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Clínica Universitária de Otorrinolaringologia
Urbanização e Alergia: A Rinite Alérgica
em Meio Urbano
Sara Andreia Góis Morgado
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Clínica Universitária de Otorrinolaringologia
Urbanização e Alergia: A Rinite Alérgica
em Meio Urbano
Sara Andreia Góis Morgado
Orientado por:
Doutor Marco Alveirinho Simão
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Resumo
A rinite alérgica é uma doença inflamatória das vias aéreas superiores, caracterizada por inflamação mediada pela imunoglobulina E da mucosa nasal, sendo desencadeada por alergénios. Esta doença é considerada um problema global de saúde pública devido ao seu impacto adverso sobre o indivíduo, sendo um fator de risco para asma, afetando o sono, o funcionamento cognitivo, o humor e, consequentemente a qualidade de vida, apresentando ainda um considerável impacto económico e social, devido ao absentismo laboral e escolar que provoca.
Nos últimos anos, tem-se verificado um aumento da incidência e prevalência das doenças alérgicas, sobretudo em meio urbano, sendo a poluição atmosférica, principalmente aquela relacionada com o tráfego, considerada um dos fatores responsáveis, no entanto outros fatores, nomeadamente genéticos ou ambientais podem também estar implicados.
A exposição ao material particulado (PM) e ao ozono (O3) associam-se ao surgimento
de rinite alérgica. Relativamente aos restantes poluentes, não se sabe ainda se contribuem diretamente para o seu desenvolvimento ou se são simplesmente o melhor marcador de exposição a outros poluentes tóxicos.
As evidências atuais mostram que os poluentes atmosféricos, sobretudo as partículas de escape diesel (DEPs), expressam atividade adjuvante quanto à sensibilização contra alergénios comuns, potenciando a sintomatologia alérgica em indivíduos predispostos, levam à libertação de partículas paucimicrónicas dos grãos de pólen, as quais são alergénicas, transportando-as posteriormente e potenciam a formação de novas proteínas, processo designado de alergénese. Por sua vez, os alergénios, nomeadamente os de pólen, podem, por si só, desencadear exacerbações agudas e severas de doenças respiratórias alérgicas.
Para além disso, as populações de áreas urbanas acabam por estar expostas a menores concentrações de alergénios, comparativamente a populações de áreas rurais. Tal situação, pode levar à perda de tolerância e ao consequente desenvolvimento de alergia.
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Abstract
Allergic rhinitis is an inflammatory disease of the upper airways, characterized by inflammation mediated by immunoglobulin E of the nasal mucosa, triggered by allergens. This disease is considered a global public health issue due to its adverse impact on the individual, being an asthma risk factor, affecting sleep, cognitive functioning, mood and, consequently, life quality, with a considerable economic and social impact, due to work and school absenteeism that promotes to.
Over the last few years, there has been an increase in the incidence and prevalence of allergic diseases, especially in urban areas, with air pollution, especially traffic-related pollution, considered as one of the responsible factors, nonetheless other factors, such as genetic or environmental may be also involved.
Exposure to particulate matter (PM) and ozone (O3) are associated to allergic rhinitis
onset. With regard to the remaining pollutants, it is still unknown whether they contribute directly to its development or are simply the best exposure marker to other toxic pollutants.
The present evidences highlight that atmospheric pollutants, especially diesel exhaust particles (DEPs), express adjuvant activity on sensitization against common allergens, potentiating the allergic symptoms in predisposed individuals, leading to allergenic paucimicronic particles release from pollen grains, transporting them later and enhancing the new proteins formation, a so-called allergen process. In turn, allergens, particularly pollen allergens, can trigger by themselves acute and severe exacerbations of allergic respiratory diseases.
In addition, populations in urban areas tend to be exposed to lower concentrations of allergens compared to populations in rural areas. Such a situation can lead to a loss of tolerance followed by an allergy development.
Keywords: Allergic Rhinitis; Air pollution; Allergens; Urbanization.
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Índice
Introdução ... 7 Rinite alérgica ... 8 Incidência e prevalência ... 8 Fisiopatologia ... 9Rinite alérgica e asma ... 9
Diagnóstico ... 10
Classificação ... 11
Impacto da rinite alérgica... 11
Tratamento ... 12 Poluição e alergénios ... 13 Material particulado ... 15 Dióxido de nitrogénio ... 20 Dióxido de carbono ... 20 Alergénios ... 20 Partículas paucimicrónicas... 21
Urbanização e rinite alérgica ... 23
Conclusão ... 27
Agradecimentos ... 29
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Índice de figuras
Figura 1 - Micrografia de varredura de grãos de pólen de Lilium martagon coletados de
regiões não poluídas. Os grãos de pólen são ovulares, tendo um tectum reticulado (1500 x)[94]. ... 18
Figura 2 – Micrografia de varredura de grãos de pólen de Lilium martagon expostos a
DEPs por 5-10 dias. Os grãos de pólen são dobrados, o tectum está interrompido e ocorre aglomeração de partículas em suspensão na superfície do pólen. DEP – partículas de escape diesel. amp – material de pólen aglomerado (1500 x)[94]. ... 18
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Lista de abreviaturas
ONU Organização das Nações Unidas
IgE Imunoglobulina E
SO2 Dióxido de enxofre
O3 Ozono
PM Material particulado
DEPs Partículas de escape diesel
NO2 Dióxido de nitrogénio
CO Monóxido de carbono
HAP Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos
NOx Óxidos de nitrogénio
NH3 Amónia
COVNM Compostos orgânicos voláteis exceto metano
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Introdução
A rápida urbanização, que se verificou nos últimos anos, aumentou a poluição atmosférica e, consequentemente, as exposições populacionais à mesma.
De acordo com o relatório da Organização das Nações Unidas (ONU), em 2014 cerca de metade (54 %) da população mundial vivia em áreas urbanas, estimando-se que em 2050 essa percentagem aumente para 66 %, ou seja, mais 2,5 mil milhões de pessoas irão viver em meio urbano. Espera-se, assim, um crescimento da população urbana, acompanhada de uma redução ao nível da população rural [1]. Logo, um maior
número de pessoas estará exposto a níveis elevados de poluentes atmosféricos, representando um risco para a sua saúde.
