VISCEROCUTANEOUS FORM OF LOXOSCELISM AND ERYTHROCYTE GLUCOSE-6-PHOSPHATE DEFICIENCY
Orlando C. O. BARRETTO (1), João Luiz CARDOSO (3) and Domingos De CILLO (2)
S U M M A R Y I n a p e r i o d of t i m e of five y e a r s , all p a t i e n t s w h o e x h i b i t e d v i s c e r o c u t a n e o u s f o r m of l o x o s c e l i s m w e r e i n v e s t i g a t e d f o r e r y t h r o c y t e g l u c o s e - 6 - p h o s p h a t e defici-e n c y , a n d i n t w o p a t i defici-e n t s o u t of s defici-e v defici-e n it w a s f o u n d t h i s d defici-e f i c i defici-e n c y . T h i s f i n d i n g s u g g e s t s t h a t t h i s g e n e t i c a l e n z y m e d e f i c i e n c y c o u l d a c c o u n t f o r t h e h e m o l y s i s a f t e r L o x o s c e l e s b i t e , a t l e a s t i n s o m e of t h e c a s e s . I N T R O D U C T I O N L o x o s c e l i s m is a d i s e a s e c a u s e d b y t h e spid e r L o x o s c e l e s s p . b i t e . T h e h u m a n s y m p t o m a t o -l o g y of -l o x o s c e -l i s m p r e s e n t s t w o c -l i n i c a -l var i a n t s : 1) T h e c u t a n e o u s f o var m . 2) T h e v i s c e var o c u t a n e o u s f o r m . T h e c u t a n e o u s f o r m of l o x o s -c e l i s m i s t h e m o s t -c o m m o n l y o b s e r v e d a n d de-v e l o p s de-v e r y p a i n f u l l o c a l e d e m a a n d o r l o c a l s k i n n e c r o s i s . T h e v i s c e r o c u t a n e o u s f o r m is m u c h m o r e s e r i o u s a n d o c c u r s , a c c o r d i n g f,o S C H E N O N E & S U A R E Zn, i n a n a v e r a g e of 1 3 % of t h e t o t a l c a s e s of l o x o s c e l i s m . B e s i d e s e x h i b i t i n g l o c a l m a n i f e s t a t i o n s i d e n t i c a l t o t h o -s e -s e e n i n t h e c u t a n e o u -s f o r m , t h i -s c l i n i c a l var i a n t i s c o m p o s e d of h e m o l y t i c a n e m i a , j a u n -d i c e , f e v e r a n -d s e n s o r i a l i n v o l v e m e n t u s u a l l y a p p e a r i n g w i t h i n t h e f i r s t 6 t o 24 h o u r s a f t e r t h e b i t e . T h e u t m o s t s y m p t o m a c c o m p a n y i n g t h i s p i c t u r e is t h e h e m o l y t i c a n e m i a , w h i c h m a y i n d u c e t o h e m o g l o b i n u r i a a n d o c c a s i o n a l oligu-r i a a n d a n u oligu-r i a 5,8,17,18,20,24. T h e f a c t t h a t o n l y 1 3 % of t h e c a s e s devel o p h e m o devel y s i s devel e a d t o t h e a s s u m p t i o n of a p o s s i b l e s u s c e p t i b i l i t y of t h e s e i n d i v i d u a l s . C e r t a i n ly t h i s g r e a t e r s u s c e p t i b i l i t y w o u l d n o t b e c a u s -e d b y -e n v i r o n m -e n t a l f a c t o r s , b u t it w o u l d b -e f e a s i b l e t o r e l a t e i t t o c o n s t i t u t i v e f a c t o r s , t o g e n e t i c f a c t o r s . T h e s e c o n s t i t u t i v e f a c t o r s w o u l d b e r e p r e s e n t e d b y t h e l a c k i n g of g e n e t i -c a l l y d e t e r m i n e d p r o t e -c t i v e m e -c h a n i s m s o r b y t h e p r e s e n c e of a p r e d i s p o s i t i o n f a c t o r . T h i s l a s t h y p o t h e s i s c o u l d b e r e p r e s e n t e d b