IMPORTANCIA DE LAS ENZIMAS EN EL ASMA OCUPACIONAL

Dr. Eloy Losada Cosmes.
Jefe Sección de Alergia Hospital Ramón y Cajal. (Madrid).

INTRUDUCCIÓN

De entre los muchos agentes etiológicos de Asma ocupacional conocidos, las enzimas forman uno de los grupos más importantes.
A su alto poder sensibilizante, se une su frecuencia cada vez más llamativa. Por otra parte, su alto peso molecular hace que sean un modelo perfecto para estudiar los mecanismos de hipersensibilidad,- Ig E mediados-, implicados en la patogenia del Asma ocupacional.
Las cifras conocidas de prevalencia de sensibilización en las personas expuestas superan, con mucho, las admitidas para alergenos convencionales. En la misma medida la aparición de síntomas clínicos, - Rinitis ó Asma -, en los trabajadores expuestos y sensibilizados, son llamativamente altos.
Por otra parte existe actualmente un interés creciente en estudiar y conocer la actividad enzimática de los alergenos comunes que inducen cuadros alérgicos. Algunos de los alergenos principales de los acaros, pólenes, excretas de animales, entre otros, han sido reconocidos como enzinas.
Las posibilidades de sensibilización a enzimas desborda el ámbito laboral. Su utilización, no solo a nivel industrial (industria farmacéutica y alimentaria), hace que otras vías puedan ser responsables de sensibilización y de aparición de sistemas clínicos. Así, se han descrito anafilaxias por ingesta de carne que contenía papaína y conjuntivitis por el uso de líquidos limpiadores de lentillas que contienen igualmente papaína. No podemos olvidar los cuadros anafilacticos inducidos por el uso de quimopapaina en el tratamiento de la hernia de disco.
En el tema que nos ocupa, la vía inhalativa es la importante, pero, como alergólogos, no podemos olvidar que se pueden producir sensibilizaciones por otras vías (digestiva, cutánea o percutáneas).
Numerosas enzimas han sido descritas como responsables de inducir cuadros de Asma Ocupacional: Tripsina, Bromelina, Papaina, Peptinasa, Pepsina, Celulasa, Flaviastasa, Lipasa, Alfaamilasa, Subtilisinas, Xilanasa, etc.(1)
Los más importantes por su frecuencia, o porque han sido estudiados más intensamente en nuestro país, serán descritos más adelante.

ORIGEN DE LAS ENZIMAS Y USOS MAS FRECUENTES.

El origen de las enzimas es muy diverso. Algunas tienen origen vegetal, como la Papaina y la Bromelina, que se obtienen de la papaya y de la piña, respectivamente. Otras tienen origen micógeno y como la alfa amilasa que procede del Aspergillus Orizae, o la celulasa del Aspergillus Niger. Otros proceden de bacterias, siendo las más conocidas las enzimas derivadas del bacilus subtilis (subtilisinas A y B). De órganos de animales (páncreas de cerdo) se obtienen, igualmente, tripsina, alfaamilasa y lipasa, etc etc.
Los usos de las enzimas son numerosas y algunas de ellas, como la papaína, heterogéneos y dispares (Tabla 1). Pero básicamente, dos son las principales fuentes de exposición laboral, pero no únicas y por tanto las responsables de inducir cuadros de asma ocupacional: lNDUSTRIA FARMACEUTICA Y ALIMENTARIA, donde se utilizan como parte integrante de algunos medicamentos y como aditivos o mejorantes del pan, respectivamente. No debemos olvidar el uso de enzimas en la industria de detergentes, y el importante papel de los mismos como desencadenantes de asma ocupacional en los trabajadores expuestos a detergentes biológicos.

ENZIMAS DERIVADOS DEL B. SUBTILIS.

Del B. subtilis se obtienen enzimas proteolíticas, denominadas genéricamente subtilisinas de los que la alcalasa y amaxatasa presentan actividad enzimatica en un rango de pH y temperatura amplios. Por su capacidad para eliminar las manchas de proteínas son adecuados para formar parte de los llamados detergentes biológicos.
Dentro de la subtilinas, se describieron dos grupos, los subtilinas de tipo A y de tipo B. Todos eran peptidasas alcalinas estables al color; existen otras enzimas (amilasa) en los preparados enzimaticos comercializados en los detergentes biológicos.
En la década de los 60 tanto en Europa como en USA el empleo de estos detergentes biológicos era enorme, hasta el punto que el 70% de los detergentes utilizados contenían estas enzimas.
A los pocos años de iniciar su utilización aparecieron las primeras publicaciones acerca de la sensibilización a estas enzimas en Inglaterra. En 1969 aparece el primer trabajo de FLINDT (2) en el que describe a 20 trabajadores, de una industria de detergentes, sensibilizados a estas enzimas. En el mismo año aparece un trabajo de PEPYS (3) en el que describe que el 21% de los trabajadores de una empresa expuestos estaban sensibilizados y que el periodo de latencia había sido de 6 meses. Describió los síntomas pulmonares como reacciones tipo III (alveolitis alérgica extrínseca), ya que había encontrado precipitinas en el suero de estos pacientes hecho no confirmado posteriormente. Se describieron igualmente cuadros de asma por estas enzimas en personas que utilizaban en su domicilio detergentes biológicos. Estas publicaciones crearon un estado de inquietud social y médica, hasta el punto de aparecer debates intensos entre los productores industriales y los médicos. Este hecho dio lugar a instaurar medidas preventivas importantes.
La encapsulación de las enzimas, con el fin de disminuir su capacidad para producir polvo, hizo que se produjera una disminución muy importante en el número de los trabajadores sensibilizados y con clínica de asma bronquial.
Se puede afirmar en este caso, que la aplicación de correctas medidas de control ambiental y la modificación del sistema de producción, ha sido suficiente para que un problema de gran importancia médica dejara de serlo.

