Cesko.wiki Lipopolysacharid
Author
Albert FloresLipopolysacharid (LPS) je makromolekula skládající se z lipidů a polysacharidů spojených kovalentní vazbou. V případě složek sacharidů s krátkým řetězcem (oligosacharidy) se nazývají lipooligosacharidy (LOS).
Lipopolysacharidy jsou tepelně stabilní a jsou hlavní složkou vnější membrány gramnegativních bakterií. Pokud dojde k rozpadu bakterií, začnou vylučovat lipopolysacharidy, které mají toxický účinek a nazývají se endotoxiny. +more Na rozdíl od exotoxinů se tedy neuvolňují neporušenými bakteriemi. U organismů napadených exotoxiny dochází k silné imunitní reakcí. Může dojít až k septickému šoku.
Struktura LPS
Řetězec LPS se skládá ze tří částí: O-antigen, vnější a vnitřní jádro a lipid A. +more Lipopolysacharidy se skládají ze tří dílčích oblastí, které jsou vzájemně propojeny:.
O-antigen
O-antigen (O-polysacharid) je tvořený cca 40 opakujícími se oligosacharidovými nebo polysacharidovými podjednotkami, které jsou vázány na jádro a tvoří vnější oblast molekuly. Názvy O-polysacharid a O-antigen jsou totožné. +more O-polysacharid vyjadřuje strukturu a O-antigen vlastnost chránit povrch bakterie.
Řetězec se skládá z jedné nebo více hexóz, například galaktózy, glukózy a manózy. Dále to jsou například sacharidy jako je abequóza, kolitóza, paratóza nebo tyvelóza. +more Tyto sacharidy jsou kombinovány do čtyřdílných nebo pětidílných sekvencí, které jsou často rozvětvené. Tato oblast se liší podle typu a kmene bakterií. Může být použita k rozlišení bakterií, včetně diferenciace patogenních a nepatogenních druhů. Pro tento účel se obvykle používají sérologické metody, zejména Gruber-Widalova reakce.
Vnější a vnitřní jádro
Vnější a vnitřní jádro je složeno z krátkých sacharidových řetězů. Oblast jádra je vázána na lipidy A. +more Skládá se v podstatě z 2-keto-3-deoxy-octonátu a heptózy, glukózy, galaktózy a N-acetylglukosaminu. Vnější a vnitřní jádro se může lišit pro různé typy bakterií.
Lipid A
Lipid A je složený z fosforylovaného N-acetylglukosaminového dimeru s šesti až sedmi nasycenými mastnými kyselinami. Lipid A tvoří vnitřní oblast lipopolysacharidu. +more Tato část působí jako endotoxin a uvolňuje se po zničení buňky.
Lipid A, na rozdíl od většiny ostatních lipidů buněčné membrány, není fosfolipid. Mastné kyseliny jsou vázány esterovými vazbami na disacharid. +more Mezi nejběžnější mastné kyseliny patří kapronová, laurová, palmitová a stearová kyselina. Lipid A se může také lišit pro různé typy bakterií.
Objev toxicity LPS
Richard Friedrich Johannes Pfeiffer (1858 - 1945) byl německý lékař a bakteriolog. Jako první objevil toxickou aktivitu lipopolysacharidů a tuto toxickou látku nazval endotoxin. +more Rozlišoval exotoxiny uvolňované živými bakteriemi do okolního prostředí a endotoxiny uvolňované až po zničení bakteriální buněčné stěny.
Funkce v bakteriích
Lipopolysacharidy jsou hlavní složkou vnější membrány gramnegativních bakterií. Přispívají k její pevnosti a chrání ji před určitými druhy chemického útoku. +more Zvyšují záporný náboj buněčné membrány a pomáhají ke stabilizaci její struktury. Pokud je bakterie poškozena nebo usmrcena, začnou se z ní vylučovat. Vyvolají tím silnou reakci imunitního systému svého hostitele - lidí nebo zvířat.
Příklady bakterií
Escherichia coli - průjmovitá onemocnění, záněty močových cest, hnisavé infekce. Zdroj kontaminovaná voda a potraviny. +more * Salmonella - salmonelóza, břišní tyfus. Zdroj maso, masné výrobky, lidé nakažení tyfem. * Shigella - úplavice. Perorálně, nemoc špinavých rukou, zdrojem nakažený i několik týdnů po odeznění příznaků. * Pseudomonas - nozokomiální nákazy (získané v nemocnici). Zdroj potraviny (syrová zelenina). * Neisseria - kapavka a meningitida. Kapavka se přenáší pohlavním stykem. Meningitida nosohltanem. * Haemophilus influenzae - infekce horních cest dýchacích, rhinitidy, faryngitidy, bronchitidy, pneumonie. * Bordetella - dávivý kašel. Kapénková nákaza, přímý kontakt. * Vibrio cholerae - cholera. Přenos kontaktem s nemocným, zdrojem nákazy voda kontaminovaná stolicí nebo kontaminované potraviny.
Imunitní reakce
Imunitní reakce je založena na reakci bílkovin (proteinů) hostitelského organismu s lipopolysacharidy (endotoxiny) bakterií. Jedná se o tyto bílkoviny:
* Lipid Binding Protein (LBP) - váže LPS v krevním séru * Cluster of Differentiation (CD14) - glykoprotein na buněčné membráně váže komplex LPS-LBP * Toll-Like Receptor (TLR4) - protein zahajující signální kaskádu vrozeného imunitního systému * MD2 - nekotvený protein se váže na CD14 a TLR4
Destrukce LPS
Vzhledem k tepelné odolnosti lipopolysacharidů je jejich odstranění obtížné. Tepelně odolná zařízení mohou být zbavena lipopolysacharidů zahříváním po dobu 5 hodin při teplotě 200 °C. +more Zařízení, která nejsou tepelně odolná, se naplní 1 molární hydroxidem sodným po dobu 15 hodin.