y t h e e r y t h r o c y t e g l u c o s e - 6 - p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a s e d e f i c i e n c y . T h i s d e f i c i e n c y is a v e r y c o m m o n g e n e t i c p o l y m o r p h i s m , w i t h h i g h p r e v a l e n t r a t e s i n s e v e r a l p o p u l a t i o n s M. T h e G-6-PD d e f i c i e n t i n d i v i d u a l w o u l d d e v e l o p t h e h e m o l y t i c c r i s i s a f t e r a l o x o s c e l e s b i t e . I n t h i s p a p e r w e h a v e s e a r c h e d f o r g l u c o s e 6 p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a -s e d e f i c i e n c y i n all p a t i e n t -s w h o d e v e l o p e d he-m o l y t i c c r i s i s i n l o x o s c e l i s he-m , i n a p e r i o d of five y e a r s i n I n s t i t u t o B u t a n t a n , S ã o P a u l o , B r a z i l . M A T E R I A L A N D M E T H O D S T h e c l i n i c a l a n d l a b o r a t o r y d a t a a r e s u m m a -r i s e d b e l o w : 1. C a s e M . L. — A w h i t e b o y 10 y e a r s o l d w a s r e f e r r e d t o H o s p i t a l V i t a l B r a s i l 8 h o u r s a f t e r a b i t e i n t h e c o s t a l r e g i o n , p r e -s e n t i n g a v e r y p a i n f u l l e -s i o n , f e v e r of 38°C a n d v o m i t i n g . H e w a s i n t e r n e d a n d h e w a s g i v e n 10 a m p o u l e s of a n t i - l o x o s c e l e s s e r u m , i n j e c t e d s u b c u t a n e o u s l y . T h e n e x t d a y , h e s h o w e d j a u n d i c e a n d d a r k u r i n e . T h e spi-d e r w a s c l a s s i f i e spi-d a s L o x o s c e l e s g a u c h o . L a b o r a t o r y d a t a : h e m o g l o b i n : 11.0 g / d l ;
di-Trabalho realizado no Laboratório de Pesquisas Hematológicas, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo e Hospital Vital Brasil, Instituto Butantan
(1) Prof. Livre-docente de Hematologia da Faculdade de Medicina U.S.P., Brazil (2) Médico do Hospital Vital Brasil, do Instituto Butantan. São Paulo, Brazil
r e c t b i l i r u b i n : 0.58 g / d l ; i n d i r e t b i l i r u b i n : 2.35 m g / d l ; h e w a s c o n s i d e r e d c u r e d 7 d a y s a f t e r a n d h e w a s d i s c h a r g e d i n g o o d con d i t i o n . 2 . Case J.B.S. — A w h i t e b o y 13 y e a r s o l d w a s r e f e r r e d t o H o s p i t a l V i t a l B r a s i l t w o d a y s a f t e r a b i t e i n h i s left e a r , b y a n u n i d e n t i f i e d i n s e c t . T h e b o y d e c l a r e d t h a t 12 h o u r s a f t e r t h e a c c i d e n t h e felt v e r y b a d a n d t h e u r i n e t u r n e d d a r k . H e w a s g i v e n 12 a m p o u l e s of a n t i l o x o s c e l e s s e r u m , s u b c u t a -n e o u s l y . T h e l a b o r a t o r y d a t a s h o w e d : he m o g l o b i n : 5.8 g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 0.6 m g / d l ; i n d i r e c t b i l i r u b i n : 2 . 4 m g / d l ; c r e a t i n i n e : 2 . 3 m g / d l ; B U N : 62 m g / d l . H e w a s h e a v i l y h y d r a t e d , b e i n g d i s c h a r g e d 16 d a y s a f t e r . 