LIPOLISZACHARIDOK: JELLEMZŐK, SZERKEZET, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A lipopoliszacharid (LPS) a gram-negatív baktériumok sejtfalának fő alkotóelemei (a felület 75% -a). Az LPS a lipidek és szénhidrátok komplex kombinációi, amelyek nagyon fontosak a baktériumok életképességének és túlélésének fenntartásában.

Ezek a bakteriális anyagok, más néven endotoxinok, minden környezetben eloszlanak, a talajban, a levegőben, a vízben és az állati táplálékban lévő baktériumoktól. Másrészt, a bél-, hüvelyi és oropharyngealis baktériumflórában vannak jelen, és az emberi termékek nagyon sokféle termékét érintik.

Az LPS megtalálható gram-negatív baktériumokban, mint például a Pseudomonas aeruginosa. Forrás: Y_tambe

Azt is meg kell jegyezni, hogy a lipopoliszacharidok hatékonyan indukálják a gyulladást elősegítő anyagokat, például citokinineket, szabad gyököket és az arachidonsavból származó termékeket.

jellemzők

Az LPS meglehetősen komplex anyagok, nagy molekulatömegű, amelyek kémiailag változnak a gram-negatív baktériumok különböző csoportjai között. Nagyon rokonok a leukocitákkal, így amikor a vérbe kerülnek, ragaszkodnak hozzájuk, fő célpontjuk a makrofágok.

A citokininek felesleges termelése súlyos klinikai állapotokat, például szepszist és szeptikus sokkot okozhat. Ezenkívül az LPS részt vesz más betegségek, például hemolitikus uremiás szindróma patofiziológiájának modellezésében.

Az LPS felelős az emberekben fellépő heves gyulladásos reakciókért, ezért ezek a testben található toxinok (endotoxinok).

Általában a lipoliszacharidok nem kerülnek be a keringési rendszerbe a bélön keresztül a bél hámját képező szoros csomópontok miatt. De ha ezek a szakszervezetek veszélybe kerülnek, akkor a bél permeabilitása károsodást okoz és felgyorsítja a gyulladásos folyamatokat.

Az LPS immunogén és endotoxikus hatású, és részt vesz az immunrendszer aktiválásában és a baktériumokhoz való tapadás közvetítésében. Ezenkívül virulencia faktorot képviselnek, amely hozzájárul a patogén folyamathoz és az immunválasz elkerüléséhez.

Szerkezet

Szerkezetüket tekintve elmondható, hogy heterogén molekulák, mivel poliszacharidokból álló hidrofil régiókból és lipid A nevű lipofil régióból állnak.

Az első a baktériumok teste szempontjából a leginkább külső, amely nagy mennyiségű poliszacharidból áll, ágakkal, amelyek szintén komplexek és nagyon specifikusak a baktériumfajokra, más néven O-antigén. Ezután egy kevesebb poliszacharid réteg jön oligoszacharidok "magjának" vagy magjának nevezett komplexek.

Ez utóbbi a legkülső régiójában szokásos cukrokat, például D-glükózt, D-galaktózt, N-acetil-D-glükozamint és N-acetil-D-galaktozamint tartalmaz, belső része kevésbé általános cukrokkal, például heptózzal.

Ez a poliszacharid régió kötődik a molekula lipid részéhez (A lipid) 3-keto-2-dexocioctonic sav (Kdo) útján. Ezenkívül az A lipid kovalensen kötődik a külső membránhoz.

Az A lipid régió egy diszacharidból áll, amely általában biszfoszforilezett, hat zsírsavval acilezve van, amelyek 12-14 szénatomot tartalmazhatnak. Ezt specifikusan és érzékeny módon felismerik a veleszületett immunitás komponensei (fagociták), és képviselik az LPS immunoreaktív központját és a virulencia faktorot.

Az LPS típusai

Vannak olyan LPS-ek, amelyek szerkezetükben tartalmazzák a fent említett régiókat, az A lipid részét, egy oligoszacharidmagot és az O antigént, ezeket LPS S-nek vagy sima lipopoliszacharidoknak nevezzük.

Másrészt azokat, amelyekben az O antigén nincs, LPS R-nek vagy durva lipoliszacharidoknak vagy lipo-oligoszacharidoknak is nevezzük.

Jellemzők

Az LPS fő ​​funkciója a baktériumokban az, hogy bizonyos mértékű ellenállást biztosítsanak az epe emésztésében az epehólyagban. Az LPS, bár kémiailag különbözik a foszfolipidektől, hasonló fizikai jellemzőkkel rendelkezik; Ilyen módon ugyanúgy részt vehetnek a membrán kialakításában.

Noha az LPS önmagában nem rendelkezik toxikussal, a toxikus hatást a retikulum endothelialis rendszer monocitáival vagy makrofágokkal való kötődése okozza. Ez előidézi a gyulladást elősegítő tulajdonságokkal rendelkező különféle anyagok szintézisét és felszabadulását.

