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Misteriosa guida chimica: perché i globuli bianchi sono attratti dal sito dell'infezione?
Nel sistema immunitario umano, la funzione dei globuli bianchi è fondamentale, soprattutto in risposta alle infezioni e ai danni ai tessuti. Quando batteri o virus invadono, i globuli bianchi si radunano rapidamente nel sito infetto attraverso un processo chiamato stravaso di leucociti. Questo processo non è solo fondamentale per la risposta immunitaria, ma rivela anche l’importante ruolo delle sostanze chimiche nel dirigere l’azione contro le infezioni.
Lo stravaso di leucociti si verifica principalmente nelle vene post-capillari, dove la forza di taglio del flusso sanguigno è minore, consentendo ai leucociti di trattenere e aderire all'endotelio vascolare in modo più efficace. Gli studi hanno dimostrato che questo processo è suddiviso in quattro fasi principali: attrazione chimica, adesione per rotolamento, adesione stretta e trasferimento attraverso l'endotelio.
"Una volta infettati, i macrofagi locali rilasceranno citochine, come IL-1 e TNFα, che stimolano le cellule endoteliali a esprimere molecole di adesione, aprendo la strada all'infiltrazione dei leucociti."
Attrazione chimica
Questa fase è la prima responsabile della presenza di macrofagi nel tessuto. Quando i patogeni vengono riconosciuti, rilasciano citochine che spingono le cellule endoteliali vicine ad esprimere molecole di adesione cellulare, comprese le selectine. Con il rilascio di ormoni chimici come C5a, i globuli bianchi vengono diretti verso il sito della lesione o dell’infezione.
Scorri con la levetta
Durante la fase di adesione rotante, alcuni ligandi di carboidrati sulla superficie dei leucociti si legano alle selectine nelle cellule endoteliali con affinità inferiore, simile al Velcro. Questo legame fa sì che i globuli bianchi rallentino e inizino a rotolare lungo il rivestimento dei vasi sanguigni sulla superficie delle cellule endoteliali. Durante il processo di laminazione, si verifica un legame casuale e una dissociazione tra la selectina e il suo ligando, avvicinando ulteriormente i globuli bianchi all'area infetta.
Aderisce saldamente
Man mano che il processo avanza, i segnali chimici che promuovono la penetrazione dei leucociti iniziano ad attivare i leucociti rotanti, modificando l'affinità delle integrine sulle loro superfici da bassa ad alta. Tale prestazione consente alle integrine a monte e a valle dei globuli bianchi di aderire saldamente alla superficie delle cellule endoteliali, completando il rafforzamento dell'adesione e facendo sì che i globuli bianchi inizino a diventare immobili.
Trasferimento attraverso l'endotelio
Quando i leucociti si preparano ad attraversare l'endotelio vascolare, il loro citoscheletro viene riorganizzato, provocando la diffusione dei leucociti sulle cellule endoteliali e la penetrazione negli spazi tra le cellule endoteliali come pseudopodi. Questo processo è chiamato "infiltrazione leucocitaria". Una volta attraversato con successo l'endotelio, i leucociti entrano nello spazio interstiziale e si muovono lungo il gradiente chimico verso il sito danneggiato.
"Questo processo dimostra che la risposta del corpo alle infezioni non è solo rapida, ma ben regolata, un processo biofisico composto da più passaggi."
Citoormoni e processo di stravaso
I citoormoni svolgono un ruolo cruciale in questo processo. Non solo regolano la permeabilità vascolare, ma promuovono anche le interazioni tra i globuli bianchi. Il rilascio di citochine come IL-1 e TNFα consente ai globuli bianchi di svolgere il proprio lavoro al momento giusto e nel posto giusto.
Difetto di adesione dei leucociti e insufficienza dei neutrofili
Il deficit di adesione leucocitaria (LAD) è una malattia ereditaria in cui i leucociti non sono in grado di aderire e penetrare con successo nell'endotelio a causa di un difetto nella catena β2 dell'integrina, causando spesso pazienti affetti da infezioni batteriche. Allo stesso tempo, in alcune malattie come la sepsi, il processo di stravaso di globuli bianchi può diventare incontrollabile, causando ulteriori danni all’organismo.
Ultimi sviluppi
Negli ultimi anni, l'emergere di dispositivi microfluidici ha consentito ai ricercatori di approfondire l'interazione tra leucociti e cellule endoteliali e di analizzare il comportamento dello stravaso dei leucociti in diverse condizioni del fluido. Questi studi non solo migliorano la nostra comprensione dei meccanismi di risposta immunitaria, ma possono anche fornire nuove idee per lo sviluppo di nuovi farmaci, come opzioni terapeutiche per l’insufficienza dei neutrofili.
In questo misterioso processo biologico, i globuli bianchi possono essere guidati in modo così efficiente verso il sito dell'infezione. Esistono altri meccanismi non ancora scoperti che supportano le loro azioni?
