalicoli formano canali tra gli epatociti che
  mettono in connessione con una serie di canali o
  dotti più larghi nel fegato. I dotti biliari
  extraepatici sfociano nel dotto comune biliare.

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TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• La bile può essere immagazzinata e concentrata
  nella colecisti prima di essere secreta nel
  duodeno.
• La colecisti è assente in alcune specie di
  mammiferi quali
• ratto
• cavallo
• balena

20
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• Trasportatori sono presenti nei sinusoidi e sulle
  membrane canalicolari degli epatociti e sono
  responsabili dellaccumulo di acidi biliari e
  bilirubina dal sangue e della loro secrezione nel
  lumen canalicolare.
• Processi attivi sono determinanti per lingresso
  di altri importanti costituenti della bile.

21
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• Metaboliti dei leucotrieni, fosfolipidi,
  estrogeni e molti farmaci sono trasportati
  attraverso la membrana canalicolare da proteine
  note come
• Multiple Organic Anion Transporter (MOAT)
• Multi-drug-resistant (MDR) P-glicoproteins

22
(No Transcript)
23
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• Fluidi e anioni entrano nella bile per diffusione
  paracellulare, transcitosi e endocitosi.
• I metalli sono escreti nella bile da una serie di
  processi (non tutti noti) e lescrezione biliare
  è importante nellomeostasi di Cu, Mn, Fe, Zn,
  Au, Al e Hg.

24
TOSSICOLOGIA EPATICA

• FORMAZIONE DELLA BILE
• meccanismi di escrezione nella bile dei metalli
• 1. Passaggio attraverso la membrana sinusoidale
  per diffusione facilitata o endocitosi mediata da
  recettori
• 2. Immagazzinamento mediante proteine leganti o
  lisosomi
• 3. Secrezione nei canalicoli via lisosomi,
  meccanismi accoppiati al glutatione o specifici
  trasportatori della membrana canalicolare

25
TOSSICOLOGIA EPATICA

• CLASSIFICAZIONE MORFOLOGICA
• Popper Schaffner, 1959
• 1. Alterazioni epatocellulari senza reazione
  infiammatoria (Tipo I necrosi e steatosi)
• 2. Colestasi intraepatica (Tipo II)
• 3. Necrosi epatica con reazione infiammatoria
  (Tipo II epatite virale)
• 4. Non classificate
• 5. Epatocarcinoma

26
TOSSICOLOGIA EPATICA

• LINEE GUIDA EPATOTOSSICITA DA FARMACI E SOSTANZE
  CHIMICHE
• U.S. Public Health Service 1979
• Tipo I prevedibile
• dose e tempo dipendente
• presente nella maggior parte degli esposti
• riproducibile nellanimale
• Tipo II non prevedibile
• indipendente dal tempo e dalla dose
• sporadica
• non riproducibile nellanimale

27
TOSSICOLOGIA EPATICA

• TIPI DI DANNO EPATICO
• 1. STEATOSI
• 2. MORTE DELLEPATOCITA
• 3. COLESTASI CANALICOLARE
• 4. DANNO DEI DOTTI BILIARI
• 5. CIRROSI
• 6. DISORDINI VASCOLARI
• 7. TUMORI

28
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MECCANISMI DI DANNO ZONALE
• sostanza meccanismo spiegazione
• Zona 1
• sovraccarico di Fe perossidazione lipidica
  zona 1 contiene più Fe
• della zona 3
• alcool allilico ossidazione ad acroleina zona
  1 contiene più O2
• Zona 3
• CCl4 attivazione da parte del zona 3 ha più
  Cit. P-450
• Cit. P-450 a radicale libero e meno O2
• ?CCl3
• Acetaminofene sbilanciamento tra
  attivazione zona 3 ha più Cit. P-450
• Cit. P-450 e detossificazione e meno GSH
• del GSH

29
TOSSICOLOGIA EPATICA
? 2H ? H2O2 O2
radicale superossido
catalasi
H2O2 ? 2H2O O2
GSH perossidasi ROOH 2
GSH ? ROH H2O GSSG
Reazione di FENTON Fe2 H2O2 ? Fe3 ?OH
OH-
radicale idrossilico
30
TOSSICOLOGIA EPATICA

• STEATOSI
• Viene definita come un aumento del contenuto in
  lipidi maggiore del 5 del peso
• 1. Eccesso di grassi liberi veicolati al fegato
• 2. Interferenza col ciclo dei trigliceridi
• 3. Aumento della sintesi o esterificazione degli
  acidi grassi
• 4. Riduzione nella ossidazione degli acidi grassi
• 5. Riduzione nella sintesi di apoproteine
• 6. Diminuzione della sintesi o secrezione di VLDL

31
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MORTE DELLEPATOCITA
• Necrosi ? rigonfiamento cellulare
• rottura cellulare
• disintegrazione nucleare
• diffusione di cellule infiammatorie
• Apoptosi ? restringimento cellulare
• frammentazione nucleare
• formazione di corpi apoptotici
• assenza di infiammazione
• segue

