Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Οι ενδοτοξίνες είναι συστατικά της εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης των gram-μικροβίων, που συντίθεται από υδατάνθρακες, λιπαρά οξέα, φωσφορικά, και συναφή μεταλλικά ιόντα. Είναι γνωστές ως λιποσακχαρίτες, και ποικίλλουν ανάλογα με τη συγκέντρωση των εξ υδατανθράκων και λιπών συστατικών τους. Διάφορα δομικά συστατικά είναι κοινά στους περισσότερους πολυσακχαρίτες, συμπεριλαμβανομένου ενός αρνητικά φορτισμένου υδροφιλικού ετεροπολυσακχαρίτη (αντιγόνο Ο), μια κεντρική περιοχή πολυσακχαριτών και μια περιοχή λιπιδίων που, συνήθως εμπεριέχει δύο γλυκοζαμίνες, συνδεδεμένες με  6 λιπαρά οξέα.  Το λιπίδιο Α είναι το τοξικό στοιχείο των πολυσακχαριτών και η βιοδραστηριότητά του εξαρτάται από από το φωσφορικό δισακχαρίτη και το λιπαρό οξύ που περιέχει.  Η ενδοτοξίνη είναι διάχυτη στο περιβάλλον, όπως στη σκόνη, στα απόβλητα των ζώων, στις τροφές ή σε άλλα υλικά που παράγονται από ή εκτίθενται σε gram αρνητικά μικρόβια.
Επαγγελματική έκθεση σε ενδοτοξίνη, π.χ., ως βιοαεροσόλη, συνδέεται με παθήσεις των αεραγωγών, και η παρουσία ενδοτοξίνης στους ιστούς ή στο αίμα, πυροδοτεί μια εμφανή ανοσολογική αντίδραση. Στους πνεύμονες, τα κυψελιδικά μακροφάγα, διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην αναγνώριση και έναρξη των αμυντικών διαδικασιών σε εισπνεόμενη ενδοτοξίνη. Ο εντοπισμός τους, μέσω επιφανειακών υποδοχέων, όπως οι "Toll-like receptor-4" συνεπάγεται την ενεργοποίηση σειρά δράσεων που ενεργοποιούν την παραγωγή προ- και αντι-φλεγμονωδών μεσολαβητών. Οι αντιδράσεις του ξενιστού, μετά εισπνοή ενδοτοξίνης, εξαρτώνται από το γενετικό υπόστρωμά του, από την ανατομική περιοχή που πρσβλήθηκε και από τα κύτταρα που ενεπλάκησαν. Εάν η αντίδραση είναι ιδιαίτερα εύρωστη, μπορεί να παραχθεί πνευμονικό οίδημα και βρογχόσπασμος. Επί ενδοτοξιναιμίας μετά λοίμωξη εξωπνευμονικών ιστών, μπορεί να προκαλέσουν λοβώδη πνευμονία, και πνευμονική βλάβη, σηπτική καταπληξία, και θάνατο. Η αντιμετώπιση και η θεραπεία ατόμων που εκτέθηκαν σε λιποσακχαρίτες ενδοτοξίνης, περιλαμβάνει τη χορήγηση αντιβιοτικών, βρογχοδιασταλτικών, εισπνεόμενων στεροειδών, και ενεργοποιηθείσης πρωτεΐνης C. Σε περιπτώσεις επιλοιμώξεως, πρέπει να παρασχεθούν υποστηρικτικά μέτρα, όπως χορήγηση συμπληρωματικού O₂, ενδοφέβια υγρά, αγγειοσυσπαστικά, κορτικοστεροειδή σε υψηλές δόσεις ή μηχανική αναπνοή. 

