Razlika između izmjena na stranici "Lipopolisaharid"

m
ISBN magic link > {{ISBN}}; razne ispravke
m (ISBN magic link > {{ISBN}}; razne ispravke)
 
[[Image:LPS.svg|thumb|200px|Struktura jednog lipopolisaharida]]
'''Lipopolisaharidi''' (LPS), poznat i kao lipoglikani i '''endotoksini''', su velike molekule koje se sastoje od [[lipid]]a i [[polisaharid]]a, sastavljeni od O-antigena, vanjskog i unutrašnjeg jezgra povezanih [[kovalentna veza|kovalentnom vezom]]. Nalaze se u vanjskom membranama [[gram negativne bakterije|gram negativnih bakterija]] i izazivaju snažan [[imuni odgovor]] kod [[životinja]].
Termin ''lipooligosaharid'' ("los") se koristi za oblik bakterijskih lipopolisaharida male molekulske težine.<ref>Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, {{ISBN |0-8053-5680-0}}.</ref><ref>Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, {{ISBN |0-12-361811-8}}.</ref>
==Otkriće==
LPS je glavna komponenta vanjske membrane Gram-negativnih bakterija; u velikoj mjeri doprinosi strukturnom integritetu bakterija, a štiti membranu od nekih vrsta hemijskih napada. LPS također povećava negativni naboj za [[ćelijska membranawćelijske membrane]] i pomaže stabiliziranju ukupne strukture membrane. To je od ključne važnosti za gram-negativne bakterije, koje uginu ako je mutirao ili uklonjen. LPS izaziva snažan odgovor [[imuni sistem|imunog sistema]] normalnih životinja Također je upleten u ekologiju nepatogenih bakterija, uključujući površinsko prianjanje, osjetljivost na [[bakteriofag]]e i interakcije sa predatorima, kao što su [[amebe]].
LPS je neophodan za pravilnu konformaciju djelovanja [[omptin]]a; međutim, glatki LPS će sterno ometati omptine.<ref>Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co., {{ISBN |978-1-4641-0962-1}}.</ref><ref>Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, {{ISBN |0-7216-0240-1}}.</ref><ref>Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN |9958-9344-1-8}}.</ref><ref>Lindhorst T. K. (2007): Essentials of carbohydrate chemistry and biochemistry. Wiley-VCH, {{ISBN |3527315284}}.</ref>
==Sastav==
[[Datoteka:Kdo2-lipidA.png|thumb|right|300px|Šećerni lipid Kdo<sub>2</sub>-Lipid A. Glukozaminski ostaci u {{plava|plavoj}}, Kdo ostaci u {{crvena|crvenoj}}, acil lanci crno i fosfatne grupe u {{zelena|zelenoj}}.]]
===Imuni odgovor===
LPS se ponaša kao prototip endotoksina jer vezuje kompleks [[CD14 ]]/ TLR4 / MD2 receptora u mnogim vrstama ćelija, ali posebno u monocitima, dendritskim ćelijama, [[makrofagi]]ma i [[B ćelija]]ma, kojiđi promoviraju izlučivanje pro-upalnih [[citokin]]a, [[dušik oksida]] i [[eikosanoid]]a .
Kao dio ćelijskog [[odgovor na stres|odgovora na stres]], superoksid je jedan od glavnih [[ROS]] vrsta izazvana LPS u raznim vrstama ćelija [[TLR]], u izražavanjima.
LPS je i egzogeni [[pirogen]] (vanjska supstanca za izazivanje groznice).
Budući da su od ključnog značaja za gram negativne bakterije, ove molekule su ciljni kandiditi za nove antimikrobne agense.
 
