Lipopolisaharīds (LPS) ir galvenās sastāvdaļas šūnapvalka gram negatīvām baktērijām (75% no virsmas). LPS ir sarežģītas lipīdu un ogļhidrātu kombinācijas, kas ir ļoti svarīgas baktēriju dzīvotspējas un izdzīvošanas uzturēšanai.
Šīs baktēriju vielas, ko sauc arī par endotoksīniem, tiek izplatītas visās vidēs, sākot no baktērijām augsnē, gaisā, ūdenī un dzīvnieku barībā. No otras puses, tie atrodas zarnu, maksts un orofaringeālā baktēriju florā, piesārņojot ļoti daudzus cilvēka produktus.
LPS ir atrodamas gramnegatīvās baktērijās, piemēram, Pseudomonas aeruginosa. Avots: Y_tambe
Tāpat ņemiet vērā, ka lipopolisaharīdi ir spēcīgi pretiekaisuma vielu, piemēram, citokinīnu, brīvo radikāļu un produktu, kas iegūti no arahidonskābes, induktori.
raksturojums
LPS ir diezgan sarežģītas vielas ar lielu molekulmasu, kas dažādās gramnegatīvo baktēriju grupās ķīmiski atšķiras. Tie ir ļoti saistīti ar leikocītiem, šādā veidā iekļūstot asinīs, pie kuriem tie pielīst, un galvenais mērķis ir makrofāgi.
Citokinīnu ražošana, kas pārsniedz, var izraisīt nopietnus klīniskus apstākļus, piemēram, sepsi un septisku šoku. Turklāt LPS ir iesaistītas citu slimību, piemēram, hemolītiski urēmiskā sindroma, patofizioloģijas modelēšanā.
LPS ir atbildīgas par vardarbīgu iekaisuma reakciju izraisīšanu cilvēkam, tāpēc tie ir toksīni, kas atrodami ķermeņa iekšienē (endotoksīni).
Parasti lipolisaharīdi caur zarnu neiekļūst asinsrites sistēmā saspringto savienojumu dēļ, kas veido zarnu epitēliju. Bet, kad šīs savienības tiek apdraudētas, rodas zarnu caurlaidība, kas izraisa bojājumus un paātrina iekaisuma procesus.
LPS ir imunogeniska un endotoksiska iedarbība, un tās piedalās imūnsistēmas aktivizēšanā un baktēriju pielipšanas starpniecībā. Turklāt tie pārstāv virulences faktoru, kas veicina patogēno procesu un izvairīšanos no imūnās atbildes.
Uzbūve
Attiecībā uz to struktūru var teikt, ka tās ir neviendabīgas molekulas, jo tās sastāv no hidrofilā apgabala, ko veido polisaharīdi, un lipofīlā apgabala, ko sauc par lipīdu A.
Pirmais no tiem ir visvairāk ārējs attiecībā uz baktērijas ķermeni, kas sastāv no liela daudzuma polisaharīdu ar zariem, kas ir arī sarežģīti un ļoti specifiski baktēriju sugām, kas pazīstami arī kā O antigēns. Nākamais nāk polisaharīdu slānis, kas mazāk kompleksi, ko sauc par oligosaharīdu kodolu vai kodolu.
Pēdējā tā tālākajā reģionā ir tādi parasti cukuri kā D-glikoze, D-galaktoze, N-acetil D-glikozamīns un N-acetil D-galaktozamīns, un tā iekšējā daļā ir mazāk izplatīti cukuri, piemēram, heptoze.
Šis polisaharīdu reģions saistās ar molekulas lipīdu daļu (lipīds A) caur 3-keto-2-deksio-oktonskābi (Kdo). Turklāt lipīds A ir kovalenti saistīts ar ārējo membrānu.
A lipīda reģionu veido disaharīds, kas parasti ir bifosforilēts, acilēts ar sešām taukskābēm, kurās var būt 12 līdz 14 oglekļa atomi. To specifiskā un jutīgā veidā atzīst iedzimtas imunitātes komponenti (fagocīti) un pārstāv LPS imūnreaktīvo centru un virulences faktoru.
LPS veidi
Ir LPS, kuru struktūrā ir iepriekšminētie reģioni, lipīda A daļa, oligosaharīda kodols un O antigēns, tos sauc par LPS S vai gludiem lipopolisaharīdiem.
No otras puses, tos, kuros O antigēna nav, sauc par LPS R vai rupjiem lipolisaharīdiem vai arī lipo-oligosaharīdiem.
Iespējas
LPS galvenā funkcija baktērijās ir nodrošināt zināmu pretestību žults gremošanai žultspūslī. Lai arī LPS ir ķīmiski atšķirīgas no fosfolipīdiem, tām ir līdzīgas fizikālās īpašības; Tādā veidā viņi var vienādi piedalīties membrānas veidošanā.
Kaut arī LPS paši par sevi nav toksiski, toksisko efektu izraisa to saistīšanās ar retikulārā endotēlija sistēmas monocītiem vai makrofāgiem. Tas izraisa dažādu vielu, kurām ir pretiekaisuma īpašības, sintēzi un izdalīšanos.