βλέπε: ενδοτοξίνη / ενδοτοξίνες / ενδοτοξίνες στα αιωρούμενα σωματίδια

-ενδοτοξίνες στις πνευμονοπάθειες [βλέπε: κλινικές συνέπειες]
To μέγεθος και η βαρύτητα των απαντήσεων του ξενιστή μετά από πρόκληση από ενδοτοξίνη εξαρτάται από: το γενετικό υπόβαθρο του ατόμου που προσβάλλεται, την ανατομική θέση της προσβολής και τα κυυταρικά στοιχεία που εμπλέκονται. Π.χ., gram αρνητικά μικρόβια σαπροφυτούν στη στοματοφαρυγγική κοιλότητα και προκαλούν περιορισμένης εκτάσεως βλάβες, εάν περιληφθούν εκτός της αιματικής ροής, εν μέρει λόγω ελλείψεως της εκφράσεως MD-2 από τα επιθηλιακά κύτταρα του αναπνευστικού. Αντίθετα, λοιμώξεις του πνευμονικού παρεγχύματος αναγνωρίζονται ευχερώς, από τα κυψελιδικά μακροφάγα που παράγουν έναν καταρράκτη μεσολαβητών που μπορεί να αποβαίνουν τόσο επωφελώς, όσο και βλαπτικώς. Οι πρώιμες κυτταρικές απαντήσεις του ξενιστή ενισχύονται από την απελευθέρωση προσταγλανδινών παράγοντος ενεργοποθητικού των αιμοπεταλίων, χημοκινών, αδενινικών νουκλεοτιδίων κια ποικιλίας προσχηματισμένων κυτοκινών, π.χ., ογκονεκρωτικού παράγοντος -α και ιντελευκίνης 1β, που επάγουν τις αυτοκρινείς δράσεις στην λειτουργία των μακορφάγων. Διάφοροι, από τους παράγοντες αυτούς, έχουν δειχθεί ότι, ασκούν μικροβιοκτόνες δράσεις, ενώ άλλοι, μπορεί να πυροδοτήσουν διάφορες κλινικές εκδηλώσεις, όπως πυρετό -που μπορεί να επιβραδύνει την ανάπτυξη των μικροβίων- και μικροπήξεις. Η απότοκη αγγειακή συμφόρηση ή κυτταρική φλεγμονή κι η δευτεροπαθής παραγωγή κι απελευθέρωση μεσολαβητών, περαιτέρω περιορίζουν την μικροβιακή ανάπτυξη. Εν τούτοις, εάν οι αντιδράσεις αυτές είναι πολύ ζωηρές, προκαλούν δευτεροπαθείς αντιδράσεις, όπως πνευμονικό οίδημα και βρογχόσπασμο, που εκδηλώνεται ως βήχας, δύσπνοια, συριγμ.ος, ταχύπνοια και υποξαιμία, σε βαρύτερες περιπτώσεις. Οι κλινικές εικόνες που οφείλονται στην έκθεση σε ΛΠΣ κποικίλλουν από περίπτωση σε περίπτωση, ανάλογα με την ανατομική θέση. Οι εισπνεόμενοι ΛΠΣ από διάφορες περιβαλλοντικές ή βιομηχανικές πηγές, από μλόνες τους είναι ικανές να προκαλέσουν κρίση άσθματος ή πνευμονία εξ υπερευαισθησίας   ικια, αναφορικά με τις μικροβιακές λοιμώξεις, εάν η φυσική άμυνα των ανώτερων αναπνευστικών οδών ή του βρογχικού δένδρου έχει διαταχθεί, λόγω διαταρχής της βλεννοκροσσωτής συσκευής, π.χ., λόγω εισροφήσεως ή εκθέσεως σε καπνό, ή υπάρχει ελλειμματική κάθαρση των αεραγωγών, π.χ., ως επί κυστικής ινώσεως, τότε παράγεται βρογχίτις, με το χαρακτηριστικό συνοδό εύρημα της πυώδους αποχρέμψεως, απουσία απεικονιστικών ευρημάτων. Η κατάσταση απολήγει σε χρόνια φλεγμονή, απότοκη μη πλήρους εκριζώσεως του μικροβιακού πληθυσμού, οδηγώντας, κατ΄αυτόν τον τρόπο σε ανυπόστρεπτη βλάβη των αεραγωγών, κατά σταση γνωστή ως βρογχεκτασία. Αντίθετα, η επέκταση της λοιμώξεως προς τα άπω βρογχιόλια και τις κυψελίδες μπορεί να προκαλέσει πνευμονία, που εκδηλώνεται με υψηλό πυρετό, παραγωγή παθολογικής συστάσεως και ποιότητας αποχρέμψεως, κια χαρακτηριστικά αδρά διηθήματα στην απλή ακτινογραφία θώρακος. Τελικά παράγεται λοβώδης πνευμονία ή/και ενδοτοξαιμία, κλόγω λοιμώξεως άλλων συστημάτων-οργάνων, π.χ., περιτονίτις με ραγείσα σκωληκοειδίτιδα, μπορεί να προκαλέσει διάχυτη οξεία πνευμονική βλάβη, σηπτικό shock και θάνατο (: 100000 θάνατοι ετησίως στις ΗΠΑ), που οφείλονται σε πνευμονική φλεγμονή προκαλούμενη από διεύσδυση αιμοπεταλίων και βακτηριακών συγκριμάτων στο αίμα ή, ακόμη και από επαγόμενη από μεσολαβητές αύξηση της αγγειακής διαπερατότητας.
