ЛИПОЛИЗАХАРИДИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Липополисахаридом (ЛПС) представљају главне компоненте ћелијског зида грам негативних бактерија (75% површине). ЛПС су сложене комбинације липида и угљених хидрата који су веома важни за одржавање одрживости и опстанка бактерија.

Ове бактеријске материје, које се такође називају ендотоксини, дистрибуирају се у свим срединама, од бактерија у земљи, ваздуху, води и животињској храни. С друге стране, оне су присутне у цревној, вагиналној и орофарингеалној бактеријској флори и контаминирају велики избор човекових производа.

ЛПС се налази у грам негативним бактеријама, попут Псеудомонас аеругиноса. Извор: И_тамбе

Такође имајте на уму да су липополисахариди моћан индуктор проупалних супстанци попут цитокинина, слободних радикала и производа који потичу из арахидонске киселине.

карактеристике

ЛПС су прилично сложене материје велике молекулске тежине, које се хемијски разликују између различитих група грам-негативних бактерија. Веома су повезани с леукоцитима, на тај начин када уђу у крв на коју се лепе, а главна мета су макрофаги.

Производња цитокинина у вишку може да изазове озбиљна клиничка стања као што су сепса и септички шок. Поред тога, ЛПС је укључен у моделирање патофизиологије других болести као што је хемолитички уремички синдром.

ЛПС су одговорни за изазивање насилних упалних реакција код људи, због чега су токсини који се налазе у телу (ендотоксини).

Генерално, липолизахариди не улазе у циркулациони систем кроз црева због уских спојева који формирају цревни епител. Али, кад су ови удружени угрожени, долази до пропусности црева, што узрокује оштећења и убрзава упалне процесе.

ЛПС имају имуногено и ендотоксично деловање и учествују у активирању имуног система и у посредовању приањања на бактерије. Уз то, представљају фактор вируленције који доприноси патогеном процесу и утаји имуног одговора.

Структура

Што се тиче њихове структуре, може се рећи да су хетерогени молекули, јер се састоје од хидрофилне регије коју чине полисахариди и липофилне која се зове липид А.

Прва је најиз спољнија у односу на тело бактерије, која се састоји од велике количине полисахарида са гранама, који су такође сложени и веома специфични за врсте бактерија, такође познатих и као антиген О. Следећи слој полисахарида мање комплекси, звани "језгра" или језгра олигосахарида.

Последњи, у свом најудаљенијем региону, садржи уобичајене шећере као што су Д-глукоза, Д-галактоза, Н-ацетил Д-глукозамин и Н-ацетил Д-галактозамин и његов унутрашњи део са мање уобичајеним шећерима, попут хептозе.

Овај полисахаридни регион веже се за липидни део молекула (Липид А) кроз 3-кето-2-дексоциоктонску киселину (Кдо). Надаље, липид А се ковалентно веже на вањску мембрану.

Подручје липида А састоји се од дисахарида који је генерално бисфосфорилиран, ацилиран са шест масних киселина које могу имати 12 до 14 атома угљеника. То препознајемо на специфичан и осетљив начин по компонентама урођеног имунитета (фагоцити) и представља ЛПС имунореактивни центар и фактор вируленције.

Врсте ЛПС

Постоје ЛПС који у својој структури садрже горе поменуте области, део липида А, олигосахаридно језгро и О антиген, они се називају ЛПС С или глатки липополисахариди.

С друге стране, они у којима О антиген није присутан називају се ЛПС Р или груби липолизахариди или такође липо-олигосахариди.

Карактеристике

Главна функција ЛПС-а у бактеријама је пружање одређене отпорности на варење жучи у жучној кесици. ЛПС, иако се хемијски разликују од фосфолипида, имају сличне физичке карактеристике; На тај начин могу на исти начин учествовати у стварању мембране.

Иако ЛПС сами немају токсичност, токсични ефекат је узрокован везањем са моноцитима или макрофазима ендотелног система ретикулума. То изазива синтезу и ослобађање различитих супстанци са протуупалним карактеристикама.

