lipopolisakarida (LPS) adalah komponen utama dari dinding sel bakteri gram negatif (75% dari permukaan). LPS merupakan kombinasi kompleks lipid dan karbohidrat yang sangat penting untuk menjaga kelangsungan hidup dan kelangsungan hidup bakteri.
Zat bakteri ini, juga disebut endotoksin, didistribusikan di semua lingkungan, mulai dari bakteri di tanah, udara, air, dan makanan hewani. Di sisi lain, mereka hadir dalam flora bakteri usus, vagina dan orofaringeal, mencemari berbagai macam produk manusia.
LPS ditemukan pada bakteri gram negatif, seperti Pseudomonas aeruginosa. Sumber: Y_tambe [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Juga perhatikan bahwa lipopolisakarida adalah penginduksi kuat zat pro-inflamasi seperti sitokinin, radikal bebas dan produk yang berasal dari asam arakidonat.
Indeks artikel
Karakteristik
LPS adalah zat yang cukup kompleks dengan berat molekul tinggi, yang bervariasi secara kimiawi di antara berbagai kelompok bakteri gram negatif. Mereka sangat terkait dengan leukosit, dengan cara ini ketika mereka memasuki darah mereka menempel pada mereka, target utama adalah makrofag.
Produksi sitokinin yang berlebihan dapat menyebabkan kondisi klinis yang serius seperti sepsis dan syok septik. Selanjutnya, LPS terlibat dalam pecaralan patofisiologi penyakit lain seperti sindrom uremik hemolitik.
LPS bertanggung jawab untuk menyebabkan reaksi peradangan hebat pada manusia, itulah sebabnya mereka adalah racun yang ditemukan di dalam tubuh (endotoksin).
Secara umum, liposakarida tidak masuk ke dalam sistem peredaran darah melalui usus karena adanya tight junction yang membentuk epitel usus. Tetapi ketika penyatuan ini terganggu, ada permeabilitas usus, menyebabkan kerusakan dan mempercepat proses inflamasi.
LPS memiliki tindakan imunogenik dan endotoksik dan berpartisipasi dalam aktivasi sistem kekebalan tubuh dan dalam memediasi kepatuhan terhadap bakteri. Selanjutnya, mereka mewakili faktor virulensi yang berkontribusi pada proses patogen dan penghindaran dari respon imun.
Struktur
Mengenai strukturnya, dapat dikatakan bahwa mereka adalah molekul heterogen, karena mereka terdiri dari wilayah hidrofilik yang terdiri dari polisakarida dan yang lipofilik yang disebut lipid A.
Yang pertama adalah yang paling eksternal sehubungan dengan tubuh bakteri, terdiri dari sejumlah besar polisakarida dengan cabang, yang juga kompleks dan sangat spesifik untuk spesies bakteri, juga dikenal sebagai antigen O. Berikutnya adalah lapisan polisakarida kurang kompleks, yang disebut “inti” atau inti oligosakarida.
Yang terakhir, di wilayah terluarnya, menyajikan gula umum seperti D-glukosa, D-Galaktosa, N-asetil D-glukosamin dan N-asetil D-galaktosamin dan bagian dalamnya dengan gula yang kurang umum seperti heptosa.
Wilayah polisakarida ini mengikat bagian lipid dari molekul (Lipid A) melalui asam 3-keto-2-dexocioctonic (Kdo). Selanjutnya, lipid A terikat secara kovalen dengan membran luar.
Daerah lipid A terdiri dari disakarida yang umumnya bifosforilasi, diasilasi dengan enam asam lemak yang dapat memiliki 12 sampai 14 atom karbon. Ini dikenali secara spesifik dan sensitif oleh komponen imunitas bawaan (fagosit) dan mewakili pusat imunoreaktif LPS dan faktor virulensi.
Jenis-jenis LPS
Ada LPS yang dalam strukturnya mengandung daerah-daerah tersebut di atas, bagian lipid A, inti oligosakarida dan antigen O, mereka disebut LPS S atau lipopolisakarida halus.
Sebaliknya, yang tidak memiliki antigen O disebut LPS R atau liposakarida kasar atau juga lipo-oligosakarida.
Fitur
Fungsi utama LPS pada bakteri adalah untuk memberikan resistensi terhadap pencernaan oleh empedu dari kantong empedu. LPS, meskipun secara kimiawi berbeda dari fosfolipid, memiliki karakteristik fisik yang serupa; dengan cara ini, mereka dapat berpartisipasi dengan cara yang sama dalam pembentukan membran.
