एंडोटॉक्सिन और लिपोपॉलीसैकराइड

लिपोपॉलीसैकराइड (LPS), या एंडोटॉक्सिन, ग्राम-नकारात्मक जीवाणु की बाहरी झिल्ली की बाहरी परत का प्रमुख अणु है। स्रावित एक्सोटॉक्सिन के विपरीत, यह कोशिका का एक संरचनात्मक घटक है जो जीवाणुओं के विघटन पर जैविक रूप से सक्रिय हो जाता है: इसका लिपिड ए एंकर सहज प्रतिरक्षा का एक शक्तिशाली ट्रिगर है, और अधिक मात्रा में यह ग्राम-नकारात्मक सेप्सिस की प्रणालीगत सूजन को बढ़ावा देता है।

Definition

लिपोपॉलीसैकराइड ग्राम-नकारात्मक बाहरी झिल्ली का एक ग्लाइकोलिपिड है जो एक झिल्ली-एंकरिंग लिपिड ए, एक कोर ओलिगोसैकराइड, और एक परिवर्तनीय ओ-एंटीजन पॉलीसैकराइड से बना होता है; इसका लिपिड ए भाग एंडोटॉक्सिक सिद्धांत है जो सहज प्रतिरक्षा संकेतन को सक्रिय करता है।

Scope

यह विषय LPS (लिपिड ए, कोर ओलिगोसैकराइड, और ओ-एंटीजन) की वास्तुकला, सहज प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा इसके लिपिड ए मोइटी का पता कैसे लगाया जाता है, और एंडोटॉक्सिन प्रणालीगत सूजन का कारण क्यों बनता है, को शामिल करता है। यह जीवाणु रोगजनन में एक संदर्भ विषय है और सेप्सिस के नैदानिक प्रबंधन को संबोधित नहीं करता है।

Core questions

• LPS के तीन संरचनात्मक क्षेत्र क्या हैं, और प्रत्येक का क्या योगदान है?
• मेजबान लिपिड ए को कैसे पहचानता है, और किस संकेतन मार्ग के माध्यम से?
• एंडोटॉक्सिन स्थानीयकृत चोट के बजाय प्रणालीगत सूजन क्यों पैदा करता है?

Key concepts

• लिपिड ए (एंडोटॉक्सिक सिद्धांत)
• कोर ओलिगोसैकराइड
• ओ-एंटीजन
• टीएलआर4-एमडी2 पहचान
• सहज प्रतिरक्षा सक्रियण
• एंडोटॉक्सिन और ग्राम-नकारात्मक सेप्सिस

Mechanisms

LPS के तीन क्षेत्र होते हैं: लिपिड ए, एक ग्लूकोसामाइन-आधारित फॉस्फोलिपिड जो अणु को एंकर करता है और अपनी विषाक्त गतिविधि को वहन करता है; एक कोर ओलिगोसैकराइड; और ओ-एंटीजन, एक दोहराने वाला पॉलीसैकराइड जो उपभेदों के बीच भिन्न होता है और सीरोलॉजिकल विविधता में योगदान देता है। मेजबान टोल-लाइक रिसेप्टर 4 कॉम्प्लेक्स के माध्यम से एमडी-2 के साथ लिपिड ए का पता लगाता है, जिसमें एलपीएस-बाइंडिंग प्रोटीन और सीडी14 लिगैंड को वितरित करते हैं; जुड़ाव संकेतन को ट्रिगर करता है जो प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स को प्रेरित करता है। यह पहचान कम जोखिम पर सुरक्षात्मक होती है, लेकिन जब एलपीएस प्रचुर मात्रा में होता है (जैसा कि प्रसारित ग्राम-नकारात्मक संक्रमण में होता है), तो वही मार्ग सेप्टिक शॉक से जुड़ी अत्यधिक प्रणालीगत सूजन प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है।

Clinical relevance

एंडोटॉक्सिन की सहज प्रतिरक्षा द्वारा पहचान बताती है कि ग्राम-नकारात्मक बैक्टेरिमिया गंभीर प्रणालीगत सूजन क्यों पैदा कर सकता है, और एलपीएस संरचना जीवाणु सीरोटाइपिंग का आधार है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए एंडोटॉक्सिन जीव विज्ञान का सारांश प्रस्तुत करती है और सेप्सिस के निदान या उपचार के लिए मार्गदर्शन नहीं है।

History

स्रावित एक्सोटॉक्सिन से भिन्न एक गर्मी-स्थिर एंडोटॉक्सिन की अवधारणा 1890 के दशक में रिचर्ड फ़िफ़र से मिलती है। बीसवीं शताब्दी ने इसकी रसायन विज्ञान को लिपोपॉलीसैकराइड के रूप में सुलझाया और इसकी विषाक्तता को लिपिड ए तक सीमित कर दिया, और सदी के मोड़ पर टोल-लाइक रिसेप्टर 4 को एंडोटॉक्सिन के मेजबान सेंसर के रूप में पहचाना गया, यह कार्य सहज प्रतिरक्षा संकेतन के अध्ययनों में मान्यता प्राप्त है।

Key figures

• Christian R. H. Raetz
• Bruce Beutler
• Ernst Th. Rietschel

Seminal works

• raetz-whitfield-2002
• beutler-rietschel-2003

Frequently asked questions

LPS को एक्सोटॉक्सिन के बजाय एंडोटॉक्सिन क्यों कहा जाता है?

यह स्रावित नहीं होता है बल्कि ग्राम-नकारात्मक बाहरी झिल्ली का एक अभिन्न संरचनात्मक हिस्सा है, जो मुख्य रूप से तब जारी होता है जब जीवाणु क्षतिग्रस्त या विघटित होता है, इसके विपरीत एक्सोटॉक्सिन सक्रिय रूप से निर्यात किए गए प्रोटीन होते हैं।

LPS का कौन सा हिस्सा इसकी विषाक्तता के लिए जिम्मेदार है?

लिपिड ए एंकर एंडोटॉक्सिक सिद्धांत है; यह वह हिस्सा है जिसे मेजबान के टीएलआर4-एमडी2 कॉम्प्लेक्स द्वारा पहचाना जाता है और सूजन प्रतिक्रिया का ट्रिगर होता है।