disfunção imunológica em doentes com diabetes mellitus (DM)

Abstract

doentes com diabetes mellitus (DM) têm infecções mais frequentemente do que aqueles sem DM. O curso das infecções também é mais complicado neste grupo de pacientes. Uma das possíveis causas deste aumento da prevalência de infecções é defeitos na imunidade. Para além de algumas respostas celulares diminuídas in vitro, não foram descritos distúrbios na imunidade adaptativa em doentes diabéticos. Em doentes diabéticos foram descritos diferentes distúrbios (factor 4 do complemento baixo, resposta citoquina diminuída após estimulação) na imunidade humoral inata. Contudo, a relevância clínica destes resultados não é clara. No que se refere à imunidade inata celular, a maioria dos estudos mostram diminuição das funções (quimiotaxia, fagocitose, occisão) das células polimorfonucleares diabéticas e dos monócitos/macrófagos diabéticos em comparação com as células dos controlos. Em geral, uma melhor regulação do DM leva a uma melhoria dessas funções celulares. Além disso, alguns microrganismos tornam-se mais virulentos num ambiente de glucose elevada. Outro mecanismo que pode levar ao aumento da prevalência de infecções em pacientes diabéticos é o aumento da adesão de microrganismos a diabéticos em comparação com células não diabéticas. Isto foi descrito para Candida albicans. Possivelmente a composição de carboidratos do receptor desempenha um papel neste fenômeno.

1 Introdução

a incidência de infecções aumenta em doentes com diabetes mellitus (DM) . Algumas destas infecções são também mais prováveis de ter um curso complicado em diabéticos do que em doentes não diabéticos . Cetoacidose diabética, por exemplo, é precipitada ou complicada por uma infecção em 75% dos casos. A taxa de mortalidade de pacientes com infecção e cetoacidose é de 43% . Num estudo prospectivo de 101 293 doentes adultos hospitalizados, foram diagnosticados 1640 episódios de bacteremia. Dos 1000 doentes hospitalizados estudados, 2/3 das bacteremias foram encontradas em doentes com DM comparativamente a 1/3 em doentes sem DM (P<0, 001) . Coloca-se então a questão de saber quais os mecanismos patogenéticos responsáveis por esta elevada taxa de infecção em doentes com DM. As possíveis causas incluem defeitos na imunidade, uma maior adesão de microrganismos às células diabéticas, a presença de micro e macroangiopatia ou neuropatia, e o elevado número de intervenções médicas neste grupo de doentes.

o sistema imunitário pode ser dividido em sistemas imunológicos inatos e adaptativos-humorais ou celulares. No que se refere à imunidade adaptativa humoral, as concentrações séricas de anticorpos em doentes com DM são normais e respondem à vacinação com vacina pneumocócica, bem como aos controlos não diabéticos . Além disso, não foram demonstradas diferenças na resposta imunitária à vacina intramuscular contra a hepatite B entre crianças com DM tipo 1 e os controlos . No que respeita à imunidade celular adaptativa, foi observada inibição da resposta proliferativa a diferentes estímulos nos linfócitos de diabéticos com doença mal controlada . Foi também descrita uma reacção de hipersensibilidade anormal do tipo retardado (imunidade mediada pelas células) em doentes do tipo DM 1 e do tipo 2 . No entanto, os doentes com DM não apresentam pneumonia por Pneumocystis carinii ou infecções micobacterianas (como observado em doentes com disfunções da imunidade celular adaptativas, como doentes infectados com o vírus da imunodeficiência humana) com maior frequência do que os doentes sem DM. Assim, a questão continua sendo a de quão importantes são essas perturbações in vitro in vivo.

considerando o acima exposto, parece que as diferenças na imunidade inata entre doentes diabéticos e não diabéticos e na adesão de microrganismos às células diabéticas e não diabéticas são mais importantes na patogênese do aumento da prevalência de infecções nestes doentes. Estudos sobre estes dois assuntos são revisados neste artigo.