Meskipun LPS tidak memiliki toksisitas sendiri, efek toksik disebabkan oleh ikatannya dengan monosit atau makrofag dari sistem endotel retikulum. Hal ini menyebabkan sintesis dan pelepasan berbagai zat dengan karakteristik pro-inflamasi.
Zat-zat ini termasuk faktor nekrosis tumor (TNF-α), interleukin I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, interferon-gamma (IFN-, faktor pengaktif trombosit dan kemokin yang berbeda. , sel endotel dan otot polos dengan efek yang lebih awet.
LPS adalah aktivator kuat koagulasi intravaskular dan jalur klasik dan alternatif dari sistem komplemen dan sekresi produk sampingan asam arakidonat, seperti prostaglandin.
Mereka juga membuat peka sel-sel lain dengan menurunkan ambang aktivasi terhadap berbagai agonis yang menginduksi pelepasan radikal bebas seperti yang bebas oksigen dan Nitrogen, IFN-γ, antara lain.
LPS dalam respon imun
LPS mengaktifkan respon imun bawaan yang hanya dihasilkan oleh interaksi LPS-host, menggerakkan mekanisme penting seperti fagositosis yang dimediasi oleh polimorf nuklir (neutrofil) dan makrofag.
Di sisi lain, ia mengintervensi proses yang menghasilkan peradangan, menginduksi zat pro-inflamasi dan mengaktifkan sistem komplemen yang dimediasi oleh jalur alternatif. Jika respon imun bawaan ini tidak cukup, respon imun seluler dan humoral diaktifkan.
Pengenalan dan pensinyalan LPS terjadi ketika mereka dilepaskan dari dinding bakteri, yang dapat terjadi ketika bakteri mati atau melalui protein LBP (protein pengikat lipopolisakarida).
LBP, yang merupakan protein plasma (transferase lipid), membentuk kompleks LPS-LBP dalam darah. Protein ini kemudian mentransfer LPS ke molekul CD14, yang bertanggung jawab penuh untuk mengenali LPS dan memediasi fungsi biologisnya.
CD14 dapat berupa protein yang larut dalam darah atau melekat pada membran sel yang mengekspresikan TLR4 (reseptor), di mana mereka melepaskan LPS karena CD14 tidak dapat melintasi membran dan mencapai sitoplasma. Ini hanya akan mencegah timbulnya respons LPS.
Patologi yang memicu LPS
LPS digunakan di laboratorium untuk pemeriksaan berbagai kondisi seperti Alzheimer, multiple sclerosis, kondisi radang usus, diabetes dan bahkan autisme, karena kemampuannya untuk memicu reaksi peradangan dengan cepat. Pada pasien dengan penyakit ini, kadar liposakarida dalam darah tinggi.
Setelah TLR4 mentransduksi sinyal aktivitas LPS, ekspresi bersama protein yang terkait dengan TLR4 seperti MD-2, berkontribusi untuk mengoptimalkan sinyal, membentuk kompleks.
Kompleks ini mendukung aktivasi jaringan luas protein sitoplasma dan perekrutan protein diferensiasi myeloid 88. Ini menghasilkan translokasi faktor transkripsi seperti IRF3 dan NF-KB, yang berpartisipasi dalam ekspresi gen yang terkait dengan produksi sitokinin, kemokin dan molekul aktivasi.
Semua ini mengarah pada reaksi inflamasi yang kuat, aktivasi seluler dan mekanisme pengaturan yang dimediasi oleh IL-10. LPS dalam konsentrasi tinggi dapat menyebabkan demam, peningkatan denyut jantung, dan bahkan syok septik.
Referensi
- Cabello, RR (2007). Mikrobiologi dan parasitologi manusia / Mikrobiologi dan Parasitologi Manusia: Dasar Etiologi Penyakit Menular dan Parasit / Dasar Etiologi Penyakit Menular dan Parasit . Ed. Medis Panamerika.
- Hall, JE (2011). Guyton and Hall buku teks fisiologi medis e-Book . Ilmu Kesehatan Elsevier.
- Knirel, YA, & Valvano, MA (Eds.). (2011). Lipopolisakarida bakteri: struktur, sintesis kimia, biogenesis dan interaksi dengan sel inang . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Prinsip Biokimia Lehninger . edisi ke-4. Ed Omega. Barcelona (2005) .
- Rabinovich, GA (2004). Imunopatologi molekuler: perbatasan baru kedokteran: hubungan antara penelitian biomedis dan praktik klinis . Medis Pan-Amerika,
- Stanier, RY, & Villanueva, JR (1996). Mikrobiologi . saya terbalik.
