Das Lipopolysaccharide (LPS) sind die wichtigsten Bestandteile der Zellwand von gramnegativen Bakterien (75% der Oberfläche). LPS sind komplexe Kombinationen von Lipiden und Kohlenhydraten, die für die Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit und des Überlebens von Bakterien sehr wichtig sind.
Diese bakteriellen Substanzen, auch Endotoxine genannt, sind in allen Umgebungen verbreitet, von Bakterien in Boden, Luft, Wasser und tierischen Lebensmitteln. Andererseits sind sie in der Darm-, Vaginal- und Oropharyngealbakterienflora vorhanden und kontaminieren eine Vielzahl von Produkten des Menschen..
Beachten Sie auch, dass Lipopolysaccharide starke Induktoren entzündungsfördernder Substanzen wie Cytokinine, freie Radikale und von Arachidonsäure abgeleitete Produkte sind..
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LPS sind recht komplexe Substanzen mit hohen Molekulargewichten, die sich chemisch zwischen den verschiedenen Gruppen von gramnegativen Bakterien unterscheiden. Sie sind sehr verwandt mit Leukozyten. Auf diese Weise haften sie beim Eintritt in das Blut an ihnen, wobei das Hauptziel Makrophagen sind.
Die Produktion von Cytokininen im Überschuss kann schwerwiegende klinische Zustände wie Sepsis und septischen Schock verursachen. Darüber hinaus sind LPS an der Modellierung der Pathophysiologie anderer Krankheiten wie dem hämolytischen urämischen Syndrom beteiligt..
LPS sind verantwortlich für heftige Entzündungsreaktionen beim Menschen, weshalb es sich um im Körper vorkommende Toxine handelt (Endotoxine)..
Im Allgemeinen gelangen Lipolysaccharide aufgrund der engen Verbindungen, die das Darmepithel bilden, nicht über den Darm in das Kreislaufsystem. Wenn diese Gewerkschaften jedoch beeinträchtigt werden, besteht eine Darmpermeabilität, sie verursachen Schäden und beschleunigen Entzündungsprozesse.
LPS haben eine immunogene und endotoxische Wirkung und sind an der Aktivierung des Immunsystems und an der Vermittlung der Adhäsion an Bakterien beteiligt. Darüber hinaus stellen sie einen Virulenzfaktor dar, der zum pathogenen Prozess und zur Umgehung der Immunantwort beiträgt..
In Bezug auf ihre Struktur kann gesagt werden, dass es sich um heterogene Moleküle handelt, da sie aus einer hydrophilen Region bestehen, die aus Polysacchariden besteht, und einer lipophilen Region, die als Lipid A bezeichnet wird.
Das erste ist das äußerste in Bezug auf den Körper des Bakteriums, das aus einer großen Menge von Polysacchariden mit Zweigen besteht, die ebenfalls komplex und sehr spezifisch für die Bakterienart sind, die auch als O-Antigen bekannt ist. Als nächstes kommt eine Schicht aus Polysaccharide weniger Komplexe, genannt "Kern" oder Kern von Oligosacchariden.
Letzteres weist in seiner äußersten Region übliche Zucker wie D-Glucose, D-Galactose, N-Acetyl-D-Glucosamin und N-Acetyl-D-Galactosamin und seinen inneren Teil mit weniger verbreiteten Zuckern wie Heptosen auf.
Diese Polysaccharidregion bindet über 3-Keto-2-dexocioctonsäure (Kdo) an den Lipidteil des Moleküls (Lipid A). Zusätzlich ist Lipid A kovalent an die äußere Membran gebunden.
Die Region von Lipid A besteht aus einem Disaccharid, das im Allgemeinen bisphosphoryliert und mit sechs Fettsäuren acyliert ist, die 12 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisen können. Dies wird auf spezifische und empfindliche Weise von Komponenten der angeborenen Immunität (Phagozyten) erkannt und repräsentiert das immunreaktive Zentrum von LPS und einen Virulenzfaktor..
Es gibt LPS, die in ihrer Struktur die vorgenannten Regionen, den Teil von Lipid A, einen Kern von Oligosacchariden und das Antigen O enthalten, sie werden LPS S oder glatte Lipopolysaccharide genannt.
Andererseits werden diejenigen, in denen das O-Antigen fehlt, als LPS R oder raue Lipolysaccharide oder auch Lipo-Oligosaccharide bezeichnet..
