LIPOLIZAHARIDI: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Lipopolisaharid (LPS), su glavne komponente stanične stijenke bakterije gram negativnih (75% površine). LPS su složene kombinacije lipida i ugljikohidrata koji su vrlo važni za održavanje održivosti i preživljavanja bakterija.

Te bakterijske tvari, koje se nazivaju i endotoksini, distribuiraju se u svim sredinama, od bakterija u tlu, zraku, vodi i životinjskoj hrani. S druge strane, prisutne su u crijevnoj, vaginalnoj i orofaringealnoj bakterijskoj flori i kontaminiraju veliku raznolikost čovjekovih proizvoda.

LPS se nalazi u gram negativnim bakterijama, kao što je Pseudomonas aeruginosa. Izvor: Y_tambe

Također imajte na umu da su lipopolisaharidi snažni induktori proupalnih tvari poput citokinina, slobodnih radikala i proizvoda dobivenih iz arahidonske kiseline.

karakteristike

LPS su prilično složene tvari velike molekulske težine koje se kemijski razlikuju među različitim skupinama gram-negativnih bakterija. Veoma su povezani s leukocitima, na taj način kada uđu u krv na koju se lijepe, a glavna meta su makrofagi.

Proizvodnja citokinina u višku može uzrokovati ozbiljna klinička stanja poput sepse i septičkog šoka. Nadalje, LPS je uključen u modeliranje patofiziologije drugih bolesti kao što je hemolitički uremički sindrom.

LPS su odgovorni za izazivanje burnih upalnih reakcija kod ljudi, zbog čega su toksini koji se nalaze unutar tijela (endotoksini).

Općenito, lipolizaharidi ne ulaze u cirkulacijski sustav kroz crijeva zbog uskih spojeva koji tvore crijevni epitel. Ali kad su ti sindikati ugroženi, dolazi do propusnosti crijeva, što uzrokuje oštećenja i ubrzava upalne procese.

LPS imaju imunogeno i endotoksično djelovanje te sudjeluju u aktiviranju imunološkog sustava i u posredovanju prianjanja na bakterije. Uz to, predstavljaju faktor virulencije koji doprinosi patogenom procesu i utaji imunološkog odgovora.

Struktura

S obzirom na njihovu strukturu, može se reći da su heterogene molekule, jer se sastoje od hidrofilne regije koju čine polisaharidi i lipofilne regije koja se naziva lipid A.

Prvo je najobičnije s obzirom na tijelo bakterija, sastavljeno od velike količine polisaharida s granama, koji su također složeni i vrlo specifični za vrste bakterija, poznatih i kao antigen O. Slijedi sloj polisaharida manje kompleksi, zvani "jezgra" ili jezgra oligosaharida.

Potonji, u svojoj najudaljenijoj regiji, sadrži uobičajene šećere kao što su D-glukoza, D-galaktoza, N-acetil D-glukozamin i N-acetil D-galaktozamin te njegov unutarnji dio s manje uobičajenim šećerima, poput heptoze.

Ovo polisaharidno područje veže se na lipidni dio molekule (Lipid A) kroz 3-keto-2-deksocioktonsku kiselinu (Kdo). Nadalje, lipid A je kovalentno vezan na vanjsku membranu.

Područje lipida A sastoji se od disaharida koji je općenito bisfosforiliran, aciliran sa šest masnih kiselina koje mogu imati 12 do 14 atoma ugljika. To prepoznaju na specifičan i osjetljiv način komponente urođene imunosti (fagociti) i predstavljaju imunoreaktivni centar LPS i faktor virulencije.

Vrste LPS

Postoje LPS koji u svojoj strukturi sadrže gore spomenute regije, dio lipida A, oligosaharidnu jezgru i O antigen, oni se nazivaju LPS S ili glatki lipopolisaharidi.

S druge strane, oni u kojima O antigen nije prisutan nazivaju se LPS R ili grubim lipolizaharidima ili također lipo-oligosaharidi.

Značajke

Glavna funkcija LPS-a u bakterijama je pružanje određene otpornosti na probavu žuči u žučnom mjehuru. LPS, iako se kemijski razlikuju od fosfolipida, imaju slične fizičke karakteristike; Na taj način mogu na isti način sudjelovati u stvaranju membrane.

Iako LPS ne posjeduju toksičnost, toksični učinak nastaje vezanjem monocita ili makrofaga endotelnog sustava retikuluma. To uzrokuje sintezu i oslobađanje različitih tvari s protuupalnim svojstvima.

Te tvari uključuju faktor nekroze tumora (TNF-α), interleukine I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, interferon-gama (IFN-γ, faktor aktiviranja trombocita i razne hemokine Ti efekti uzrokovani su i u stanicama epitela, endotela i glatkih mišića sa sačuvanijim učincima.

LPS su snažni aktivatori intravaskularne koagulacije i klasični i alternativni putevi komplementnog sustava i izlučivanja nusproizvoda arahidonske kiseline kao što su prostaglandini.

Oni također senzibiliziraju ostale stanice snižavanjem pragova aktivacije za različite agoniste koji induciraju oslobađanje slobodnih radikala, poput onih bez kisika i dušika, IFN-γ, među ostalim.

LPS u imunološkom odgovoru

LPS aktivira urođeni imuni odgovor koji nastaje samo interakcijom LPS-domaćin, pokrećući važne mehanizme poput fagocitoze posredovane nuklearnim polimorfima (neutrofilima) i makrofazima.

S druge strane, intervenira u procesima koji stvaraju upalu, potičući protuupalne tvari i aktivira sustav komplementa posredovan alternativnim putem. Ako ovaj urođeni imuni odgovor nije dovoljan, aktivira se stanični i humoralni imuni odgovor.

Prepoznavanje i signalizacija LPS-a nastaje kada se oslobode s bakterijskog zida, što se može dogoditi kada bakterija umre ili kroz LBP protein (protein koji veže lipopolisaharid).

LBP, koji je protein plazme (lipid transferaza), formira LPS-LBP komplekse u krvi. Tada ovaj protein prenosi LPS na molekulu CD14, koja je jedina odgovorna za prepoznavanje LPS-a i posredovanje njegove biološke funkcije.

CD14 može biti topljiv protein u krvi ili usidren na membrani ćelija koja eksprimira TLR4 (receptor), gdje oni odustaju od LPS-a, jer CD14 ne može prijeći membranu i doći do citoplazme. To će samo spriječiti stvaranje LPS odgovora.

Patologije koje pokreću LPS

LPS se koristi u laboratoriju za istraživanje raznih stanja poput Alzheimerove bolesti, multiple skleroze, upalnih stanja crijeva, dijabetesa, pa čak i autizma, zbog njegove sposobnosti brzog provociranja upalnih reakcija. U bolesnika s ovim bolestima razina lipolizaharida u krvi je visoka.

Jednom kada TLR4 transducira signale LPS aktivnosti, koekspresija proteina povezanih s TLR4, kao što je MD-2, doprinosi optimizaciji signala, tvoreći kompleks.

Ovaj kompleks favorizira aktiviranje široke mreže citoplazmatskih proteina i regrutovanje proteina mijeloidne diferencijacije 88. To stvara translokaciju transkripcijskih faktora poput IRF3 i NF-KB, koji sudjeluju u ekspresiji gena povezanih s proizvodnjom citokinina, hemokina i aktivacijskih molekula.

Sve to dovodi do snažne upalne reakcije, stanične aktivacije i regulatornih mehanizama posredovanih IL-10. LPS u visokim koncentracijama može uzrokovati vrućicu, ubrzani rad srca, pa čak i septičke šokove.

Reference

1. Cabello, RR (2007). Mikrobiologija i parazitologija kod ljudi / Mikrobiologija i parazitologija čovjeka: Etiološka osnova zaraznih i parazitskih bolesti / Etiološka osnova zaraznih i parazitskih bolesti. Panamerican Medical Ed.
2. Hall, JE (2011). Guyton i Hall udžbenik e-knjige medicinske fiziologije. Elsevier Health Sciences.
3. Knirel, YA, i Valvano, MA (ur.). (2011). Bakterijski lipopolisaharidi: struktura, kemijska sinteza, biogeneza i interakcija sa stanicama domaćina. Springer Science & Business Media.
4. Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Lehningerovi principi biokemije. 4. izdanje. Ed Omega. Barcelona (2005).
5. Rabinovich, GA (2004). Molekularna imunopatologija: nove granice medicine: veza između biomedicinskih istraživanja i kliničke prakse. Panaamerička medicina,
6. Stanier, RY, i Villanueva, JR (1996.). Mikrobiologija. Preokrenuo sam se.