Coagulação e Defesa III

(Veja também Coagulação e Defesa e Coagulação e Defesa II)

As rela√ß√Ķes entre o sistema da coagula√ß√£o e a imunidade s√£o antigas, remontando aos prim√≥rdios da vida na Terra. Parece ser “evolutivamente econ√īmico”, ao menos de um ponto de vista teleol√≥gico, um sistema acumular m√ļltiplas fun√ß√Ķes em seres primitivos. A especializa√ß√£o posterior das fun√ß√Ķes √© uma caracter√≠stica da complexidade. Em humanos, as fun√ß√Ķes da coagula√ß√£o e do sistema imunol√≥gico eram consideradas separadas e estanques, cada um cuidando de situa√ß√Ķes espec√≠ficas que poderiam colocar a vida do organismo em risco, a saber, evitar sangramentos abundantes ap√≥s traumatismos e defender o organismo contra invasores, respectivamente. Cada um no seu quadrado. At√© agora, pelo menos.

Em um artigo publicado h√° alguns meses na Blood, Loof e colegas mostraram, pela primeira vez, que o sistema de coagula√ß√£o de humanos pode, sim, ter uma fun√ß√£o na defesa contra a invas√£o de bact√©rias. Os autores usaram cepas de Streptococcus pyogenes,¬†uma das bact√©rias “assassinas” de que a imprensa gosta tanto de falar pela sua capacidade de penetrar nos tecidos (ver figura abaixo) e ratos normais e modificados geneticamente (ver abaixo) em banhos de plasma humano para testar a capacidade de defesa das prote√≠nas relacionadas √† coagula√ß√£o.

Esquerda: Bactéria sem o ativador de plasminogênio (AP). Direita: Com o AP. Dissolve o coágulo, invade o tecido e a corrente sanguínea. Modificado de Hongmin Sun. Physiology 21:281-288, 2006.

J√° era conhecido o fato de que a capacidade de invadir tecidos do S. pyogenes √© dependente da produ√ß√£o de uma subst√Ęncia anticoagulante (chamada de ativador do plasminog√™nio), mas estudos iniciais n√£o mostravam uma ativa√ß√£o da coagula√ß√£o claramente. Os autores suspeitaram da falta de alguns “ingredientes” (c√°lcio e fosfol√≠pides) importantes para iniciar a cascata. Acrescentaram os ingredientes e viram que a “inflama√ß√£o” causada pelo S. pyogenes era capaz de deflagrar a coagula√ß√£o nos ratos normais. Feito isso, tomaram ratos modificados geneticamente para n√£o produzir um fator espec√≠fico da coagula√ß√£o: o fator XIII. O fator XIII merece uma considera√ß√£o especial. √Č uma transglutaminase.

As transglutaminases s√£o enzimas que apareceram precocemente na hist√≥ria dos seres vivos neste planetas e fa√ßo aqui um par√™nteses que o(a) leitor(a) vai perdoar. Elas¬†s√£o enzimas que catalisam uma liga√ß√£o covalente entre um grupamento amina (normalmente de um amino√°cido lisina) com um grupo gama-carboxamida (normalmente da glutamina). O que h√° de interessante nessa liga√ß√£o √© que ela √© altamente resistente √† prote√≥lise, ou seja, digest√£o. As transglutaminases s√£o utilizadas em processos industriais para “juntar” prote√≠nas, por exemplo, coisas “com gosto” com coisas “com consist√™ncia”, o exemplo mais conhecido o kani (bast√£o com gosto de carne de caranguejo) entre outras “engenharias” culin√°rias. No corpo humano, servem para “juntar” cabelo, pele e, veja s√≥, fazer co√°gulo! Ali√°s, as transglutaminases foram descritas no long√≠quo ano de 1959, mas sua atividade biol√≥gica apenas em 1968, atrav√©s do estudo de quem? R√°! Do fator XIII! A comprova√ß√£o de sua idade √© sua presen√ßa no caranguejo-ferradura, participando de seu processo de coagula√ß√£o.

