مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 3 - Immunological factors in disease

 

 

 

28 

Lecture 3 - The Inflammatory 
Response 

 

Inflammation is the response of tissues to injury or 
infection and is necessary for normal repair and healing 
 

Physiology & pathology of inflammation 

Acute inflammation 

  It is the result of rapid and complex interplay between the 

cells and soluble molecules of the innate immune system. 

  When there is an infection or inflammation in the tissue, 

leads to infiltration of phagocytic cells (N, Macro) & release: 

1)  Enzymes (Cyclo-oxygenase & nitric oxide synthase). It 

leads to release (prostaglandins, histamine, kinins, 
anaphylotoxins & nitric oxide) 

2)  Cytotoxines (IL1, TNF, IL6) 

This leads to: 
Vasodilation, increased vascular permeability, increased 
production of N in the bone marrow, release of insulin 
from pancreas, release glucocorticoids & catecholamines 
from adrenal, increase heart rate, increase synthesis of 
acute phasr protein and amyloid A by the liver, low blood 
pressure, fever, enlarged lymph nodes and fibrinogen 
plays important role in wound healing. 

 

Control mechanisms of inflammation 

Acute phase proteins 

 

α1-antitrypsin and α1-antichymotrypsin control the pro-
inflammatory cascades. 

  Antioxidants such as haptoglobin and manganese 

superoxide dismutase scavenge for oxygen free radicals. 

  Increased iron-binding proteins such as transferrin, ferritin & 

lactoferrin decrease the iron available for uptake by bacteria. 

 

Resolution of inflammation 

This involves active down-modulation of inflammatory 
stimuli and repair of bystander damage to local tissues. 

1)  Extravasated neutrophils undergo apoptosis and are 

phagocytosed by macrophages, along with the remains of 
microorganisms.  

2)  Macrophages also synthesise collagenase and elastase, 
3)  Macrophage-derived cytokines, including transforming 

growth factor (TGF)-β and platelet-derived growth factor, 
attract fibroblasts and promote the synthesis of new collagen 

4)  Angiogenic factors stimulate new vessel formation. 

 

Sepsis and septic shock 

  Septic shock is the clinical manifestation of overwhelming 

inflammation. Failure of normal inhibitory mechanisms 

results in excessive production of pro-inflammatory 
cytokines by macrophages, causing hypotension, 
hypovolaemia, decreased perfusion & tissue oedema.  

  Damage to the vascular endothelium and further 

increasing capillary permeability. 

  Direct activation of the coagulation pathway ends with 

clot formation.  

  The clinical manifestations: 

1)  Cardiovascular collapse 
2)  Acute respiratory distress syndrome  
3)  Disseminated intravascular coagulation 
4)  Multi-organ failure and often  
5)  Death 

  Cause: infection with Gram-negative bacteria, because 

lipopolysaccharide is particularly effective at activating 
the inflammatory cascade. 

 

Chronic inflammation 

  Failure to remove an inflammatory stimulus. 

  Persisting microorganisms stimulate the ongoing 

accumulation of neutrophils, macrophages and activated T 
lymphocytes & deposition of fibrous connective tissue 
ending with granuloma. 

  Eg, (TB, Leprosy) because this MO is protected with 

thick cell wall, 

 

Investigations in inflammation 

1)  Complete blood picture: Leukocytosis 
2)  Platelets count: may be increased 
3)  Erythrocyte sedimentation rate (ESR) 
4)  Blood film: normocytic normochromic anemia 
5)  C-reactive protein & complement: increased 
6)  Albumin: reduced 
7)  Plasma viscosity 

 

C-reactive protein 

  Is an acute phase protein synthesis in the liver. 

  It is opsonizes invading pathogens. 

 

It’s level increased within 6 hours of an inflammatory 
stimulus. 

  It indicates acute inflammation 

  Its half-life = 19 hours 

  It is used to monitor disease activity. 

