LIPOLISAKKARITLER: ÖZELLIKLERI, YAPISI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Lipopolisakarit (LPS), gram negatif bakterilerin hücre duvarının (yüzeyinin% 75) ana bileşenleridir. LPS, bakterilerin canlılığını ve hayatta kalmasını sağlamak için çok önemli olan karmaşık lipit ve karbonhidrat kombinasyonlarıdır.

Endotoksin olarak da adlandırılan bu bakteriyel maddeler, topraktaki bakterilerden, havadaki, sudaki ve hayvansal besinlerden tüm ortamlara dağılır. Öte yandan, bağırsak, vajinal ve orofaringeal bakteriyel florada bulunurlar ve çok çeşitli insan ürünlerini kirletirler.

LPS, Pseudomonas aeruginosa gibi gram negatif bakterilerde bulunur. Kaynak: Y_tambe

Ayrıca lipopolisakkaritlerin, sitokininler, serbest radikaller ve araşidonik asitten türetilen ürünler gibi pro-enflamatuar maddelerin güçlü indükleyicileri olduğuna dikkat edin.

karakteristikleri

LPS, çeşitli gram-negatif bakteri grupları arasında kimyasal olarak değişiklik gösteren, yüksek moleküler ağırlıklara sahip oldukça karmaşık maddelerdir. Lökositlerle çok ilişkilidirler, bu şekilde kana girdiklerinde onlara yapışırlar, ana hedef makrofajlardır.

Fazla miktarda sitokinin üretimi, sepsis ve septik şok gibi ciddi klinik durumlara neden olabilir. Ayrıca, LPS, hemolitik üremik sendrom gibi diğer hastalıkların patofizyolojisinin modellenmesinde rol oynar.

LPS, insanlarda şiddetli enflamatuar reaksiyonlara neden olmaktan sorumludur, bu nedenle vücutta bulunan toksinlerdir (endotoksinler).

Genelde lipolisakkaritler, bağırsak epitelini oluşturan sıkı bağlantılardan dolayı bağırsak yoluyla dolaşım sistemine girmezler. Ancak bu birlikler tehlikeye atıldığında, bağırsak geçirgenliği oluşur, hasara neden olur ve iltihaplanma süreçlerini hızlandırır.

LPS, immünojenik ve endotoksik etkiye sahiptir ve bağışıklık sisteminin aktivasyonuna ve bakterilere yapışmaya aracılık edilmesine katılır. Ek olarak, patojenik sürece ve bağışıklık tepkisinin kaçmasına katkıda bulunan bir virülans faktörünü temsil ederler.

yapı

Yapılarına gelince, polisakkaritlerden oluşan hidrofilik bir bölge ve lipid A adı verilen lipofilik bir bölgeden oluştukları için heterojen moleküller oldukları söylenebilir.

Birincisi, O antijeni olarak da bilinen, aynı zamanda karmaşık ve bakteri türlerine çok özel olan, dallara sahip büyük miktarda polisakkaritten oluşan, bakteri gövdesine göre en dışsaldır.Sonra, daha az polisakkarit katmanı gelir. oligosakaritlerin "çekirdek" veya çekirdeği olarak adlandırılan kompleksler.

İkincisi, en dış bölgesinde, D-glikoz, D-Galaktoz, N-asetil D-glukozamin ve N-asetil D-galaktozamin gibi yaygın şekerleri ve heptoz gibi daha az yaygın şekerler içeren iç kısmını sunar.

Bu polisakkarit bölgesi, 3-keto-2-deksosyoktonik asit (Kdo) yoluyla molekülün lipid kısmına (Lipid A) bağlanır. Ayrıca lipid A, dış zara kovalent olarak bağlanır.

Lipid A bölgesi, genellikle bifosforile edilmiş, 12 ila 14 karbon atomuna sahip olabilen altı yağ asidi ile asillenmiş bir disakkaritten oluşur. Bu, doğuştan gelen bağışıklığın bileşenleri (fagositler) tarafından spesifik ve hassas bir şekilde tanınır ve LPS immünoreaktif merkezi ve bir virülans faktörünü temsil eder.

LPS türleri

Yapısında yukarıda belirtilen bölgeleri, lipid A bölümünü, bir oligosakkarit çekirdeğini ve O antijenini içeren LPS vardır, bunlara LPS S veya düz lipopolisakkaritler denir.

Diğer yandan, O antijeninin bulunmadığı LPS R veya kaba lipolisakaritler veya ayrıca lipo-oligosakaritler olarak adlandırılır.

Özellikleri

Bakterilerde LPS'nin ana işlevi, safra kesesinde safra sindirimine bir miktar direnç sağlamaktır. LPS, fosfolipidlerden kimyasal olarak farklı olmasına rağmen, benzer fiziksel özelliklere sahiptir; Bu sayede aynı şekilde zar oluşumuna da katılabilirler.

LPS kendi başına toksisiteye sahip olmasa da, toksik etki, retikulum endotel sisteminin monositleri veya makrofajları ile bağlanmalarından kaynaklanır. Bu, proinflamatuar özelliklere sahip çeşitli maddelerin sentezine ve salınmasına neden olur.

