что такое лпс в медицине

Липополисахарид

Липополисахарид (ЛПС; англ. lipopolysaccharide ) — макромолекула, состоящая из полисахарида, ковалентно соединённого с липидом, основной компонент клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Содержание

Функция

Липополисахарид (ЛПС) является основным компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Единственной грамположительной бактерией с липополисахаридом является Listeria monocytogenes. ЛПС обеспечивает структурную целостность бактериальной клетки и защищает мембрану от агрессивных воздействий окружающей среды. Отрицательный заряд ЛПС повышает общий отрицательный заряд бактерии и стабилизирует её мембрану. Действие многих антибиотиков направлено на повреждение ЛПС.

Эндотоксин

Для организма, заражённого такими бактериями, ЛПС является классическим эндотоксином, так как распознаётся клетками адаптивного иммунитета (в первую очередь макрофагами) и вызывает сильный иммунный ответ с секрецией воспалительных цитокинов. Рецепторный комплекс CD14/TLR4/MD2, присутствующий на макрофагах и многих других клетках организма, связывает ЛПС и запускает воспалительную реакцию, направленную на подавление инфекции. Это, в свою очередь, может вызвать токсические проявления, от повышения температуры до септического шока.

Структура

ЛПС включает 3 ковалентно-связанных компонента:

Липид А — дисахарид с несколькими соединёнными цепями необычной гидроксимиристиновой жирной кислоты, который «заякоривает» молекулу ЛПС в бактериальной мембране. После разрушения бактериальной клетки липид А высвобождается в кровь и может вызывать тяжёлые токсические последствия вплоть до септического шока.

Центральный олигосахарид состоит из необычных сахаров: кетодезоксиоктулозоната и гептозы. Он служит молекулярным мостиком и соединяет липид А с О-антигеном. Является эндотоксином и при высвобождении в кровь, также, как и липид А, может вызывать явления отравления вплоть до септического шока, хотя и в меньшей степени, чем липид А.

О-антиген представляет собой полисахаридные цепи, которые соединены с центральным олигосахаридом. Эта часть ЛПС экспонирована в окружающую среду. Состав О-антигена варьирует в зависимости от штамма бактерии. Чем протяжённее полисахариды О-антигена, тем хуже гидрофобные антибиотики проникают через них в бактериальную клетку. Эта часть ЛПС является наиболее иммуногенной и легко распознаётся иммунной системой хозяина, с чем и связано её название.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Липополисахарид» в других словарях:

Липополисахарид — (ЛПС) макромолекулярное соединение, входящее в состав наружной мембраны грам бактерий. Состоит из гетерополисахарида (ядра), ковалентно связанного с липидом А и повторяющимися терминальными цепочками олигосахарида. Липид А имеет полисахаридный… … Словарь микробиологии

липополисахарид — сущ., кол во синонимов: 1 • пирогенал (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

липополисахарид — Сложное соединение липидов и полисахарида, входящая в состав клеточной стенки грам отрицательных бактерий [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN lipopolysaccharidelopopolysaccharide … Справочник технического переводчика

ЛИПОПОЛИСАХАРИД — (lipopolysaccharide) сложная молекула, которая состоит из липидной и полисахаридной составляющей. Липополисахариды являются составной частью клеточных стенок грамотрицательных бактерий и играют важную роль в процессе определения антигенных… … Толковый словарь по медицине

Липополисахарид-связывающий белок — Обозначения Символы LBP Entrez Gene … Википедия

Липополисахарид (Lipopolysaccharide) — сложная молекула, которая состоит из липидной и полисахаридной составляющей. Липополисахариды являются составной частью клеточных стенок грамотрицательных бактерий и играют важную роль в процессе определения антигенных свойств этих бактерий.… … Медицинские термины

Эндотоксин — Эндотоксины бактериальные токсические вещества, которые представляют собой структурные компоненты определённых бактерий и высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки. Это отличает эндотоксины от экзотоксинов, растворимых… … Википедия

Эндотоксины — бактериальные токсические вещества, которые представляют собой структурные компоненты определённых бактерий и высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки. Это отличает эндотоксины от экзотоксинов, растворимых соединений,… … Википедия

CD14 — Обозначения Символы CD14; антиген CD14 Entrez Gene … Википедия

ЛСБ — [[Изображение:|px|Липополисахарид связывающий белок chemical structure]] Липополисахарид связывающий белок Обозначения Symbol(s) LBP Entrez … Википедия

Источник

LPS (липополисахарид) распознается разными классами иммунных клеток как опасная молекула. Происхождение ЛПС может объяснить многие клинические симптомы, связанные с воспалительной реакцией в кишечнике и печени у всех видов животных.