3 . Case J.P.L.F. — A w h i t e b o y 11 y e a r s o l d w a s e x a m i n e d a t H o s p i t a l V i t a l B r a s i l 24 h o u r s a f t e r a s p i d e r b i t e o n t h e left t h i g h . At H o s p i t a l h e e x h i b i t e d p a i n f u l e d e m a t o u r s -e c h y m o t i c l -e s i o n , b -e s i d -e s j a u n d i c -e , d a r k u r i n e a n d o l i g u r i a . H e w a s g i v e n 10 a m p o u l e s of a n t i - l o x o s c e l e s s e r u m s u b - c u t a n e o u s l y . T h e l a b o r a t o r y d a t a s h o w e d : h e m o g l o b i n : 6.7 g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 1.4 m g / d l ; indi r e c t b i l i r u b i n : 3.6 m g / d l . After 18 d a y s of a d e q u a t e h y d r a t i o n , h e c o u l d b e d i s c h a r g e d . 4 . Case C.D.C. — A w h i t e b o y 6 y e a r s o l d w a s r e f e r r e d t o H o s p i t a l V i t a l B r a s i l t w o d a y s a f t e r a b i t e o n t h e left a r m b y a n u n i d e n t i fied i n s e c t , i n b a d s t a t e , p r e s e n t i n g j a u n d i c e a n d h e m o g l o b i n u r i a . T h e l o c a l l e s i o n w a s t y p i c a l of l o x o s c e l e s b i t e , i.e., v e r y p a i n f u l w i t h n e c r o t i c a r e a a n d m u l t i p l e e c c h y m o -s i -s . 10 A m p o u l e -s a n t i - l o x o -s c e l e -s -s e r u m w a -s g i v e n i n t r a v e n o u s l y . L a b o r a t o r y d a t a s h o w e d : h e m o g l o b i n : 9.1 g / d l ; B U N : 57 m g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 0.7 m g / d l ; i n d i r e c t bili r u b i n : 2 . 9 m g / d l ; c r e a t i n i n e : 1.0 m g / d l ; 16 d a y s a f t e r h e w a s d i s c h a r g e d i n g o o d con d i t i o n . 5 . Case G.S. — A w h i t e w o m a n 42 y e a r s w a s i n t e r n e d a t t h e H o s p i t a l s e v e n d a y s a f t e r a b i t e o n t h e r i g h t t h i g h . S h e h a d n o t s e e n t h e a n i m a l . S h e e x h i b i t e d e c c h y m o t i c n e c r o t i c l e s i o n o n h e r r i g h t - t h i g h a s w e l l a s s l i g h t j a u n d i c e . T h e l a b o r a t o r y d a t a re v e a l e d : h e m o g l o b i n : 9 . 1 g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 0.6 m g / d l ; i n d i r e c t b i l i r u b i n : 2.35 m g / dl. T h r e e d a y s a f t e r s h e w a s d i s c h a r g e d w i t h o u t s y m p t o m s . 6. C a s e G.C.M. — A w h i t e m a n 39 y e a r s o l d w a s r e f e r r e d t o H o s p i t a l V i t a l B r a s i l 7 h o u r s a f t e r h a v i n g b e e n b i t t e n i n t h e r i g h t s h o u l d e r b y a s m a l l s p i d e r w h i c h w a s k i l l e d a f t e r w a r d s a n d n e g l e c t e d . H e p r e s e n t e d s c a r l a t i n i f o r m e x a n t e m a , f e v e r , a n d a n e c c h y m o t i c e d e m a t o u s l e s i o n w i t h c e n t r a l v e s i c l e . H e w a s g i v e n 10 a m p o u l e s of a n t i -l o x o s c e -l e s s e r u m s u b c u t a n e o u s -l y . T h e d a y a f t e r h e b i t e , j a u n d i c e a n d d a r k u r i n e w e r e n o t i c e d . T h e l a b o r a t o r y d a t a s h o w e d : h e m o g l o b i n : 13.1 g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 0 . 6 m g / d l ; i n d i r e c t b i l i r u b i n : 2 . 