As doenças alérgicas são mais prevalentes em países desenvolvidos, o que nos leva a pensar que o meio urbano possa promover a alergia de alguma forma [2]. Portanto, inúmeros estudos epidemiológicos procuram perceber quais as possíveis interações entre a poluição do ar, os alergénios e as doenças respiratórias alérgicas [3][4][5].
De facto, tem-se verificado que episódios agudos de poluição atmosférica associam-se a eventos alérgicos e à exacerbação de sintomas respiratórios [6], particularmente em indivíduos com doenças ao nível das vias aéreas, isto é, suscetíveis [7].
Nesta revisão sistemática pretende-se fazer uma breve revisão relativa à rinite alérgica, perceber quais os principais poluentes atmosféricos e seus efeitos ao nível da saúde humana, se existe alguma interação entre eles e os alergénios e o porquê das doenças alérgicas, nomeadamente a rinite alérgica, serem mais frequentes em áreas urbanas.
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Rinite alérgica
A rinite alérgica é uma doença inflamatória das vias aéreas superiores, caracterizada por inflamação mediada pela imunoglobulina E (IgE) da mucosa nasal.
Incidência e prevalência
Nos últimos anos, a prevalência da rinite alérgica aumentou rapidamente, afetando, atualmente, 10% a 40% da população mundial, sendo uma das condições médicas mais comuns em crianças [8][9]. Trata-se de uma doença extremamente prevalente nos países desenvolvidos [10] e nas últimas décadas verificou-se também um aumento em alguns países em desenvolvimento, devido a um aumento na qualidade de vida [11][12][13]. Na Europa, a prevalência da rinite alérgica varia de 17% a 29% [14] [15]. Estima-se que ocorra em aproximadamente 500 milhões de pessoas [14].
Devido às alterações na demografia mundial, estima-se que a população idosa aumentará cerca de 75% entre 2010 e 2030 [16], sendo que nesta população existem poucos estudos relativos à incidência e prevalência da sensibilização alérgica [17]. Um estudo baseado no SAPALDIA (Estudo Suíço sobre Poluição do Ar e Doenças Pulmonares em Adultos), mostrou que a prevalência de rinite alérgica em pessoas com idade entre 60 e 70 anos é da ordem de 13-15% (13,0% em homens; 15,4% em mulheres), não devendo ser subestimada, uma vez que esta população está a aumentar
[18].
A incidência e a prevalência globais da rinite alérgica têm aumentado desde 1990, em quase todos os países ocidentalizados, sendo esse aumento constante [12]. O aumento da
poluição do ar, ambiente interno, práticas de higiene melhoradas, mudanças climáticas podem ser a causa dessa tendência ascendente [19].
Cerca de 80% dos pacientes com rinite alérgica desenvolvem sintomas antes dos 20 anos de idade [20]. Verifica-se, assim, que a maior prevalência ocorre no final da adolescência ou início da idade adulta.
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Fisiopatologia
Em termos de inflamação da mucosa a rinite alérgica é a causa mais comum, afetando um em cada seis indivíduos [21].
Trata-se de um processo de hipersensibilidade mediada por IgE de tipo 1 [22], sendo os sintomas desencadeados por alergénios. Atualmente, mais de 25% da população europeia é afetada por doenças alérgicas associadas à IgE [23].
A apresentação clínica da rinite alérgica é uma consequência da sua fisiopatologia como resposta alérgica clássica. Os mediadores inflamatórios (mastócitos, macrófagos, eosinófilos e linfócitos) surgem na mucosa nasal em resposta à inalação do alergénio
[24].
Sendo um anticorpo mucoso, a IgE está presente no revestimento dos olhos, nariz e vias respiratórias inferiores. Os basófilos e os mastócitos são ativados quando um alergénio se liga a duas moléculas específicas de IgE. Os principais elementos vasoativos, incluindo a histamina, leucotrienos e prostaglandinas, são responsáveis pela fase inicial dos sintomas. As células inflamatórias, como eosinófilos, macrófagos e neutrófilos, são então recrutadas, e sua chegada leva a uma maior libertação de mediadores vasoativos, produzindo uma resposta inflamatória de fase tardia. Esta segunda onda de sintomas ocorre 4 a 6 horas após a exposição ao alergénio desencadeante [25].
A rinite alérgica ocorre, então, caracteristicamente em três fases: sensibilização, reação de fase inicial e reação de fase tardia. A reação da fase inicial é iniciada em poucos minutos numa pessoa sensibilizada aquando da exposição a um antigénio e produz os primeiros sintomas, como espirros, prurido e rinorreia. Na fase tardia, temos como sintomas o congestionamento nasal e a obstrução [26].
Rinite alérgica e asma
Anteriormente pensava-se que a rinite alérgica era uma doença restrita às vias aéreas superiores, sendo agora vista como uma manifestação de doença sistémica das vias aéreas, estando muitas vezes presente em pacientes asmáticos. Cerca de 70% dos pacientes com asma possuem rinite alérgica [27] e 40% (cerca de 200 milhões) dos
10 pacientes que sofrem de rinite alérgica têm ou desenvolverão asma [14], sendo a rinite alérgica um fator de risco para asma [28]. Nos dias de hoje é amplamente aceite que as vias aéreas superiores e inferiores representam um continuum do trato respiratório [29], uma vez que compartilham vários fatores fisiológicos e morfológicos característicos. Por exemplo, a ligação de alergénios a moléculas de IgE resulta em obstrução nasal ao nível das vias aéreas superiores e em broncoconstrição nas vias aéreas inferiores. Portanto, a rinite alérgica pode promover ou exacerbar a asma por meio de diferentes mecanismos, nomeadamente, através da rinorreia posterior excessiva que irrita o tracto respiratório inferior ou da respiração bucal que permite que o ar frio e seco entre nos pulmões, aumentando a hiperreatividade brônquica [30]. No entanto, nem todos os
pacientes com rinite têm asma e há diferenças entre rinite e asma [14].
Diagnóstico
O diagnóstico é provável quando dois ou mais dos sintomas clássicos de rinite alérgica, como congestão nasal, rinorreia, espirros e prurido estão presentes há mais de 1 hora na maioria dos dias [31].
Uma história completa e exame físico são muitas vezes suficientes para fazer o diagnóstico.