Šīs vielas ietver audzēja nekrozes faktoru (TNF-α), interleikīnus I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, gamma interferonu (IFN-γ, trombocītus aktivizējošo faktoru un dažādus chemokīnus) Šīs sekas rodas arī epitēlija, endotēlija un gludo muskuļu šūnās ar konservatīvāku iedarbību.
LPS ir spēcīgi intravaskulāras koagulācijas aktivatori, kā arī klasiskās un alternatīvās komplementa sistēmas un arahidonskābes blakusproduktu, piemēram, prostaglandīnu, sekrēcijas ceļi.
Viņi arī sensibilizē citas šūnas, pazeminot dažādu agonistu aktivizācijas sliekšņus, kas cita starpā izraisa brīvo radikāļu, piemēram, tādu, kas nesatur skābekli un slāpekli, izdalīšanos, IFN-γ, izdalīšanos.
LPS imūnā atbildē
LPS aktivizē iedzimto imūno reakciju, ko rada tikai LPS un saimnieka mijiedarbība, uzsākot svarīgus mehānismus, piemēram, fagocitozi, ko medijē kodola polimorfi (neitrofīli) un makrofāgi.
No otras puses, tā iejaucas procesos, kas rada iekaisumu, ierosinot pretiekaisuma vielas un aktivizē komplementa sistēmu, ko mediē alternatīvais ceļš. Ja šī iedzimtā imūnā atbilde nav pietiekama, tiek aktivizēta šūnu un humorālā imūnreakcija.
LPS atpazīšana un signalizācija notiek, kad tie tiek atbrīvoti no baktēriju sienas, un tas var notikt, baktērijai nomirstot, vai caur LBP proteīnu (lipopolisaharīdus saistošo proteīnu).
LBP, kas ir plazmas olbaltumviela (lipīdu transferāze), asinīs veido LPS-LBP kompleksus. Tad šis proteīns pārnes LPS uz CD14 molekulu, kas ir pilnībā atbildīga par LPS atpazīšanu un tās bioloģiskās funkcijas starpniecību.
CD14 var būt kā šķīstošs proteīns asinīs vai noenkurots pie šūnu membrānas, kas ekspresē TLR4 (receptoru), kur viņi atsakās no LPS, jo CD14 nevar šķērsot membrānu un sasniegt citoplazmu. Tas tikai novērsīs LPS atbildes ģenerēšanu.
Patoloģijas, kas izraisa LPS
LPS tiek izmantots laboratorijā dažādu apstākļu, piemēram, Alcheimera, multiplās sklerozes, zarnu iekaisuma, diabēta un pat autisma, izpētei, pateicoties tā spējai ātri izraisīt iekaisuma reakcijas. Pacientiem ar šīm slimībām lipolisaharīdu līmenis asinīs ir augsts.
Kad TLR4 pārraida LPS aktivitātes signālus, olbaltumvielu, kas saistītas ar TLR4, piemēram, MD-2, koekspresija veicina signāla optimizāciju, veidojot kompleksu.
Šis komplekss veicina plaša citoplazmas olbaltumvielu tīkla aktivizēšanu un mieloīdās diferenciācijas olbaltumvielu 88. vervēšanu. Tas rada transkripcijas faktoru, piemēram, IRF3 un NF-KB, pārvietošanu, kas piedalās ar ražošanu saistīto gēnu ekspresijā. citokinīnu, kemokīnu un aktivācijas molekulu daudzums.
Tas viss noved pie spēcīgas iekaisuma reakcijas, šūnu aktivizēšanas un regulēšanas mehānismiem, ko medijē IL-10. LPS augstā koncentrācijā var izraisīt drudzi, paaugstinātu sirdsdarbības ātrumu un pat septiskus satricinājumus.
Atsauces
- Kabello, RR (2007). Mikrobioloģija un cilvēku parazitoloģija / Mikrobioloģija un cilvēka parazitoloģija: infekcijas un parazitāro slimību etioloģiskās bāzes / Infekciozo un parazitāro slimību etioloģiskie pamati. Panamerican Medical Ed.
- Hall, JE (2011). Gytona un Hallas mācību grāmata par medicīniskās fizioloģijas e-grāmatu. Elsevier veselības zinātnes.
- Knirel, YA, un Valvano, MA (red.). (2011). Baktēriju lipopolisaharīdi: struktūra, ķīmiskā sintēze, bioģenēze un mijiedarbība ar saimnieka šūnām. Springer Science & Business Media.
- Nelsons, DL, & Cox, MM (2006). Lehingera bioķīmijas principi. 4. izdevums. Eds Omega. Barselona (2005).
- Rabinovičs, GA (2004). Molekulārā imūnpatoloģija: jaunas zāļu robežas: saikne starp biomedicīnas pētījumiem un klīnisko praksi. Pan-American Medical,
- Stenjē, RY, un Villanueva, JR (1996). Mikrobioloģija. Es apgriezos.