Feito o (grande, mas interessante, vai) parênteses, voltemos ao nosso estudo. Os autores então, dizia, pegaram ratos sem o fator XIII e, ao infectá-los com o S. pyogenes banhados em plasma humano viram que a infecção no pobre roedor era bem mais grave. A figura abaixo carece de uma explicação minuciosa.

Retirado da refer√™ncia abaixo. Para explica√ß√Ķes, veja o texto.

Essas fotos s√£o micrografias eletr√īnicas que mostram a estrutura de co√°gulos gerados a partir de plasma normal¬†(A,C,E) ou de plasma com defici√™ncia de fXIII (B,D,F) na aus√™ncia de bact√©rias (de A a B) ou na presen√ßa delas¬†(de C a F) (Veja as “bolinhas” no meio da rede). G, H e I s√£o bact√©rias com marcadores espec√≠ficos que serviram para validar o m√©todo. A e B, portanto, mostram a diferen√ßa do co√°gulo com e sem o fator XIII. C e D mostram que uma “segura” os invasores, a outra, n√£o. E e F s√£o closes de C e D. √Č a primeira vez que esse efeito foi demonstrado de forma t√£o clara e elegante.

Uma resposta imunol√≥gica eficaz depende da identifica√ß√£o e da elimina√ß√£o r√°pidas dos invasores. H√° exemplos destes mecanismos para materiais inalados e ingeridos. As feridas s√£o outra porta de entrada importante e a tentativa de retardar a progress√£o das bact√©rias envolvendo-as em uma rede gelatinosa at√© que “soldados” (neutr√≥filos) e “tanques de guerra” (macr√≥fagos) cheguem √© muito interessante, al√©m de parecer ter sido selecionada evolutivamente. Um exemplo cl√°ssico de fisiopatologia que a evolu√ß√£o ajuda a esclarecer. Uma das transglutaminases humanas, o fator XIII, funcionou plena e surpreendentemente em camundongos e √© praticamente indistinta da enzima de um bicho de quase 100 milh√Ķes de anos (caranguejo-ferradura). Sinal dos tempos. Cicatrizes de luta ancestral.

ResearchBlogging.orgLoof, T., Morgelin, M., Johansson, L., Oehmcke, S., Olin, A., Dickneite, G., Norrby-Teglund, A., Theopold, U., & Herwald, H. (2011). Coagulation, an ancestral serine protease cascade, exerts a novel function in early immune defense Blood, 118 (9), 2589-2598 DOI: 10.1182/blood-2011-02-337568

A Autópsia de Gaddafi

A morte do ditador l√≠bio vem causando furor nos meios de comunica√ß√£o e n√£o era para menos. Longe de querer revisar todo o papel pol√≠tico de Gaddafi e o que representa seu assassinato por for√ßas militares ocidentais nessa eterna cruzada que teima em n√£o terminar – pelo amor de Deus! – gostaria de chamar a aten√ß√£o para a posi√ß√£o que uma poss√≠vel aut√≥psia em seu cad√°ver est√° adquirindo na opini√£o p√ļblica mundial.

Muamar Gaddafi. Lider líbio morto essa semana.

Em primeiro lugar, √© prefer√≠vel o termo aut√≥psia a necr√≥psia, mas ambos s√£o aceit√°veis. Segundo, que, na sociedade ocidental atual, o n√ļmero de aut√≥psias cl√≠nicas vem caindo vertiginosamente enquanto que o n√ļmero de aut√≥psias m√©dico-legais aumenta (ver aqui e aqui). Podemos chamar de aut√≥psias cl√≠nicas aquelas em que a equipe m√©dica tem interesse em descobrir a doen√ßa ou evento que causou a morte do paciente. Isso era bastante comum em hospitais-escola e as salas de aut√≥psias eram um local de grande aprendizado. Era poss√≠vel observar o grau de acometimento hep√°tico em um quadro de insufici√™ncia card√≠aca, por exemplo, “ao vivo” e √† cores, o que nem sempre era agrad√°vel. A integra√ß√£o dos org√£os e a forma como se comportam frente a uma doen√ßa √©, talvez, uma das melhores formas de “racioc√≠nio integrativo”, t√£o em falta na medicina hoje. As aut√≥psias m√©dico-legais s√£o aquelas que visam descobrir como algu√©m foi assassinado e sob quais condi√ß√Ķes. Essas t√™m aumentado e at√© se transformado em s√©ries de TV (CSI, por exemplo).