Os alergénios comuns que devem ser avaliados incluem pólenes, ácaros, fungos, pêlos de animais, pavimentos e fumos.
Relativamente aos testes de alergia, tais como os testes cutâneos ou a avaliação dos níveis de IgE específicos no soro, apenas são realizados a pacientes que tenham um diagnóstico clínico de rinite alérgica e que não respondam ao tratamento empírico ou exigem a identificação do alergénio específico para terapia-alvo [32]. Dentro dos testes
cutâneos, destacam-se o teste de picada (prick), considerado o gold-standard, e o teste intradérmico [33][34].
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Classificação
A rinite alérgica é classificada tendo em conta a duração dos sintomas em intermitente/sazonal (sintomatologia com duração inferior a 6 semanas) ou persistente/perene e tendo em conta a gravidade dos mesmos em leve, moderada ou grave. Os sintomas leves não interferem no sono ou nas atividades da vida diária, enquanto que os sintomas moderados a graves resultam em distúrbios do sono e em comprometimento da atividade laboral [35]. Por exemplo, a congestão nasal é um fator importante que contribui para o comprometimento do desempenho do estudo / trabalho, pois perturba o sono causando fadiga diurna [26].
Impacto da rinite alérgica
Embora a rinite alérgica seja considerada uma condição benigna, tem um impacto económico e social considerável, em termos de absentismo laboral e escolar, e na qualidade de vida [30][36]. Através da análise de vários estudos, estimou-se que tempo de trabalho perdido devido à rinite alérgica foi cerca 3,6% e o comprometimento no desempenho laboral foi cerca de 35,9%, sendo que o fator que teve mais impacto na produtividade foi a gravidade dos sintomas de rinite alérgica, sendo que os distúrbios do sono e os sintomas oculares também a possam afetar [37].
Uma pesquisa prospetiva, revelou que os sintomas relacionados com a rinite alérgica tiveram um impacto significativo no trabalho ou no desempenho escolar em 74% dos pacientes. Os padrões de sono foram afetados em cerca de 50% dos pacientes, enquanto 61% relataram cansaço, 38% irritação e 23,5% mal-estar geral [38].
Esta doença é assim um problema global de saúde pública devido ao seu impacto adverso sobre o sono, funcionamento cognitivo, humor e condições associadas, como asma e sinusite [39][40].
Para além do seu impacto na saúde individual, a rinite alérgica está associada a custos elevados ao nível de cuidados de saúde, na ordem dos biliões de dólares, estimando-se que essa despesa varie entre os dois e os cinco biliões de dólares por ano [32].
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Tratamento
A rinite alérgica é uma doença que ainda não tem cura [41]. Independentemente da abordagem terapêutica, a evicção da exposição a alergénios continua a ser um componente essencial de qualquer plano de tratamento. Em termos terapêuticos utilizam-se anti-histamínicos orais [42], glicocorticóides inalados, os quais constituem o tratamento mais eficaz e de primeira linha para sintomas persistentes leves a moderados
[43] [44], antagonistas dos recetores de leucotrienos e imunoterapia alérgica, sendo este
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Poluição e alergénios
A poluição atmosférica corresponde a uma alteração da qualidade do ar devido a emissões naturais ou antropogénicas de substâncias físicas, químicas e biológicas. Na Europa, corresponde ao fator ambiental com o maior impacto na saúde respiratória [45]. Trata-se de um problema crescente de saúde pública, devido em grande parte ao aumento da população mundial, a qual tem vindo a crescer de forma dramática, estimando-se que será cerca de 9 mil milhões até 2050 [46], e consequentemente, ao aumento das atividades económicas, consumo de energia, atividades industriais e utilização de veículos a motor [47].
A poluição atmosférica tem sido implicada como um dos fatores responsáveis pelo aumento da incidência de doenças alérgicas observadas nos últimos anos [48] [49] e inúmeros estudos clínicos, epidemiológicos e experimentais têm sido realizados desde 1980, para compreender as complexas interações entre a poluição atmosférica e as doenças alérgicas. No entanto, essa interação é atualmente de natureza especulativa, uma vez que existem outros fatores que intervêm e confundem essa associação. Portanto, embora seja plausível que a poluição ambiental desempenhe um papel importante no aumento da prevalência das doenças alérgicas, é muito difícil demonstrar essa associação com base em estudos epidemiológicos [47].
Em termos mundiais, a situação mudou da poluição do tipo I, caracterizada por uma predominância de dióxido de enxofre (SO2) e partículas de poeira pesada, para a
poluição do tipo II, resultante da combustão de produtos derivados do petróleo, com a emissão de componentes orgânicos voláteis, ozono (O3) e material particulado (PM) em
suspensão, incluindo as chamadas partículas de escape diesel (DEPs). Deste modo, a poluição do tipo I correlaciona-se com o aparecimento de problemas inflamatórios ao nível das vias aéreas [50], enquanto a poluição do tipo II encontra-se mais associada ao aparecimento de processos alérgicos [51], embora também sejam possíveis distúrbios respiratórios inflamatórios e irritativos.
A poluição atmosférica atua não só a nível individual, danificando a mucosa das vias aéreas e diminuindo a depuração muco-ciliar, levando assim a uma maior permeabilidade e favorecendo a penetração de alergénios inalados nas mucosas e
14 facilitando o seu acesso e interação com as células do sistema imunológico [52][53][54][55]
[56], iniciando ou exacerbando os sintomas de rinite alérgica e de asma [57] [58] [53], mas
também sobre os alergénios [47][59] [60]. A poluição ambiental induz a alergenicidade do pólen. As evidências científicas mostram que o pólen em zonas altamente poluídas expressa uma maior quantidade de proteínas alergénicas, em comparação com áreas caracterizadas por menor poluição [59]. Portanto, altas concentrações de poluentes atmosféricos podem promover a sensibilização das vias aéreas, atuando como adjuvantes [48][61][62][63].
Em todo o mundo, as principais fontes de poluição atmosférica são a combustão de veículos a motor, a construção, as operações agrícolas e a atividade industrial [2].
