Endotoxinas e doenças alérgicas
Endotoxinas e doenças alérgicas
Cinara R. Braga, Maria Cândida V. Rizzo, Charles K Naspitz, Dirceu Solé
Introdução
O papel das bactérias na alergia à poeira do-méstica é pouco entendido. Trabalhos prelimina-res sugerem que as bactérias sejam componentes imunotóxicos da poeira doméstica, sendo consi-deradas potencialmente alergênicas1-3.
As bactérias gram-negativas (BGN) apresen-tam três membranas que formam o envelope celu-lar, sendo uma membrana externa complexa, uma camada intermediária, fina, de peptideoglicano e uma membrana citoplasmática interna4.
O princípio ativo participante da indução dos efeitos tóxicos das BGN reside no envelope celu-lar e é denominado endotoxina (ET), termo esse introduzido no século XIX para descrever os componentes das BGN. As ET são substâncias termoestáveis, constituintes da membrana externa das BGN, presentes na poeira orgânica e nas cavi-dades nasais e oral dos homens5. As ET estão pre-sentes nas paredes celulares de bactérias ou como lipopolissacarídeos livres, como por exemplo: na poeira doméstica, na água de torneira da maioria das cidades (0,04-1,0 mg/ml)6, e no leite produzi-do comercialmente (30 a 130 mg/ml)7. As ET são liberadas para o exterior de modo constante, em decorrência de processo lítico da bactéria.
Quimicamente, as ET são lipopolissacarídeos (LPS) constituídos por um heteropolissacarídeo hidrofílico (núcleo e cadeia O específica) cova-lentemente ligados à porção lipídica hidrofóbica, chamada de lipídeo A, que ancora a molécula à parte externa da membrana8 (figura 1).
Embora os termos ET e LPS sejam empregados como sinônimos, na poeira encontram-se as ET ligadas à parede celular ou fragmentos bacteria-nos, enquanto os LPS são as ET altamente purifi-cadas9.
Os membros da família das enterobactérias (Escherichia sp e Salmonella sp) expressam hete-ropolissacarídeo composto por um núcleo oligos-sacarídeo ligado a um polímero de oligossacarí-deo, denominado antígeno ou cadeia O10. Cada sorotipo, entre os grupos de BGN, é caracterizado por uma única estrutura de cadeia O e a variação dos polissacarídeos que a compõem é que dá a es-pecificidade antigênica das espécies de BGN11. O lipídeo A é comum a todas as BGN e conecta as cadeias polissacarídicas, sendo responsável pela toxicidade dos LPS12,13.
Os LPS interagem diretamente com células de defesa, particularmente aquelas de origem mono-cítica; são um ativador potente de macrófagos e induzem a síntese de mediadores inflamatórios. Entre esses encontram-se os derivados lipídicos do ácido araquidônico (mais notadamente o fator ativador de plaquetas), de fator de necrose tumo-ral alfa (TNF-a)14-16; interleucina (IL)-117,18; IL-6 e IL-819. A ligação do lipídeo A ao receptor de superfície do macrófago leva à produção de radi-cais tóxicos de oxigênio19, óxido nítrico20,21 e en-zimas hidrolíticas22.
Os LPS ligam-se a receptores de membrana de especificidade variável, contidos nos monócitos circulantes e nos macrófagos teciduais. Alguns receptores têm sido caracterizados:
a) Receptor tipo lecitina ligante dos LPS por sua parte glicânica23, cujo mecanismo de sinalização intracelular não está descrito até o momento;
b) Os receptores “scavenger”, descobertos por Brown & Goldstein em 197924; os meca-nismos que regulam a expressão desses re-ceptores estão sendo investigados. Os lo-cais de maior expressão desses receptores são os macrófagos teciduais; dividem-se em tipo I e tipo II25, sendo ambos detecta-dos em macrófagos “in vivo” e “in vitro”, contribuindo na remoção das ET do siste-ma circulatório (no fígado pelas células en-doteliais sinusoidais e células de Kupfer)26.