Chamo a aten√ß√£o para dois fatos. Dado que Gaddafi aparece em um v√≠deo, capturado e¬†vivo,¬†e, depois em um outro v√≠deo, j√° morto, faz levantar fortes suspeitas de que tenha sido assassinado em cativeiro. P√©ssimo se for verdade. Segundo, uma pergunta: a quem interessa ou n√£o interessa a aut√≥psia de Gaddafi? √Č uma aut√≥psia m√©dico-legal, sem d√ļvida. Dessas que o mundo est√° fazendo cada vez mais. H√° quem n√£o queira a aut√≥psia dos dois lados da guerra, perdedores e vencedores. Os perdedores t√™m medo de macular o corpo de um l√≠der quase divino da L√≠bia. Os vencedores t√™m medo de qu√™?

A ideia de que a aut√≥psia possa macular o corpo (e talvez o esp√≠rito) de algu√©m √© muito forte. H√° religi√Ķes que proibem a viola√ß√£o do cad√°ver, como a judaica. No Brasil, a demora na realiza√ß√£o do procedimento e a desfigura√ß√£o do corpo s√£o os principais argumentos. Esta √ļltima, n√£o se justifica absolutamente porque os procedimentos s√£o realizados de forma a n√£o causar nenhum tipo de mutila√ß√£o vis√≠vel. Quanto √† demora e o atraso nos funerais, sou obrigado a concordar.

Gaddafi foi assassinado, provavelmente n√£o em consequ√™ncia de uma resist√™ncia √† pris√£o e seu corpo est√° exposto em um frigor√≠fico onde as pessoas (inclusive crian√ßas) podem entrar e fotografar. Imagens detalhadas com orif√≠cios de armas de fogo foram divulgadas na rede. Gaddafi j√° foi autopsiado. √Č mais um caso de aut√≥psia moral que tem o corpo foucaultiano como palco dos poderes que se nos perpassam. Isso faz muito mal √† aut√≥psia como procedimento m√©dico. E, por isso, faz mal √† medicina; e sendo a medicina uma forma de humanidade, para a humanidade, em geral, faz muito mal tamb√©m.

Conversa de Médico

O Clínico e o Cirurgião

Um di√°logo (quase) real entre um cl√≠nico e um cirurgi√£o. Para entender mais detalhes, comece lendo aqui. Encontram-se nos corredores de um grande hospital. Um chama o outro para tomar um caf√© necess√°rio √†quela altura da tarde, quando o cansa√ßo come√ßa a atravessar a no√ß√£o de risco …

Clínico (gaiato): РA cirurgia vai acabar, hehe Рe toma um gole de café esfumaçante.

Cirurgião (sem mudar o semblante): РMagina. Isso é o que vocês, clínicos, querem.

Cl√≠nico: – Veja o que aconteceu com a cirurgia card√≠aca. Hoje, cirurgi√£o card√≠aco s√≥ opera os casos muito complicados. Com a chegada da cardiologia intervencionista houve uma redu√ß√£o dr√°stica do n√ļmero de procedimentos card√≠acos abertos. Hoje √© tudo minimamente invasivo. Tudo por cateter.

Cirurgi√£o (sorrindo): – √Č verdade. Mas n√£o tem como n√£o operar. Estamos ainda no s√©culo dos cirurgi√Ķes!

Cl√≠nico: – Pra voc√™ ver como a medicina est√° atrasada… Mas j√° melhoramos. Antes, voc√™s operavam √ļlcera p√©ptica. A√≠, os “cl√≠nicos” inventaram uma medica√ß√£o que, tomada pela boca, na forma de um comprimidinho inofensivo, cura a √ļlcera e voc√™s ficaram a ver navios.

Cirurgi√£o: – Nada. A√≠, n√≥s “inventamos” a cirurgia para obesidade, hehe.