Os poluentes mais abundantes na atmosfera das áreas urbanas são o dióxido de nitrogénio (NO2), o ozono e o material particulado [58] [46]. O NO2 tem um efeito
oxidante e geralmente não está associado a alterações notáveis ao nível da função respiratória. Contrariamente, o PM e o O3 induzem sensibilização ao nível das vias
aéreas de indivíduos suscetíveis [52].
Portanto, verifica-se uma associação entre a poluição atmosférica relacionada com o trânsito e a sensibilização alérgica em adultos [49]. No entanto, vários estudos mostram efeitos reduzidos da poluição em indivíduos sem doença alérgica, em relação àqueles com rinite alérgica, eczema, alergia alimentar [64] ou atopia parental [65].
Existem poluentes primários como o NO2, o SO2, o monóxido de carbono (CO) e os
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) e poluentes secundários, como o O3. O
PM, por sua vez, pode ser primário ou secundário, sendo este último, formado a partir de precursores gasosos, principalmente SO2, óxidos de nitrogénio (NOx), amónia (NH3)
e compostos orgânicos voláteis exceto metano (COVNM) [66].
Existem, portanto, inúmeros poluentes atmosféricos, estando as populações sujeitas a misturas complexas de poluentes de diferentes fontes, que podem contribuir conjuntamente para efeitos tóxicos aditivos ou sinérgicos [67]. Para além disso os poluentes atmosféricos podem interagir com fatores climáticos, nomeadamente, temperatura, velocidade do vento, humidade, tempestades, entre outros [46].
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Material particulado
O PM é uma mistura de partículas sólidas e líquidas suspensas no ar, podendo ter diferentes tamanhos, formas e composição química. É um dos principais componentes da poluição atmosférica urbana [58], sendo, o problema mais grave em inúmeras cidades, de acordo com dados da ONU [68].
Divide-se em três frações dependendo do diâmetro aerodinâmico das suas partículas: fração grosseira, PM10-2,5 (2,5-10 μm); fração fina, PM2,5-0,1 (2,5-0,1 μm); fração ultrafina, PM0,1 (≤ 0,1 μm). O tamanho influencia a capacidade do PM penetrar profundamente no pulmão [66]. Assim, a fração grosseira é responsável por alterações nas vias aéreas de maior calibre, enquanto que apenas a fração mais pequena, ultrafina, pode penetrar nos alvéolos. Além de entrarem em tecidos e células ao nível do pulmão, devido ao seu tamanho minúsculo, essas partículas podem passar da circulação sanguínea para todos os outros órgãos [2][69].
O PM, tanto primário como secundário, presente na atmosfera, pode ser transportado por longas distâncias.
A exposição aguda ao PM causa irritação ao nível dos olhos e nariz, fadiga, cefaleias, náuseas e alterações na função respiratória, enquanto que a exposição contínua provoca aumento das secreções, tosse e diminuição da função pulmonar [2]. Para além disso, induz o desenvolvimento de respostas imunes alérgicas, exercendo um efeito adverso direto na saúde humana [70].
Estudos mostraram que o PM está significativamente associado à mortalidade aumentada por doenças respiratórias e cardiovasculares [71], exacerbações de alergias, asma, bronquite crónica e infeção do trato respiratório [72][73].
A principal fonte de poluição atmosférica devido a PM, na Europa, é representada por veículos a motor, nomeadamente aqueles que utilizam o gasóleo/diesel [74]. Embora a combustão ótima do combustível diesel produza apenas água e dióxido de carbono (CO2), na prática essa combustão está incompleta, e uma série de outros gases são
produzidos, tais como CO, NOx, aldeídos, bem como partículas sólidas, incluindo as DEPs. Os motores a diesel geram 10 vezes mais DEPs do que motores a gasolina e 100 vezes mais do que motores a gasolina com conversores catalíticos [74].
16 As DEPs são responsáveis pela maior parte do PM, até 90%, na atmosfera das maiores cidades do mundo [75]. São compostas por um núcleo de carbono sobre o qual os componentes químicos orgânicos de alto peso molecular (CO, NO2, SO2, HAP) e metais
pesados se depositam [76]. Mais de 80% de todos as DEPs são partículas ultrafinas, tendo <0,1 μm de diâmetro, podendo, por isso, penetrar mais facilmente nas vias aéreas e até chegar ao trato respiratório inferior [77], apresentando um grande número de partículas e área de superfície para as vias aéreas por unidade de massa depositada de partículas [78].
Estudos experimentais demonstraram que as DEPs causam sintomas respiratórios e também são capazes de modificar a resposta imunitária em humanos [79]. Elas parecem
exercer um efeito imunológico adjuvante sobre a síntese de IgE em indivíduos atópicos, contribuindo assim para a sensibilização para alergénios atmosféricos [80] [81]. Existem evidências de que indivíduos saudáveis expostos às DEPs apresentaram um maior número de macrófagos alveolares, neutrófilos e linfócitos T no lavado broncoalveolar
[82] e aumento da resistência das vias aéreas comparativamente a indivíduos saudáveis
não expostos [83].
Em relação à doença alérgica mediada por IgE, vários estudos concluíram que as DEPs podem aumentar as respostas alérgicas [84] [85], podendo induzir rinite alérgica e hiperreatividade nasal, bem como inflamação eosinofílica [86]. As DEPs demonstraram igualmente aumentos no número de neutrófilos e plaquetas do sangue periférico, nos níveis de histamina e na expressão de ICAM-1 (molécula de adesão intracelular-1) e VCAM-1 (molécula de adesão de células vasculares-1) [87][88].
Quanto à doença respiratória alérgica relacionada com as DEPs, através do contato físico com as partículas de pólen, as DEPs podem perturbá-las, levando à libertação de partículas paucimicrónicas (aeroalergénios libertados por grãos de pólen), sendo capazes de as absorver, podendo prolongar a sua retenção de modo a proporcionar uma melhor resposta mediada por IgE e de as transportar pelo ar, facilitando assim a penetração nas vias aéreas [89].