2 defeitos na imunidade inata

2, 1 imunidade inata Humoral

2, 1.Função do complemento 1

num estudo com 86 doentes DM tipo 1, 22 (26%) apresentaram uma concentração do factor 4 do complemento sérico (C4) abaixo do intervalo normal . Os baixos valores C4 não pareciam ser o resultado do consumo. Desde nondiabetic gêmeos idênticos também tinha um C4 concentração abaixo do normal, e os genes que codificam C4 estão ligados com os antígenos DR3 e DR4 (que são expressas em 95% dos Caucasianos pacientes diabéticos, em contraste com 40% da população em geral ), os autores sugerem que esta redução C4 pode ser hereditária do fenômeno . No entanto, uma deficiência isolada em C4 não é um factor de risco conhecido para infecções em doentes não diabéticos e, portanto, parece não desempenhar um papel importante no aumento do risco de infecções em doentes com DM.

2. 1. 2 citoquinas

estudos com sangue total, células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) e monócitos isolados de diabéticos têm de ser divididos em estudos com e sem estimulação. Sem estimulação , foram estudadas as concentrações do factor de necrose tumoral a (TNF-α) em doentes com DM tipo 1 , interleucina (IL) 6 em doentes com DM tipo 2 e il-8 em doentes com DM tipo 1 e 2. Valores de repouso elevados de TNF-α, IL-6 e IL-8 foram encontrados em doentes diabéticos comparativamente aos controlos não diabéticos.

estudos com CPSP e monócitos isolados de doentes diabéticos após estimulação mostram os seguintes resultados:: num estudo, a secreção IL-1 de CPSP em resposta ao lipopolissacarídeo (LPS) foi reduzida em CPSP diabéticas (tipo 1 e 2), enquanto a resposta TNF-α foi a mesma que nas células de controlo. Num outro estudo, os monócitos de doentes com DM tipo 1 apresentaram uma produção significativamente inferior de IL – 1 e IL-6, mas também não foram medidas diferenças nas concentrações de TNF-α, após estimulação com LPS, em comparação com monócitos de doentes com DM tipo 2 e controlos não diabéticos . Possivelmente, a maior parte do TNF-α já desapareceu após o período de incubação de 24 h. Nem a glucose nem a insulina mostraram qualquer efeito na produção de IL-1 ou IL-6 em monócitos isolados, pelo que a diminuição da produção após estimulação com LPS parecia ser um defeito celular intrínseco das células diabéticas. É possível que o valor de repouso elevado das células diabéticas conduza à indução de tolerância à estimulação, o que resulta em secreções mais baixas da citoquina após a estimulação. Este fenômeno já foi descrito em células não-diabéticas .

os estudos de excreção de citoquina por CPSP de doentes não diabéticos após a adição de diferentes concentrações de glucose demonstraram resultados comparáveis à semelhança dos estudos com células diabéticas. Um estudo demonstrou que, após a adição de diferentes concentrações de glucose, monócitos não estimulados de não-diabéticos mostraram um aumento da resposta TNF-α e IL-6. Um outro estudo demonstrou que, após a estimulação mitogénica das algas pokeweed, foram encontradas concentrações mais baixas de IL-2, IL-6 e IL-10 após a adição de glucose (com um efeito dose-resposta). Possivelmente, a indução de tolerância, acima descrita, também pode explicar estes resultados. Em outras palavras, a presença de glicose leva a uma maior produção de citoquina em repouso; após a estimulação, no entanto, esta produção de citoquina é prejudicada em comparação com a situação sem glicose. Outra substância que pode desempenhar um papel no aumento da secreção basal de citoquina é o advanced glycation end products (AGEs, que são produtos de glicose e lisina ou resíduos de arginina). Uma maior formação de idades ocorre em pacientes diabéticos mal regulados . Diferentes estudos têm mostrado que a ligação destas idades às células não-diabéticas, sem estimulação, leva a um aumento da produção de citoquinas , de modo que parecia que o aumento da formação destas idades em diabéticos pode ser responsável pelo aumento da secreção basal de citoquinas.