Clínico: РVerdade. Mas, vamos inventar um remédio que faça emagrecer definitivamente, pode ter certeza.

Cirurgião: РNão duvido. Até lá, estarei aposentado. Prefiro assim que ficar enrolando os pacientes como vocês clínicos fazem.

Clínico: РEnrolar ?! Nós não enrolamos ninguém!

Cirurgi√£o: – Ah, n√£o enrola? T√° bom. Ent√£o me diz quando foi a √ļltima vez que voc√™ escreveu num resumo de alta hospitalar que o paciente estava curado? Voc√™s s√≥ marcam o melhorado e o √≥bito.

Clínico: Buscando pela memória. Volta-se com olhar frustrado. Quando ia balbuciar algo é interrompido pelo interlocutor que cresce à medida que toma o controle do debate.

Cirurgião: РNão é possível curar alguém sem tirar alguma coisa, emendar alguma coisa ou desentupir alguma coisa no organismo da pessoa. Conscientize-se disso.

Cl√≠nico: – Pode ser. O problema √© que a cirurgia deve ser encarada como uma forma de tratamento como outras que existem. H√° o tratamento endosc√≥pico, o medicamentoso e o cir√ļrgico, por exemplo. O grande problema da cirurgia, pensando dessa forma, √© o conflito de interesse entre quem prescreve o tratamento e quem o realiza. S√£o a mesma pessoa!

Cirurgi√£o: (um pouco surpreso com o contragolpe) – √Č por essa raz√£o que temos que indicar bem as cirurgias.

Clínico: РClaro. Mas o problema é irredutível. O julgamento clínico estará para sempre comprometido pelo fato de que quem decide é quem faz. Algumas especialidades e alguns grupos passaram a decisão de operar ou não para equipes multiespecialidades, com clínicos e profissionais não-médicos inclusive. Alguns grupos de transplantes, por exemplo, são assim.

Segue-se um momento de pequeno silêncio. Ambos com as xícaras coladas aos lábios e com olhar perdido em pensamentos.

Clínico: РSe eu tiver uma apendicite, VOCÊ me opera, Ok? Laparoscopia. Sem pedir tomografia, hehe.

Cirurgião: РOk. Mais três cafés e a conta!

Clínico: РEpa! Você vai ter arritmia de novo, hein? hahaha

Cirurgi√£o (pagando a conta): – Tenho um bom cl√≠nico… – e piscou o olho para o ortopedista que acabara de chegar.

Coagulação e Defesa II

O sangue humano pode ser considerado um “org√£o” especializado em v√°rias fun√ß√Ķes. Duas das mais importantes s√£o o transporte de oxig√™nio/nutrientes e a imunidade. O sangue √© constitu√≠do pelo plasma e pelos chamados elementos figurados, c√©lulas t√≠picas de seu “tecido”. S√£o 3 os tipos b√°sicos de c√©lulas sangu√≠neas: as vermelhas ou eritr√≥citos, as brancas ou leuc√≥citos e as plaquetas ou tromb√≥citos. Os eritr√≥citos d√£o a cor vermelha de nosso sangue por conter uma metaloprote√≠na – cujo metal √© o ferro – chamada hemoglobina. Ela tem¬†uma afinidade especial pelo oxig√™nio que permite tanto transport√°-lo como tamb√©m, descarreg√°-lo com facilidade aos tecidos.

As c√©lulas brancas tamb√©m t√™m suas subdivis√Ķes e s√£o um universo √† parte. √Č importante ressaltar aqui seu papel na defesa do organismo. A defesa ou imunidade pode ser dividida em celular e humoral. A celular sendo caracterizada pela luta “corpo-a-corpo” das c√©lulas contra os invasores e a humoral, caracterizada pela produ√ß√£o de anticorpos que, por sua vez, t√™m muitas fun√ß√Ķes, desde facilitar o englobamento de uma part√≠cula fazendo com que uma c√©lula fagocit√°ria a enxergue, at√© abrir buracos em paredes celulares, “explodindo” osmoticamente os invasores, entre outras. As diferentes linhagens de leuc√≥citos s√£o especializadas em cada uma dessas fun√ß√Ķes e subfun√ß√Ķes, muitas das quais podem ser descritas em cap√≠tulos sobre “inflama√ß√£o”.

As plaquetas s√£o fragmentos citoplasm√°ticos (nome bonito para “cacos” de c√©lulas) de uma grande c√©lula chamada megacari√≥cito. Elas desempenham um papel muito importante na coagula√ß√£o, participando tanto de seu in√≠cio como da forma√ß√£o do co√°gulo final. N√£o √© √† toa que muitas medica√ß√Ķes t√™m sido desenvolvidas com intuito de modular a a√ß√£o das plaquetas e com isso, controlar v√°rios processos patol√≥gicos. (A mais famosa e antiga dessas drogas √© a aspirina.)

~ ~ o ~ ~

Pois bem. Esta pequena introdu√ß√£o serve para dar uma breve ideia da complexidade de um sistema como o que √© constitu√≠do pelo sangue. Tal complexidade se d√° pelo n√ļmero enorme e pela especializa√ß√£o das fun√ß√Ķes de cada um dos componentes hematol√≥gicos. Apesar de descrevermos com cada vez mais acur√°cia o papel de cada um desses elementos, uma abordagem evolutiva aplicada levanta quest√Ķes bastante interessantes. Sabe-se que cadeias de enzimas chamadas proteases da serina desempenham papeis variados ao longo da “escala evolutiva”. A cascata da coagula√ß√£o desempenha, juntamente com as plaquetas e os vasos, um papel muito importante na hemostasia. A cascata do complemento pertence ao que chamamos de imunidade inata, autom√°tica e “on board” dos seres vivos. Mas as semelhan√ßas entre os dois sistemas √© grande demais para considerarmos apenas uma coincid√™ncia.¬†Estudos filogen√©ticos sugerem que se desenvolveram por volta de 400 milh√Ķes de anos atr√°s a partir de um origem ancestral comum dos eucariotos.¬†Tanto a coagula√ß√£o como o sistema do complemento parecem dividir uma evolu√ß√£o convergente com sistemas t√£o diferentes como o desenvolvimento embrion√°rio da¬†Drosophila e o sistema imunol√≥gico de um¬†bicho muito esquisito chamado de caranguejo-ferradura – Limulus polyphemus¬†(foto abaixo).

Esse “f√≥ssil-vivo” parece estar perambulando pelas praias do hemisf√©rio norte por pelo menos 100 milh√Ķes de anos, praticamente inalterado. Tem sangue azul. Isso porque a metaloproteinase respons√°vel pelo transporte de oxig√™nio √© a hemocianina, que tem o cobre no lugar do ferro da hemoglobina dos mam√≠feros. Al√©m disso, ao contr√°rio da profus√£o de c√©lulas e fun√ß√Ķes especializadas, o sangue do l√≠mulo s√≥ tem um tipo morfol√≥gico de c√©lula. Essa c√©lula faz-tudo tem uma maneira muito especial de defender o organismo contra invas√£o de bact√©rias ou algas portadoras de uma toxina chamada lipopolissac√°ride (LPS): ela coagula o invasor. Figura abaixo (daqui).

O l√≠mulo n√£o tem sistema do complemento, gl√≥bulos brancos ou vermelhos (nem mesmo azuis!). Tem um sistema de coagula√ß√£o que serve primariamente para cicatrizar les√Ķes e permitir que n√£o exanguine-se em traumas e que √©, tamb√©m, utilizado para defesa. Seria esse o “elo perdido” das cascatas? Ser√° que isso ocorre tamb√©m em mam√≠feros? √Č o que tentarei mostrar no terceiro e √ļltimo post da s√©rie.

