Endotoksin ve Lipopolisakkarit
Lipopolisakkarit (LPS) veya endotoksin, Gram-negatif bakterilerin dış zarının dış yaprağının baskın molekülüdür. Salgılanan ekzotoksinlerin aksine, bakteriler lizize uğradığında biyolojik olarak aktif hale gelen hücresel bir yapısal bileşendir: lipid A çapası, doğuştan gelen bağışıklığın güçlü bir tetikleyicisidir ve aşırı miktarda bulunduğunda Gram-negatif sepsisin sistemik inflamasyonunu tetiklemektedir.
Tanım
Lipopolisakkarit, Gram-negatif dış zarın, zara bağlanan bir lipid A, bir çekirdek oligosakkarit ve değişken bir O-antijen polisakkaritinden oluşan bir glikolipididir; lipid A kısmı, doğuştan gelen bağışıklık sinyalini aktive eden endotoksik prensiptir.
Kapsam
Bu konu, LPS'nin yapısını (lipid A, çekirdek oligosakkarit ve O-antijen), lipid A kısmının doğuştan gelen bağışıklık sistemi tarafından nasıl algılandığını ve endotoksinin neden sistemik inflamasyona yol açtığını kapsamaktadır. Bakteriyel patogenezde bir referans konusu olup, sepsisin klinik yönetimini ele almamaktadır.
Temel sorular
- LPS'nin üç yapısal bölgesi nelerdir ve her biri neye katkıda bulunur?
- Konak, lipid A'yı nasıl ve hangi sinyal yoluyla tanır?
- Endotoksin neden lokalize hasar yerine sistemik inflamasyon üretir?
Anahtar kavramlar
- Lipid A (endotoksik prensip)
- Çekirdek oligosakkarit
- O-antijen
- TLR4-MD2 tanınması
- Doğuştan gelen bağışıklık aktivasyonu
- Endotoksin ve Gram-negatif sepsis
Mekanizmalar
LPS'nin üç bölgesi bulunmaktadır: molekülü bağlayan ve toksik aktivitesini taşıyan glukozamin bazlı bir fosfolipid olan lipid A; bir çekirdek oligosakkarit; ve suşlar arasında farklılık gösteren ve serolojik çeşitliliğe katkıda bulunan tekrarlayan bir polisakkarit olan O-antijen. Konak, lipid A'yı MD-2 ile birlikte Toll-like reseptör 4 (TLR4) kompleksi aracılığıyla algılamaktadır; LPS bağlayıcı protein ve CD14 ligandi iletmektedir. Bu etkileşim, pro-inflamatuar sitokinleri indükleyen sinyalizasyonu tetiklemektedir. Bu tanıma, düşük maruziyette koruyucu olmakla birlikte, LPS bol miktarda bulunduğunda (yaygın Gram-negatif enfeksiyonlarda olduğu gibi), aynı yolak septik şokla ilişkili aşırı bir sistemik inflamatuar yanıtı tetiklemektedir.
Klinik önem
Endotoksinin doğuştan gelen bağışıklık tarafından tanınması, Gram-negatif bakteriyeminin neden derin sistemik inflamasyona yol açabildiğini açıklamaktadır ve LPS yapısı bakteriyel serotiplemenin temelini oluşturmaktadır. Bu madde, referans amacıyla endotoksin biyolojisini özetlemekte olup, sepsisin teşhisi veya tedavisi için bir rehber niteliği taşımamaktadır.
Tarihçe
Salgılanan ekzotoksinlerden farklı, ısıya dayanıklı bir endotoksin kavramı, 1890'larda Richard Pfeiffer'a dayanmaktadır. Yirminci yüzyıl, kimyasını lipopolisakkarit olarak çözümlemiş ve toksisitesini lipid A'ya lokalize etmiştir. Yüzyılın başında ise Toll-like reseptör 4'ün (TLR4) endotoksinin konak sensörü olduğu belirlenmiş, bu çalışma doğuştan gelen bağışıklık sinyalizasyonu üzerine yapılan çalışmalarda kabul görmüştür.
Öne çıkan isimler
- Christian R. H. Raetz
- Bruce Beutler
- Ernst Th. Rietschel
İlgili konular
Temel eserler
- raetz-whitfield-2002
- beutler-rietschel-2003
Sıkça sorulan sorular
- LPS'ye neden ekzotoksin yerine endotoksin denir?
- Salgılanmaz, ancak Gram-negatif dış zarın ayrılmaz bir yapısal parçasıdır ve esas olarak bakteri hasar gördüğünde veya lizize uğradığında salınır; aktif olarak dışarı aktarılan proteinler olan ekzotoksinlerin aksine bu durum geçerlidir.
- LPS'nin hangi kısmı toksisitesinden sorumludur?
- Lipid A çapası endotoksik prensiptir; konağın TLR4-MD2 kompleksi tarafından tanınan ve inflamatuar yanıtı tetikleyen kısımdır.