LIPOLISACHARIDAI: SAVYBĖS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Lipopolisacharidinis (LPS) yra pagrindiniai komponentai ląstelės sienelės gramneigiamų bakterijų (75% paviršiaus). LPS yra sudėtingi lipidų ir angliavandenių deriniai, kurie yra labai svarbūs palaikant bakterijų gyvybingumą ir išlikimą.

Šios bakterinės medžiagos, dar vadinamos endotoksinais, pasiskirsto visose aplinkose - nuo dirvožemyje, ore, vandenyje ir gyvuliniuose maisto produktuose esančių bakterijų. Kita vertus, jų yra žarnyno, makšties ir burnos ir ryklės bakterijų floroje, užteršiant daugybę įvairių žmogaus produktų.

LPS randama gramneigiamose bakterijose, tokiose kaip Pseudomonas aeruginosa. Šaltinis: Y_tambe

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad lipopolisaharidai yra stiprūs priešuždegiminių medžiagų, tokių kaip citokininai, laisvieji radikalai ir produktai, gauti iš arachidono rūgšties, induktoriai.

charakteristikos

LPS yra gana sudėtingos medžiagos, turinčios didelę molekulinę masę, kurios chemiškai skiriasi įvairioms gramneigiamų bakterijų grupėms. Jie yra labai susiję su leukocitais, tokiu būdu, kai patenka į kraują, jie prilimpa prie jų, pagrindinis taikinys yra makrofagai.

Citokininų gamybos perteklius gali sukelti rimtas klinikines sąlygas, tokias kaip sepsis ir septinis šokas. Be to, LPS dalyvauja modeliuojant kitų ligų, tokių kaip hemolizinis ureminis sindromas, patofiziologiją.

LPS yra atsakingos už žiaurių uždegiminių reakcijų sukėlimą žmonėms, todėl tai yra toksinai, esantys organizme (endotoksinai).

Paprastai lipolisaharidai nepatenka į kraujotakos sistemą per žarnyną dėl sandarių jungčių, sudarančių žarnyno epitelį. Bet kai šios sąjungos yra pažeistos, atsiranda žarnyno pralaidumas, sukeliantis žalą ir pagreitinantis uždegiminius procesus.

LPS turi imunogeninį ir endotoksinį poveikį ir dalyvauja imuninės sistemos aktyvavime bei tarpininkaujant prisirišimui prie bakterijų. Be to, jie yra virulentiškumo veiksnys, prisidedantis prie patogeninio proceso ir imuninio atsako vengimo.

Struktūra

Kalbant apie jų struktūrą, galima pasakyti, kad jos yra nevienalytės molekulės, nes jas sudaro hidrofilinė sritis, sudaryta iš polisacharidų, ir lipofilinė sritis, vadinama lipidu A.

Pirmasis yra labiausiai išorinis bakterijų kūno atžvilgiu, kurį sudaro didelis kiekis polisacharidų su atšakomis, kurie taip pat yra sudėtingi ir labai specifiški bakterijų rūšims, dar vadinamiems O antigenu, o po to patenka mažiau polisacharidų sluoksnis. kompleksai, vadinami oligosacharidų „branduoliu“ arba branduoliu.

Pastarajame, atokiausiame regione, yra įprastų cukrų, tokių kaip D-gliukozė, D-galaktozė, N-acetil D-gliukozaminas ir N-acetil D-galaktozaminas, o jo vidinėje dalyje yra mažiau paplitusių cukrų, tokių kaip heptozė.

Šis polisacharidų regionas jungiasi prie molekulės lipidinės dalies (lipidas A) per 3-keto-2-deksiocioktono rūgštį (Kdo). Be to, lipidas A yra kovalentiškai sujungtas su išorine membrana.

A lipido A regioną sudaro disacharidas, kuris paprastai yra bisfosforilintas, acilintas su šešiomis riebalų rūgštimis, turinčiomis 12–14 anglies atomų. Tai ypatingai ir jautriai atpažįsta įgimto imuniteto komponentai (fagocitai) ir yra LPS imunoreaktyvusis centras ir virulentiškumo faktorius.

LPS tipai

Yra LPS, kurių struktūroje yra minėti regionai, lipido A dalis, oligosacharido branduolys ir O antigenas, jie vadinami LPS S arba lygiais lipopolisaharidais.

Kita vertus, tie, kuriuose nėra O antigeno, yra vadinami LPS R arba grubiais lipolisaharidais arba taip pat lipo-oligosacharidais.

funkcijos

Pagrindinė LPS funkcija bakterijose yra užtikrinti tam tikrą atsparumą tulžies virškinimui tulžies pūslėje. LPS, nors chemiškai skiriasi nuo fosfolipidų, turi panašias fizines savybes; Tokiu būdu jie gali vienodai dalyvauti membranos formavime.

Nors LPS savaime toksiškumo neturi, toksinį poveikį sukelia jų jungimasis su retikulinės endotelinės sistemos monocitais arba makrofagais. Tai sukelia įvairių medžiagų, turinčių priešuždegimines savybes, sintezę ir išsiskyrimą.