Neki istraživači sumnjaju u generalizaciju da se svi toksični efekti mogu pripisati lipopolisaharidima, posebno za [[cijanobakterija|cijanobakterije]].
Funkcija LPS je nekoliko godina važna tema u eksperimentalnim istraživanjima, zbog svoje uloge u aktiviranju mnogh faktora [[transkripcija|transkripcije]]. LPS proizvodi mnoge vrste posrednika uključenih u [[septički šok]]. Ljudi su osjetljivijiji na LPS od drugih životinja (npr. [[miš]]eva). Doza od 1 g/kg izaziva šok kod ljudi, ali miševi će tolerirati doze i do hiljadu puta veće. Ovo se može objasniti razlikama u nivou cirkulirajućih prirodnih antitijela između dvije vrste. Pokazalo se da LPS uzrokuje IL-10-ovisnu inhibiciju širenja i funkcije CD4 [[T-ćelija]], kije reguliraju PD-1 etaže na monocitima, što dovodi do proizvodnje IL-10 u monocitima, nakon vezivanja PD-1 iz PD-L1.
Endotoksini su velikim dijelom odgovorni za dramatične kliničke manifestacije infekcija patogenim gram-negativnim bakterijama, kao što su ''Neisseria meningitidis'', patogen koji izaziva [[meningokokna bolest|meningokokne bolesti]], uključujući [[meningokokemija|mwningokokemiju, [[Waterhouse-Friderichsenov sindrom]] i [[meningitis]].
 
[[Bruce Beutler]] je dobila dio [[Nobelova nagrada|Nobelove nagrade]] za fiziologiju ili medicinu, [[2011]]. godine za svoj rad koji pokazuje da je LPS receptor – TLR4.
 
===Uticaj varijabilnosti na imuni odgovor===
[[Datoteka:Toll-like receptor pathways revised.jpg|thumb|right|400px|Naplatnoliki receptori urođenog imunog sistema prepoznaju LPS i pokreću [[imuni odgovor]].]]
 
O-antigeni (vanjski ugljukohidrati) su najvarijabilniji dio LPS molekula, prenoseći antigene specifičnosti. Nasuprot tome, lipid A je najkonzerviraniji dio. Međutim, sastav lipida A također može varirati (npr. u broju i prirodi acil lanaca, čak unutar ili između rodova). Neke od tih varijacija mogu prenositi antagonističke osobine ove ploče. Na primjer, difosforil lipid A (RsDPLA) ''Rhodobacter sphaeroides'' je moćan antagonist LPS u ljudskim ćelijama, ali je agonist u ćelijama [[hrčak|hrčka]] i [[konj]]a.
 
Spekuliše se da je stožasti lipid A (npr. iz [[E. coli]]) više agonističan nego manje stožast lipid A kao kod ''Porphyromonas gingivalis'', što može aktivirati drugačiji signal (TLR2 umjesto TLR4) i potpuno cilindričnog lipida A, kao što je kod ''Rhodobacter sphaeroides'' koji je antagonističan za TLR.
[[Lipid A]] može dovesti do nekontroliranog aktiviranja imunog sistema [[sisar]]a s proizvodnjom upalnih medijatora koji mogu dovesti do [[septički šok|septičkog šoka]]. Ova upalna reakcija je posredovana Toll-sličnim receptorom 4 koji je odgovoran za aktiviranje ćelija imunološkog sistema. Oštećenja [[endotel]]nog sloja [[krv]]nih sudova uzrokovana ovim upalnim medijatorima mogu dovesti do sindroma kapilarnog curenja, širenja krvnih sudova i smanjenja srčane funkcije, pa može izazvati [[septički šok]]. Takvo dopunsko aktiviranje može se uočiti kasnije u toku procesa, kada se bakterije razmnožavaju u krvi. Velika bakterijska proliferacija izazva destruktivna oštećenja endotela, što može dovesti do diseminirane intravaskularne koagulacije (DIK). uz gubitak funkcije pojedinih unutrašnjih organa kao što su [[bubrezi]], [[nadbubrežna žlijezda|nadbubrežne žlijezde]] i [[pluća]], a zbog ugroženog dotoka krvi. [[Koža]] može ispoljiti efekte vaskularnog oštećenja, često u kombinaciji sa iscrpljivanjem koagulacije u obliku [[petehija|petehije]], [[purpur]]a i [[ekhimoza|ekhimoze]]. Udovi mogu također biti pogođeni, ponekad sa štetnim posljedicama, kao što su razvoj [[gangrena|gangrene]], koja zahtijeva naknadnu [[amputacija|amputaciju]]. Gubitak funkcije nadbubrežne žlijezde može uzrokovati adrenalnsku insuficijenciju, a dodatno krvarenje u nadbubrežnoj žlijezdi uzrokuje [[Waterhouse-Friderichsenov sindrom]]; oba oboljenja mogu biti opasna po život. Također je izviješteno da gonokokni LOS može dovesti do oštećenja ljudske Fallopijeve tube.
===Auto-imuna bolest ===
Molekulska mimikrija nekih LOS molekula se smatra izazivačem autoimuno baziranih odgovora domaćina, kao što su napadi [[multipla skleroza|multiple skleroze]]. Drugi primjeri bakterijske mimikrije struktura domaćina putem LOS nalaze se kod infekcije bakterijom ''Helicobacter pylori'' ili ''Campylobacter jejuni'', organizmi koji izazivaju gastrointestinalne bolesti kod ljudi i ''Haemophilus ducreyi'' koji uzrokuje kankroid. Određeni ''C. jejuni'' LPS serotipovi (sa polovinama određenih tetra- i pentasaharidnih jezgara oligosaharida), također su uključeni u [[Guillain-Barre sindrom]] i varijantu Guillain-Barre zvani [[[Miller-Fisher sindrom]].
===Link za gojaznost===
Epidemiološke studije su prethodno pokazale da je povećana opterećenja endotoksinima, što može biti posljedica povećane populacije endotoksinskih bakterija u probavnom traktu, povezana sa određenim vezane za gojaznost u proučavanoj grupi pacijenata. Druge studije su pokazale da pročišćeni endotoksini iz [[Escherichia coli]] mogu izazvati gojaznost i insulin-otporne fenotipove kada su ubrizgavani u zametke modela [[miš]]. Nedavna studija je otkrila ulogu potencijalnog doprinosa [[Enterobacter cloacae]] B29 pretilosti i otpornosti na insulin u ljudskih pacijenta. Pretpostavljeni mehanizam za asocijaciju endotoksina sa gojaznosti je da endotoksin izaziva posredovani put zapaljenja i doprinosi podložnosti za gojaznost i otpornost na insulin.
Bakterijski rodovi koji su povezani sa endotoksinima u vezi sa pretilosti su: ''Escherichia'', ''Enterobacter''.
==Laboratorijska istraživanja i biotehnološki sistemi ==
Lipopolisaharidi su česte kontaminanat u [[plazmidna DNK|plazmidnoj DNK]]] u [[manipukacija|manipulaciji]] bakterijama ili [[protein]]ima izazvana je od bakterija, i ''moraju se ukloniti'' iz [[DNK]] ili proteina da se izbjegne zagađenje eksperimenta i toksičnost proizvoda pomoću [[fermentacija|industrijske fermentacije]].
 