ENZIMAS DE ORIGEN VEGETAL: PAPAINA Y BROMELINA.

PAPAINA.
La papaína es una enzima proteolítica obtenida de la Carica papaya, con un peso molecular de 23.000 daltons.
Por su amplio uso y su gran capacidad sensibilizante es, sin duda, una de las enzimas más importantes como agente etiológico de asma ocupacional.
Sus usos y aplicaciones son numerosos (Tabla I), por lo que fuera del ámbito laboral se pueden producir sensibilizaciones. Así se han descrito casos de anafilaxia por comer hamburguesas a los que se añade papaína como ablandador de la carne, o conjuntivitis intensas por el uso de papaína como limpiador de las lentes de contacto, o incluso, su uso como aclarador de la cerveza, ha producido reacciones alérgicas al ingerir dicha bebida.
Sin embargo, la fuente de exposición más importante es la industria farmacéutica. La papaína se utiliza en forma de polvo en diversas preparaciones medicamentosas, siendo la vía inhalatoria la vía sensibilizante más importante.
Aunque existen publicaciones de sensibilización a papaína de hace ya más de 50 años (4) (5), fue a finales de la década de los 70, cuando aparecieron importantes publicaciones internacionales sobre el destacado papel etiológico de la papaína en el asma ocupacional y el alto poder sensibilizante de esta enzima, demostrándose en todos ellos la implicación patogénica de un mecanismo Ig E mediado.
Se confirmó igualmente la alta prevalencia de sensibilización en los trabajadores expuestos.
Tarlo (6), Baur (7) (8), Novey (9) y Flindt (10) fueron los autores de los primeros trabajos, coincidiendo todos ellos en que la sensibilización a papaina en trabajadores expuestos podría alcanzar al 30-40% de ellos.(1 1)
La aportación española al conocimiento del asma ocupacional inducido por papaina no ha sido pequeña.
En la década de los 80 aparecen los primeros trabajos que continuaron en los años posteriores. Nuestro grupo (12) (13) (14) realizó por aquellos años un estudio epidemiológico en una industria farmacéutica en la que se elaboraban medicamentos que contenian diversas enzimas, entre ellas, papaína. De los 83 trabajadores que participaron en el estudio, en 26 de ellos los test cutáneos con papaína eran positivos (31%) y la Ig-E especifica era significativamente más elevada en el grupo de trabajadores expuesto que en el grupo utilizado como control; y dentro de los expuestos existían igualmente diferencias altamente significativas en aquellos con test cutáneos positivos frente a los expuestos con tests cutaneos negativos. En los tests de provocación inhalativa realizados se obtuvieron respuestas inmediatas y, a veces, duales.
Otros autores españoles han realizado, igualmente aportaciones importantes (15) confírmando el alto poder sensibilizante de esta enzima.

BROMELINA.
La bromelina es otra de las enzimas de origen vegetal implicado como agente etiológico del asma ocupacional.
Se obtiene de la Ananas Comosus (piña americana); tiene, como la papaína, actividad proteolitica y un peso molecular de 33.000 daltons.
La utilización como integrante de medicamentos antidispépticos hace que la industria farmacéutica sea la principal fuente de exposición.
La primera publicación de asma ocupacional por bromelina apareció en 1978 (16), demostrándose que una respuesta Ig E mediada era la responsable del cuadro clínico. Unos años más tarde aparecieron las primeras publicaciones españolas (12).
Baur (7) demostró la existencia de reactividad cruzada entre papaína y bromelina, hecho confirmado por nuestro equipo (13), lo que confiere a la papaína y bromelina peculiaridades clínicas e imnunológicas muy interesantes.
En el estudio efectuado por nosotros y citado anteriormente (12,13), en 18 de los trabajadores que participaron en el estudio, tenían tests cutáneos positivo con bromelina e Ig-E específica y, sin embargo, ninguno de ellos estaba expuesto a bromelina, pero sí a papaína.
En nuestros pacientes, la provocación bronquial con bromelina inducía respuestas inmediatas y, en algunos casos, respuestas duales.