9 m g / d l . T h r e e d a y s a f t e r t h e b i t e , h e w a s w e l l a n d c o u l d b e dis c h a r g e d . 7. C a s e J.D.S. — A w h i t e m u l a t t o , 19 y e a r s o l d w a s s e e n a t H o s p i t a l V i t a l B r a s i l 24 h o u r s a f t e r h a v i n g b e e n b i t t e n i n t h e r i g h t s h o u l d e r b y a s m a l l s p i d e r w h i c h w a s k i l l e d a n d n e g l e c t e d . S h e e x h i b i t e d j a u n d i c e , exan t e m a , d a r k u r i n e , a n d 38,5°C f e v e r . H e w a s g i v e n 110 a m p o u l e s of a n t i - l o x o s c e l e s s e r u m s u b - c u t a n e o u s l y . T h e l a b o r a t o r y d a t a re v e a l e d : h e m o g l o b i n : 7 . 5 g / d l ; d i r e c t b i l i r u b i n : 0 . 8 m g / d l ; i n d i r e c t b i l i r u b i n : 4 . 0 m g / d l ; B U N : 1 0 6 m g / d l . T h e p a t i e n t w a s h y d r a t e d , a n d s e v e n d a y s a f t e r t h e b i t e h e Was d i s c h a r g e d c u r e d . B l o o d w a s c o l l e c t e d b y v e n o u s p u n c t u r e i n ACD, k e p t a t 4°C, a n d t h e e n z y m e a s s a y s w e r e p e r f o r m e d w i t h i n 4 t o 5 d a y s . T h e r e d cells w e r e w a s h e d i n s a l i n e a t 4°C, h e m o l y s e d i n deio-n i z e d w a t e r a deio-n d c e deio-n t r i f u g e d a t 15.000 g. T h e g I u c o s e - 6 - p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a s e a c t i v i t y w a s d o n e i n t h e s u p e r n a t a n t a c c o r d i n g t o B E U -T L E R2, i n G i l f o r d 2451 r e c o r d i n g s p e c t r o p h o t o m e t e r a t 37°C. R E S U L T S T h e glucose-6 p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a s e acti vities a r e s h o w n i n T a b l e I . D I S C U S S I O N T h e p a t h o g e n e s i s of h e m o l y s i s i n l o x o s c e l e s e n v e n o m a t i o n h a s b e e n e x a u s t i v e l y s t u d i e d i n t h e l a s t y e a r s , b u t it h a s b e e n f a c i n g g r e a t p r o b l e m s , a s t h e d e t e r m i n a t i o n of i t s c h e m i c a l s t r u c t u r e . S U A R E Z e t a l .2 1 s u g g e s t e d a g l y c o p r o t e i n n a t u r e f o r t h e c o m p o n e n t of L. l a e t a v e n o m , a n d a t l e a s t t w o t o x i c f r a c t i o n s w e r e s e p a r a t e d b y O D E L L e t a l .1 8. S o m e e n z y m e s h a v e b e e n
d e s c r i b e d i n e x t r a c t s of t h e v e n o m s of s o m e s p e c i e s , b u t n o t l i n k e d t o t h e t o x i c f r a c t i o n s . T h u s , t h e e n z y m e s a d e n o s i n e t r i p h o s p h a t a s e s2 1, h i a l u r o n i d a s e4 w e r e f o u n d i n L. laeta, a n d alkal i n e p h o s p h a t a s e » , e s t e r a s e a n d h i a alkal u r o n i d a -s e 2 4, l i p a s e K, p r o t e a s e2 4 i n L. reclusa, a l t h o u g h G E R E N e t a l .9 d i d n o t f i n d p r o t e a s e a c t i v i t y i n t h i s l a s t s p e c i e . T h e p r o t e a s e s c o u l d b e a r e d cell l y t i c fac-t o r , b u fac-t fac-t h e c o n fac-t r a d i c fac-t o r y d a fac-t a o b fac-t a i n e d d o n o fac-t h e l p t o k e e p u p t h i s h y p o t e s i s . T h e p h o s p h o l i -p a s e s A, C a n d D w h i c h c o u l