abril 22, 2012

Rol de endotoxina en respuesta inflamatoria sistémica

La endotoxina y el lípido A son moléculas conservadas en muchos microorganismos gram negativos. La endotoxina tiene la capacidad de poder activar muchas cascadas de respuesta inflamatoria en el huésped, con lo cual desencadena las manifestaciones de respuesta inflamatoria sistémica.

Knoles en Infectología por Alejandro Melo MD

Miembro de Asociación Colombiana de Infectología – ACIN

Introducción

La endotoxina es una macromolécula compleja de la pared celular de las bacterias gram negativas. Está compuesta de una mitad altamente conservada de lípido A, una región central de polisacáridos covalentemente ligada o «core», y una cadena lateral O, distalmente ligada.

La región del «core» y la del lípido A son estructuralmente semejantes en una amplia gama de gram – negativos [1]. La región del «core» consiste en una serie de sacáridos repetitivos como el ácido 3-desoxi D-mano octolusónico; el Lípido A está embebido en la membrana externa y consiste en residuos de diglucosamina asociados con ácidos grasos no hidroxilados de 12 – 14 carbonos.

Rol en cascada inflamatoria del huésped

La ubicuidad de la endotoxina y su propiedad de poder activar las cascadas inflamatorias del huésped son factor contribuyente a las manifestaciones clínicas y de laboratorio de la bacteriemia por gram negativos y el choque séptico. Estas se activan por efectos tóxicos directos en la célula endotelial, por inducción de factores de superficie que promueven la adherencia leucocitaria, lo cual altera la función metabólica y la integridad estructural del endotelio [4]. Tales cascadas inflamatorias comprenden la de coagulación, la del complemento, y la de las cininas [2,3].

Crédito de imagen

http://pathmicro.med.sc.edu/fox/lps.jpg

Se considera que el papel de la cadena lateral O es la solubilización del LPS por sus propiedades hidrofílicas, mientras que el lípido A interactúa con la membrana celular del huésped [14] .

Respuesta inflamatoria del huésped

Muchas de las características de bacteriemia por gérmenes gram negativos en humanos, del tipo de fiebre, choque, coagulopatía de consumo, activación de complemento y leucopenia, son semejantes a los que causa la infusión de endotoxina en modelos experimentales animales, pero no hay modelos que semejen la sepsis humana [5-7], aunque en ovejas la infusión de endotoxina causa hipertensión pulmonar inicial con reducción ligera del gasto cardíaco y de presión sistémica, pero sin llegar a niveles de choque [8].

En conejos por ejemplo, la endotoxina aumenta la adherencia de neutrófilos a las paredes de los capilares y causa leucostasis en los espacios aéreos, junto con activación del complemento.

En humanos, la infusión de endotoxina promueve la aparición de mediadores secundarios endógenos provenientes de fagocitos mononucleares y neutrófilos, como citocinas y derivados de araquidonatos. Estas moléculas tienen efectos vasoactivos como vasodilatación sistémica y vasoconstricción pulmonar [8]. Estos efectos coexisten con un estado cardiovascular hiperdinámico y anormalidades reversibles de función ventricular [9,10].

Posteriormente, se producirá disminución de gasto cardíaco, dilatación ventricular, hipoxemia, aumento de la permeabilidad alveolar y activación del sistema fibrinolítico, dando como resultado choque endotóxico [7].

Se considera que la endotoxina es el mediador inicial de los efectos deletéreos en la mayoría de casos de bacteriemia por microorganismos gram-negativos. La endotoxina puede ser un mediador universal que puede producir las manifestaciones típicas de sepsis y la detección temprana de esta molécula ofrece como ventajas que es independiente de la presencia de organismos viables en sangre [12] y es más confiable para establecer el diagnóstico de sepsis [13].

En particular, se considera que el lípido A -el componente biológico de lipopolisacárido- es el causante de coagulación intravascular diseminada, falla renal y colapso vascular [1].

Referencias

1. Harkonen S., Scanon P., Mischak RP, et al.: Phase I Study of a Murine Monoclonal Antilipid A Antibody in Bacteremic and Non – Bacteremic Patients. Antimicrob Agents Chemother 1988; 32: 710 -716

2. Barton R, Cerra FB: The Hypermetabolism. Multiple Organ Failure Syndrome. Chest 1989; 96: 1153 – 1160

3. Bates Dh, Cook EF, Goldman L., et al: Predicting bacteremia in Hospitalized Patients. Ann Int Med 1990; 113: 495 – 500

3. Bone RC: A Critical Evaluation of New Agents for The Treatment of Sepsis. JAMA 1991; 266: 1686 – 1691

4. Matuschak GM, Rinaldo JE: Organ Interactions in the Adult Respiratory Distress Syndrome During Sepsis. Chest 1988; 94: 400 – 406

5. Morrison DC, Ryan JL: Endotoxins and Disease Mechanisms. Ann Rev Med 1987; 38: 417 – 432

6. Parsons PE, Worthen GS, Moore EE et al: The Association of Circulating Endotoxin with the Development of the Adult Respiratory Distress Syndrome. Am Rev Respir Dis 1989; 140: 294 – 301

7. Ziegler EJ, McCutchan JA, Fierer J, et al: Treatment of Gram – Negative Bacteremia and Shock with Human Antiserum to a Mutant Escherichia Coli. N Engl J Med 1982; 307: 1225 – 1230

8. Newman JH: Sepsis and Pulmonary Edema. Clin Chest Med 1985; 6: 371 – 391

9. Parrillo JE: Management of Septic Shock: Present and Future. Ann Int Med 1991; 115: 491 – 493

10. Parrillo JE: Septic Shock in Humans. Advances in the Understanding of Pathogenesis, Cardiovascular Disfunction and Therapy. Ann Int Med 1990; 113: 227 – 241

11. Weinstein MP, Reller LB, Murphy JR, et al: The Clinical Significance of Positive Blood Cultures II. Clinical Observations with special Reference to Factors Influencing Prognosis. Rev Infect Dis 1983; 5: 54 – 70

12. Levin J, Poore TE, Zauber NP, et al: Detection of Endotoxin in the Blood of Patients with Sepsis due to Gram – Negative Bacteria. N Engl J Med 1970; 283: 1313 – 1316

13. van Deventer SJH, Buller HR, ten Cate JW, et al: Endotoxaemia: An Early Predictor of Septicaemia in Febrile Patients. Lancet 1988; 8586: 605 – 609

14. Dunn DL: Role of Endotoxin and Host Cytokines in septic Shock. Chest 1991; 100: 164 S – 168 S

Nota complementaria:

En el vínculo http://www.scoop.it/t/temas-varios-sobre-microbiologia-clinica en el artículo correspondiente a Lisado de amebocito de Limulus se encuentra información adicional sobre la detección de endotoxina con la prueba de Lisado de Amebocito de Limulus – LAL.

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