ENZIMAS DE ORIGEN MICOGENO: CELULASA Y ALFA-AMILASA

CELULASA
Es una enzima de origen diverso, aunque se obtiene fundamentalmente de hongos: Aspergillus niger y Trichoderma viride.
Se utiliza en la industria farmacéutica como medicamento para ayuda digestiva y en la industria alimenticia como aditivo o mejorante de productos de panadería o para separar fracciones protéicas o componentes de otros alimentos.
Nuestro grupo describió, por primera vez, el papel etiológico de esta enzima en el asma ocupacional. Se trataba de dos trabajadores de la industria farmacéutica, expuestos a polvo de diversas enzimas, en los que se demostró que estaban sensibilizados a celulasa (tests Cutáneos e Ig-E especifica positivos), y en el test de provocación bronquial especifíca se obtuvieron en ambos casos respuestas inmediatas (17).
En dicho trabajo se demostró un hecho, en nuestra opinión importante: La existencia de reactividad cruzada entre la enzima (celulasa) y el hongo productor (A. Niger).
Unos años más tarde aparecen publicaciones sobre la influencia de esta enzima en el asma del panadero. (18) (19) (20) (21). Entre el 5-24% de los pacientes con asma del panadero están sensibilizados a enzimas de origen micógeno (18) y el 10% de un grupo de 247 panaderos sintomáticos tenia un (Rast) positivo a hemicelulasa obtenida del Aspergillus niger (22).
Estos datos y los recogidos en otras publicaciones posteriores indican el cada vez más importante papel de esta enzima como agente etiologico de asma ocupacional.

ALFA-AMILASA
De todas las enzimas conocidas, probablemente la alfa-amilasa, sea desde el punto de vista alergológico, la más importante. Su poder sensibilizante elevado y su utilización tanto en la industria farmacéutica como, y especialmente, en la industria alimentaria, donde cada vez se utiliza más como mejorante de productos de panadería, favorece la aparición de sensibilizaciones a dicha enzima. Las publicaciones aparecidas en los últimos años son numerosas.
Tienen orígenes diversos: Órganos de animales, bacterias y hongos. La más conocida es sin duda la derivada del aspergillus oryzae. Tiene un peso molecular de 51.000 daltons. Es la enzima glucolítica que cataliza la hidrólisis de los grupos 1-4 glucósidos de los carbohidratos.
En la industria farmacéutica se utiliza por su actividad antidispéptica y antiinflamatoria, y en la industria de la panaderia tiene amplio uso como mejorante del pan y productos de bolleria.
Flindt (10), en 1979, fue el primero en describir asma ocupacional por alfa-amilasa; basó el diagnóstico en la historia clínica y en el resultado de los tests cutáneos. Pocos años después Wiessman y Baur (23) describen la sensibilización a alfa-amilasa de origen pancreático en un grupo de trabajadores expuestos, y nuestro grupo (24) presentó una comunicación con 2 trabajadores de la industria farmacéutica con asma ocupacional por alfa-amilasa del aspergillus oryzae. En ambos casos se demostró un mecanismo Ig-E mediado y los tests de provocación bronquial fueron positivos. Unos años más tarde publicamos los resultados de un estudio realizado con 83 trabajadores de la industria farmacéutica, expuestos a enzimas, en los que, en 26 de ellos existían test cutáneos positivos a alfa-amilasa e Ig-E especifica (25). Los test de provocación bronquial realizados en 14 trabajadores fueron positivos en todos los casos. Recientemente otras aportaciones han aparecido (26) sobre la sensibilización a diversas preparaciones de alfa-amilasa.
En la industria alimentaria, se empezó a valorar el papel importante de esta enzima en el asma del panadero, con los trabajos de Baur (27) (28) y Birnbaum (29). En los ultimos años han sido numerosos los trabajos confirmando estos hallazgos y la importancia de la alfa-amilasa como agente etiológico del asma del panadero.
La aportación española en los últimos años en este campo ha sido no sólo numerosa sino importante. Blanco Carmona y colaboradores (30) publican el caso de un paciente con asma del panadero, en el que la alfa-amilasa es el agente responsable. Quirce y colaboradores (21) publican un número más amplio de trabajadores expuestos a harina de cereales, en los que se confirma la existencia de sensibilización a enzimas, alfa-amilasa y celulasa fungicas. Blanco Carmona y colaboradores (31) publican una serie de 7 casos de asma ocupacional en panadería por sensibilización a alfa-amilasa del aspergillus orizae. Otros autores españoles han hecho aportaciones interesantes en este campo (32) (33).
No podemos olvidar las importantísimas aportaciones realizadas en este campo del asma del panadero por la Dra. Alicia Armentia (34) (35) que investiga el papel de estas enzimas y a un inhibidor de la alfa amilasa como agentes importantes en la etiología de este cuadro.
Es posible que algunos trabajos españoles hayan quedado fuera de esta revisión bibliográfica, mís disculpas por ello.

BIBLIOGRAFIA
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