The lipopolysaccharide (LPS) adalah komponen utama dinding sel bakteria negatif gram (75% daripada permukaan). LPS adalah kombinasi kompleks lipid dan karbohidrat yang sangat penting untuk mengekalkan daya maju dan kelangsungan hidup bakteria.
Bahan bakteria ini, juga disebut endotoksin, tersebar di semua lingkungan, dari bakteria di tanah, udara, air dan makanan haiwan. Sebaliknya, mereka terdapat dalam flora bakteria usus, vagina dan orofaring, mencemari pelbagai jenis produk lelaki.
LPS terdapat dalam bakteria gram negatif, seperti Pseudomonas aeruginosa. Sumber: Y_tambe
Perhatikan juga bahawa lipopolysaccharides adalah pemicu kuat bahan pro-radang seperti sitokinin, radikal bebas dan produk yang berasal dari asid arakidonat.
ciri
LPS adalah bahan yang cukup kompleks dengan berat molekul tinggi, yang berbeza secara kimia antara pelbagai kumpulan bakteria gram-negatif. Mereka sangat berkaitan dengan leukosit, dengan cara ini ketika mereka memasuki darah yang mereka ikuti, sasaran utamanya adalah makrofag.
Pengeluaran sitokinin secara berlebihan boleh menyebabkan keadaan klinikal yang serius seperti sepsis dan kejutan septik. Tambahan pula, LPS terlibat dalam memodelkan patofisiologi penyakit lain seperti sindrom uremik hemolitik.
LPS bertanggungjawab menyebabkan reaksi keradangan yang ganas pada manusia, sebab itulah ia adalah racun yang terdapat di dalam badan (endotoksin).
Secara amnya, lipolysaccharides tidak memasuki sistem peredaran darah melalui usus kerana persimpangan yang ketat yang membentuk epitel usus. Tetapi apabila kesatuan ini terganggu, terdapat kebolehtelapan usus, menyebabkan kerosakan dan mempercepat proses keradangan.
LPS mempunyai tindakan imunogenik dan endotoksik dan mengambil bahagian dalam pengaktifan sistem kekebalan tubuh dan dalam memediasi kepatuhan terhadap bakteria. Di samping itu, mereka mewakili faktor virulensi yang menyumbang kepada proses patogen dan penghindaran tindak balas imun.
Struktur
Mengenai strukturnya, dapat dikatakan bahawa mereka adalah molekul heterogen, kerana terdiri dari wilayah hidrofilik yang terdiri dari polisakarida dan wilayah lipofilik yang disebut lipid A.
Yang pertama adalah yang paling luaran berkenaan dengan badan bakteria, yang terdiri daripada sejumlah besar polisakarida dengan cabang, yang juga kompleks dan sangat spesifik untuk spesies bakteria, juga dikenali sebagai antigen O. Seterusnya lapisan lapisan polisakarida kurang kompleks, yang disebut "inti" atau inti oligosakarida.
Yang terakhir ini, di wilayah terluarnya, menyajikan gula biasa seperti D-glukosa, D-Galaktosa, N-asetil D-glukosamin dan N-asetil D-galaktosamin dan bahagian dalamannya dengan gula yang kurang biasa seperti heptosa.
Kawasan polisakarida ini mengikat bahagian lipid molekul (Lipid A) melalui asid 3-keto-2-dexocioctonic (Kdo). Selanjutnya, lipid A terikat secara kovalen ke membran luar.
Kawasan lipid A terdiri dari disakarida yang umumnya bifosforilasi, diasilasi dengan enam asid lemak yang dapat memiliki 12 hingga 14 atom karbon. Ini diakui secara spesifik dan sensitif oleh komponen imuniti bawaan (fagosit) dan mewakili pusat imunoreaktif LPS dan faktor virulensi.
Jenis LPS
Terdapat LPS yang mengandung struktur kawasan tersebut, bahagian lipid A, inti oligosakarida dan antigen O, mereka disebut LPS S atau lipopolisakarida halus.
Sebaliknya, antigen O yang tidak hadir disebut LPS R atau lipolysaccharides kasar atau lipo-oligosakarida.
ciri-ciri
Fungsi utama LPS dalam bakteria adalah memberikan ketahanan terhadap pencernaan hempedu di pundi hempedu. LPS, walaupun berbeza secara kimia dari fosfolipid, mempunyai ciri fizikal yang serupa; Dengan cara ini, mereka dapat mengambil bahagian dengan cara yang sama dalam pembentukan membran.