Bu maddeler arasında tümör nekroz faktörü (TNF-α), interlökinler I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, interferon-gama (IFN-γ, trombosit aktive edici faktör ve farklı kemokinler bulunur. Bu etkilere ayrıca epitel, endotel ve düz kas hücrelerinde daha korunmuş etkilerle neden olur.

LPS, intravasküler pıhtılaşmanın güçlü aktivatörleri ve tamamlayıcı sistemin klasik ve alternatif yolları ve prostaglandinler gibi araşidonik asit yan ürünlerinin salgılanmasıdır.

Diğer hücrelerin yanı sıra, oksijen ve Azot, IFN-y gibi serbest radikallerin salınmasını indükleyen çeşitli agonistler için aktivasyon eşiklerini düşürerek diğer hücreleri de hassaslaştırırlar.

İmmün yanıtta LPS

LPS, yalnızca LPS-konukçu etkileşimi tarafından üretilen doğuştan gelen bağışıklık tepkisini aktive ederek nükleer polimorflar (nötrofiller) ve makrofajların aracılık ettiği fagositoz gibi önemli mekanizmaları harekete geçirir.

Öte yandan, iltihaplanmaya neden olan süreçlere müdahale eder, iltihaplanma öncesi maddeleri uyarır ve alternatif yolun aracılık ettiği tamamlayıcı sistemi harekete geçirir. Bu doğal bağışıklık tepkisi yeterli değilse, hücresel ve humoral bağışıklık tepkisi aktive olur.

LPS tanıma ve sinyalleme, bakteri öldüğünde veya LBP proteini (lipopolisakkarit bağlayıcı protein) yoluyla meydana gelebilen bakteri duvarından salındığında meydana gelir.

Bir plazma proteini (lipid transferaz) olan LBP, kanda LPS-LBP kompleksleri oluşturur. Daha sonra bu protein, LPS'yi, yalnızca LPS'yi tanımaktan ve biyolojik işlevine aracılık etmekten sorumlu olan CD14 molekülüne aktarır.

CD14, kanda çözünür bir protein olabilir veya TLR4'ü (reseptör) ifade eden hücrelerin zarına tutturulmuş olabilir, burada CD14 zarı geçip sitoplazmaya ulaşamadığı için LPS'den vazgeçerler. Bu yalnızca LPS yanıtının oluşmasını önleyecektir.

LPS'yi tetikleyen patolojiler

LPS, enflamatuar reaksiyonları hızlı bir şekilde tetikleme kabiliyeti nedeniyle laboratuvarda Alzheimer, multipl skleroz, enflamatuar bağırsak koşulları, diyabet ve hatta otizm gibi çeşitli durumlar üzerinde araştırma yapmak için kullanılır. Bu hastalıkları olan hastalarda kandaki lipolisakkarit seviyeleri yüksektir.

TLR4, LPS aktivitesi sinyallerini dönüştürdükten sonra, MD-2 gibi TLR4 ile ilgili proteinlerin birlikte ekspresyonu, sinyalin optimize edilmesine katkıda bulunarak bir kompleks oluşturur.

Bu kompleks, geniş bir sitoplazmik protein ağının aktivasyonunu ve miyeloid farklılaşma proteini 88'in görevlendirilmesini destekler. Bu, üretimle ilgili genlerin ifadesine katılan IRF3 ve NF-KB gibi transkripsiyon faktörlerinin translokasyonunu oluşturur. sitokininler, kemokinler ve aktivasyon molekülleri.

Bütün bunlar, IL-10'un aracılık ettiği güçlü bir enflamatuar reaksiyona, hücre aktivasyonuna ve düzenleyici mekanizmalara yol açar. Yüksek konsantrasyonlardaki LPS ateşe, kalp atış hızının artmasına ve hatta septik şoklara neden olabilir.

Referanslar

1. Cabello RR (2007). Mikrobiyoloji ve insan parazitolojisi / Mikrobiyoloji ve İnsan Parazitolojisi: Bulaşıcı ve paraziter hastalıkların Etiyolojik Temeli / Bulaşıcı ve Paraziter Hastalıkların Etiyolojik Temeli. Panamerican Medical Ed.
2. Hall, JE (2011). Guyton ve Hall tıbbi fizyoloji ders kitabı e-Kitabı. Elsevier Sağlık Bilimleri.
3. Knirel, YA ve Valvano, MA (Eds.). (2011). Bakteriyel lipopolisakkaritler: yapı, kimyasal sentez, biyogenez ve konakçı hücreler ile etkileşim. Springer Science & Business Media.
4. Nelson, DL ve Cox, MM (2006). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. 4. baskı. Ed Omega. Barselona (2005).
5. Rabinovich, GA (2004). Moleküler immünopatoloji: tıbbın yeni sınırları: biyomedikal araştırma ve klinik uygulama arasında bir bağlantı. Pan-Amerikan Tıp,
6. Stanier, RY ve Villanueva, JR (1996). Mikrobiyoloji. Tersine döndüm.