LIPOPOLISACARIDOS: Heteropolímeros de estructura compleja y actividad biológica múltiple que se puede aislar a partir de las paredes celulares de bacterias Gram.

1. INMUNOLOGÍA
LIPOPOLISACARIDOS:
Heteropolímeros de estructura compleja y actividad
biológica múltiple que se puede aislar a partir de las
paredes celulares de bacterias Gram.
1. Ortega R. Josenka / 2. Cañarte A. Jorge
1
Estudiante de la Escuela de Medicina de la Facultad de Ciencias de la Salud de la
Universidad Técnica de Manabí
2
Docente de la Escuela de Medicina de la Facultad de Ciencias de la Salud de la
Universidad Técnica de Manabí
INTRODUCCIÓN
Los lipopolisacáridos son componentes
intracelulares de las paredes de las
bacterias gramnegativas. Se estima que
una bacteria gramnegativa posee unas
3,5*106
moléculas de lipopolisacáridos
y ocupan un área de 4,9 µm2
. Estos
pueden variar en su estructura según el
tipo de fuente bacteriana de donde
provenga.
Se componen de una porción lipídica
(ácido grasos modificados) y una
porción glúcidica, por lo tanto son
moléculas complejas, y las podemos
encontraren todos los ambientes, en
bacterias del suelo, aire, agua y los
alimentos animales, además de estar
presentes en la flora bacteriana
intestinal, vaginal y bucofaríngea, y
contaminando materiales y productos
diversos preparados por el hombre.
La porción hidrofóbica (las cadenas de
ácido grasos del lípido A) se proyectan
hacia el interior de la membrana, por lo
que la estructura del lípido A es la
principal responsable de la menos
fluidez y mayor resistencia física.
Los microorganismos han desarrollado
sistemas para controlar la expresión y la
estructura de LPS, la producción de
variantes estructurales que se utilizan
para modular las respuestas inmunes del
huésped durante la infección. Ejemplos
de esto incluyen Helicobacter pylori,
Francisella tularensis, Chlamydia
trachomatis y Salmonella spp. Las altas
concentraciones de LPS pueden causar
fiebre, aumento del ritmo cardíaco y dar
lugar a un shock séptico y la
muerte. Sin embargo, a concentraciones
relativamente bajas algunos LPS son

2. inmunomoduladores altamente activos,
que pueden inducir la resistencia no
específica a los microorganismos
invasores.
El lipopolisacárido (LPS) desempeña un
importante papel de barrera frente a
determinados antibióticos, como la
penicilina, es por esto que es muy poco
eficaz frente a gramnegativas, el papel
del LPS en la adhesión a los epitelios ha
comenzado a llamar la atención en
cuanto a la adherencia de los
microorganismos a la superficie
epitelial es un paso clave en la
patogénesis de las infecciones
bacterianas, la actividad del LPS/LOS
en la mediación de la adhesión a las
células y tejidos fue reconocida por
primera vez en bacterias de plantas
(Matthysee et ál., 1978; Wolpert and
Albersheim, 1971)
El lipopolisacárido mediante enlaces
hidrófobos se une a la denominada
membrana exterior, que es una doble
envoltura de fosfolípidos sobre la que se
empotran una serie de proteínas
Además ejerce otras funciones como: es
menos permeable a otras moléculas
hidrofóbicas, menos soluble a
detergentes y más resistente a
disolventes orgánicos; se une a cationes
divalentes (como Mg++
o Zn++
), lo que
contribuye a la mayor estabilidad de la
membrana externa. Además, estimula
una serie de mecanismos defensivos del
hospedador.
El lipopolisacárido es una toxina
termoestable, resistente incluso a la
esterilización en autoclave. Su antígeno
provoca un amplio espectro de efectos
fisiopatológicos: cuando la cantidad en
sangre es suficiente, el lipopolisacárido
produce la muerte en unas o dos horas,
debido a shock reversible y colapso
cardiovascular.
MARCO REFERENCIAL
El lipopolisacárido es un polipéptido de
50 kDa secretada en el torrente
sanguíneo como una proteína
glicosilada 58-60 kDa, y se induce
principalmente en el hígado como
proteína de fase aguda tipo I (Schumann
et al, 1996;. Tobias et al., 1986).1
Los lipopolisacáridos bacterianos (LPS)
o endotoxinas, componentes de la pared
celular de bacterias gram negativas, que
unidos a la proteína asociadora de
lipopolisacáridos (LPB) forman un
complejo LPS-LPB que a su vez se une
al receptor CD14, presente en la
superficie de neutrófilos, macrófagos y
monocitos. La interacción del receptor
CD14 con el complejo LPS-LPB inicia
la traducción de señales con la
participación del receptor Toll-like