c) Receptor de 73kDa de fraca afinidade pe-los LPS, localizado na membrana dos mo-nócitos, linfócitos, neutrófilos e plaque-tas27;
d) Complexo CD11/CD18 (ß2 integrinas) que interage com a porção lipídica dos LPS, potencializando sua degradação28,29;
e) CD14 que representa o principal receptor dos LPS; é constituído por uma proteína de membrana (glicosilfosfatidilinositol) pre-sente em macrófagos, monócitos e, em me-nor quantidade, em neutrófilos ativados30. Tem a função de receptor celular para com-plexos de proteínas ligantes de LPS (LBP-LPS)31 induzindo a produção de citoci-nas32,33.
Recentemente, foi descrita uma nova função para o CD14, atuando como um regulador da ati-vidade das células T. Antígenos bacterianos po-dem favorecer o desenvolvimento de células Th1 a partir de células T CD4+, por uma via depen-dente de CD1434, em uma fase precoce da vida.
O CD14 também circula como proteína solúvel (sCD14)35. Complexos de sCD14 podem ativar diretamente células que não expressam o CD14 na sua superfície36, incluindo células endoteliais37 e epiteliais38.
Os LPS presentes na corrente sangüínea ligam–se rapidamente a proteínas séricas, chamadas de LBP (proteínas ligantes de LPS), identificadas primeira
mente por Skarnes em 196839. A LBP é uma proteína plasmática de 60 kDa que se liga com alta afinidade ao lipídeo A dos LPS40. É pro-duzida no fígado42 e aumenta a resposta inflama-tória dos LPS43. O complexo LPS-LBP liga-se à superfície da célula que expressa o CD14. O com-plexo LPS-LBP aumenta a capacidade de ligação dos LPS às células, bem como a ativação de ma-crófagos e neutrófilos, mesmo com baixas con-centrações de LPS40,42. Sob condições de normali-dade, pequenas quantidades de LBP estão presen-tes dentro do compartimento alveolar42. O plasma humano, normalmente contém cerca de 6 mg CD14 solúvel/ml e 5-10 mg LBP/ml43.
A inalação de 20mg de LPS induz, após 45 mi-nutos, uma diminuição do volume expiratório for-çado no primeiro segundo (VEF1), de forma mo-derada mas significante, sendo este efeito mais prolongado em asmáticos do que em indivíduos normais9,44,45. O LPS inalado induz também uma resposta inflamatória sistêmica, com aumento de TNF-a, leucocitose e neutrofilia46. Os LPS pro-longam a sobrevida dos eosinófilos em indivíduos asmáticos, por aumentar a produção do fator esti-mulador de colônias de granulócitos e macrófa-gos pelas células mononucleares do sangue peri-férico47.
A resposta brônquica obstrutiva significante após inalação de LPS está associada a um aumen-to da hiper-reatividade brônquica não específica, que se normaliza em um período de 24 a 48 horas e se restabelece completamente após sete dias46,48.
Estudos recentes, em pacientes sensibilizados aos ácaros da poeira doméstica e expostos a ní-veis elevados de alérgenos, mostram que as con-centrações de ET na poeira doméstica são um de-terminante importante da intensidade clínica da asma48-51.
Em estudo recente de provocação nasal especí-fica com Dermatophagoides pteronyssinus, ob-servamos positividade em concentrações menores quando a instilação foi realizada em associação ao LPS52.
O ambiente doméstico, dependendo do controle ambiental, pode facilitar a multiplicação de áca-ros domésticos, assim como de fungos, de bacté-rias e seus produtos. Esses dados levam à hipóte-se de que os fatores alérgicos não seriam o único fator causal de crises asmáticas, mas atuariam em associação a outros estímulos inespecíficos. Esses achados sugerem a habilidade da ET na potencia-lização da resposta inflamatória como um impor-tante fator na manutenção do processo crônico das vias aéreas.
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