Die Hauptfunktion von LPS in Bakterien besteht darin, einen gewissen Widerstand gegen die Verdauung durch die Galle der Gallenblase bereitzustellen. Obwohl sich LPS chemisch von Phospholipiden unterscheidet, weisen sie ähnliche physikalische Eigenschaften auf. auf diese Weise können sie auf die gleiche Weise an der Bildung einer Membran beteiligt sein.
Obwohl LPS selbst keine Toxizität aufweisen, wird die toxische Wirkung durch ihre Bindung an Monozyten oder Makrophagen des Endothelsystems des Retikulums verursacht. Dies bewirkt die Synthese und Freisetzung verschiedener Substanzen mit entzündungsfördernden Eigenschaften..
Diese Substanzen umfassen Tumornekrosefaktor (TNF-α), Interleukine I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, Interferon-Gamma (IFN-γ, Thrombozytenaktivierungsfaktor und verschiedene Chemokine). Diese Effekte werden auch im Epithel verursacht , endotheliale und glatte Muskelzellen mit konservierteren Wirkungen..
LPS sind starke Aktivatoren der intravaskulären Gerinnung und der klassischen und alternativen Wege des Komplementsystems und der Sekretion von Arachidonsäure-Nebenprodukten wie Prostaglandinen..
Sie sensibilisieren auch andere Zellen, indem sie die Aktivierungsschwellen gegenüber verschiedenen Agonisten senken, die die Freisetzung von freien Radikalen induzieren, wie z. B. solchen, die frei von Sauerstoff und Stickstoff, IFN-γ, sind..
LPS aktiviert die angeborene Immunantwort, die nur durch die LPS-Wirt-Wechselwirkung erzeugt wird, und setzt wichtige Mechanismen wie die durch Kernpolymorphe (Neutrophile) und Makrophagen vermittelte Phagozytose in Gang..
Andererseits greift es in die Prozesse ein, die Entzündungen erzeugen, entzündungsfördernde Substanzen induzieren und das durch den alternativen Weg vermittelte Komplementsystem aktivieren. Wenn diese angeborene Immunantwort nicht ausreicht, wird die zelluläre und humorale Immunantwort aktiviert..
Die Erkennung und Signalisierung von LPS erfolgt, wenn sie aus der Bakterienwand freigesetzt werden. Dies kann auftreten, wenn das Bakterium stirbt oder durch das LBP-Protein (Lipopolysaccharid-Bindungsprotein)..
LBP, ein Plasmaprotein (Lipidtransferase), bildet im Blut LPS-LBP-Komplexe. Dann überträgt dieses Protein das LPS auf das CD14-Molekül, das allein für die Erkennung von LPS und die Vermittlung seiner biologischen Funktion verantwortlich ist..
CD14 kann als lösliches Protein im Blut vorliegen oder an der Membran von Zellen verankert sein, die TLR4 (Rezeptor) exprimieren, wo sie LPS abgeben, da CD14 die Membran nicht passieren und das Zytoplasma nicht erreichen kann. Dies verhindert nur die Erzeugung der LPS-Antwort..
LPS wird im Labor zur Untersuchung verschiedener Erkrankungen wie Alzheimer, Multipler Sklerose, entzündlichen Darmerkrankungen, Diabetes und sogar Autismus eingesetzt, da es schnell Entzündungsreaktionen auslösen kann. Bei Patienten mit diesen Krankheiten ist der Gehalt an Lipolysacchariden im Blut hoch..
Sobald TLR4 die Signale der LPS-Aktivität transduziert, trägt die Koexpression von mit TLR4 verwandten Proteinen wie MD-2 zur Optimierung des Signals bei und bildet einen Komplex.
Dieser Komplex begünstigt die Aktivierung eines breiten Netzwerks von cytoplasmatischen Proteinen und die Rekrutierung des myeloischen Differenzierungsproteins 88. Dies erzeugt die Translokation von Transkriptionsfaktoren wie IRF3 und NF-KB, die an der Expression von Genen beteiligt sind, die mit der Produktion von Cytokininen zusammenhängen. Chemokine und Aktivierungsmoleküle.
All dies führt zu einer starken Entzündungsreaktion, Zellaktivierung und Regulationsmechanismen, die durch IL-10 vermittelt werden. LPS in hohen Konzentrationen kann Fieber, erhöhte Herzfrequenz und sogar septische Schocks verursachen.
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