d a c c o u n t f o r t h e h e m o l y t i c p r o c e s s w e r e n o t f o u n d i n L. laeta a n d L. r e c l u s a 10,16,21. T h e h y a l u r o n i d a s e w o u l d h a v e a p r e d i s p o s i t i o n r o l e i n v e n o m p e n e t r a -t i o n i n -t h e -t i s s u e s , b u -t n o -t i n h e m o l y s i s2 4. K N I E R I M e t a l .1 2 n o t i c e d t h a t t h e v e n o m itself d i d n o t c a u s e h e m o l y s i s i n vitro i n r e d cells of s e v e r a l s p e c i e s , b u t a b d o m i n a l w a l l , h e m o l y m p h , a b d o m i n a l c o n t e n t , e g g s a n d c e p h a l o t o -r a x e x t -r a c t s d i d l e a d t o h e m o l y s i s . A n h y p o t h e s i s t o b e c o n s i d e r e d w o u l d b e t h e a c t i v a t i n g effect o n t h e c o m p l e m e n t ' , w h i c h l e a d s t o h e m o l y s i s . T h e i m p o r t a n c e of h e m o l y -t i c s e r u m c o m p l e m e n -t w a s f i r s -t s u g g e s -t e d b y K N I K E R & M O R G A N « a n d K N I K E R e t a l . 14. T h e y w e r e a b l e t o s h o w t h a t v e r y s m a l l a m o u n t s of b r o w n r e c l u s e s p i d e r v e n o m i n t e -r a c t e d w i t h c o m p l e m e n t . F u -r t h e -r s t u d i e s6 de-m o n s t r a t e d t h a t v e n o de-m r e a c t e d w i t h s e v e r a l of t h e c o m p o n e n t s of h u m a n c o m p l e m e n t a n d a n a c t i v a t e d t h e m . M O R G A N e t a l .1 5 h a v e s h o w n t h a t w a s h e d h u m a n e r y t h r o c y t e w e r e a l t e r e d i n t h e p r e s e n c e of s m a l l q u a n t i t i e s of v e n o m i n s u c h a w a y t h a t s u b s e q u e n t a d d i t i o n of f r e s h a n d n o n h e a t i n a c t i v a t e d b l o o d g r o u p c o m p a t i -b l e s e r u m l e a d t o l y s i s . P U T R E L L e t a l .7 s u b -s e q u e n t l y d e v e l o p e d a q u a n t i t a t i v e h e m o l y t i c t e s t b a s e d o n t h i s o b s e r v a t i o n . T h e y v e r i f i e d t h a t h e m o l y s i s w a s q u a n t i t a t i v e l y r e l a t e d t o in-d i v i in-d u a l s e r a r a t h e r t h a n t o in-d i f f e r e n c e s i n t h r o c y t e s a n d a l s o n o t i c e d t h a t s w i n e ery-t h r o c y ery-t e s b e h a v e a s h u m a n o n e s . T h i s w a s n o ery-t o b s e r v e d i n r a b b i t , g u i n e a p i g a n d d o g e r y t h r o -c y t e s . B I G G E M A N4 v e r i f i e d t h a t r a t s ( R a t t u s n o r v e g i c u s ) d i d n o t p r e s e n t a n y v e n o m s e r u m i n h i b i t o r , a n d d e m o n s t r a t e d t h a t t h e v e n o m b i n d s s t r o n g l y t o t h e h u m a n e r y t h r o c y t e m e m -b r a n e . S o , t h e r e a r e m a n y d o u b t s a n d f e w c e r t a i n -t i e s o n -t h e p a -t h o g e n e s i s of -t h e h e m o l y s i s i n Lox o s c e l i s m . As h e m o l y s i s o c c u r s i n a m i n u t e p e r -c e n t a g e of a l l -c a s e s , g e n e t i -c f a -c t o r s -c o u l d a-c- ac-c o u n t for t h i s t e n d e n ac-c y , a n d t h i s h y p o t h e s i s is s t r o n l y s u p p o r t e d b y t h e f a c t t h a t v e n o m d o e s n o t l e a d t