Trigo, Zonulina e algumas Doenças Auto-Imunes

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1 André Matias, Nutricionista Tel: Trigo, Zonulina e algumas Doenças Auto-Imunes

2 Introdução Desde o seu início até ao seu término, o sistema gastrointestinal possui uma única camada de células que separa o meio extracelular do meio intracelular[1-3]. Esta separação é de extrema importância devido à grande variedade de agentes ambientais que na hipotese de atravessarem a barreira epitelial podem iniciar ou perpetuar inflamação da mucosa[1]. A barreira epitelial da bordadura em escova do enterócito é constiuída por uma bi camada fosfolipídica que para além de outras funções é uma forte barreira a constituintes não hidrosolúveis[1, 3]. No entanto, as junções entre as células epiteliais apresentam-se como zonas de potenciais rotas não reguladas pela membrana da bordadura em escova[1, 3]. De forma a assegurar o controlo deste pontecial trânsito através desta via paracelular o epitélio possui uma série de junções intercelulares[1-3]. Uma dessas estruturas, as Tight Junctions (TJ), apresentam-se como um complexo de mais de 50 proteínas que se situam na zona apicolateral do enterócito e que se ligam ao citoesqueleto de actomiosina das células epiteliais. A permeabilidade intestinal a pequenas moléculas hidrosoluveis é determinada pelas TJ[3]. Esta característica, é bem reveladora de quão enganador é o termo tight (sem folga, firme) pode ser neste caso, uma vez que hoje se reconhece que estas estruturas, ao contrário do que se pensava no passado, são na realidade bastante dinâmicas. As TJ abrem e fecham constantemente em resposta a uma variedade de estímulos, dieta, sinalização humural ou neuronal, mediadores inflamatórios entre muitos outros [1]. Apesar da permeabilidade intestinal, via TJ, ser conseguida por alguns gatilhos distintos iremos-nos focar num em particular recentemente descoberto: A regulação das tight junctions pela via da Zonulina. Fasano et al em 1991 demonstraram que a toxina produzida pela Vibrio cholerae afectava reversivelmente a permeabilidade regulada pelas TJ, esta toxina foi designada por Zot já que esta afectada a estruturas oclusivas da zonula. Mais recentemente em 1997 o mesmo autor demonstrou que a Zot interagia com receptores específicos de superfície que têm como função a regulação da via paracelular e que desta interacção resultava uma subsequente polimerização dos microfilamentos de actina afectando assim a permeabilidade local[4]. Seguindo esta linha de investigação Wang et al em 2000 hipotizaram uma possível mecanismo de mímica celular entre a Zot e um regulador endogeno das TJ. Desta investigação resultou a purificação do análogo no intestino humano da Zot que apelidaram de Zonulina[4]. A Zonulina representa assim, segundo os autores, uma nova proteína eucariótica que abre reversivelmente as TJ intestinais[4]. Esta via da Zonulina tem vindo a ser explorada com a finalidade de passagem de fármacos, macromoléculas ou vacinas que normalmente não seriam absorvidas através da mucosa gastrointestinal [2]. Este papel de regulação da permeabilidade intestinal do sistema da Zonulina fez com que na última década este sistema tenha sido alvo de algumas investigações de forma a estabelecer relações entre a regulação da Zonulina, permeabililidade intestinal e uma série de doenças que iremos desenvolver na discussão deste trabalho.

3 Mecanismos Bioquímicos do Sistema da Zonulina De forma a que haja uma resposta bioquímica terá que existir uma ligação de uma proteína a um receptor de forma a desencadear uma cascata de eventos até que se assista a respectiva resposta. A junção da Zonulina com o seu receptor é dependente da terminação NH2 da estrutura de aminoácidos da Zonulina que tem na sua estrutura um octapeptido que é fulcral para a ligação ao receptor intestinal[4]. Após a sua ligação ao receptor apical da membrana do enterócito é activada uma via paracelular que leva à contração do esqueleto de actomiosina pela fosforilação cadeia leve da miosina mediada pela miosina de cadeia leve kinase que leva a reorganização da ZO-1 (Classe de proteínas Oclusivas das TJ ZO-1, ZO-2 e ZO-3) e subsequentemente ao aumento da permeabilidade das TJ [3]. A sequência deste processo intracelular é descrito em baixo com o auxílio da figura 1: Fig 1. Processo de abertura das Tight Junctions mediado pela Zonulina Legenda: A Zonulina interage com um receptor específico de surperfície (1) que tem distribuição variável no intestino.( Os dados sugerem que a Zonulina se comporta como uma protease que activa um receptor alvo de uma foram semelhante a outras proteases) A proteína activa a fosfolipase C (2) que hidroliza o fosfatil inositol (3) para a libertação de inositol1,4,5 tri fosfato (PPI-3) e diacilglicerol (DAG) (4). A PKC é então activada (5), directamente (via DAG) ou através da libertação de Ca2 intracelular (via PPI-3)(4ª). PKC activado cataliza a fosforilação das proteínas alvo com a subsequente polimerização da G-actina na F-actina (7). Esta polimerização causa o rearranjo dos filamentos de actina e o subsequente deslocamento das proteinas (incluindo ZO-1) do complexo de junções (8). Como resultado as tight junctions intestinais tornam-se mais frouxas ou folgadas. Uma vez finalizada a sinalização da Zonulina as tight junctions retornam ao seu estado inicial. Retirado de: Fasano, A., Physiological, pathological, and therapeutic implications of zonulin-mediated intestinal barrier modulation: living life on the edge of the wall. Am J Pathol, 2008.