Загадочное вещество, которое первоначально считалось соединением, вызывающим жар, было связано с грамотрицательными бактериями. Исследования показали, что это основной компонент клеточной стенки бактерий, который в конечном итоге был назван эндотоксином, что позволяет четко отличать его от других бактериальных токсинов, выделяемых бактериями в окружающую среду. Первоначально считалось, что эндотоксин может высвобождаться из клеточной стенки только после смерти грамотрицательных бактерий. Однако современные исследования показывают, что эндотоксины также выделяются живыми грамотрицательными бактериями во время нормальных физиологических процессов, таких как репликация клеток. Фактический состав полисахаридов варьируется в зависимости от вида бактерий, и в настоящее время это вещество обычно описывается как липополисахарид (ЛПС). Происхождение ЛПС объясняет многие клинические симптомы в кишечнике и печени всех животных и людей, а также в определенных органах.

Основным естественным источником ЛПС является сложное сообщество грамотрицательных бактерий в кишечнике.

Животные подвергаются воздействию LPS разными путями

Корм и вода всегда будут содержать некоторое количество ЛПС, которое может достигнуть критического уровня, когда микробиологическое качество корма очень низкое. Обработка может снизить бактериальную нагрузку, но не инактивирует термостойкий LPS.
LPS также прилипает к мелким частицам пыли в воздухе животноводческих помещений и может привести к значительному воздействию на органы дыхания.

Однако основным естественным источником ЛПС является сложное сообщество грамотрицательных бактерий в кишечнике.

Неповрежденный кишечный барьер может защитить от ЛПС

Несколько естественных механизмов защищают организм. Например, клетки кишечника экспрессируют фермент щелочную фосфатазу, который может инактивировать ЛПС. Более того, в неповрежденном кишечном барьере клетки эпителиальной выстилки перекрестно сшиты сетью белков плотных контактов, что делает клеточный слой непроницаемым для более крупных молекул, таких как LPS.

Однако механизмы защиты кишечника могут быть нарушены различными внутренними и внешними факторами. К ним относятся острые вирусные, бактериальные или протозойные инфекции, а также воздействие микотоксинов из пищи.

Стрессовые условия, как тепловой стресс или даже недостаток пищи или воды, могут привести к потере функции кишечного барьера. В этих случаях ЛПС кишечника достигает системного кровотока и инициирует каскад побочных эффектов.

Каскад побочных эффектов у животных, вызванный ЛПС

LPS признается различными классами иммунных клеток как опасная молекула. Распознавание ЛПС нейтрофилами, макрофагами или дендритными клетками в кишечнике, печени и других тканях включает рецепторы TLR4. Активация этих рецепторов вызывает сложный клеточный ответ, приводящий к выработке провоспалительных медиаторов, таких как цитокины, простагландины, оксид азота и другие кислородные радикалы (ROS).

Цитокин IL-6 нарушает регуляцию температуры тела, измеряемую по лихорадочной реакции. В зависимости от количества ЛПС повышение температуры тела постепенно проявляется в виде легкой лихорадки или чрезвычайно высокой температуры тела, что приводит к синдрому фатального шока.

На тканевом уровне медиаторы воспаления вызывают типичные симптомы воспаления: покраснение, отек, боль и дисфункцию.

В кишечнике воспалительная реакция часто характеризуется диареей, чрезмерной потерей воды и электролитов, снижением усвоения питательных веществ и потерей барьерной функции, что способствует поддержанию фатального заражения LPS.

Смягчение проблемы LPS

Многочисленные соединения были протестированы в прошлом на их способность смягчать неблагоприятные эффекты LPS. К ним относятся определенные противовоспалительные препараты и агенты, инактивирующие ЛПС, такие как рекомбинантная щелочная фосфатаза.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Открытие

Функции у бактерий

ЛПС необходим для правильной конформации активности омптина ; однако гладкий LPS будет стерически препятствовать омптинам.

Состав

Он состоит из трех частей:

О-антиген

Основной

Основной домен всегда содержит олигосахаридный компонент, который присоединяется непосредственно к липиду А и обычно содержит сахара, такие как гептоза и 3-дезокси-D-манноокт-2-улозоновая кислота (также известная как KDO, кето-дезоксиоктулозонат). Ядра LPS многих бактерий также содержат неуглеводные компоненты, такие как фосфатные, аминокислотные и этаноламиновые заместители.

Липид А

Липоолигосахариды

Модификации ЛПС

Изготовление LPS может быть изменено, чтобы представить специфическую структуру сахара. Они могут распознаваться либо другими LPS (что позволяет ингибировать токсины LPS), либо гликозилтрансферазами, которые используют эту структуру сахара для добавления более специфических сахаров. Высококонсервативный фермент-хозяин может детоксифицировать ЛПС, когда он проникает в ткани животных или вырабатывается в них. Он также может превращать ЛПС в кишечнике в ингибитор ЛПС. Нейтрофилы, макрофаги и дендритные клетки продуцируют эту липазу, ацилоксиацилгидролазу (AOAH), которая инактивирует ЛПС, удаляя две вторичные ацильные цепи из липида А с образованием тетраацил-ЛПС. Если им вводят ЛПС парентерально, у мышей, у которых отсутствует АОАГ, развиваются высокие титры неспецифических антител, развивается длительная гепатомегалия и наблюдается длительная толерантность к эндотоксинам. Инактивация ЛПС может потребоваться животным для восстановления гомеостаза после парентерального воздействия ЛПС. Хотя у мышей есть много других механизмов для ингибирования передачи сигналов LPS, ни один из них не может предотвратить эти изменения у животных, у которых отсутствует AOAH.

Биосинтез и транспорт

Биологическое воздействие на хозяев, инфицированных грамотрицательными бактериями

Иммунная реакция

ЛПС также является экзогенным пирогеном (вызывающим жар).

Дефосфорилирование LPS с помощью кишечной щелочной фосфатазы может уменьшить тяжесть Salmonella tryphimurium и Clostridioides несговорчивых инфекций восстанавливая нормальный кишечный флор.

Имея решающее значение для грамотрицательных бактерий, эти молекулы являются кандидатами в мишени для новых противомикробных агентов.

Брюс Бейтлер был удостоен части Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года за свою работу, демонстрирующую, что TLR4 является рецептором LPS.

Влияние вариабельности на иммунный ответ

О-антигены (внешние углеводы) являются наиболее вариабельной частью молекулы ЛПС, придающей антигенную специфичность. Напротив, липид А является наиболее консервативной частью. Однако состав липида A также может варьироваться (например, по количеству и природе ацильных цепей даже внутри или между родами). Некоторые из этих вариантов могут придавать этим LPS антагонистические свойства. Например, дифосфориллипид A Rhodobacter sphaeroides (RsDPLA) является мощным антагонистом ЛПС в клетках человека, но является агонистом в клетках хомяков и лошадей.

Было высказано предположение, что конический липид A (например, из E. coli ) более агонистичен, менее конический липид A, как у Porphyromonas gingivalis, может активировать другой сигнал ( TLR2 вместо TLR4), и полностью цилиндрический липид A, как у Rhodobacter. sphaeroides антагонистичен TLR.

Кластеры генов LPS сильно различаются между разными штаммами, подвидами, видами бактериальных патогенов растений и животных.

Неканонические пути распознавания LPS

Воздействие на здоровье

Эндотоксемия

Аутоиммунное заболевание

Связь с ожирением

Системы лабораторных исследований и производства биотехнологий

Кроме того, яичный альбумин часто загрязнен эндотоксинами. Яичный альбумин является одним из широко изученных белков на животных моделях, а также установленным модельным аллергеном гиперчувствительности дыхательных путей (AHR). Коммерчески доступный овальбумин, загрязненный LPS, может полностью активировать эндотелиальные клетки в тесте in vitro на первой стадии воспаления и фальсифицирует результаты исследований, поскольку не отражает точно влияние единственного белкового антигена на физиологию животных.

Стандартный тест для обнаружения присутствия эндотоксина является Limulus амебоцитов лизат (LAL) анализа, используя кровь из краба подковы ( Limulus Полифемом ). Очень низкие уровни ЛПС могут вызывать коагуляцию лизата лимулуса из-за мощной амплификации за счет ферментативного каскада. Однако из-за сокращающейся популяции подковообразных крабов и того факта, что существуют факторы, мешающие анализу LAL, были предприняты усилия по разработке альтернативных анализов, наиболее многообещающими из которых являются тесты ELISA с использованием рекомбинантной версии белка в анализ LAL, фактор C.

Источник

Что такое лпс в медицине

Липополисахариды (ЛПС) являются неотъемлемыми компонентами оболочки грамотрицательных бактерий, в том числе и ассоциативных свободноживущих ризобактерий рода Azospirillum. Данный род микроорганизмов широко распространен в природе и активно используется в последнее время в качестве компонентов биоудобрений [11]. Известно, что азоспириллы способны экскретировать ЛПС в составе ЛПБК в окружающую среду, однако механизм и степень их воздействия на макроорганизмы слабо изучены.

ЛПС обладает свойствами эндотоксина и способен индуцировать ряд биологических процессов: активацию макрофагов и лейкоцитов, cтимуляцию продукции эндогенного пирогена, интерферона, интерлейкинов и других медиаторов, активацию синтеза белков острой фазы, митогенный эффект и иное вплоть до эндотоксинового шока и острой полиорганной недостаточности. Тем не менее воздействие эндотоксинов на организм оценивается неоднозначно [8]. Биологический эффект ЛПС в отношении теплокровных животных и человека в значительной степени зависит от его состава и структуры, а также от концентрации полимера. Ранее в исследованиях in vitro нами было показано, что ЛПС Azospirillum lipoferum Sp59b (ЛПС_Sp59b) в диапазоне концентраций 0,01-1 мкг/мл активирует процесс фагоцитоза, стимулирует продукцию миелопероксидазы макрофагами, индуцирует синтез основных провоспалительных цитокинов ИЛ-1b, ИЛ-8 и ФНО-a клетками цельной крови человека, а также оказывает выраженное пролиферативное действие на мышиные спленоциты [7]. В связи с этим целью данной работы стало выявление влияния ЛПС_Sp59b in vivo на активность ключевых ферментов белкового, углеводного, липидного обменов, а также на метаболическое состояние лейкоцитов белых мышей.

Материалы и методы исследования

В экспериментах использовали 42 лабораторные белые мыши весом 18-21 г, содержание и эвтаназия которых соответствовали требованиям Европейской конвенции по защите экспериментальных животных 86/609 ЕЕС. Острую токсичность ЛПС_Sp59b определяли при однократном внутрибрюшинном введении мышам, предварительно сенсибилизированным 3,2%-ным D-галактозамингидрохлоридом [5].

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование физиологической активности ЛПС имеет практический интерес только в том случае, если предполагаемый протекторный эффект препарата сочетается с его низкой собственной токсичностью. В предварительных экспериментах при изучении острой токсичности ЛПС_Sp59b на мышах определена LD₅₀, которая составила 8,9 мкг, что было в 60 раз меньше по сравнению с действием классического эндотоксина ЛПС Escherichia coli 055:В5. Полученные данные свидетельствуют о слабой токсичности препарата ЛПС_Sp59b, состав жирных кислот липида А и структура О-специфического полисахарида которого исследованы ранее [1, 9]. Данные о низкой токсичности препаратов ЛПС_Sp59b азоспирилл коррелируют с результатами, полученными для ЛПС штамма A. brasilense Sp245 [6], а также данными польских коллег [10].

Для исследования выбрано внутрибрюшинное введение препарата в дозе 0,1 мкг/мышь, поскольку данная концентрация в экспериментах in vitro индуцировала достоверные изменения иммунологических и биохимических показателей в клетках человека и экспериментальных животных. Сроки наблюдения (1-е, 3-и и 5-е сутки) определили исходя из известных данных о возникновении обменных нарушений в течение первых суток после попадания классического эндотоксина в организм, а на 3-5-е сутки приходится начало восстановительных процессов.