o h e m o l y s i s i n all m a m m a l s . A m o n g t h e p o s s i b l e g e n e t i c f a c t o r s t h e p r e s e n c e of a v e n o m i n b o r n i n h i b i t o r w h i c h w o u l d b e a b s e n t o r d e c r e a s e d i n s o m e i n d i v i d u a l s c o u l d b e con-s i d e r e d . A n o t h e r h y p o t h e con-s i con-s w o u l d b e a g e n e t i c d e f i c i e n c y of a p r o t e c t i v e e n z y m e , i n s u c h a w a y t h a t t h e d e f i c i e n c y i n d i v i d u a l w o u l d deve-l o p h e m o deve-l y s i s w h e n i n c o n t a c t w i t h t h e v e n o m . T h e r o l e of g l u c o s e 6 p h o s p h a t e d e h y d r o g e -n a s e (G-6-PD) d e f i c i e -n c y i -n t h e p a t h o g e -n e s i s of h e m o l y s i s w a s f i r s t i n v e s t i g a t e d b y N A N C E K, w h o f o u n d n o r m a l l e v e l s of a c t i v i t y e n z y m e i n o n e t e s t e d p a t i e n t w h o i n h i b i t e d a h e m o l y t i c f o r m of l o x o s c e l e s . O n o u r s e r i e s , w e s t u d i e d 7 p a t i e n t s w i t h a v i s c e r o c u t a n e o u s t y p e of loxos-c e l i s m , a n d w e loxos-c o u l d d e t e loxos-c t 2 o u t of t h e m w i t h G-6-PD d e f i c i e n c y . T h e m e c h a n i s m of h e m o l y s i s i n G-6-PD d e f i c i e n c y s e e m s t o b e r e l a t e d t o a n o x i d a t i v e effect of a g r o u p of c h e m i c a l s , a s sul-p h o n a s a n d s u l sul-p h o n a m i d e s , sul-p r i m a q u i n e a n d re-l a t e d c o m p o u n d s , n i t r o f u r a n t o i n s , b a c t e r i a re-l o r v i r o t i c i n f e c t i o n s3. I n l o x o s c e l i s m , t h e h e m o -l y s i s i n s o m e p a t i e n t s c o u -l d b e r e -l a t e d t o a n o x i d a n t s u b s t a n c e p r e s e n t i n t h e v e n o m . Al-t h o u g h w e h a d i n five y e a r s o n l y s e v e n c a s e s , w h a t d o e s n o t a l l o w f o r a n a n a l y s i s w i t h sta-t i s sta-t i c a l p u r p o s e s , i sta-t c o u l d s u g g e s sta-t sta-t h a sta-t sta-t h e G-6-PD d e f i c i e n c y w o u l d b e a n o t h e r f a c t o r , a m o n g o t h e r s , l e a d i n g t o h e m o l y s i s i n s o m e in-d i v i in-d u a l s . R E S U M O F o r m a v i s c e r o c u t â n e a d e l o x o s c e l i s m o e defi-c i ê n defi-c i a d e g l i defi-c o s e 6-fosf ato d e s i d r o g e n a s e E m u m p e r í o d o d e c i n c o a n o s , t o d o s o s pa-c i e n t e s q u e e x i b i r a m a f o r m a v i s pa-c e r o pa-c u t â n e a d o
l o x o s c e l i s m o f o r a m i n v e s t i g a d o s p a r a a defi-c i ê n defi-c i a d e glidefi-cose-6 f o s f a t o d e s i d r o g e n a s e eri-t r o c i eri-t á r i a , e e m d o i s p a c i e n eri-t e s e m u m eri-t o eri-t a l d e s e t e , e s t a d e f i c i ê n c i a foi e n c o n t r a d a . E s t e a c h a -d o s u g e r e q u e e s t a -d e f i c i ê n c i a e n z i m á t i c a gené-t i c a p o d e r i a s e r u m a d a s c a u s a s d a h e m ó l i s e q u e o c o r r e e m d e c o r r ê n c i a d a p i c a d a p o r Lo-x o s c e l e s . REFERENCES
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