2.1.3 Hiperglicemia/glucosuria

Seguinte 1985 critérios da OMS DM é definida como uma concentração de glicose de jejum de, pelo menos, de 7,8 mmol l−1 ou um 2-h concentração de glicose 11,1 mmol l−1 ou superior . Como resultado deste pacientes com DM (também com medicação) muitas vezes têm hiperglicemia. Este ambiente hiperglicémico pode aumentar a virulência de certos microrganismos. Um exemplo é Candida albicans, que expressa uma proteína de superfície que tem grande homologia com o receptor para o Fator de complemento 3b (CR3). Normalmente, a opsonização de microorganismos ocorre pela fixação do fator de complemento 3b (C3b). Os receptores das células fagocitizantes reconhecem este C3B ligado e ligam-se, iniciando assim a ingestão e a matança. Num ambiente hiperglicémico, a expressão da proteína Tipo receptor de C. os albicanos aumentam, o que resulta na ligação competitiva e inibição da fagocitose mediada pelo complemento . Outro exemplo é a presença de glucosúria, como encontrado em pacientes mal regulados. Nós mostramos que a glucosúria aumenta o crescimento bacteriano de diferentes estirpes de Escherichia coli, que provavelmente desempenha um papel no aumento da incidência de infecções do tracto urinário em pacientes diabéticos.

assim, pareceu que uma regulação óptima da diabetes pode diminuir a virulência de alguns microrganismos patogénicos.

2.1.4 outros factores séricos

testes in vitro analisando as funções das células polimorfonucleares não diabéticas (PMNs) são realizados por incubação destas células com plasma derivado de doentes com DM. Estes defeitos não estão correlacionados com a quantidade de glucose presente no plasma . Um exemplo é o aumento da adesão de PMNs de doentes não diabéticos ao endotélio aórtico bovino na presença de plasma diabético . Este aumento de aderência provavelmente leva a uma diminuição na diapedese e formação exsudada de PMNs . Coloca-se a questão de saber qual o factor no soro diabético responsável pela diferença acima mencionada. Tem sido sugerido que as idades desempenham um papel. Uma vez que a formação de idades é aumentada em pacientes mal regulados, parecia que uma regulação ótima diabetes possivelmente pode melhorar a resposta do hospedeiro.

outra substância frequentemente mencionada na patogénese de infecções em doentes diabéticos é o zinco. Foram notificados níveis plasmáticos baixos de zinco em doentes com DM tipo 1 e tipo 2 . No entanto, num outro estudo não foram encontradas diferenças nos níveis de zinco entre indivíduos diabéticos e não diabéticos . Os estudos in vitro descreveram uma resposta linfocitária perturbada e uma depressão da quimiotaxia em SNM diabéticos quando estava presente carência de zinco . Outros estudos in vitro com CPSP de doentes não diabéticos demonstraram um aumento na excreção induzida pela LPS das citoquinas pró-inflamatórias após a adição de zinco . Considerando os dados epidemiológicos contraditórios sobre a deficiência de zinco em doentes com DM, a relevância clínica dos Resultados in vitro acima mencionados na patogénese de infecções em doentes diabéticos permanece incerta.

em conclusão, algumas funções imunológicas humorais inatas (citoquinas, complemento) são diminuídas e algumas permanecem as mesmas em doentes com DM comparativamente com as que não possuem DM.

2, 2 imunidade inata celular-PMNs

2, 2.1 quimiotaxia

foi observada uma quimiotaxia significativamente mais baixa nas PMNs dos doentes diabéticos (tipo 1 e tipo 2) do que nas dos controlos . Nós, no entanto, não conseguimos demonstrar esta diferença no nosso estudo em que estudamos a função PMN em mulheres com bacteriúria DM e assintomática em comparação com mulheres diabéticas não bacteriúricas e controles saudáveis . Todos os estudos utilizaram soro de controlos saudáveis. É possível que os diferentes estímulos (zymosan, complemento) dos PMNs e as diferenças nas características do paciente (duração, o regulamento e as complicações do DM, DM tipo 1 ou DM tipo 2) acima, os estudos podem explicar estes resultados contraditórios. Não foi encontrada correlação entre a concentração de glucose ou a hemoglobina A1c (HbA1c, que é um marcador sérico para a regulação do nível DM) e as respostas quimiotácticas, embora um estudo tenha demonstrado uma maior redução na quimiotaxia em doentes com hiperglicemia . Curiosamente, um dos outros estudos mostrou que as respostas quimiotácticas das PMNs não se alteraram após a incubação da glucose ou da insulina, mas voltaram aos valores normais após a incubação com glucose e insulina juntas . Uma vez que a maioria das funções PMN são processos dependentes da energia , uma produção de energia adequada é necessária para uma função PMN ideal. A glicose precisa de insulina para entrar nas PMNs para gerar esta energia, o que pode explicar a melhoria da resposta quimiotática após a adição destas duas substâncias.

