El documento describe la estructura y función del lipopolisacárido (LPS), un componente importante de la membrana externa de las bacterias Gram negativas. El LPS está compuesto de una región lipídica llamada lípido A y una región polisacárida que varía entre especies bacterianas. El LPS desempeña funciones importantes como activar el sistema inmune, mediar la adhesión bacteriana a epitelios, y causar shock séptico. Además, estudios recientes han revelado que el LPS también puede inhibir infecciones vir

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ
FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD
MEDICINA
´´LIPOPOLISACÁRIDOS´´
Autor: Rosario Margarita Franco Cedeño
Coautor: Jorge Cañarte Alcivar
1. RESUMEN
El lipopolisacárido (LPS) o endotoxina es el mayor componente de la membrana externa
de las bacterias Gram negativas, desempeñan una importante función en la activación del
sistema inmune al constituir el antígeno superficial más importante de este tipo de
bacterias. El LPS está compuesto por una región lipídica y una glicosídica con funciones
separadas y/o sinérgicas lo que hace de esta molécula uno de los factores de virulencia
más complejos de comprender, esta revisión pretende hacer un acercamiento para
dimensionar la universalidad y diversidad de efectos del principal responsable del shock
endotóxico inducido por bacterias Gram negativas. La porción lipídica muy conservada
entre las especies, denominada lípido A inmersa en la cara externa de la membrana de la
bacteria, y una porción hidrolífica compuesta por azucares que presentan una gran
variabilidad estructural. Encontramos lípido A este es responsable de las propiedades
patofisiológicas. El poliscárido O es una porción más externa y se le confiere a la bacteria
serológica. El oligosacárido nuclear o core va a unir el polisacárido O al lípido A. Los
genes responsables de la síntesis del LPS están organizadas en grupos de genes contiguos,
dispersos alrededor del cromosoma bacteriano como se ve en el lípido A. Las
interacciones moleculares de enzimas y sustratos durante el transporte del LPS hasta la
membrana externa bacteriana, las implicaciones en la biología de estos microorganismos
y su uso farmacológico de análogos de LPS en la terapéutica del choque endotóxico.

2. 2. INTRODUCCIÓN
El estudio de la estructura de este
polisacárido complejo tuvo mucha
importancia desde hace varios años,
aproximadamente desde los años 50;
llevando la elucidación de la estructura
del lipopolisacárido de Salmonella
typhimurim en los años 70, una gran
cantidad de cepas han contribuido a estas
investigaciones como piezas de un
complicado rompecabezas, las cuales
han arrojado estos estudios unas
estructuras intermediarias en la
biosíntesis cuyas propiedades
bioquímicas e inmunoquímicas han
podido ser utilizadas para deducir varias
vías metabólicas. Asimismo, los estudios
genéticos que han acompañado a la
caracterización bioquímica de los
mutantes han generado una enorme
cantidad de información acerca de los
genes involucrados.
Los lipopolisacáridos (LPS,
endotoxinas) contienen una lipídica
(lípido A) inserta en la membrana y una
región polisacárida expuesta al exterior
(cadena O) parte de estas son de las
bacterias Gram negativas principales las
cuales constituyen de la membrana
externa de los microorganismos
bacterianos. Estas son aisladas de una
gran variedad de bacterias Gram
negativas y algunas cianobacterias de las
cuales sus características estructuras y
biológicas están siendo extensamente
estudiadas.
La aparición de una nueva molécula
capaz de inducir fiebre y enfermedad
como consecuencia de una pobre higiene
llamo la atención en el siglo XVIII,
nombrada en ese entonces como material
pirógeno o toxina, cobraría gran
importancia en 1872 cuando un
bacteriólogo alemán atribuiría la gran
mayoría de las muertes en las guerras no
a los ataques de tropas contrarias sino a
una partícula proveniente de
microorganismo a la que llamo
Microsporon septicum, un patólogo
danés Panum, quien extraía sustancias de
materia orgánica en descomposición se
reportó una sustancia resistente al calor,
no volátil, soluble en agua y capaz de
inducir fiebre; años después Robert
Koch con el desarrollo de las primeras
técnicas de cultivo bacteriano demostró
que las bacterias crecían en estos lugares
y que eran capaces de generar sepsis en
animales a los que se les inducia dichas
bacterias, 1982 Richard Pfeiffer
trabajando en el laboratorio de Koch,
identificó una molécula resistente al
calor proveniente de lisados de Vibrio
cholerae causante de shock tóxico en
animales, este echo llamo su atención
pues la aparición del shock no se