 Referência

1. Akbar-John et al. 2010. Journal of Applied Sciences, 10: 1930-1936.

Coagulação e Defesa

√Č conhecido o fato de que sistemas bastante espec√≠ficos presentes nos mam√≠feros se mostrem rudimentares – e frequentemente com outras fun√ß√Ķes – em animais mais antigos na “escala filogen√©tica¬†evolutiva”, um fen√īmeno chamado de exapta√ß√£o. Um exemplo que eu gosto de usar √© o da bexiga natat√≥ria dos peixes que acabou funcionando como pulm√£o “mais tarde”. Contar esse tipo de hist√≥ria √© sempre muito bom porque nos ajuda a entender uma s√©rie de fen√īmenos “inexplicados” al√©m de nos oferecer insights para propor novas teorias sobre o funcionamento dos organismos e, no caso espec√≠fico da ci√™ncia m√©dica, a criar formas de intervir nas doen√ßas.

Nos √ļltimos anos, a coagula√ß√£o humana vem sofrendo um repaginada radical. S√£o modifica√ß√Ķes de uma teoria que n√£o deu conta de explicar a coagula√ß√£o em uma s√©rie de situa√ß√Ķes, em especial, a do paciente que sofre de cirrose hep√°tica. A coagula√ß√£o √© uma cascata, tipo efeito domin√≥, de pr√©-enzimas e enzimas e que catalizam a forma√ß√£o de outras enzimas que, ao fim e ao cabo,¬†transformar√£o a protrombina em trombina. A trombina polimeriza a prote√≠na fibrilar chamada de fibrinog√™nio¬†transformando-a em sua forma reticular chamada de¬†fibrina. Esta rede segura c√©lulas e tudo o mais do sangue formando o co√°gulo (ver figura ao lado).

Classicamente, os pacientes cirr√≥ticos eram considerados hemorr√°gicos em potencial, dado que a grande maioria das enzimas da coagula√ß√£o – chamadas de fatores – s√£o produzidos pelo f√≠gado. De fato, o paciente portador de insufici√™ncia hep√°tica cr√īnica (cirrose) tem v√°rias situa√ß√Ķes cl√≠nicas nas quais pode sangrar abundantemente, pondo sua vida em risco. O que a teoria n√£o explicava √© que os cirr√≥ticos podiam apresentar, n√£o infrequentemente, eventos tromb√≥ticos, aqueles nos quais o sangue coagula no interior de vasos, sem uma raz√£o aparente. Como, se fatores s√£o faltantes e o indiv√≠duo apresenta uma tend√™ncia “natural” a sangrar?

Em 1964, dois grupos independentemente publicaram um artigo na Nature e um na Science¬†propondo a sequ√™ncia de ativa√ß√Ķes que originou a cascata em formato de Y, com as vias intr√≠nseca e extr√≠nseca, da forma como a utilizamos at√© hoje.

O problema todo √© que esses esquemas (veja v√°rios aqui) foram propostos para situa√ß√Ķes in vitro, ou seja, de laborat√≥rio. Nenhum dos esquemas, √© incr√≠vel!, tem uma √ļnica c√©lula desenhada. Como pode qualquer coisa dentro de um organismo multicelular ocorrer a revelia das c√©lulas? No entanto, eles t√™m sido utilizados pelos m√©dicos para entender a coagula√ß√£o humana e, pior, para tratar seus dist√ļrbios e tamb√©m predizer se um indiv√≠duo apresentar√° ou n√£o um sangramento importante durante uma cirurgia, por exemplo.

Foi ent√£o, que Maureane Hoffman e Dougald Monroe III propuseram a Teoria Celular da Coagula√ß√£o em 2001. Essa abordagem d√° conta de explicar fen√īmenos nos cirr√≥ticos porque chama a aten√ß√£o para outros mecanismos de compensa√ß√£o presentes nesses pacientes, t√£o importantes quanto os pr√≥prios fatores de coagula√ß√£o, no sentido de preservar a hemostasia (capacidade de n√£o sangrar at√© a morte em resposta a traumas banais).

A Teoria Celular da Coagulação me chamou a atenção para a semelhança entre coagulação e imunidade celular e eu descobri algumas coisas bastante interessantes que ficarão para o próximo post.

HOFFMAN, M., & MONROE, D. (2007). Coagulation 2006: A Modern View of Hemostasis Hematology/Oncology Clinics of North America, 21 (1), 1-11 DOI: 10.1016/j.hoc.2006.11.004