2.2.2 foram notificados dados contraditórios de Adesão

sobre a adesão in vitro de SNM diabéticos sem estimulação . Em contraste, não foram encontradas diferenças entre as PMNs diabéticas e de controlo após a estimulação . Não foi encontrada correlação entre a glucose plasmática ou a HbA1c e a adesão . No entanto, em um pequeno número de DM tipo 1 e DM tipo 2 pacientes com hiperglicemia não tratada, a adesão diminuída de PMNs para colunas de fibra de nylon aumentou após a hiperglicemia foi corrigida . É claro que a adesão a colunas de fibra de nylon não é o mesmo que para as células endoteliais como um primeiro passo na reação de inflamação. No entanto, uma vez mais, uma melhor regulamentação do DM parecia aumentar a resposta do host.

2. 2. 3 fagocitose

PMNs de doentes diabéticos mostraram a mesma e menor capacidade fagocítica em comparação com PMNs dos controlos. A concentração média de HbA1c foi mais baixa (melhor regulação) em doentes sem compromisso fagocitose do que nos doentes com compromisso fagocitose . Um estudo mostrou uma relação inversa entre os níveis de HbA1c e a taxa fagocitótica. Outro estudo mostrou que a diminuição da fagocitose melhorou, mas não se tornou normal após 36 h de normoglicemia. Portanto, parece que a diminuição da fagocitose é encontrada em PMNs isolados de pacientes mal regulados e que uma melhor regulação do DM leva a uma melhor função fagocitótica.

2.2.4 explosão oxidativa

quimioluminescência (CL) corresponde à emissão de luz directa ou indirectamente produzida no decurso de uma reacção química. Este fenômeno é frequentemente usado para avaliar o potencial oxidativo de PMNs, um processo durante o qual radicais livres são sintetizados no início do processo fagocitótico . CL correlaciona-se bem com a actividade antimicrobiana e pode ser utilizado como medida da capacidade fagocítica . Em comparação com os controlos, a CL no início foi superior ou igual nas PMNs dos doentes diabéticos. Estes estudos também mostraram que, após a estimulação, a CL das PMNs diabéticas foi inferior à das PMNs de controlo. É possível que a reação de PMNs diabéticos a estímulos seja apagada como resultado do CL de repouso mais elevado. No nosso estudo, não encontrámos quaisquer diferenças na CL após estimulação entre doentes diabéticos e controlos. Em geral, no entanto, os pacientes em nosso estudo foram melhor regulados do que os dos estudos anteriores, o que pode provavelmente explicar estes diferentes resultados.

2.2.5 matar

dados sobre a actividade bactericida das PMNs diabéticas produziram resultados contraditórios . Em geral, no entanto, a capacidade de occisão das SNM diabéticas é inferior à das SNM de controlo. Mais uma vez, as diferenças nas características do doente (ver secção 2.2.1) ou os microrganismos utilizados podem explicar estes diferentes resultados. Em todos os estudos realizados com Staphylococcus aureus como microorganismo , verificou-se uma diminuição da função de occisão das PMNs diabéticas, mas não nos estudos em que a occisão de C. albicans foi utilizada como medida. A morte foi diminuída num estudo que utilizou soro não-diabético para a opsonização , mas não noutro . Assim, com base nestes estudos, não podemos tirar quaisquer conclusões sobre o efeito do soro não diabético na morte de células diabéticas. Não foi encontrada correlação com o nível glicêmico , embora alguns estudos tenham mostrado que a atividade bactericida melhorou, mas não normalizou após alcançar normoglicemia .

2.2.6 Influência de infecções

Em um estudo no nosso hospital , fomos incapazes de demonstrar as diferenças na quimiotaxia, fagocitose, CL, e matando entre PMNs de mulheres diabéticas com bacteriuria, mulheres diabéticas sem bacteriuria, e nondiabetic controles. Além disso, um estudo anterior não revelou diferenças na fagocitose e occisão entre doentes diabéticos com e sem infecções recorrentes . Assim, estes estudos não indicam que a presença de infecções influencia as funções PMN.

em conclusão, além de alguns dos resultados conflitantes em estudos mencionados acima, diferentes distúrbios na diabetes em comparação com as funções de controlo da PMN são descritos. No entanto, a relevância clínica destes estudos in vitro permanece incerta, principalmente devido às diferenças nos testes realizados. É possível que apenas uma combinação de defeitos nas funções PMN desempenhe um papel in vivo. A maioria dos estudos mostra uma melhoria das funções PMN após uma melhor regulação metabólica de DM.Foi descrita imunidade inata celular — monócitos/macrófagos

2, 3 quimiotaxia e fagocitose dos monócitos de doentes diabéticos . Uma vez que o plasma proveniente de controlos saudáveis não provoca qualquer alteração significativa na capacidade fagocitótica dos monócitos diabéticos , parece que esta função diminuída é causada por um defeito intrínseco nos próprios monócitos.Após administração intradérmica (em vez de intramuscular) da vacina contra a hepatite B. Foi sugerido que esta resposta mais baixa é provavelmente parcialmente o resultado de uma diminuição da função macrófaga neste grupo de doentes .

em combinação com a redução anteriormente mencionada da produção de citoquinas pró-inflamatórias após estimulação da EPT em doentes do tipo DM 1, pareceu que as funções monócito/macrófago estavam comprometidas em doentes do tipo DM 1. O mecanismo patogénico permanece incerto. Há que fazer mais investigação para explicar este fenómeno interessante.

3 a adesão de um microrganismo às células mucosas ou epiteliais é um passo importante na patogénese das infecções. Os factores relacionados com o hospedeiro podem influenciar esta adesão. Por exemplo, as mulheres com infecções recorrentes do tracto urinário têm uma maior adesão de E. coli às suas células vaginais e bucais em comparação com os controlos .

C. A infecção por albicans é frequentemente encontrada em doentes diabéticos. Uma vez que a infecção é precedida principalmente por colonização Aly et al. investigou quais os factores de risco que aumentaram o risco de transporte de Candida em doentes diabéticos . Os factores de risco para o transporte oral de Candida em doentes com DM tipo 1 foram uma idade mais baixa e um nível de HbA1c mais elevado (má regulação da DM). O uso contínuo de próteses dentárias e a presença de glucosúria (também uma indicação de má regulação do DMT) aumentaram o risco de transporte de Candida em pacientes do tipo 2 DM, o número médio de cigarros fumados por dia estava correlacionado com o transporte de Candida em DM tipo 1 e tipo 2 agrupados . Cameron et al. extraíram lípidos de células epiteliais bucais humanas e descobriram, através de ensaios cromatográficos por sobreposição, que algumas estirpes de C. albicans se ligam a estirpes contendo fucose e outras estirpes de C. albicans a lípidos contendo N-acetilgalactosamina extraídos de células bucais humanas. Os autores concluem que a existência de vários sistemas aderentes-receptores contribui para a virulência de C. albicans. A composição de hidratos de carbono dos receptores desempenha provavelmente um papel importante na susceptibilidade às infecções. Foi demonstrado que os doentes graves apresentam uma quantidade reduzida de galactose e ácido siálico nas suas células bucais, em comparação com os doentes minimamente doentes e os controlos saudáveis. Os investigadores mencionaram que estas alterações nos receptores possivelmente levam a uma maior adesão de microrganismos e desempenham um papel na elevada prevalência de colonização bacteriana Gram-negativa no trato respiratório destes pacientes . Este mecanismo de adesão aumentada, devido a uma composição alterada de hidratos de carbono, também está possivelmente presente nos doentes diabéticos. As células bucais de 50 doentes diabéticos (DM tipo 1 e tipo 2) mostraram um aumento da adesão in vitro de C. albicans em comparação com as células bucais dos controlos . Foi também observada uma incidência significativamente mais elevada de infecção por Candida, mas não de transporte por Candida, neste grupo de doentes (12% versus 0%) . No entanto, não foram encontradas relações entre a frequência ou quantidade de Candida e idade, duração, regulação ou tipo de DM . Este aumento da adesão às células diabéticas pode também desempenhar um papel para outros microrganismos, por exemplo, a adesão de E. coli para células uroepiteliais, o que explicaria o aumento da prevalência de infecções em doentes com DM.Em conclusão, as perturbações na imunidade inata celular desempenham um papel na patogénese do aumento da prevalência de infecções em doentes com DM (Tabela 1). Em geral, uma melhor regulação do DM leva a uma melhoria da função celular. Um segundo mecanismo importante é o aumento da adesão do microrganismo às células diabéticas. Além disso, alguns microrganismos tornam-se mais virulentos num ambiente de glucose elevada.