-διαχείριση και θεραπεία [βλέπε: διαχείριση και θεραπεία]
βιβλιογραφία
1. Arbour NC, Lorenz E, Schutte BC, et al. (2000) TLR4 mutations
are associated with endotoxin hyporesponsiveness in humans.
Nature Genetics 25: 187–191.
2. Beutler B and Rietschel ET (2003) Innate immune sensing and its
roots: the story of endotoxin. Nature Reviews: Immunology 3:
169–176.
3. Denlinger LC, Fisette PL, Sommer JA, et al. (2001) The nucleotide
receptor P2X7 contains multiple protein- and lipid-interaction
motifs including a potential binding site for bacterial lipopolysaccharide.
Journal of Immunology 167: 1871–1876.
4. Falkow S (1988) Molecular Koch’s postulates applied to microbial
pathogenecity. Review of Infectious Diseases 10: S274– S276.
5. Freudenberg MA, Keppler D, and Galanos C (1986) Requirement
for lipopolysaccharide-responsive macrophages in galactosamine-
induced sensitization to endotoxin. Infection and Immunity
51: 891–895.
6. Hotchkiss RS and Karl IE (2003) The pathophysiology and treatment
of sepsis. New England Journal of Medicine 348: 138–150.
7. Jia HP, Kline JN, Penisten A, et al. (2004) Endotoxin responsiveness
of human airway epithelia is limited by low expression of MD-2. American Journal of Physiology 287: L428–L437.
8. Lorenz E, Jones M, Wohlford-Lenane C, et al. (2001) Genes other
than TLR4 are involved in the response to inhaled LPS. American
Journal of Physiology 281: L1106–L1114.
9. Miller SI, Ernst RK, and Bader MW (2005) LPS, TLR4 and infectious
disease diversity. Nature Reviews: Microbiology 3:36–46.
10. Monick MM and Hunninghake GW (2002) Activation of second
messenger pathways in alveolar macrophages by endotoxin.
European Respiratory Journal 20: 210–222.
11. Proctor RA, Denlinger LC, and Bertics PJ (1995) Lipopolysaccharide
and bacterial virulence. In: Roth JA, Bolin CA, Brogden KA,
12. Minion FC, and Wannemuehler MJ (eds.) Virulence Mechanisms
of Bacterial Pathogens, pp. 173–194. Washington, DC:ASM Press.
13. Raetz CRH and Whitfield C (2002) Lipopolysaccharide endotoxins.
Annual Review of Biochemistry 71: 635–700.
14. Wright SD, Ramos RA, Tobias PS, Ulevitch RJ, and Mathison JC
(1990) CD14, a receptor for complexes of lipopolysaccharide
(LPS) and LPS binding protein. Science 249: 1431–1433.
15. Zhao L, Ohtaki Y, Yamaguchi K, et al. (2002) LPS-induced platelet
response and rapid shock in mice: Contribution of O-antigen region of LPS and involvement of the lectin pathway of the complement system. Blood 100: 3233–3239