Walaupun LPS tidak mempunyai ketoksikan dengan sendirinya, kesan toksik disebabkan oleh pengikatannya dengan monosit atau makrofag sistem endotel retikulum. Ini menyebabkan sintesis dan pembebasan pelbagai bahan dengan ciri pro-radang.
Bahan ini termasuk faktor nekrosis tumor (TNF-α), interleukin I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, interferon-gamma (IFN-γ, faktor pengaktifan platelet dan kemokin yang berbeza Kesan ini juga disebabkan oleh sel otot epitelium, endotel dan otot licin dengan kesan yang lebih terpelihara.
LPS adalah penggerak pembekuan intravaskular dan laluan klasik dan alternatif sistem pelengkap dan rembesan produk sampingan asid arakidonat seperti prostaglandin.
Mereka juga memekatkan sel lain dengan menurunkan ambang pengaktifan untuk pelbagai agonis yang mendorong pembebasan radikal bebas seperti yang bebas oksigen dan Nitrogen, IFN-γ, antara lain.
LPS dalam tindak balas imun
LPS mengaktifkan tindak balas imun semula jadi yang dihasilkan hanya melalui interaksi LPS-host, menggerakkan mekanisme penting seperti fagositosis yang dimediasi oleh polimorf nuklear (neutrofil) dan makrofag.
Sebaliknya, ia campur tangan dalam proses yang menghasilkan keradangan, mendorong bahan pro-radang dan mengaktifkan sistem pelengkap yang dimediasi oleh jalan alternatif. Sekiranya tindak balas imun semula jadi ini tidak mencukupi, tindak balas imun selular dan humoral diaktifkan.
Pengecaman dan pemberian isyarat LPS berlaku apabila mereka dilepaskan dari dinding bakteria, yang boleh berlaku apabila bakteria mati atau melalui protein LBP (protein pengikat lipopolisakarida).
LBP, yang merupakan protein plasma (lipid transferase), membentuk kompleks LPS-LBP dalam darah. Kemudian protein ini memindahkan LPS ke molekul CD14, yang bertanggungjawab sepenuhnya untuk mengenali LPS dan memediasi fungsi biologinya.
CD14 dapat menjadi protein larut dalam darah atau berlabuh pada membran sel yang mengekspresikan TLR4 (reseptor), di mana mereka melepaskan LPS kerana CD14 tidak dapat menyeberangi membran dan mencapai sitoplasma. Ini hanya akan menghalang penghasilan tindak balas LPS.
Patologi yang mencetuskan LPS
LPS digunakan di makmal untuk penyiasatan pelbagai keadaan seperti Alzheimer, multiple sclerosis, radang usus, diabetes dan bahkan autisme, kerana kemampuannya untuk memprovokasi reaksi keradangan dengan cepat. Pada pesakit dengan penyakit ini, kadar lipolisakarida dalam darah tinggi.
Setelah TLR4 mentransmisikan isyarat aktiviti LPS, ekspresi bersama protein yang berkaitan dengan TLR4 seperti MD-2, menyumbang untuk mengoptimumkan isyarat, membentuk kompleks.
Kompleks ini menyokong pengaktifan rangkaian protein sitoplasma yang luas dan pengambilan protein pembezaan myeloid 88. Ini menghasilkan translokasi faktor transkripsi seperti IRF3 dan NF-KB, yang turut serta dalam ekspresi gen yang berkaitan dengan pengeluaran sitokinin, kemokin dan molekul pengaktifan.
Semua ini membawa kepada reaksi keradangan yang kuat, pengaktifan sel dan mekanisme peraturan yang dimediasi oleh IL-10. LPS dalam kepekatan tinggi boleh menyebabkan demam, peningkatan degupan jantung, dan juga kejutan septik.
Rujukan
- Cabello, RR (2007). Mikrobiologi dan parasitologi manusia / Mikrobiologi dan Parasitologi Manusia: Etiologi Asas penyakit berjangkit dan parasit / Dasar Etiologi Penyakit Berjangkit dan Parasit. Panamerican Medical Ed.
- Dewan, JE (2011). Buku teks e-Book fisiologi perubatan Guyton and Hall. Sains Kesihatan Elsevier.
- Knirel, YA, & Valvano, MA (Eds.). (2011). Lipopolisakarida bakteria: struktur, sintesis kimia, biogenesis dan interaksi dengan sel inang. Springer Science & Business Media.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi ke-4. Ed Omega. Barcelona (2005).
- Rabinovich, GA (2004). Imunopatologi molekul: sempadan perubatan yang baru: hubungan antara penyelidikan bioperubatan dan amalan klinikal. Perubatan Pan-Amerika,
- Stanier, RY, & Villanueva, JR (1996). Mikrobiologi. Saya terbalik.