As DEPs exercem o seu efeito através de componentes como os HAP [90]. As DEPs são
depositadas nas mucosas das vias aéreas, sendo as células epiteliais e os macrófagos as primeiras células a entrar em contato com elas. Os HAP permitem então uma fácil
17 difusão através das membranas celulares e a ligação ao complexo recetor citosólico. Através da ação nuclear subsequente, os HAP podem modificar o crescimento e os programas de diferenciação das células [79] [90]. As células e os macrófagos epiteliais humanos são capazes de fagocitar as partículas paucimicrónicas levando à produção de citocinas inflamatórias IL-6, IL-8 e GM-CSF [91] [92]. A IL-8, que é aumentada nas lavagens broncoalveolares e nasais de indivíduos alérgicos, desempenha um papel na resposta inflamatória atópica, induzindo a libertação de histamina, extravasamento de plasma, contração do músculo liso das vias aéreas e um consequente aumento da sua hiperreatividade [91][92].
São exemplos de alergénios com os quais as DEPs interagem o Lol p 1 da gramínea, Bet v 1 do vidoeiro [53], Der p 1, Fel d 1 e Can f 1 [93]. Para além disso, também aumentam o
potencial alergénico do pólen da parietária [58].
Um estudo onde os grãos de pólen de Lilium martagon, considerados substâncias não alérgicas foram coletados e expostos a DEPs durante 5 e 10 dias, mostrou que substâncias orgânicas que existem nas DEPs, medeiam a aglomeração de partículas na superfície do pólen e que componentes de DEPs solúveis em água podem induzir alterações que afetam a libertação de proteínas de pólen. Verificou-se que os perfis proteicos de grãos de pólen foram alterados e algumas bandas novas apareceram em grãos de pólen expostos a DEPs, que reagem fortemente com anti-IgE, mas não há banda alergénica em grãos de pólen normais, não expostos a DEPs. Estes resultados indicam que os extratos de pólen, preparados a partir de grãos de pólen frescos, não apresentaram efeitos alergénicos significativos, mas os grãos de pólen que foram expostos a DEPs podem induzir reações cutâneas. O efeito dos extratos de pólen poluídos era cerca de 7-8 vezes mais do que o extrato de pólen normal. Os grãos de pólen de L. martagon têm uma forma ovalar, com 30-35 mm de diâmetro e 60-70 mm de comprimento e o tectum é reticulado. Na superfície dos pólenes não poluídos, não existe nem poeira fina atmosférica, nem aglomeração (Fig. 1). Após a contaminação com DEPs, a cor dos grãos de pólen mudou drasticamente, escurecendo consideravelmente, tornaram-se dobrados e surgem partículas vermiculares acumuladas na sua superfície. Os grãos de pólen foram cobertos com grandes quantidades de DEPs e o tectum foi interrompido (Fig. 2). A interação entre grãos de pólen e PM causou a libertação de constituintes de pólen, as chamadas partículas paucimicrónicas, e uma aglomeração de partículas orgânicas na superfície do pólen [94].
18 Concluindo, as DEPs não só têm efeito tóxico sobre os organismos em relação à indução de alergia, mas também são capazes de causar a libertação de alergénios e induzir a formação de uma nova proteína de pólen (alergénese) [94].
Ozono
O O3 é o principal componente dos oxidantes fotoquímicos, representando até 90% dos
níveis de oxidante total em cidades soalheiras [58], como nas cidades urbanas da área do Mediterrâneo [95].
Figura 1 - Micrografia de varredura de grãos de pólen de Lilium martagon coletados de regiões não
poluídas. Os grãos de pólen são ovalares, tendo um tectum reticulado (1500 x) [94].
Figura 2 – Micrografia de varredura de grãos de pólen de Lilium martagon expostos a DEPs por 5-10
dias. Os grãos de pólen são dobrados, o tectum está interrompido e ocorre aglomeração de partículas em suspensão na superfície do pólen. DEP – partículas de escape diesel. amp – material de pólen aglomerado (1500 x) [94].
19 É gerado ao nível do solo por reações fotoquímicas envolvendo NO2, hidrocarbonetos e
radiações ultravioleta. Portanto, as suas concentrações na atmosfera dependem não apenas do suprimento de substrato, como emissões de NO2 por automóveis, mas
também das condições climáticas. Os dias ensolarados facilitam então a transformação do NO2 em O3, produzindo poluição fotoquímica [58][95].
O O3 ambiental afeta a produção e o conteúdo alergénico do pólen [96], sendo este efeito
reforçado pela radiação ultravioleta [97].
Cerca de 40-60% do O3 inalado é absorvido nas vias aéreas superiores e o restante
atinge as vias aéreas inferiores [52][98].
A exposição ao O3 estimula a síntese de IgE, o que pode aumentar o risco de
sensibilização alérgica em indivíduos predispostos, como por exemplo pacientes que sofrem de rinite alérgica, ao aumentar a concentração de neutrófilos e eosinófilos na mucosa nasal [99] e ao reduzir o limiar de concentração de alergénios capaz de induzir o
aparecimento de sintomas clínicos [98][100]. De facto, verificou-se que a dose média de provocação da ambreira necessária para reduzir o VEF1 em 15% foi significativamente reduzida para cerca de metade da dose de alergénio quando os pacientes foram pré-expostos ao O3 versus pré-exposição ao ar [101].
Vários estudos sugerem que o O3 aumenta a inflamação das vias aéreas e a
permeabilidade epitelial [102][103].
Um outro estudo demonstrou que a exposição anterior a uma concentração de O3
superior ao normal durante um período de tempo prolongado aumentou a capacidade de resposta das vias aéreas ao alergénio administrado por inalação em pacientes alérgicos
[100]. Dados sugerem, então, que a exposição ao O
3 pode estimular os eosinófilos para a
ativação subsequente por alergénios inalados em pacientes atópicos [104].
O O3 é um oxidante poderoso que tem sido associado a danos estruturais persistentes
nas vias aéreas e nos tecidos pulmonares, levando a diminuição da função pulmonar [98],
bem como a aumento nos internamentos por doenças respiratórias e óbitos na Europa e nos EUA [105] [56]. Os efeitos a curto prazo do O
3 sobre a mortalidade diária e doenças
respiratórias são amplamente estudados, enquanto há apenas documentação limitada de efeitos a longo prazo sobre a mortalidade [105][56], devendo esta ser investigada.