 

Erythrocyte sedimentation rate (ESR) 

  It is an indirect measure of acute phase protein. 

  It measures the rate of fall of RBC through plasma & 

aggregation of erythrocytes 


background image

Unit 3 - Immunological factors in disease

 

 

 

29 

  Normally RBC do not aggregate with each other because 

of their repellent negative charge. 

  Plasma protein is positive charge & act to neutralize the 

surface charge of RBC. 

  When there is an increase in plasma protein particularly 

fibrinogen, overcome the repulsive forces causing stack of 
RBC (rouleaux) 

  It is measuring plasma protein composition, concentration 

& RBC morphology. 

  It is increased (1) in acute inflammation, when there is an 

increase in acute phase protein. (2) when there is an 
increase in IgG, IgM & IgA. 

  It is deceased when there is an abnormality in RBC 

morphology like spherocytosis, sickle cell anemia.  

 

Plasma viscosity 

It measures plasma protein concentration 
It is affected by concentration of large plasma proteins 
(fibrinogen, Ig [IgM]) 

 

Presenting problems in inflammation 

Unexplained raised ESR 

The ESR should not be used as a screening test for the 
presence of disease in asymptomatic patient. 

Clinical assessment 

There is an extreme elevation of ESR ˃ 100 mm/hr in the 
absence of significant disease. 

Investigations 

  CRP, Serum Ig, Urine electrophoresis 

  Full blood count; anemia, leukocytosis, neutrophilia, 

abnormal lymphocytes 

  Liver function test 

  Blood & Urine cultures 

  Imaging: Chest X-ray, Abdominal CT scan, Abdominal & 

pelvic ultrasound, MRI, Echocardiography and Isotope scan 

 

Periodic fever syndromes 

These rare disorders are characterized by recurrent 
episodes of fever and organ inflammation associated with 
an elevated acute phase response. 

 

Familial Mediterranean fever 

  This is the most common of the familial periodic fevers, 

predominantly affecting Mediterranean people, including 

  Arabs, Turks, Sephardic Jews and Armenians.  

  It results from mutations in pyrin gene.  

  Characterized by painful attacks of fever associated with 

peritonitis, pleuritis and arthritis, and lasts from a few 
hours to 4 days.  

  CRP is elevated.  

  Colchicine is the treatment of choice. 

 

Hyper IgD syndrome 

  It is characterized attacks of fever, abdominal pain, 

diarrhoea, lymphadenopathy, arthralgia, skin lesions and 
aphthous ulceration.  

  Laboratory features include an acute phase response 

(elevated CRP & ESR) and markedly elevated IgD 

  It has mainly been described in the Netherlands & France. 

  It is AR disease. 

  All patients with syndrome have mutations in the gene for 

mevalonate kinase which is involved in cholesterol 
metabolism. 

  No specific treatment is available. 

 

TNF receptor associated periodic syndrome 

  Also known as TRAPS or familial Hibernian fever. 

  Is a periodic fever syndrome associated with mutations in 

a receptor for the molecule tumor necrosis factor (TNF) 
that is inheritable in an autosomal dominant manner. 

  Individuals have episodic syndromes such as recurrent 

high fevers, rash, abdominal pain, joint/muscle aches & 
puffy eyes. 

  It causes recurrent episodes of fever that typically last 1-3 

weeks that are associated with chills & severe muscle pain 
in the trunk & the arms. 

  Patients develop a red & painful rash from the trunk to the 

arms & legs, abdominal pain with nausea, vomiting & 
diarrhea are common, as are red, swollen eyes. Other 
important features include chest pain due to inflammation 
of the membrane surrounding the lungs or heart. 

  Laboratory findings 

1)  Neutrophilia 
2)  Increased CRP 
3)  Elevated ESR 
4)  Low level of serum soluble type 1 TNF receptor 
5)  Molecule analysis of TNFRSF1A gene 
6)  Screening for proteinuria 

  Several medications have been studied for the treatment 

of TRAPS including: Corticosteroids, Infliximab, Soluble 
TNF receptor therapy.  
 