3. receptor 4 (TLR4)2
. Están distribuidos
en todos los ambientes, en bacterias del
suelo, aire, agua y los alimentos
animales, además de estar presentes en
la flora bacteriana intestinal, vaginal y
bucofaríngea, contaminando materiales
y productos diversos preparados por el
hombre.3
Además constituye el Patrón
Molecular Asociado a Patógenos
(PAMP´s), prototipo.4
Los microorganismos han desarrollado
sistemas para controlar la expresión y la
estructura de LPS, la producción de
variantes estructurales que se utilizan
para modular las respuestas inmunes del
huésped durante la infección. Ejemplos
de esto incluyen Helicobacter pylori,
Francisella tularensis, Chlamydia
trachomatis y Salmonella spp. Las altas
concentraciones de LPS pueden causar
fiebre, aumento del ritmo cardíaco y dar
lugar a un shock séptico y la
muerte. Sin embargo, a concentraciones
relativamente bajas algunos LPS son
inmunomoduladores altamente activos,
que pueden inducir la resistencia no
específica a los microorganismos
invasores.
El LPS es una molécula cargada
negativamente que se divide en tres
regiones: la porción del lípido A, que
está embebido en la membrana externa,
el núcleo de oligosacáridos y el
antígeno O que se extiende hacia el
exterior de la bacteria. La región del
lípido A representa el centro
inmunorreactivo del LPS debido al
reconocimiento específico, a menudo
muy sensible de esta estructura por
numerosos componentes celulares y
humorales de la inmunidad innata. Los
lipopolisacáridos que poseen los tres
dominios se llaman LPS (S) o formas
lisas, mientras que los LPS que carecen
del antígeno O se nombran LPS rugosos
aunque también se les denomina
lipooligosacáridos (LOS).5
La
endotoxina, lipopolisacárido, representa
el 70% de los microorganismos
residentes del lumen intestinal,
correspondientes aproximadamente
500-1000 especies bacterianas
distintas.6
El LPS se extrae inicialmente a partir de
membranas y vesículas bacterianas
liberadas de ellos por LPS proteína
(LBP) en el suero de unión. El LBP
luego de transferirse a LPS puede
encontrarse en forma soluble o unida a
la superficie celular por un anclaje de
glicosilfosfatidilinositol. CD14 divide
los agregados de LPS en moléculas
monoméricas y las presenta al complejo
TLR4-MD-2. La agregación del
complejo TLR4-MD-2 después de la
unión de LPS conduce a la activación