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Dióxido de nitrogénio
Estudo realizado para avaliar o efeito da exposição de seis horas ao NO2 na resposta
nasal em fase inicial aos alergénios em pacientes com história de rinite alérgica sazonal mostrou que a exposição aguda ao NO2 nas concentrações encontradas no tráfego
automóvel intenso, pode estimular os eosinófilos para a subsequente ativação por alergénios em indivíduos com história de rinite alérgica [106].
Um outro estudo avaliou o efeito de uma exposição de 4 h a 50-200 p.p.b. de NO2 sobre
a viabilidade, germinação e libertação de proteínas dos grãos de vidoeiro, centeio, amendoim e avelã, verificando que o NO2 modulou o teor de proteína dos grãos de
pólen [58].
Dióxido de carbono
Na presença de altas concentrações de CO2, as plantas aumentam a produção de pólen [47], o que contribui para a exacerbação de doenças alérgicas.
Alergénios
Os alergénios são antigénios que reagem com anticorpos específicos de IgE, induzindo um estado alérgico. Eles são originários de uma ampla gama de animais, insetos, ácaros, plantas ou fungos [107]. As partículas biológicas transportadas pelo ar são libertadas de fontes através do vento, da chuva, de distúrbios mecânicos ou de mecanismos de descarga ativos [2].
A exposição a alergénios biológicos pode levar a infeções respiratórias, sensibilização e doenças respiratórias alérgicas [108].
Para que surjam sintomas respiratórios alérgicos são necessários dois fatores: agentes sensibilizantes e indivíduos geneticamente comprometidos. Relativamente aos agentes sensibilizantes, no caso dos alergénios de pólen, estes além de serem potenciados por poluentes atmosféricos, podem, por si só, desencadear exacerbações agudas e, às vezes, severas de doenças respiratórias alérgicas [22].
21 Os alergénios de pólen provêm principalmente de árvores, gramíneas e ervas daninhas e as suas concentrações no ar variam de acordo com a localização e condições atmosféricas [109], sendo que os mais alergénicos são os de gramíneas, ambrósia e parietária, estando esta última muito presente em meio urbano [58]. As plantas comuns que causam alergia em humanos pertencem à família Gramineae, Betulaceae, Corylaceae, Fagaceae, Oleaceae, Cupressaceae, Urticaceae e Compositae.
Nos últimos anos, o aumento do uso de plantas decorativas em parques, jardins, locais de trabalho e nas casas forneceu novas fontes de alergénios [95].
Partículas paucimicrónicas
Os grãos de pólen são os principais portadores de alergénios de pólen, o que explica o facto de os sintomas típicos de rinite alérgica estarem localizados ao nível dos olhos, nariz e nasofaringe. No entanto, a asma alérgica em pacientes sensíveis ao pólen é uma incógnita, uma vez que os grãos de pólen intactos são considerados grandes demais para penetrar nas vias aéreas inferiores e os sintomas muitas vezes persistem além da época do pólen, ou ocorrem fora da estação. Ou seja, embora o papel alergénico do pólen na patogénese da alergia respiratória sazonal esteja bem estabelecido, a sua penetração nas vias aéreas inferiores e consequente desencadeamento de asma alérgica ainda é controversa [110].
Assim, as partículas de alergénios transportadas pelo ar com diâmetro superior a 10 mm, como todos os grãos de pólen alergénicos, são muito grandes para penetrar nas vias aéreas de pequeno e médio calibre. Portanto, mesmo que seja plausível que, apesar dos princípios aerodinâmicos, um pequeno número de grãos de pólen possa penetrar no trato respiratório inferior, particularmente pela respiração bucal, há evidências da presença na atmosfera de partículas que transportam alergénios muito menores que os grãos de pólen e que podem interagir com os poluentes do mesmo modo que com os grãos de pólen [53] [111]. Devido ao seu tamanho reduzido, essas micropartículas podem então penetrar profundamente nas vias aéreas, induzindo asma em indivíduos suscetíveis.
22 Relativamente à origem exata dessas partículas paucimicrónicas, portadoras de alergénios, esta ainda não foi estabelecida. Podem ser produtos derivados de parte da planta, como folhas ou hastes ou produtos de degradação de grãos de pólen, tais como grânulos de amido. Foram detetadas em folhas e hastes de plantas alergénicas, como a parietária e gramíneas [112].
Como referido anteriormente, os alergénios de grãos de pólen também podem ser transferidos por contato físico ou por eluição na atmosfera com outras partículas pequenas, com as DEPs. Outra possibilidade é que, durante trovoadas ou sob condições húmidas, os grãos de pólen possam libertar, após rutura determinada por choque osmótico, pequenos grânulos de amido (0,5 ± 2,5 mm), que podem atingir as vias aéreas inferiores, provocando então ataques de asma em indivíduos previamente sensibilizados
[53].
Estudo realizado com o objetivo de examinar amostras de ar ambiente de cidades do oeste, centro, norte e sul da Europa, para alergénios de pólen representativos transportados por partículas ambientais, mostrou que os antigénios aéreos de pólenes foram absorvidos e, portanto, transportados por partículas de combustão e partículas de origem vegetal no ar ambiente. Assim, estas partículas não só são transportadoras de alergénios, como também atuam como depósitos de alergénios inalados ao nível das vias aéreas inferiores [48].
23
Urbanização e rinite alérgica
As doenças respiratórias alérgicas têm aumentado em todo o mundo [110], sendo a sua
prevalência e gravidade superior nas áreas urbanas do que em ambiente rural [113]. Assim, nas últimas décadas, verificou-se um aumento destas doenças nos países industrializados [114][115][116], sendo a rinite alérgica extremamente prevalente [10]. É um paradoxo que a maior prevalência de rinite alérgica seja vista nas áreas mais urbanizadas, onde as pessoas provavelmente estão expostas a menores concentrações de alergénios de pólen [117].
Por exemplo, um estudo realizado no Vietnam em adultos entre os 21 e os 70 anos, com o objetivo de estimar a prevalência, padrões de fatores de risco e co-morbilidades da rinite alérgica e sintomas nasais crónicos numa área urbana (Hoankiem) e numa rural (Bavi) no norte do Vietnam (Hanói), mostrou que a rinite alérgica ou sintomas nasais crónicos foram relatados em 50,2%. A prevalência de rinite alérgica foi consideravelmente maior na área urbana em comparação com a rural, 29,6% contra 10,0% (p <0,001) [118].