 

 


background image

Unit 3 - Immunological factors in disease

 

 

 

30 

Amyloidosis 

  It is a disorder resulting from abnormal & insoluble 

protein (amyloid) deposits extracellular in body tissues. 

  It consists of fibrils of specific protein linked to glucose-

aminoglycans, proteoglycans & serum amyloid protein. 

  It is either hereditary or acquired. 

  It is either localized or systemic. 

 

 

 

Hereditary systemic amyloidosis 

  It is systemic amyloidosis. 

  Production of abnormal protein with abnormal structure. 

  It is AD due to mutation in transthyretin retinol 

  Transthyretin (TTR) is a serum & cerebrospinal fluid 

carrier of the thyroid hormone thyroxin (T4) and retinol –
binding protein bound to retinol. This is how transthyretin 
gained its name, transports thyroxine & retinol. The liver 
secretes transthyretin into the blood & the coroid plexus 
secretes TTR into the cerebrospinal fluid. 

  Characterized by neuropathy, cardiomegaly & renal 

involvement 

 

Acquires systemic amyloidosis 

1)  Reactive amyloidosis 

  This is the result of another chronic inflammatory disease 

such as lupus, rheumatoid arthritis, tuberculosis, 
inflammatory bowel disease (Crohn’s disease & ulcerative 
colitis) & certain cancers. 

  It most commonly affects the spleen, kidneys, liver, 

adrenal gland & lymph nodes. 

  AA means the amyloid type A protein causes this type of 

amyloidosis. 

  90% of the patients developed non-selective proteinuria or 

nephrotic syndrome. 

 

2)  Light chain amyloidosis 

  AL occurs when a specialized cell in the bone marrow 

(plasma cell) spontaneously overproduces a particular 

protein portion of an antibody called the light chain. (This 
is why it is coded as AL) 

  Can occur with a bone marrow cancer of plasma cells 

called multiple myeloma, Monoclonal gammmaopathy. 

  Requiring chemotherapy treatment. 
  It is characterized by neuropathy, cardiomyopathy, 

proteinuria, amyloid nodules. 

 

3)  Dialysis associated amyloidosis 

  Hemodialysis-associated amyloidosis is a form of 

amyloidosis associated with chronic renal failure. 

  Long-term hemodialysis results in a gradual accumulation 

of β

2

 microglobulin, a serum protein in the blood. It 

accumulates because it is unable to cross the dialysis filter 

  Β

2-

micrglobulin is a major constituent of amyloid fibrils. 

It has been shown that through accumulation, it invades 
synovial membranes & osteoarticular sites. As a result, it 
causes destructive osteoarthropathies such as  

 

4)  Senile systemic amyloidosis 

  Age ˃ 70 years 
  Normal transthyretin protein deposited in tissues. 
  Usually asymptomatic. 
  Affect ˃ 90% of 90 years old persons. 

 

Diagnosis 

  A tissue sample of abdominal wall fat, the rectum or a 

salivary gland can be examined in biopsy for evidence of 
characteristic amyloid deposits. 

  The tissue is treated with various stains. The most useful 

stain in the diagnosis of amyloid is Congo red, which, 
combined with polarized light makes the amyloid proteins 
appear apple-green on microscopy. 

  The nature of the amyloid protein can be determined by 

various ways: the detection of abnormal proteins in the 
bloodstream (on protein electrophoresis or light chain 
determination), binding of particular antibodies to the 
amyloid found in the tissue. 

 

 

 

 

Treatment 

  Chemotherapy is the first line treatment in AL with 

nephalan plus dexamethasone. 

  In AA, symptoms may improve if the underlying 

condition is treated. 

  In familial causes of amyloidosis, a liver transplant can be 

curative. 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام عضوان و 89 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل