Distribuição conjunta de determinantes de saúde relacionados com comportamentos : epidemiologia, potencial de prevenção e adequação para promover a efectividade da administração em Saúde Pública

RESUMO - As doenças crónicas são responsáveis pela maior parte das mortes a nível global e em Portugal, e condicionam uma carga importante de incapacidade, utilização de cuidados e despesa em saúde. O consumo de tabaco e de bebidas alcoólicas, a alimentação, e a actividade física, determinantes comuns a muitas doenças crónicas, estão associados a escolhas e a comportamentos potencialmente evitáveis. O conhecimento sobre a sua ocorrência conjunta começa agora a ser valorizado como elemento estratégico na elaboração de políticas, planos e programas de saúde que visam prevenir e controlar a doença crónica. Os princípios comuns para a intervenção sobre estes factores reforçam a pertinência do seu conhecimento e utilização em intervenções efectivas. A epidemiologia da ocorrência conjunta destes factores é desconhecida na população portuguesa. O presente estudo visa contribuir para aumentar e promover o conhecimento sobre a ocorrência e a distribuição conjunta dos quatro principais determinantes de saúde relacionados com comportamentos na população portuguesa, tomados nos seus níveis de risco, e tem como objectivos: 1) caracterizar as distribuições, isoladas e conjuntas, daqueles factores em níveis de risco; 2) construir perfis demográficos e sociais da sua ocorrência conjunta; 3) quantificar a relação desses perfis com indicadores de estado de saúde, designadamente incapacidade física de curta duração, e de utilização de cuidados. Para atingir estes objectivos foi utilizada a base de dados gerada pelo Inquérito Nacional de Saúde realizado em 2005 e 2006 a uma amostra aleatória, probabilística, representativa da população residente em Portugal. Estudaram-se dados relativos às pessoas com idade igual ou superior a 15 anos que responderam aquele inquérito durante o terceiro trimestre do trabalho de campo, período que incluiu todas as variáveis de interesse para o trabalho. A análise foi estratificada segundo categorias de oito variáveis demográficas e sociais (sexo, grupo etário, estado civil de facto, nível de escolaridade, ocupação, grupo profissional e situação face à profissão). Apenas o cálculo das medidas de associação e de impacte entre o número de determinantes em níveis de risco, por um lado, e a alteração do estado de saúde, e utilização de cuidados de saúde, por outro, foi ajustado para potenciais variáveis interferentes. A prevalência da ocorrência conjunta dos quatro determinantes, e as suas associações, foram analisadas através de três métodos: 1) cálculo do número de factores conjuntos nos grupos demográficos e sociais mencionados; 2) cálculo da razão entre as frequências observadas e esperadas de cada factor, e suas combinações; 3) cálculo das Odds Ratio – OR – através de métodos de regressão logística. Para o estudo do impacte dos diferentes perfis de ocorrência dos determinantes sobre indicadores do estado de saúde e da utilização de cuidados de saúde foram calculadas as fracções etiológicas do risco, na população exposta e na população total, visando a estimativa dos correspondentes ganhos potenciais máximos, em caso de intervenção. Os resultados revelaram que os quatro determinantes ocorriam em níveis de risco de forma diferente em cada um dos sexos, bem como nos diferentes grupos de idade, escolaridade e estado civil. Ocorriam, também, de forma diferente nos grupos de ocupação e profissão, afectando de forma mais nítida, geralmente, os grupos menos favorecidos. O factor mais frequente era a actividade física em nível insuficiente para gerar benefícios de saúde, presente em 60% da população (IC95%: 57,7%; 62,1%), seguido pelo consumo de tabaco (21,4%; IC95%: 20,0%; 22,9%), consumo de risco de bebidas alcoólicas (9,2%; IC95%: 8,2%; 10,4%) e alimentação não saudável (8,5%; IC95%: 7,5%; 9,5%). Mais de metade da população revelava a presença de um daqueles factores em níveis de risco (51,8%; IC95%: 50,2%; 53,4%). Seguia-se 16,4% da população com dois (IC95%: 15,2%; 17,7%); 3,4% com três (IC95%: 2,8%; 4,0%); e 0,3% com quatro factores (IC95%: 0,2%; 0,6%). A prevalência simultânea de dois ou três factores era, geralmente, maior na população masculina, excepto nos mais jovens (15 a 19 anos) e idosos (85 e mais anos). A ausência dos quatro factores em níveis de risco, ou a presença de um deles, eram, geralmente, mais frequentes na população feminina. A presença de um factor era mais elevada entre a população viúva, em especial masculina, (70,4%; IC95%: 59,3%; 79,5%), na população feminina sem nível de ensino (60,2%; IC95%: 55,2%; 65,0%), na população reformada, nos grupos profissionais mais diferenciados, e no grupo dos trabalhadores por conta própria e empregadores. A presença de dois, ou mais, factores era mais frequente na população masculina, na população separada, ou divorciada, na população mais instruída, entre os desempregados, entre os grupos profissionais mais diferenciados e entre os trabalhadores por conta de outrem. A hierarquização das combinações possíveis da presença dos quatro determinantes em níveis de risco, efectuada segundo a razão entre os seus valores observados (O) e esperados (E), revelou padrões diferentes entre os sexos. Enquanto no sexo masculino o consumo de tabaco, álcool e a alimentação não saudável surgiam com razões O/E elevadas, de forma isolada, no sexo feminino, estes factores ocorriam em conjunto mais frequentemente que o esperado (razões O/E superiores a 1,0). O consumo de tabaco estava associado de forma directa e significativa com o consumo de risco de bebidas alcoólicas, e com a alimentação não saudável, em ambos os sexos. A associação entre o consumo de risco de bebidas alcoólicas e a actividade física insuficiente era inversa no conjunto da população, assim como na masculina, mas não na feminina. O valor mais elevado de OR para as associações entre os quatro determinantes de saúde em níveis de risco observou-se na população feminina, em que a possibilidade de se verificar consumo de risco de bebidas alcoólicas era cerca de 2,9 vezes superior entre as mulheres fumadoras comparativamente às não fumadoras (OR = 2,89; IC95%: 1,98; 4,20). Esta associação era um pouco mais fraca na população masculina, embora estatisticamente significativa (OR = 2,20; IC95%: 1,61; 3,01). Foi notória a ausência de associações estatisticamente significativas entre a actividade física insuficiente para gerar benefícios de saúde e as diferentes combinações de outros determinantes, embora as estimativas pontuais dessas associações se revelassem positivas. O consumo de tabaco e a alimentação não saudável revelaram as associações mais fortes com as diferentes combinações dos outros determinantes, sendo o valor mais elevado o da associação entre o consumo de tabaco e a presença conjunta dos outros três determinantes (OR = 4,28; IC95%: 1,85; 9,88), situação idêntica à verificada no caso do consumo de risco de bebidas alcoólicas (OR = 2,30; IC95%: 1,26; 4,19) e no caso da alimentação não saudável (OR = 2,52; IC95%: 1,33; 4,78). O número médio de dias de incapacidade nas duas semanas anteriores não diferia significativamente entre os grupos da população com diferente número de determinantes, globalmente, e em cada um dos sexos. O número médio de consultas médicas nos três meses anteriores era significativamente maior na população com um ou mais factores em níveis de risco (2,19 consultas; IC95%: 2,10; 2,28), comparativamente à população sem estes determinantes em níveis de risco (1,97 consultas; IC95%: 1,86; 2,08). Esta diferença verificava-se, também, na população feminina, mas não na masculina. Da análise do risco atribuível, assumindo a causalidade dos determinantes, pode afirmarse que se o número de factores em níveis de risco fosse totalmente controlado, (isto é se a prevalência das pessoas com esses factores passasse a ser nula), poder-se-ia, no máximo, evitar que cerca de 32,4% das pessoas com três ou mais determinantes em níveis de risco sofressem incapacidade de curta duração em nível superior à média populacional nas duas semanas anteriores. Este ganho era maior no sexo masculino, em que a redução mais elevada se estimou em 76,0%, no caso dos homens com dois determinantes (Fracção Atribuível nos Expostos = 76,0%; IC95%:70,4%; 81,6%). Considerando a prevalência de conjuntos de determinantes na população total, era igualmente entre os homens com dois factores que se observava o potencial máximo de redução do número de dias de incapacidade (Fracção Atribuível na População = 8,4%; IC95%: 6,3%; 10,5%). Em relação à utilização de cuidados de saúde, a intervenção sobre o grupo da população exposto a um determinante ofereceria uma redução potencial máxima de 41,9% do número de pessoas que reportaram quatro ou mais consultas médicas, reduzindo o volume destes utilizadores muito frequentes consultas médicas (Fracção Atribuível nos Expostos = 41,9%; IC95%: 39,9%; 43,9%). Este potencial máximo de prevenção revelou o valor mais elevado na população feminina com presença conjunta de dois determinantes (Fracção Atribuível nos Expostos = 54,3%; IC95%: 52,8%; 55,8%). Considerando a população total, o potencial máximo de redução na utilização muito frequente de consultas médicas observou-se na população feminina com um determinante em nível de risco (Fracção Atribuível na População = 33,5%; IC95%: 31,9%; 35,1%), sendo menor na população de ambos os sexos (Fracção Etiológica na População = 27,7%; IC95%: 26,5%; 28,8%). A origem auto referida dos dados analisados pode ter enviesado os resultados, no sentido da subestimação das frequências obtidas. A paucidade de dados epidemiológicos com base em marcadores biológicos ou biométricos que permitam caracterizar esses factores na população não permite a validação destes dados. A presença, em níveis de risco, de pelo menos um determinante de saúde relacionado com comportamentos em mais de metade da população portuguesa, assim como a distribuição da presença conjunta de dois, três e quatro desses determinantes respectivamente em cerca de 16,4%, 3,4% e 0,3% da população, está de acordo com padrões observados noutros países, e evidencia a pertinência deste primeiro estudo, assim como a necessidade de integração do conhecimento sobre a epidemiologia da ocorrência conjunta de determinantes de saúde preveníveis no planeamento da saúde em Portugal. Os diferentes padrões de ocorrência conjunta nos dois sexos aconselham a inclusão de critérios de género na tradução e operacionalização desse conhecimento em intervenções de Saúde Pública e na prossecução da investigação do tema. As associações directas entre o consumo de tabaco, o consumo de risco de bebidas alcoólicas e a alimentação não saudável reforçam a pertinência da abordagem por conjuntos de factores nas intervenções de Saúde Pública. Os elevados valores de associação entre consumo de tabaco, consumo de álcool em níveis de risco, alimentação não saudável, e a presença conjunta dos restantes factores reforçam esta conclusão. A ausência de associações significativas entre a actividade física insuficiente e os outros três factores pode ter sido condicionada pela dificuldade na medição válida daquele factor através de inquéritos por entrevista. A elevada e crescente prevalência deste factor colocao, para mais, no topo de uma agenda de investigação em saúde, a concretizar em Portugal. No caso da utilização de cuidados, embora o impacte da redução dos níveis de exposição a conjuntos de factores, em função da sua prevalência na população, fosse menor do que o estimado apenas nos expostos, ele era, ainda assim, elevado, indicando a sua utilidade no desenho de estratégias de aumento da efectividade dos cuidados de saúde e da administração em Saúde Pública, através da intervenção sobre grupos de determinantes.

The role of α2,3- and α2,6-sialylation

RESUMO: Os glicoconjugados que decoram a superfície celular e os lípidos e proteínas secretados ocupam o ponto de encontro onde normalmente ocorrem interacções críticas homólogas (hospedeiro-hospedeiro) e heterólogas (hospedeiro-patogénio). Apesar de ser largamente aceite que os glicanos são parte integrante do processo de imunidade, continua a não ser claro qual o papel que os glicanos, em toda a sua diversidade, tomam no quadro geral da imunidade. Os glicanos, que são frequentemente terminados por resíduos de ácido siálico, podem ser alterados por factores externos, tais como patogénios, ou por acontecimentos fisiológicos celulares específicos. Normalmente em posição terminal, as glico-estruturas que contêm ácido siálico assumem um papel fundamental numa quantidade substancial de receptores imunes envolvidos na adesividade e tráfico celular, tal como as Selectinas e as Siglecs, das quais se sabe apresentarem uma relevante função imune. À altura do início desta tese, era sabido que os ácidos siálicos expressos à superfície das células poderiam modular mecanismos importantes nas respostas imunes adaptativas. Considerando a posição de charneira que as células dendríticas (DCs) ocupam na transição da resposta imune inata para a adaptativa, antecipámos que os ácidos siálicos poderiam também modular mecanismos relevantes nas DCs humanas. As DCs têm uma função muito relevante na verificação e captura antigénica, migração para os gânglios linfáticos e apresentação antigénica aos linfócitos, uma sequência de funções que conduz, em ultima instância, à indução da resposta inata adaptativa. Considerando estas premissas, a nossa hipótese principal foi que os ácidos siálicos podem influenciar funções relevantes das DCs, tais como captura de antigénios, maturação, migração para os gânglios