O Impacto das Endotoxinas sobre o Corpo Humano
Definição de Endotoxina
Uma endotoxina trata-se de um lipopolissacárido, abreviado LPS, ou seja, uma forma de um açúcar. Trata-se de uma estrutura composta por complexos de lípidos e açúcares.
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Esta estrutura é um componente necessário e libertado por bactérias Gram negativas com o propósito de manter a integridade das suas paredes celulares. A endotoxina é o principal componente da parede celular e é extremamente importante para a sobrevivência celular.
A classificação da bactéria como Gram negativa ou Gram positiva baseia-se num método de coloração microscópica conhecido como coloração de Gram. Aplicam-se dois corantes. O primeiro de cor vermelha e o segundo de cor azul ou púrpura. A bactéria que retém a cor do primeiro corante é então classificada como Gram positiva. A bactéria que perde a cor do primeiro corante mas retém a cor do segundo classifica-se como Gram negativa.
Ver também: Variação de endotoxinas/LPS entre espécies bacterianas
Os LPS também são conhecidos como endotoxinas porque tratam-se de toxinas localizadas dentro das células bacterianas. Antigamente, acreditava-se que as endotoxinas se libertavam quando a bactéria morria, no entanto, atualmente tem-se a certeza de que a bactéria liberta pequenas quantidades de endotoxinas como parte do seu metabolismo normal, ainda que a maior parte se mantenha retida dentro da célula.
Os LPS têm uma estrutura dividida em três principais componentes: o antigénio O, um núcleo composto por um oligossacárido e o lípido A. O primeiro componente é chamado de antigénio porque é um recetor de reconhecimento para o hospedeiro ou para a resposta imunitária humana. O antigénio O consiste numa sequência repetitiva de glicanos. Esta sequência é variável e produz diferentes tipos de antigénios O. Existem aproximadamente 160 tipos conhecidos unicamente da bactéria E. coli. Diferenças biológicas como esta contribuem para a variabilidade generalizada dos ensaios LAL.
O domínio do núcleo dos LPS contém, simplesmente, várias cadeias de açúcares além de componentes não glicídicos, enquanto que a molécula do lípido A é o componente menos variável dos LPS. Esta molécula adere os LPS à parede celular. Quando a parede celular se degrada, o lípido A liberta-se da parede bacteriana e torna-se o componente responsável pelos efeitos tóxicos dos LPS sobre o corpo humano.
A Resposta Imunitária
Uma vez dentro do corpo humano, as células de defesa natural, como os macrófagos e os monócitos, reconhecem as bactérias como corpos estranhos. Este processo de reconhecimento é mediado pelos antigénios das bactérias, que incluem os antigénios O dos LPS. Em determinadas ocasiões, as bactérias podem evitar ser destruídas, contudo, geralmente, são degradadas pelas células de defesa do corpo humano. Uma vez degradadas, as endotoxinas armazenadas dentro da bactéria libertam-se para ingressar na circulação e produzir efeitos prejudiciais. As células de defesa do corpo humano libertam também substâncias que podem estimular as vias que compõem os efeitos negativos das endotoxinas.
A cascata de complemento, através de substâncias como C3a e C5a, produz a libertação de histamina, uma substância efectora da resposta alérgica. A cascata de complemento, em geral, produz vasodilatação e inflamação.
A resposta inflamatória é mediada pela libertação de substâncias que incluem as citoquinas interleucinas, as prostaglandinas e o fator de necrose tumoral. As interleucinas são pirogénicas, quer dizer, causam a resposta da febre. Para além da inflamação, estas substâncias também participam na resposta de choque.
A via de coagulação também é ativada. Produz-se um aumento generalizado de plaquetas, há dilatação dos vasos sanguíneos e aumento crescente da permeabilidade das paredes dos vasos. Os substratos necessários para formar um coágulo sanguíneo podem diminuir em caso de endotoxemia. Se ocorrer uma infeção bacteriana, esta diminuição, juntamente com a dilatação dos vasos sanguíneos e o aumento de permeabilidade, pode contribuir para o início de hemorragias.
Bactérias com Endotoxinas
Existem numerosas bactérias Gram negativas clinicamente significativas. Entender a sua biologia e patogenicidade permite deter uma compreensão aclarada sobre a importância dos ensaios LAL para a prevenção e o cuidado da doença.
Bordetella pertussis é o agente que causa a doença conhecida como tosse ferina. Antes da criação das vacinas, esta bactéria produzia grandes infeções e uma alta taxa de mortalidade. A B. pertussis produz a toxina pertussis que tem a capacidade de inibir o sistema imunitário. A princípio consiste numa infeção das vias respiratórias e pode produzir sintomas semelhantes a uma constipação comum. Caracteriza-se por um som ofegante quando a pessoa infetada respira.