Таблица

Влияние ЛПС_59b на биохимические, гематологические показатели сыворотки крови и функционально-метаболическое состояние мышиных лейкоцитов

Время после введения ЛПС_59b, сут

Источник

11 проявлений хронического воспаления: такие незаметные и коварные липополисахариды (2021-01-22 11:00:05)

11 проявлений хронического воспаления: такие незаметные и коварные липополисахариды

Проявляется хроническое воспаление почти бессимптомно, длится месяцами (а чаще всего годами), но проблема в том, что его считают одним из потенциальных факторов риска развития самых серьезных заболеваний эпохи: сердечно-сосудистых болезней, диабета и онкологии.

Это процесс, ограниченный по времени. Короткое воспаление только укрепляет иммунную систему.

Если иммунная система с чем-то не справляется, воспаление становится вялотекущим.

Его признаки: хронические боли, усталость и бессонница, расстройства пищеварительной системы, кислотный рефлюкс, увеличение веса, депрессия.

Исследования показывают, что хроническое воспаление играет не последнюю роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, различных аутоиммунных заболеваний, артритов, аллергий, когнитивных нарушений, заболеваний кишечника, онкологии и т.д.

Почему воспаление становится хроническим:

1. Инфекции, с которыми не справляется организм.

2. Неправильный выбор пищи и переедание.

Что такое ЛПС (липополисахариды)?

Если очень коротко, это бактериальные токсины, которые мирно живут в кишечнике и создают проблемы исключительно при попадании в кровь. Сдать анализ на ЛПС можно, мне кажется, в любой приличной лаборатории. Надо это уточнить.

Добиться повышенного уровня липополисахаридов довольно просто:

1. Заполучить инфекцию (не дай Бог, хроническую).

2. Ничего не делать с синдромом дырявого кишечника.

3. Есть слишком много жирной и не своими руками приготовленной пищи, постоянно превышать калорийность.

Исследования с ЛПС показали следующее:

1. Появляются хроническая усталость, проблемы с концентрацией внимания и памятью.

3. Настроение становится плохим, усиливается чувство беспокойства.

5. Нарушается сон, люди испытывают постоянную сонливость в течение дня.

6. Начинаются проблемы с репродуктивной функцией у женщин.

7. Повышается чувствительность к боли.

8. Повышается риск развития диабета и проблем с почками.

9. Быстро прибавляется вес.

10. Появляются признаки метаболического синдрома: высокое давление, высокий уровень сахара, высокий уровень триглицеридов, абдоминальное ожирение.

11. Развивается жировая болезнь печени.

Проще говоря, повышенный уровень ЛПС, по утверждениям ученых, коррелирует с самыми тяжелыми заболеваниями века, но нельзя предполагать, что это является причиной их развития.

Это важно. Определенная связь есть.

У людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, метаболическим синдромом, диабетом и ожирением печени очень часто существенно повышены липополисахариды в крови.

Совсем необязательно идти и проверять, повышены ли ваши ЛПС и имеется ли хроническое воспаление. Хотя можно сдать анализы, скажем, на высокочувствительный с-реактивный белок.

Достаточно делать то, что можете, внося изменения в образ жизни.

Разумеется, стоит обсудить это с лечащим врачом.

Простые способы снизить уровень ЛПС в крови и избавиться от хронического воспаления:

1. Уделить особое внимание пробиотикам и пребиотикам: в реальной жизни это значит употребять ферментированные продукты, свежую зелень, кисломолочные продукты, чайный гриб. Кому что подходит.

2. При готовке использовать оливковое масло (без сильного нагрева).

Я продолжаю считать, что насыщенные жиры в огромном количестве поглощать нельзя: контролируйте их, пожалуйста, и принимайте вместе с овощами и белком.

6. Налаживать пищеварение. Пока вы не разберетесь, откуда у вас проблемы с кишечником, вы не разберетесь с воспалением и останетесь в группе риска.

Словом, опять все просто.

На таблетки рассчитывать если не глупо, то, как минимум, недальновидно.

Только вы знаете, где ошибались. Только вы можете это исправить.

Источник