linfáticos e apresentação antigénica às células Para testar esta hipótese, dividimos o trabalho em quatro partes: 1) Analisámos os glicanos sialilados de superfície, expressos durante a diferenciação de monócitos humanos em DCs (moDCs). Os nossos dados mostraram que a expressão dos glicanos com ligações em O (O-glicanos) e sialilados em α2,3, assim como glicanos com ligações em N (N-glicanos) sialilados em α2,6 e α2,3 aumentou durante o processo de diferenciação das moDCs. Contribuindo para esta nova configuração glicosídica, três sialiltransferases (STs) poderão estar envolvidas: a ST6Gal-1 correlaciona-se com a expressão aumentada de N-glicanos sialilados em α2,6; a ST3Gal-1 contribui para a sialilação em α2,3 de O-glicanos, em especial de antigénios T; e a ST3Gal-4 poderá ser responsável pelo aumento de N-glicanos sialilados em α2,3. Após estímulo e consequente maturação das moDCs, ambos os níveis de expressão génica de ST6Gal-1 e ST3Gal-4 são negativamente modificados sendo, também, que a expressão de ST3Gal-1 varia consoante o estímulo. 2) Estudámos posteriormente as consequências da modulação dos ácidos siálicos de superfície nas funções das DCs. Observámos que a remoção dos ácidos siálicos de superfície diminui significativamente a capacidade de macropinocitose e endocitose mediada por receptores nas moDCs. Em contrapartida, o tratamento com sialidase aumentou significativamente a capacidade das moDCs para fagocitar Escherichia coli. Determinou-se também que este mecanismo requer a existência de ácido siálico presente nas E. coli indicando um mecanismo de interacção hospedeiro-patogénio dependente de ácido siálico em ambas as partes envolvidas. As moDCs tratadas com sialidase também apresentam um nível superior de expressão de moléculas de MHC e moléculas co-estimulatórias, sugerindo um fenótipo celular mais maduro. Recorrendo ao modelo de ratinho, utilizaram-se DCs derivadas de células da medula (BMDCs) de ratinhos deficientes em ST3Gal-1 e ST6Gal-1. Estes ensaios revelaram que quer a endocitose quer a maturação são influenciadas por modificações 37 nos glicanos sialilados em α2,3 ou α2,6. A detecção e quantificação de proteínas Nglicosiladas e sialiladas em α2,6 apontou para um potencial envolvimento de integrinas β2 nestes mecanismos. 3) O efeito da sialilação em α2,6 na migração das DCs para os gânglios linfáticos foi também analisado. Observámos que BMDCs deficientes para ST6Gal-1 apresentam uma redução de cerca de 50% nos níveis de migração das DCs para os gânglios linfáticos, tal como aferido em ensaios de inflamação in situ e estudos de transferência adoptiva de células. Uma redução dos níveis deste tipo de migração foi também observada quando BMDCs nativas foram transferidas para ratinhos receptores deficientes em ST6Gal-1. São, contudo, necessários mais ensaios de forma a identificar as moléculas envolvidas neste processo. 4) Por último, analisámos o impacto da sialilação na estimulação antigénica das DCs às células T. Assim, concluiu-se que moDCs tratadas com sialidase apresentam um nível de expressão superior de IL-12, TNF-ɑ, IL-6 e IL-10, e activação do factor de transcrição nuclear kappa B (NF-κB). As DCs tratadas com sialidase induziram uma maior proliferação nas células T, com expressão correspondente de interferão-γ. Este dado sugere que a remoção de ácidos siálicos de superfície contribui para o desenvolvimento de uma resposta pro-inflamatória do tipo 1 por células T auxiliares (resposta Th1). Considerando estes dados no seu todo, concluímos que o ácido siálico tem um papel marcante nas funções imunes das DCs. Alterações à concentração de ácido siálico à superfície das células podem alterar a endocitose/fagocitose, maturação, migração para os tecidos e gânglios linfáticos e capacidade estimulatória para com as células T. Complementando estes dados, as ligações glicosídicas de ácidos siálicos criados por ST6Gal-1 e ST3Gal-1 são funcionalmente relevantes. A modulação programada da sialilação do glicocálice, mediada por sialidases individuais ou sialiltransferases é uma possibilidade aceitável para a melhoria da fagocitose por DCs e da sua potência imunológica. Este facto tem um significado particular para imunoterapias baseadas em DCs, podendo provar-se decisivo para a sua eficiência e aplicabilidade num futuro muito próximo.