Šioms medžiagoms priskiriamas naviko nekrozės faktorius (TNF-α), interleukinai I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, gama interferonas (IFN-γ, trombocitus aktyvinantis faktorius) ir įvairūs chemokinai Šis poveikis taip pat sukelia epitelio, endotelio ir lygiųjų raumenų ląsteles, kurių poveikis yra labiau konservuotas.

LPS yra galingi intravaskulinio krešėjimo aktyvatoriai ir klasikiniai bei pakaitiniai komplemento sistemos ir arachidono rūgšties šalutinių produktų, tokių kaip prostaglandinai, sekrecijos keliai.

Jie taip pat jautrina kitas ląsteles, mažindami įvairių agonistų, kurie skatina laisvųjų radikalų, tokių kaip laisvieji radikalai, tokie kaip be deguonies ir azoto, IFN-γ, aktyvavimo slenksčius.

LPS imuniniame atsake

LPS aktyvuoja įgimtą imuninį atsaką, kurį sukelia tik LPS ir šeimininko sąveika, pajudindama svarbius mechanizmus, tokius kaip fagocitozė, kurią sukelia branduoliniai polimorfai (neutrofilai) ir makrofagai.

Kita vertus, jis įsitraukia į procesus, kurie sukelia uždegimą, sukeldami priešuždegimines medžiagas ir suaktyvina komplemento sistemą, tarpininkaujant alternatyviam keliui. Jei šio įgimto imuninio atsako nepakanka, suaktyvinamas ląstelinis ir humoralinis imuninis atsakas.

LPS atpažinimas ir signalizavimas įvyksta, kai jie išsiskiria iš bakterijos sienelės. Tai gali įvykti mirus bakterijai arba per LBP baltymą (lipopolisaharidus jungiantis baltymas).

LBP, kuris yra plazmos baltymas (lipidų transferazė), sudaro LPS-LBP kompleksus kraujyje. Tada šis baltymas perduoda LPS į CD14 molekulę, kuri yra atsakinga tik už LPS atpažinimą ir jos biologinės funkcijos tarpininkavimą.

CD14 gali būti kaip tirpus baltymas kraujyje arba pritvirtintas prie ląstelių, ekspresuojančių TLR4 (receptorius), membranos, kur jos atsisako LPS, nes CD14 negali kirsti membranos ir pasiekti citoplazmos. Tai tik užkirs kelią generuoti LPS atsakymą.

Patologijos, sukeliančios LPS

LPS yra naudojamas laboratorijoje atliekant tyrimus su įvairiomis ligomis, tokiomis kaip Alzheimerio liga, išsėtine skleroze, uždegiminėmis žarnyno ligomis, cukriniu diabetu ir net autizmu dėl savo sugebėjimo greitai išprovokuoti uždegimines reakcijas. Ligonių, sergančių šiomis ligomis, lipolizacharidų kiekis kraujyje yra didelis.

Kai TLR4 perduoda LPS aktyvumo signalus, baltymų, susijusių su TLR4, pavyzdžiui, MD-2, bendra raiška prisideda prie signalo optimizavimo, sudarydama kompleksą.

Šis kompleksas skatina plataus citoplazminių baltymų tinklo aktyvavimą ir mieloidinio diferenciacijos baltymo 88 įdarbinimą. Tai sukuria transkripcijos veiksnių, tokių kaip IRF3 ir NF-KB, kurie dalyvauja gaminant genų ekspresiją, perkėlimą. citokininų, chemokinų ir aktyvacijos molekulių.

Visa tai lemia stiprią uždegiminę reakciją, ląstelių aktyvaciją ir reguliavimo mechanizmus, kuriuos veikia IL-10. Didelės koncentracijos LPS gali sukelti karščiavimą, padažnėti širdies ritmą ir net septinius šokus.

Nuorodos

1. „Cabello“, RR (2007). Mikrobiologija ir žmogaus parazitologija / Mikrobiologija ir žmogaus parazitologija: infekcinių ir parazitinių ligų etiologiniai pagrindai / Infekcinių ir parazitinių ligų etiologiniai pagrindai. Panamerican Medical Ed.
2. Salė, JE (2011). Gytono ir Hallo medicinos fiziologijos e-knygos vadovėlis. Elsevier sveikatos mokslai.
3. „Knirel“, YA, ir „Valvano“, MA (red. Past.). (2011). Bakteriniai lipopolisaharidai: struktūra, cheminė sintezė, biogenezė ir sąveika su ląstelėmis-šeimininkėmis. „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
4. Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2006). Lehningerio biochemijos principai. 4-asis leidimas. Edas Omega. Barselona (2005).
5. Rabinovičius, GA (2004). Molekulinė imunopatologija: naujos medicinos ribos: ryšys tarp biomedicininių tyrimų ir klinikinės praktikos. Visos Amerikos medicina,
6. Stanier, RY, ir Villanueva, JR (1996). Mikrobiologija. Aš atbuline eiga.