32
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MORTE DELLEPATOCITA
• La morte dellepatocita può avvenire con aspetto
• 1. Focale caratterizzata da una distribuzione
  randomizzata di singoli epatociti o piccoli
  cluster di epatociti morti
• 2. Zonale predominante in zona 1 (periportale)
  o 3 (centrolobulare)
• 3. Panacinare morte massiva di epatociti con
  pochi sopravvisuti
• segue

33
TOSSICOLOGIA EPATICA

• COLESTASI CANALICOLARE
• Definita come
• 1. riduzione nel volume della bile
• 2. ridotta secrezione di specifici soluti nella
  bile

34
TOSSICOLOGIA EPATICA

• DANNO DEI DOTTI BILIARI
• (COLESTASI COLANGIODISTRUTTIVA)
• 1. Rigonfiamento dellepitelio biliare
• 2. Presenza di detriti di cellule danneggiate nel
  lumen duttale
• 3. Infiltrazione di cellule infiammatorie dal
  tratto portale
• segue

35
TOSSICOLOGIA EPATICA

• DANNO DEI DOTTI BILIARI
• (COLESTASI COLANGIODISTRUTTIVA)
• La somministrazione cronica di tossine che
  causano distruzione dei dotti biliari può portare
  alla loro proliferazione e alla fibrosi con esito
  in cirrosi biliare.
• Altro possibile effetto è la perdita di dotti
  biliari, nota come sindrome del dotto biliare
  evanescente.
• segue

36
TOSSICOLOGIA EPATICA

• DANNO DEI DOTTI BILIARI
• (COLESTASI COLANGIODISTRUTTIVA)
• Un caso celebre è quello noto come ittero di
  Epping, villaggio inglese, i cui abitanti hanno
  consumato prodotti provenienti da suolo
  contaminato con dianilina di metilene, composto
  usato per la produzione di resine epossidiche

37
TOSSICOLOGIA EPATICA

• CIRROSI
• E lesito terminale di un danno cronico nel
  quale un esteso tessuto fibroso (collagene) viene
  depositato come risposta allinsulto diretto o
  allinfiammazione.
• E quindi la presenza massiva di tessuto
  cicatriziale attorno a noduli formati da
  epatociti rigenerati.
• E irreversibile.

38
TOSSICOLOGIA EPATICA

• DISORDINI VASCOLARI
• Possono essere interessati i sinusoidi o i grandi
  vasi.
• Sinusoidi allargamento delle finestre con
  intrappolamento degli eritrociti in esse o nello
  spazio di Disse. Conseguenza infarcimento
  epatico con ipoafflusso periferico.
• segue

39
TOSSICOLOGIA EPATICA

• DISORDINI VASCOLARI
• Altre forme malattia veno-occlusiva che risulta
  dalla ostruzione non trombotica delle venule
  epatiche terminali o delle vene intraepatiche più
  piccole.
• Un potenziale aspetto della patogenesi è la
  distruzione dellendotelio delle venule epatiche.

40
(No Transcript)
41
TOSSICOLOGIA EPATICA

• TUMORI
• 1. a carico degli epatociti
• 2. a carico dei sinusoidi
• 3. epatocarcinoma ? androgeni e aflatossine
• 4. angiosarcoma ? CVM, arsenico, torio

42
TOSSICOLOGIA EPATICA

• Steatosi CCl4, etanolo, ac. valproico
• Morte cellulare acetaminofene, Cu, DMF,
  etanolo, Fe, microcistina
• Colestasi canalicolare cloropromazina,
  ciclosporina A, 1,1,-dicloretilene, estrogeni,
  etanolo, Mn, falloidina
• Danno dei dotti biliari ANIT (?-naftilisotiocian
  ato), dianilina di metilene
• Cirrosi As, etanolo, vitamina A
• Disordini vascolari As, dacarbazina, microcistina
• Tumori aflatossine, androgeni, torio, CVM

43
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MECCANISMI DI COLESTASI
• 1. Falle nelle giunzioni paracellulari queste
  forniscono una notevole barriera (carica) alla
  diffusione di soluti tra sangue e lumen
  canalicolare, mentre acqua e piccoli ioni
  diffondono liberamente.
• ?-Naftilisotiocianato (ANIT) causa falle nelle
  giunzioni

44
ANIT
falloidina
colchicina
ciclosporina A
Mn
45
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MECCANISMI DI COLESTASI
• 2. Rottura della struttura o 3. dellintegrità
  funzionale del citoscheletro interferenze nella
  formazione della bile diminuendo la velocità e la
  forza di contrazione canalicolare o la velocità
  di transcitosi attorno agli epatociti.
• Falloidina (2) si lega ai microfilamenti
  dellactina del citoscheletro e rallenta la
  contrazione canalicolare in maniera
  dose-dipendente.
• Colchicina (3) inibisce la polimerizzazione
  della tubulina nei microtubuli, inibisce la
  secrezione di proteine nella bile, diminuendo la
  transcitosi microtubulo-dipendenti delle
  vescicole.