Outro estudo realizado com adolescentes entre os 13 e 15 anos, mostrou que os que viviam num ambiente periurbano (Lima) tiveram aumento nos níveis de atopia, asma e inflamação das vias aéreas em comparação com os que viviam num ambiente rural (Tumbes). Relativamente à rinite alérgica os adolescentes da área periurbana apresentaram taxas mais elevadas (23%) em comparação com os da área rural (12%)
[119].
Num outro estudo, realizado com o objetivo de determinar como o grau de urbanização afeta a prevalência de sensibilização alérgica e sintomas de rinite em populações idosas, verificou-se que a sensibilização ao alergénio inalador apresentava correlação positiva com o grau de urbanização (17,2% urbano, 9,8% semirrural, rural 6,0%). Os sintomas de rinite mostraram uma correlação positiva com o grau de urbanização (26,8% urbano, 18,2% semirrural, 11,5% rural). Verificaram-se, então, correlações significativas entre o grau de urbanização e os sintomas de rinite e a sensibilização para alergénios inalatórios na população idosa [120].
24 Diversos estudos demonstraram que a urbanização, com altos níveis de emissões de veículos e estilo de vida ocidentalizado estão correlacionados com a frequência crescente de doenças respiratórias alérgicas induzidas por alergénios, nomeadamente de pólenes [121] [89]. Uma vez que este aumento da prevalência ocorreu num período de tempo relativamente curto (desde os anos 60), os fatores genéticos isoladamente são incapazes de explicar este fenómeno [122] [61], sendo os fatores de natureza ambiental importantes neste processo. Assim, o estilo de vida, a exposição a certos alergénios, poluentes ambientais tanto em ambientes fechados (fumo do tabaco) quanto no exterior (poluição atmosférica) e a contaminantes ou a microrganismos, práticas de higiene melhoradas e mudanças climáticas [5] podem contribuir para o seu aumento [47].
Embora a etiologia das doenças alérgicas seja multifatorial [123], vários estudos sugerem
que a poluição atmosférica urbana relacionada com o tráfego, caracterizada por altos níveis de NO2, O3 e PM [47], é um fator importante na indução de alergia [124].
A poluição atmosférica tem mudado extensivamente nos últimos anos, verificando-se uma diminuição drástica ao nível da poluição industrial, mas um aumento da poluição relacionada com o tráfego [125], estando esta provavelmente relacionada com o aumento da prevalência e o agravamento das doenças alérgicas [10][126]. Verifica-se, de facto, que a suscetibilidade a alergénios pode aumentar na presença de produtos químicos e aerossóis [61] ou PM [54].
A grande maioria da população europeia vive em áreas urbanas onde os níveis de PM são muito elevados, excedendo os Padrões de Qualidade do Ar da OMS [127], tendo como consequências, aumento dos sintomas alérgicos, aumento da sensibilização para aeroalergénios comuns e diminuição da função pulmonar [128].
Relativamente à relação entre a exposição a poluentes atmosféricos e o surgimento concreto de rinite alérgica sabe-se que a exposição ao PM pode conduzir a função pulmonar reduzida, irritação das vias aéreas superiores e inflamação das vias aéreas inferiores, levando a rinite alérgica e asma [2].
Relativamente ao O3, vários estudos também demonstraram a relação entre os seus
25 No entanto, apesar das emissões de veículos automóveis serem a principal fonte de NO2
e CO, é importante perceber se estes gases contribuem diretamente para o desenvolvimento de rinite alérgica ou se são simplesmente o melhor marcador de exposição a outros poluentes tóxicos, sendo, por isso, necessários mais estudos para compreender a patogénese da rinite alérgica mediada por estes gases [130].
De facto, um estudo realizado em Taipé, Taiwan, onde a principal de fonte de poluição atmosférica são as emissões de escape automóvel, mostrou uma associação positiva significativa para o aumento da taxa de ocorrência de rinite alérgica e exposição a curto prazo a níveis ambientais elevados de PM10, NO2 e O3, sendo biologicamente plausível
uma associação entre poluição do ar e a ocorrência de rinite alérgica. No entanto, neste estudo a população é homogénea em termos de raça, o que pode restringir a generalização destes achados para outros locais com diferentes características raciais
[130].
Resultados semelhantes, que mostram igualmente que o PM tem um papel importante na alergia, foram obtidos num estudo multicêntrico de Tráfego, Asma e Genética, realizado em 6 coortes de nascimento, mostrando uma associação significativa entre PM 2.5 e rinite alérgica aos 7 e 8 anos de idade [131].
Um outro estudo realizado em Londres, sugere que a poluição atmosférica piora os sintomas de rinite alérgica, levando a aumentos substanciais nas consultas diárias com clínicos gerais. O SO2 e o O3 parecem particularmente responsáveis, cada um deles
contribuindo de forma independente, sendo que o SO2 foi o único que se manteve
altamente significativo na presença de outros poluentes. O SO2, o O3 e, em menor
medida, o NO2 e partículas PM10, foram associados a aumentos significativos no
número de consultas para rinite alérgica, tanto em adultos, como em crianças [132]. Estudo realizado em Copenhaga, numa população de adultos, mostrou que as pessoas que migraram para Copenhaga, considerada a área mais urbanizada da Dinamarca, tiveram um risco significativamente aumentado de desenvolver alergia ao longo de um período de observação de 8 anos em comparação com as pessoas que viveram toda a sua vida em Copenhaga, sem desenvolver alergia. Logo, isto sugere que as mudanças nos fatores ambientais / estilo de vida associados à urbanização, mesmo ocorrendo na vida adulta, induzem desenvolvimento de alergia ou "perda de tolerância" [117].
26 As populações ocidentalizadas e urbanizadas como passam mais tempo em ambientes fechados, onde as concentrações de pólenes são menores em comparação com o ambiente externo de uma área rural, estão provavelmente expostas a menores concentrações de alergénios. A menor exposição a alergénios pode levar à perda de tolerância e ao desenvolvimento de alergia. Teoricamente, o que acontece quando as pessoas migram das áreas rurais para as áreas urbanas, é que elas perdem algumas das doses diárias de alergénios do pólen, o que pode explicar o porquê de aparentemente elas tenderem a desenvolver alergia ou a perder tolerância [117].