4. de múltiples componentes de
señalización, incluyendo NF-kB e IRF3,
y la producción subsiguiente de
citocinas proinflamatorias.7
El papel del LPS en la adhesión a los
epitelios ha comenzado a llamar la
atención en cuanto a la adherencia de
los microorganismos a la superficie
epitelial es un paso clave en la
patogénesis de las infecciones
bacterianas, la actividad del LPS/LOS
en la mediación de la adhesión a las
células y tejidos fue reconocida por
primera vez en bacterias de plantas
(Matthysee et ál., 1978; Wolpert and
Albersheim, 1971), en 1973 Ma-roudas,
sugirió un papel similar en
microorganismos que afectan a
animales y desde entonces comenzó la
investigación para discernir el papel del
LPS/LOS en la adhesión bacteriana; sin
embargo, los mecanismos por los cuales
ocurre esta acción aún no son claros,
varios trabajos indican que en ausencia
del LPS se inhibe la adhesión de las
bacterias (Cohen et ál., 1985; Gupta et
ál., 1994; McSweegan & Walker, 1986;
Pier et ál., 1996; Valkonen et ál.,
1994).8
La respuesta al efecto del LPS ha sido
estudiada en macrófagos, monocitos,
linfocitos, células plasmáticas,
microglia; se ha encontrado que es el
responsable de la inducción no sólo de
citocinas inflamatorias, sino también de
otros factores como el factor de
crecimiento endotelial vascular y el
factor de necrosis tumoral alfa (TNFα).9
Los LPS se caracterizan también por ser
antígenos timoindependientes de tipo 1,
en una concentración elevada, tienen la
capacidad de activar en forma
policlonal una proporción importante de
la dotación de las células B, es decir, sin
referencia a la especificidad de antígeno
de las regiones hipervariables del
receptor de superficie. 10
Desde que se confirmó el papel del LPS
como causa principal del shock
inducido por bacterias Gram negativas,
muchos han sido los estudios que se han
realizado para intentar establecer los
mecanismos de transducción generados
en la respuesta del organismo. Cuando
el LPS llega a la sangre formando parte
de las bacterias o en forma libre (por
ejemplo, procedente de la lisis de
microorganismos por los antibióticos),
interacciona con algunas de las
moléculas que se encuentran en el
torrente sanguíneo. 11
El LPS desencadena la activación de
varios caminos de transducción de
señales en los que están implicados
proteínas G, tirosina-quinasas,

5. fosfolipasa C (PLC), proteína quinasa A
(PKA) y proteína quinasa C (PKC).
También activa diferentes cascadas de
proteínas quinasas activadas por
mitógenos (MAPK), incluyendo las
proteínas quinasas reguladas por señales
extracelulares.12
En los seres humanos, los síntomas de
depresión y la ansiedad se correlacionan
con la exposición LPS y la liberación de
citoquinas posterior (Vogelzangs et al.,
2016 ), y el aumento de los niveles de
INF-alfa de IL-6 y se correlacionan con
la gravedad de la depresión y la
ansiedad ( Capuron et al .,
2009 ; Razón et al , 2006. ).13
Otro
problema que puede ocasionar es la
sepsis; es una respuesta inflamatoria
sistémica asociada a un agente
infeccioso, constituye un importante
problema de Salud Pública. Las
bacterias gramnegativas son una
frecuente causa de sepsis, por lo tanto
los lipopolisacáridos tiene una potente
inducción de la respuesta inflamatoria,
porque liberan citocinas
proinflamatorias.14
Los peptidoglicanos y los
lipopolisacáridos, inducen de manera
inespecífica, una intensa activación de
macrófagos, granulocitos y linfocitos,
que se pueden acumular en las lesiones
intestinales. Por consiguiente, la acción
bacteriana se ejercería por medio de
productos de sus paredes o toxinas, los
que iniciarían o perpetuarían el daño
intestinal en personas genéticamente
predispuestas.15
CONCLUSIONES
 Los lipopolisacáridos son
endotoxinas que actúan
induciendo respuestas del
sistema inmune, que además de
ser estructuras complejas, tienen
diferentes funciones, ya que
tienen una potente acción
endogénica.
 Es el principal responsable del
shock inducido por bacterias
gramnegativas, permite la
organización y el mantenimiento
de la membrana externa.
 Provoca la inhibición de
anticuerpos; media y activa al
sistema inmune mediante la
adherencia a las células y los
tejidos.
 Y estas endotoxinas, forman
parte de la membrana externa de
las bacterias Gram-, por lo tanto
no se pueden encontrar en las
bacterias Gram+.

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