46
ANIT
falloidina
colchicina
ciclosporina A
Mn
47
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MECCANISMI DI COLESTASI
• 4. Inibizione dei trasportatori coinvolti nella
  formazione della bile.
• Ciclosporina A causa inibizione del trasporto
  con aumento degli acidi grassi e della bilirubina
  nel siero e riduzione del flusso biliare.
• 5. Concentrazione di forme reattive di sostanze
  tossiche nellarea pericanalicolare. I canalicoli
  sono ricchi in Cit. P.-450, ma poveri in GSH e
  GST con sbilanciamento tra bioattivazione e
  detossificazione.
• Mn, 1,1,-Dicloroetilene, Diclofenac

48
ANIT
falloidina
colchicina
ciclosporina A
Mn
49
TOSSICOLOGIA EPATICA

• MECCANISMI DI COLESTASI
• Sono possibili anche più meccanismi
  contemporaneamente
• Cloropromazina altera sia la contrattilità
  canalicolare (2) sia il trasporto attivo di
  acidi grassi (4)
• Estrogeni alterano il trasporto degli acidi
  grassi per effetto sulle membrane dei sinusoidi,
  inclusa la riduzione della Na/K ATPasi e
  modificano la componente lipidica della membrana
  plasmatica. Riducono il numero dei trasportatori
  degli acidi biliari.

50
TOSSICOLOGIA EPATICA

• ATTIVAZIONE DELLE CELLULE SINUSOIDALI
• La risposta agli effetti acuti di numerose
  tossine può essere modificata dalla precedente
  esposizione ad altre sostanze con effetto sui
  sinusoidi.
• La tossicità dellacetaminofene potrebbe essere
  aumentata o diminuita da sostanze che attivano o
  inattivano le cellule di Kupfer.
• Allo stesso modo, la vitamina A causa un
  importante aumento della necrosi epatica indotta
  dal CCl4 attraverso il rilascio di specie
  reattive dellossigeno.
• Sostanze tossiche potrebbero stimolare la
  produzione di collagene da parte delle cellule di
  Ito.

51
(No Transcript)
52
INDUZIONE ENZIMATICA

• Effetto sullattività degli enzimi microsomiali
  da parte di alcune sostanze xenobiotiche.
• Consiste in una aumentata attività di tali enzimi
  con aumentato metabolismo delle sostanze endogene
  e xenobiotiche.

53
INDUZIONE ENZIMATICA

• RECETTORE DI INDUZIONE prodotto di un gene
  regolatore che, combinandosi con una molecola a
  basso P.M. dà inizio allespressione di un altro
  gene che controlla la biosintesi dellenzima

54
INDUZIONE ENZIMATICA

• Leffetto degli induttori enzimatici può essere
• POLIVALENTE ? DDT, fenobarbital (in grado di
  indurre una vasta gamma di enzimi)
• SELETTIVO ? benzopirene (in grado di indurre il
  metabolismo di sostanze della stessa classe)

55
INDUZIONE ENZIMATICA

• Toluene, Xilene
• DDT, Aldrin, Dieldrin
• TCDD
• Benzopirene, Metilcolantrene
• Bifenilipoliclorurati
• Fenilbutazone
• Fenobarbital
• Etanolo (effetto cronico)
• Difenilidantoina

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INDUZIONE ENZIMATICA

• TEST
• in vivo sullanimale
• 1. sleeping time (tempo di sonno indotto dal
  fenobarbital)
• 2. tempo di paralisi indotto dalla zoxazolamina
• normale 730 minuti
• fenilbutazone 307 minuti
• fenobarbital 102 minuti
• benzopirene 17 minuti

57
INDUZIONE ENZIMATICA

• TEST
• in vivo sulluomo
• 1. dosaggio 6-ß-idrossicortisolo urinario
  (aumentato)
• 2. dosaggio acido D-glucarico urinario
  (aumentato)
• 3. dosaggio attività GGT sierica (aumentata)
• 4. Determinazione dellemivita dellantipirina
  (ridotta)

58
INDUZIONE ENZIMATICA

• TEST
• in vitro sullanimale
• 1. dosaggio delle attività enzimatiche
  microsomiali (idrossilazione dellanilina per i
  substrati di tipo II, demetilazione
  dellaminopirina per i substrati di tipo I)
• 2. dosaggio attività citocromo P-450
• dopo somministrazione di induttori

59
INIBIZIONE ENZIMATICA

• Effetto opposto a quello dellinduzione
  enzimatica.

60
INIBIZIONE ENZIMATICA

• SKF 525 A (ß-dietilaminoetildifenilpropilacetato)
• Tetracloruro di carbonio (attivivazione
  suicida)
• Ozono
• Monossido di carbonio
• Metalli (Cd, Co, Pb, Se)
• Etanolo (effetto acuto)
• Desmetilimipramina