Ове супстанце укључују фактор некрозе тумора (ТНФ-α), интерлеукине И-Л1, И-Л8, ИЛ-12, ИЛ-18, интерферон-гама (ИФН-γ, фактор активирања тромбоцита и разне хемокине) Ови ефекти су такође изазвани у епителним, ендотелним ћелијама и ћелијама глатких мишића са очуванијим ефектима.

ЛПС су снажни активатори интраваскуларне коагулације и класични и алтернативни путеви система комплемента и излучивања нуспроизвода арахидонске киселине као што су простагландини.

Такође сензибилишу друге ћелије снижавањем прагова активације за различите агонисте који индукују ослобађање слободних радикала, попут оних без кисеоника и азота, ИФН-γ, између осталих.

ЛПС у имунолошком одговору

ЛПС активира урођени имуни одговор који настаје само интеракцијом ЛПС-домаћин, покрећући важне механизме попут фагоцитозе посредоване нуклеарним полиморфима (неутрофилима) и макрофазима.

С друге стране, интервенише у процесима који стварају упалу, индукујући про-упалне материје и активира систем комплемента посредован алтернативним путем. Ако овај урођени имуни одговор није довољан, активира се ћелијски и хуморални имуни одговор.

Препознавање и сигнализација ЛПС-а настаје када се ослободе из бактеријског зида, што се може догодити када бактерија умре или кроз ЛБП протеин (протеин који веже липополисахарид).

ЛБП, који је протеин плазме (липид трансфераза), формира ЛПС-ЛБП комплексе у крви. Затим овај протеин преноси ЛПС на молекул ЦД14, који је једини одговоран за препознавање ЛПС и посредовање у његовој биолошкој функцији.

ЦД14 може бити растворљив протеин у крви или усидрен на мембрани ћелија која експримира ТЛР4 (рецептор), где се они одричу ЛПС-а, јер ЦД14 не може прећи мембрану и доћи до цитоплазме. То ће само спречити стварање ЛПС одговора.

Патологије које покрећу ЛПС

ЛПС се користи у лабораторији за истраживање разних стања као што су Алзхеимер-ова болест, мултипла склероза, упална стања црева, дијабетес, па чак и аутизам, због његове способности да брзо изазове упалне реакције. У болесника са овим болестима ниво липолизахарида у крви је висок.

Једном када ТЛР4 трансдуцира сигнале ЛПС активности, коекспресија протеина повезаних са ТЛР4, као што је МД-2, доприноси оптимизацији сигнала, формирајући комплекс.

Овај комплекс фаворизује активирање широке мреже цитоплазматских протеина и регрутовање протеина мијелоидне диференцијације 88. Ово ствара транслокацију транскрипционих фактора као што су ИРФ3 и НФ-КБ, који учествују у експресији гена повезаних са производњом цитокинина, хемокина и активацијских молекула.

Све то доводи до снажне упалне реакције, ћелијске активације и регулаторних механизама посредованих ИЛ-10. ЛПС у високим концентрацијама може изазвати температуру, повећани рад срца, па чак и септичке шокове.

Референце

1. Цабелло, РР (2007). Микробиологија и паразитологија код људи / Микробиологија и паразитологија људи: Етиолошка основа заразних и паразитских болести / Етиолошка основа заразних и паразитских болести. Панамерицан Медицал Ед.
2. Халл, ЈЕ (2011). Гуитон и Халл уџбеник е-књиге медицинске физиологије. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
3. Книрел, ИА и Валвано, МА (ур.). (2011). Бактеријски липополисахариди: структура, хемијска синтеза, биогенеза и интеракција са ћелијама домаћина. Спрингер наука и пословни медији.
4. Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2006). Лехнингерови принципи биохемије. 4. издање Ед Омега. Барцелона (2005).
5. Рабиновицх, ГА (2004). Молекуларна имунопатологија: нове границе медицине: веза између биомедицинских истраживања и клиничке праксе. Панаамеричка медицина,
6. Станиер, РИ, и Виллануева, ЈР (1996). Микробиологија. Преокренуо сам се.