Također je i [[ovalbumin]] često kontaminiran endotoksinima. To je jedan od intenzivno proučavanih proteina u životinjskim modelima i uspostavljeni model testiranja alergena za disajne puteve (AHR). Komercijalno dostupan ovalbumin koji je kontaminiran LPS može u potpunosti aktivirati endotelne stanice u ''[[in vitro]]'' testu prvog koraka upale, a to falsifikuje rezultate istraživanja, jer neprecizno odražava učinak jedinog proteinskog antigena u fiziologiji životinja.
 
U farmaceutskoj proizvodnji, iz kontejnera za proizvodnju lijeka je potrebno ukloniti sve tragove endotoksina, jer čak i njegove male količine će uzrokovati bolest kod ljudi. U tu svhu se koriste pećnica za [[depirogenacija|depirogenaciju]]. Temperature su u njima više od 300&nbsp;° C i mogu destruirati ovu supstancu. Definirana stopa smanjenja endotoksina je korelacija između vremena i temperature. Na temelju primarne ambalaže kao šprice ili bočice, čašu, na temperaturi od 250 &nbsp;° C i vrijeme održavanja 30 minuta, tipski se postigne smanjenje nivoa endotoksina za faktor od 1000.
 
Standardni test za otkrivanje prisutnosti endotoksina je [[limulus amebocit lizat]] (LAL) test, koristeći krv iz [[Horseshoe rak]]ova. Veoma nizak nivo LPS može uzrokovati koagulaciju u limulus lizata, zbog moćnog povećanja kroz [[enzim]]ske kaskade. Međutim, s obzirom na sve manjih [[populacija]] potrebnih rakova, kao i činjenicu da postoje faktori koji ometaju LAL test, učinjeni su napori da se razviju alternativnih testovi, sa onima koji najviše obećavaju, kao što su [[ELISA]] testovi pomoću rekombinantne verziju proteina u LAL testu, Faktor C.
*http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=8988391
*http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/press.html
*http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=22168423
 
[[Kategorija:Glikolipidi]]
48.863

izmjene