-------------------------------ABSTRACT: Glycans decorating cell surface and secreted proteins and lipids occupy the junction where critical host–host and host-pathogen interactions occur. In spite of the wide acceptance that glycans are centrally implicated in immunity, exactly how glycans and their variety and variability contribute to the overall immune response remains poorly defined. Glycans, frequently terminated by sialic acid residues, may be modified by external factors such as pathogens or upon specific physiological cellular events. The terminal, privileged positions of sialic acid-modified structures makes them key, fundamental determinants for a number of immune receptors with known involvement in cellular adhesiveness and cell trafficking, such as Selectins and Siglecs, with known relevant immune functions. At the time this thesis was initiated, it was established that sialic acids expressed at cell surface could modulate important mechanisms of the adaptive immune responses. Given the key role of dendritic cells (DCs) in the transition from innate to the adaptive immune responses, we anticipated that sialic acids could also modulate important mechanisms of human DCs. DCs have a relevant role in antigen screening and uptake, migration to lymph nodes and antigen presentation to lymphocytes, ultimately triggering the adaptive immune response. Therefore, our primary hypothesis was that sialic acids may modulate DC functions, such as antigen uptake, maturation, homing to lymph nodes and antigen presentation to T cells. To test this hypothesis, we divided our work in four parts. 1) Surface sialylated glycans expressed during differentiation from human monocytes to DCs (moDCs) were analyzed. Our data showed that α2,3-sialylated O-glycans and α2,6- and α2,3-sialylated N-glycans expression increased during moDC differentiation. Three main sialyltransferases (STs) are committed with this new glycan configuration: ST6Gal- 1 correlates with the increased expression of α2,6-sialylated N-glycans; ST3Gal-1 32 contributes for the α2,3-sialylation of O-glycans, especially T antigens; and ST3Gal-4 may contribute for the increased α2,3-sialylated N-glycans. Upon moDC maturation, ST6Gal-1 and ST3Gal-4 are downregulated and ST3Gal-1 is altered in a stimulus dependent manner. 2) We subsequently analyzed the consequences of the modulation of cell surface sialic acids in DC functions. We observed that removing surface sialic acid by sialidase significantly decreased the capacity of moDCs to micropinocytose and receptormediated endocytose. In contrast, treatment with a sialidase significantly improved the capacity of moDCs to phagocytose Escherichia coli. The improved phagocytosis mechanism required E. coli sialic acids, indicating a mechanism of host–pathogen interaction dependent on sialic acid moieties. Sialidase-treated moDCs have increased expression of MHC and co-stimulatory molecules, suggesting a more mature phenotype. Experiments using mouse bone marrow-derived DCs (BMDCs) from ST3Gal-1-/- and ST6Gal-1-/- strains indicated that endocytosis and maturation are influenced by changes in either α2,3 or α2,6-sialylated glycans. The analysis of α2,6-sialylated, N-glycosylated proteins, strongly suggested the potential involvement of β2 integrins, underlying these mechanisms. 3) The effect of α2,6-sialylation in DC homing to lymph nodes was also analyzed. We observed that BMDCs deficient for ST6Gal-1 have an almost 50% reduction in DC homing, as assayed by in situ inflammation and adoptive transfer studies. A reduction in DC homing was also observed when wild type BMDCs were transferred into ST6Gal-1-/- recipient mice. Further investigations are necessary to identify the molecules involved in this process. 4) Finally, we also analyzed the impact of sialylation on DCs ability to prime T cells. Sialidase-treated moDCs show increased gene expression of IL-12, TNF-α, IL-6 and IL- 10 cytokines, and activation of the transcription factor nuclear factor-κB. Sialidase33 treated DCs induced a higher proliferative response of T cells with concomitant higher expression of interferon-γ, suggesting that the clearance of cell surface sialic acids contributes to the development of a T helper type 1 proinflammatory response. Together, our data strongly support sialic acid’s relevance in DC immune functions. Alterations of cell surface sialic acid content can alter the endocytosis/phagocytosis, maturation, migration/homing and the ability for T cell priming in human DCs. Moreover, sialic acid linkages created by ST6Gal-1 and ST3Gal-1 are functionally relevant. The engineering of cell surface sialylation, mediated by individual sialidases or sialyltransferases is a likely possibility to fine tune DC phagocytosis and immunological potency, with particular significance to DC-based therapies.