The lipopolisakarida (LPS) adalah komponen utama dari dinding sel bakteri gram negatif (75% dari permukaan). LPS merupakan kombinasi kompleks lemak dan karbohidrat yang sangat penting untuk menjaga kelangsungan hidup dan kelangsungan hidup bakteri.
Zat bakteri ini disebut juga endotoksin, tersebar di semua lingkungan, mulai dari bakteri di tanah, udara, air, dan makanan hewani. Di sisi lain, mereka hadir di flora bakteri usus, vagina dan orofaringeal, mencemari berbagai macam produk pria.
LPS ditemukan pada bakteri gram negatif, seperti Pseudomonas aeruginosa. Sumber: Y_tambe
Perhatikan juga bahwa lipopolisakarida adalah penginduksi kuat zat pro-inflamasi seperti sitokinin, radikal bebas, dan produk yang berasal dari asam arakidonat.
karakteristik
LPS adalah zat yang cukup kompleks dengan berat molekul tinggi, yang secara kimiawi bervariasi di antara berbagai kelompok bakteri gram negatif. Mereka sangat terkait dengan leukosit, dengan cara ini ketika mereka memasuki darah mereka menempel padanya, target utamanya adalah makrofag.
Produksi sitokinin yang berlebihan dapat menyebabkan kondisi klinis yang serius seperti sepsis dan syok septik. Lebih lanjut, LPS dilibatkan dalam pemodelan patofisiologi penyakit lain seperti sindrom uremik hemolitik.
LPS bertanggung jawab untuk menyebabkan reaksi peradangan yang hebat pada manusia, itulah sebabnya mereka adalah racun yang ditemukan di dalam tubuh (endotoksin).
Secara umum, lipolisakarida tidak memasuki sistem peredaran darah melalui usus karena persambungan yang rapat yang membentuk epitel usus. Tetapi ketika persatuan ini terganggu, terjadi permeabilitas usus, menyebabkan kerusakan dan mempercepat proses inflamasi.
LPS memiliki tindakan imunogenik dan endotoksik dan berpartisipasi dalam aktivasi sistem kekebalan dan memediasi kepatuhan terhadap bakteri. Selain itu, mereka mewakili faktor virulensi yang berkontribusi pada proses patogenik dan penghindaran respons imun.
Struktur
Mengenai strukturnya, dapat dikatakan bahwa mereka adalah molekul heterogen, karena terdiri dari daerah hidrofilik yang terdiri dari polisakarida dan daerah 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 yang lebih sedikit 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 internalnya dengan gula yang kurang umum seperti heptosa.
Daerah polisakarida ini berikatan dengan bagian lipid molekul (Lipid A) melalui asam 3-keto-2-dexocioctonic (Kdo). Selanjutnya, lipid A terikat secara kovalen ke membran luar.
Daerah lipid A terdiri dari disakarida yang umumnya bifosforilasi, diasilasi dengan enam asam lemak yang dapat memiliki 12 hingga 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, bagian lipid A, inti oligosakarida dan antigen O, disebut LPS S atau lipopolisakarida halus.
Di sisi lain, yang tidak memiliki antigen O disebut LPS R atau lipolisakarida kasar atau juga lipo-oligosakarida.
fitur
Fungsi utama LPS pada bakteri adalah memberikan resistensi terhadap pencernaan empedu di kantong empedu. LPS, meskipun secara kimiawi berbeda dari fosfolipid, memiliki karakteristik fisik yang serupa; dengan demikian, mereka dapat berpartisipasi dengan cara yang sama dalam pembentukan membran.
Meskipun LPS tidak memiliki toksisitas sendiri, efek toksiknya disebabkan oleh pengikatannya dengan monosit atau makrofag dari sistem endotel retikulum. 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-γ, faktor pengaktif trombosit, dan berbagai kemokin. Efek ini juga disebabkan pada sel otot epitel, endotel, dan otot polos dengan efek yang lebih terkonservasi.
LPS adalah aktivator kuat dari koagulasi intravaskular dan jalur klasik dan alternatif dari sistem komplemen dan sekresi produk sampingan asam arakidonat seperti prostaglandin.
Mereka juga membuat peka sel lain dengan menurunkan ambang aktivasi untuk 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 dihasilkan hanya oleh interaksi LPS-host, mengatur 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 mencukupi, 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 (lipid transferase), membentuk kompleks LPS-LBP di dalam darah. Kemudian protein ini mentransfer LPS ke molekul CD14, yang bertanggung jawab untuk mengenali LPS dan menengahi fungsi biologisnya.
CD14 dapat berupa protein yang dapat larut dalam darah atau berlabuh pada membran sel yang mengekspresikan TLR4 (reseptor), di mana mereka melepaskan LPS karena CD14 tidak dapat melewati membran dan mencapai sitoplasma. Ini hanya akan mencegah pembentukan respons LPS.
Patologi yang memicu LPS
LPS digunakan di laboratorium untuk penyelidikan berbagai kondisi seperti Alzheimer, multiple sclerosis, kondisi radang usus, diabetes dan bahkan autisme, karena kemampuannya untuk memicu reaksi inflamasi dengan cepat. Pada pasien dengan penyakit ini, kadar lipolisakarida 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 sel 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 infeksi dan parasit / Dasar Etiologi Penyakit Infeksi dan Parasit. Panamerican Medical Ed.
- Hall, JE (2011). Guyton dan Hall buku teks fisiologi medis e-Book. Ilmu Kesehatan Elsevier.
- Knirel, YA, & Valvano, MA (Eds.). (2011). Lipopolisakarida bakteri: struktur, sintesis kimiawi, biogenesis dan interaksi dengan sel inang. Springer Science & Business Media.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Prinsip Lehninger Biokimia. Edisi ke-4. Ed Omega. Barcelona (2005).
- Rabinovich, GA (2004). Imunopatologi molekuler: batas baru kedokteran: hubungan antara penelitian biomedis dan praktik klinis. Pan-American Medical,
- Stanier, RY, & Villanueva, JR (1996). Mikrobiologi. Saya terbalik.