Portanto, a hipótese é que a associação entre urbanização e o aumento do risco de alergia pode ser explicada por uma diminuição da exposição a alergénios, como pólenes, levando a uma menor tolerância. Através de efeitos inespecíficos no sistema imunológico, isso também pode levar a uma menor tolerância aos alergénios em geral aumentando a suscetibilidade à doença alérgica [117].
Um estudo mostrou que a prevalência de alergia respiratória era maior em indivíduos que viviam perto de estradas com tráfego intenso do que em indivíduos que vivem em áreas com maiores concentrações atmosféricas de alergénios de pólen, mas com menos tráfego [133]. Presume-se, então, que a poluição atmosférica tem maior peso no desenvolvimento de alergia do que altas concentrações de alergénios de pólen. Contudo estes resultados devem ser interpretados com cautela, uma vez que vários fatores podem afetar estes achados. Contrariamente, um outro estudo realizado na França metropolitana, com pacientes que sofrem de rinite alérgica sazonal grave não tratada e sem complicações, mostra-nos que o aumento da contagem de pólen de gramíneas no ar está relacionado com o agravamento da rinite alérgica sazonal grave, em termos de sintomas clínicos nasais e oculares, não sendo modulado pela poluição do ar. Portanto, a poluição atmosférica não aumentou o risco de rinite alérgica sazonal grave [11].
27
Conclusão
Nas últimas décadas observou-se um aumento da prevalência das doenças alérgicas, particularmente em países desenvolvidos [2], sendo até designada de "epidemia do século XXI" [58]. Para isto, certamente contribuíram a rápida urbanização e industrialização que levaram a um aumento da poluição atmosférica e da consequente exposição da população. No entanto, não se pode afirmar que a poluição do ar é a principal causa do aumento da prevalência da doença alérgica, uma vez que outros fatores relacionados com o indivíduo (como por exemplo imunológicos ou genéticos) ou o ambiente circundante podem desempenhar um papel igualmente importante [47][46]. Relativamente à patogénese das doenças alérgicas diversos estudos concluíram que a poluição atmosférica pode de facto interagir com os alergénios levando a um risco aumentado de sensibilização alérgica e exacerbação de sintomas em indivíduos atópicos. No entanto, os dados atuais são sobretudo baseados em estudos em animais ou in vitro [2]. Portanto, ao nível da população, sabe-se muito pouco sobre este possível efeito sinérgico entre a poluição atmosférica e alergénios, sendo essenciais a realização de novas pesquisas para se perceber o mecanismo subjacente à interação entre a poluição atmosférica urbana e os alergénios e a sua relação com as doenças alérgicas [58]
[2].
Em relação aos poluentes atmosféricos, aqueles que expressam atividade adjuvante quanto à sensibilização contra alergénios comuns e que potenciam os sintomas alérgicos em indivíduos predispostos é o PM, nomeadamente as DEPs, as quais podem ainda transportar moléculas de alergénios de pólen e levar à formação de novas proteínas de pólen, processo designado de alergénese [94]. Apesar de tudo isto, ainda são necessárias pesquisas para entender o modo como o PM afeta a saúde humana [134].
A rinite alérgica trata-se de uma doença crónica grave, afetando não só os pacientes individualmente como toda a sociedade, pois acarreta custos na área da saúde, sendo fulcral alertar as populações para este problema [2]. Desde logo, podemos obter benefícios para a saúde através da sua prevenção que deve começar no início da vida com a adoção de estilos de vida saudáveis e redução dos seus principais fatores de risco.
Em termos mundiais, os governos e organizações internacionais estão a enfrentar um problema crescente relativo aos efeitos respiratórios induzidos por poluentes
28 atmosféricos, mais concretamente aqueles decorrentes de emissões de veículos a motor
[46].
Deste modo, seria importante diminuir os níveis de poluição atmosférica, através da implementação de políticas nesse sentido, como por exemplo dar preferência às energias renováveis [135]. Tratam-se de políticas altamente rentáveis, estimando-se que tenham benefícios trinta vezes superiores ao seu custo [136] [137], benefícios esses ao nível da qualidade do ar, estado de saúde e na exposição a alergénios.
Outra medida importante seria aumentar os espaços verdes urbanos, os quais têm inúmeros benefícios, tais como, minimizar os efeitos negativos da poluição relacionada com os veículos a motor, melhorar o bem-estar psicológico e aumentar a atividade física. Contudo, os espaços verdes também acabam por aumentar as concentrações de aeroalergénios, potenciando a alergia [138]. Portanto, são necessários mais estudos para perceber se os seus benefícios suplantam os seus riscos.
29
Agradecimentos
O Trabalho Final de Mestrado faz parte do finalizar de um percurso de 6 anos, que constitui o curso de Medicina. Trata-se, assim, de mais uma etapa desta longa caminhada que temos que percorrer e ao longo da qual surgem incertezas, desafios, angústias, mas por fim, a felicidade de ver concluída mais uma fase. Apesar deste ser um trabalho individual, inúmeras pessoas contribuíram para o seu sucesso.
Gostaria de agradecer, em primeiro lugar, ao meu orientador, Doutor Marco Alveirinho Simão e ao Professor responsável da Unidade de Otorrinolaringologia, Professor Doutor Óscar Proença Dias, por me terem dado a oportunidade de realizar a Tese de Mestrado nesta área e por me apoiarem no tema por mim escolhido, através dos seus conhecimentos, orientação e confiança que depositaram em mim.
Queria fazer um agradecimento especial à minha mãe que sempre me apoiou durante todo este processo, dando-me motivação, ânimo e incentivo para continuar, sem nunca desistir. Foi, sem dúvida, a minha maior força, aquela que ouviu todos os meus desabafos e que me conseguia sempre mostrar a lado positivo das coisas, trazendo sempre alegria para a minha vida.
Gostaria também de agradecer a toda a minha família, especialmente ao meu pai e irmã, e a todos os meus amigos, amigos de uma vida, amigos que são como irmãos, amigos da faculdade, amigos da residência, pessoas especiais que sempre me acompanharam e a quem agradeço todo o apoio nesta fase da minha vida.
Muito obrigada a todos!
Sara Andreia Góis Morgado
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