Ezek az anyagok magukban foglalják a tumor nekrózis faktorot (TNF-α), az I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, gamma-interferont (IFN-γ, a vérlemezke aktiváló faktorot és a különböző kemokineket) Ezeket a hatásokat hám-, endotél- és simaizomsejtekben is előidézhetik, amelyek konzerváltabb hatásokkal rendelkeznek.

Az LPS az intravaszkuláris koaguláció, valamint a komplexrendszer és az arachidonsav melléktermékek, például prosztaglandinok szekréciójának klasszikus és alternatív útjai, valamint az arachidonsav szekréciójának klasszikus és alternatív útvonalai aktív aktivátorai.

Szenzibilizálják más sejteket is azáltal, hogy csökkentik az aktiválási küszöböt különféle agonisták számára, amelyek többek között a szabad gyökök, például az oxigéntől és nitrogéntől mentes, IFN-y szabaddá válását indukálják.

LPS az immunválaszban

Az LPS aktiválja a veleszületett immunválaszt, amelyet csak az LPS-gazda kölcsönhatás vált ki, olyan fontos mechanizmusokat indítva, mint például a nukleáris polimorfok (neutrofilek) és makrofágok által közvetített fagocitózis.

Másrészt beavatkozik a gyulladást okozó folyamatokba, előidézi a gyulladást előidéző ​​anyagokat és aktiválja az alternatív útvonal által közvetített komplement rendszert. Ha ez a veleszületett immunválasz nem elegendő, akkor aktiválódik a sejtes és humorális immunválasz.

Az LPS felismerése és jelzése akkor következik be, amikor felszabadulnak a baktérium faláról, ami akkor fordulhat elő, amikor a baktérium meghal, vagy az LBP protein (lipopoliszacharid-kötő protein) révén.

Az LBP, amely egy plazmafehérje (lipid-transzferáz), LPS-LBP-komplexeket alkot a vérben. Ezután ez a protein továbbítja az LPS-t a CD14 molekulához, amely kizárólag az LPS felismeréséért és biológiai funkciójának közvetítéséért felel.

A CD14 oldható fehérje lehet a vérben vagy a TLR4-t (receptor) expresszáló sejtek membránjához rögzítve, ahol feladják az LPS-t, mivel a CD14 nem képes átjutni a membránon és eljutni a citoplazmához. Ez csak megakadályozza az LPS válasz generálását.

Patológiák, amelyek kiváltják az LPS-t

Az LPS-t laboratóriumban különféle állapotok, például Alzheimer-kór, sclerosis multiplex, gyulladásos bélbetegségek, cukorbetegség és akár autizmus kivizsgálására használják, mivel gyorsan képes gyulladásos reakciókat kiváltani. Az ilyen betegségben szenvedő betegekben a lipoliszacharidok szintje a vérben magas.

Amint a TLR4 átadja az LPS aktivitás jeleit, a TLR4-rel kapcsolatos fehérjék, például az MD-2 együttes expressziója hozzájárul a jel optimalizálásához, komplexet képezve.

Ez a komplex elősegíti a citoplazmafehérjék széles hálózatának aktiválását és a mieloid differenciálódó fehérje 88 felvételét. Ez generálja az olyan transzkripciós faktorok áthelyezését, mint például az IRF3 és az NF-KB, amelyek részt vesznek a termeléssel kapcsolatos gének expressziójában. citokininek, kemokinek és aktivációs molekulák.

Mindez egy erős gyulladásos reakcióhoz, a sejtek aktiválásához és az IL-10 által közvetített szabályozó mechanizmusokhoz vezet. Az LPS magas koncentrációban lázot, megnövekedett pulzust és még szeptikus sokkot is okozhat.

Irodalom

1. Cabello, RR (2007). Mikrobiológia és emberi parazitológia / Mikrobiológia és emberi parazitológia: A fertőző és parazita betegségek etiológiai alapjai / A fertőző és parazita betegségek etiológiai alapjai. Panamerican Medical Ed.
2. Hall, JE (2011). Guyton és Hall tankönyv az orvosi fiziológia e-könyvéből. Elsevier Health Sciences.
3. Knirel, YA, és Valvano, MA (szerk.). (2011). Bakteriális lipopoliszacharidok: szerkezet, kémiai szintézis, biogenezis és kölcsönhatás a gazdasejtekkel. Springer Tudományos és Üzleti Média.
4. Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Lehninger Biokémiai alapelvek. 4. kiadás. Ed Omega. Barcelona (2005).
5. Rabinovich, GA (2004). Molekuláris immunopatológia: az orvostudomány új határai: kapcsolat az orvosbiológiai kutatás és a klinikai gyakorlat között. Pán-amerikai orvos,
6. Stanier, RY és Villanueva, JR (1996). Mikrobiológia. Megfordítottam.