Neisseria meningitides é a bactéria que causa a meningite e a meningococcemia. A meningite consiste numa infeção das meninges, quer dizer, as membranas de tecido conjuntivo que recobrem o cérebro e a espinal medula. As meninges inflamam e podem aumentar a pressão sobre o cérebro. Os sintomas da meningite podem incluir torcicolos, febre, dor de cabeça, alteração do estado mental e convulsões. A meningococcemia consiste na infeção que esta bactéria produz sobre a corrente sanguínea. Os sintomas da meningococcemia são, entre outros, febre, dor nas articulações, calafrios e ainda coagulação intravascular disseminada (CID), caracterizada pela formação de pequenos coágulos sanguíneos dentro dos vasos que podem obstruir a corrente de sangue. A pessoa infetada pode ter petéquias (múltiplas pequenas hemorragias por baixo da pele), hematomas e hemorragias graves e fora de controlo.
Outra espécie de Neisseria, a Neisseria gonorrhoeae, reconhece-se pois causa a doença de transmissão sexual chamada gonorreia. Os sintomas da gonorreia podem variar dependendo do órgão infetado. Pode causar cegueira em infeções oculares, secreções purulentas dos genitais e infeções sistémicas severas. A Neisseria gonorrhoeae liberta ampolas ou bolhas que contêm LPS durante o seu crescimento. Crê-se que os LPS causam a progressão da doença da gonorreia.
A toxina Shiga esteve presente na pior epidemia de Escherichia coli, que ocorreu na Alemanha em 2011. A estirpe de E. coli que produziu a epidemia foi O104:H4 e gerou a endotoxina causadora de diarreia com sangue. Sabe-se que a toxina Shiga também é a toxina da bactéria Shigella dysenteriae, que causa disenteria. Os sintomas podem ser, entre outros, diarreia (que muitas vezes é acompanhada com sangue), dores abdominais e urina com sangue. A S. dysenteriae produz um dos piores tipos de disenteria. As bactérias e as endotoxinas podem-se disseminar através dos alimentos e da água contaminados e o seu aparecimento deve-se apenas à preparação de comida sem as mãos limpas. As bactérias S. dysenteriae e as suas endotoxinas constituem-se, portanto, como um objeto importante da deteção de LAL, especialmente na indústria dos alimentos e da água.
A cólera é uma patologia que causa diarreia aquosa. A bactéria que causa esta doença é a Vibrio cholerae. A V. cholerae secreta uma toxina que se altera com a progressão da doença nos seres humanos. A doença pode manifestar-se como uma diarreia aquosa abrupta acompanhada por dores abdominais e vómitos. O pior nível da doença considera-se a cólera grave que, inclusivamente, pode ser mortal para os pacientes sem tratamento, especialmente no caso das crianças. As bactérias e as suas toxinas podem propagar-se através de água contaminada. Outras formas de propagação dão-se através de marisco e peixe contaminados e, para além destes, comida não tratada com a higiene adequada. Os seres humanos são transmissores naturais de V. cholerae, no entanto a transmissão da doença também pode decorrer da falta de higiene das mãos quando se preparam e cozinham os alimentos.
Os dois contaminantes alimentares mais conhecidos são a Salmonella typhi, uma bactéria que causa a febre tifoide, e a Escherichia coli. A S. typhi é um parasita natural dos seres humanos. A E. coli é uma bactéria que habita naturalmente nos intestinos dos mamíferos, incluindo os seres humanos. As estirpes inócuas de E. coli são necessárias para a produção de vitaminas B e K; por certo, existem várias estirpes que podem causar danos ao corpo humano, como aquelas que produzem a toxina Shiga que, por sua vez, gera O104:H4. Em geral, as doenças veiculadas por estas bactérias agravam-se com o aparecimento das toxinas que estas bactérias produzem ao transmitirem-se através de produtos comerciais contaminados, em especial os alimentos e a água. Os efeitos adversos da infeção resultante podem chegar a ser bastante graves, até resultar em contaminações de alto nível e capazes de originar distribuições massivas que afetam um vasto número de pessoas, ao mesmo tempo.
Entender os processos destas e de outras doenças traz um grande benefício e esta compreensão consegue-se através dos ensaios LAL para a deteção de endotoxinas com antecedência à etapa de distribuição de produtos preparados para comércio e que acabam por interagir com o corpo humano.