4 Discussão O epitélio intestinal representa o maior interface entre o ambiente externo e o interno no nosso intestino. A regulação adequada das TJ intestinais por moduladores como a Zonulina é essencial para a integridade estructural e funcional do intestino. A manutenção da competência das TJ previne o atravessar da barreira intestinal por factores ambientais potencialmente nefastos tais como bactérias, vírus, toxinas, alergéneos alimentares e macromoléculas [4]. Wang et al, afirmam que o desregular deste modelo conceptual da Zonulina pode contribuir para a evolução de estados de doença que involvem comunicação intercelular, incluindo desordens intestinais que podem dar origem a doenças autoimunes (Doença Celíaca (DC) e Diabetes Mellitus (DM)), inflamação tecidular e metastases[4]. Alguns autores chegam a atribuir um papel chave na patogénese das doenças autoimunes quando a Zonulina está upregulated [4, 5]. No caso dos doentes com DM Tipo I, para além do aumento da permeabilidade instestinal verificou-se um aumento da concentração plasmática de Zonulina[6, 7]. Em ratos, estas características são detectáveis antes do surgimento dos sinais clínicos da DM [7]. Num estudo similar sugere-se que perda de função da barreira intestinal mediada pela Zonulina seja um dos passos iniciais da patogénese da diabetes tipo1 em modelo animal. De forma a investigar estas questões, Bosi et al, examinaram a permeabilidade intestinal em diabéticos tipo 1 em diferentes estágios da doenças (antes dos sinais clínicos com processo autoimune dos ilhéus de Langerhans, no momento do diagnóstico clínico e após vários anos de doença estabelecida). Concluiram que em todos os estágios existe uma permeabilidade intestinal anormal e que os resultados sugerem a presença de um enteropatia subclínica associada a processos autoimunes relacionados ao aparecimento da diabetes tipo 1 [7]. Ao se descobrir o papel da Zonulina na permeabilidade intestinal alguns investigadores iniciaram uma série de investigações de forma a estabelecer, ou não, uma relação entre a Gliadina (prolamina do trigo), a Zonulina e a DC. Isto porque apesar dos progressos feitos no clarificar dos aspectos imunológicos da patogénese da DC, os mecanismos iniciais que permitem que a Gliadina atravesse a barreira intestinal eram, até esta década, largamente desconhecidos [5]. Em 2005, um trabalho realizado por Clemente et al. tinha como objectivo estabelecer a relação entre a Gliadina e o enterócito com ênfase no efeito da Gliadina na libertação de Zonulina e à consequente abertura das TJ intercelulares. Os resultados indicavam, no final do estudo, que a Gliadina activava a via da Zonulina em epitélios intestinais saudáveis in vitro. A resposta celular observada após poucos minutos da inclusão da Gliadina foi caracterizada por um reorganização do citoesqueleto com a redistribuição dos filamentos de actina no compartimento sub cortical[5]. Os autores referem que no pico da polimerização da actina registou-se a libertação de Zonulina pelas células IEC-6, sugerindo que este evento é dependente da gliadina[5]. Já em 2008, Investigadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland descobriram o receptor CXCR3 ao qual a Gliadina se liga e estimula a libertação da Zonulina aumentando a permeabilidade intestinal [8]. Todos os dados sugerem o possível impacto da Gliadina presente no Trigo na patogénese de doenças autoimunes. Apesar de estarmos num período inicial de investigação deste tema e de a predisposição genética ser um facto importante a considerar convém não obliterar estes dados que a ciência nos proporciona e registar que em 2006 Drago et al. publicavam os seus últimos resultados desta temática onde

5 concluiam que a Gliadina activa a via da Zonulina irrespectivamente de existir, ou não, expressão genética de autoimunidade levando ao aumento da permeabilidade intestinal a macromoléculas em indivíduos saudaveis ou com DC[9]. Futuros trabalhos deverão se realizar de forma a se poder consolidar estes dados que a ciência nos disponibiliza de momento, mas deixam para já o espaço para uma reflexão séria sobre o impacto do Trigo na saúde na humana.

6 Bibliografia 1. Arrieta, M.C., L. Bistritz, and J.B. Meddings, Alterations in intestinal permeability. Gut, (10): p Fasano, A., Physiological, pathological, and therapeutic implications of zonulin-mediated intestinal barrier modulation: living life on the edge of the wall. Am J Pathol, (5): p Teshima, C.W. and J.B. Meddings, The measurement and clinical significance of intestinal permeability. Curr Gastroenterol Rep, (5): p Wang, W., et al., Human zonulin, a potential modulator of intestinal tight junctions. J Cell Sci, Pt 24: p Clemente, M.G., et al., Early effects of gliadin on enterocyte intracellular signalling involved in intestinal barrier function. Gut, (2): p Sapone, A., et al., Zonulin upregulation is associated with increased gut permeability in subjects with type 1 diabetes and their relatives. Diabetes, (5): p Bosi, E., et al., Increased intestinal permeability precedes clinical onset of type 1 diabetes. Diabetologia, (12): p Lammers, K.M., et al., Gliadin induces an increase in intestinal permeability and zonulin release by binding to the chemokine receptor CXCR3. Gastroenterology, (1): p e3. 9. Drago, S., et al., Gliadin, zonulin and gut permeability: Effects on celiac and non-celiac intestinal mucosa and intestinal cell lines. Scand J Gastroenterol, (4): p