3. relacionan con la presencia de bacterias
vivas, desde entonces los productos
tóxicos secretadas por bacterias vivas se
conocieron como toxinas y sus
materiales tóxicos secretadas por
bacterias vivas se conocieron como
endotoxinas. Entre 1930 y 1940 gracias
al avance en técnicas bacteriológicas, fue
posible discernir las primeras
características químicas de la molécula,
lográndose identificar una porción
lipídica y una glicosídica, motivo por el
cual recibe el nombre de
lipopolisacáridos o conocido con las
siglas de LPS; este hace parte de la
segunda membrana de las bacterias
Gram negativas y que no se encuentran
en las Gram positivas.
3. ARQUITECTURA
GENERAL DE LOS
LIPOPOLISACÁRIDOS
(LPS, ENTOTOXINAS)
Los lipopolisacáridos desde su
descubrimiento fueron reconocidos
como moléculas con una potente acción
endotóxica hasta ser identificadas como
principales responsables del shock
inducido por bacterias Gram negativas
pero en la actualidad se les atribuye con
otras funciones como de mantenimiento
y organización de la membrana externa,
mimetismo molecular, inhibición de
anticuerpos, variaciones antigénicas,
activador del sistema inmune y
mediación en la adherencia a las células
y tejidos hospedadores, entre otras más.
(1).
Existe una inmensa diversidad
estructural de los lipopolisacáridos de
bacterias Gram negativas, y sus
elementos arquitectónicos compartidos.
El típico de S. Typhimurium es un
heteropolisacárido fosforilado que se
encuentra covalentemente unido a un
lípido de la membrana externa la cual
contiene glucosamina, el lípido A.
encontramos la porción de la membrana
externa dividida en dos regiones
principales una interna o central (núcleo
o core) y una porción externa
denominada cadena 0 (antígeno 0 ó
polisacárido 0), la región del núcleo
luego de ser subdividía en interna y
externa la cadena 0 va a constituir la
porción inmunodominante de la
molécula y los determinantes de esta
región proveen base de la clasificaciones
base de la serología de la familia
Enteriobacteriaceae. (2)
El LPS está compuesto por una región
lipídica y una glicosídica con funciones
separadas y/o sinérgicas lo que hace de
esta molécula uno de los factores de
virulencia más complejos de
comprender, esta revisión pretende hacer

4. un acercamiento para dimensionar la
universalidad y diversidad de efectos del
principal responsable del shock
endotóxico inducido por bacterias Gram
negativas. (3)
Los LPS son muy diferentes a un
fosfolípido ya que tiene propiedades
físicas bastantes similares de modo que
participan de modo análogo en
formación de la membrana, un extremo
de su molécula es hidrófobo y el otro
hidrófilo, el hidrófobo se va a insertar en
la zona hidrófoba de la membrana y el
extremo hidrófilo se encontrara en la
superficie externa (4). La estructura
mínima del lipopolisacáridos necesaria
para el crecimiento de E. Coli y otras
bacterias Gram negativas consiste de
lípido A y dos unidades de ácido 3-
_desoximanooctulosónico, este motivo
es sumamente conservado entre los
distintos grupos bacterianos, y todas las
porciones de la molécula distales a los
residuos de 3-_desoximanooctulosónico
no son estrictamente esenciales para el
crecimiento y función celulares.
Asimismo, la estructura mínima de los
lipopolisacáridos es activa como
endotoxina. (5)
No obstante, las cepas mutantes que
contienen la estructura mínima de los
LPS son hipersensibles a antibióticos
hidrofóbicos, detergentes y algunos
colorantes (6), de lo cual sugiere que el
poseer la estructura completa de LPS le
da ventajas a la bacteria al ser más
resistente a las condiciones ambientales.
4. ACCION ADHERENTE
Los lipopolisacáridos cumplen un papel
importante en la adhesión a los epitelios
ha comenzado a llamar la atención en
cuanto a que no sólo actuaría como
potente inmunógeno sino que
participaría activamente en el proceso de
colonización y establecimiento de la
infección en el anfitrión al ser la
molécula que se encuentra en mayor
proporción en la superficie de la bacteria.
(7)
La adherencia de los microorganismos a
la superficie epitelial es un paso clave en
la patogénesis de las infecciones
bacterianas ya que la actividad del LPS
en adhesión de células y tejidos fue
reconocida por primera vez en bacterias
de las plantas. (1)
En la adherencia bacteriana de las
infecciones urinarias, intervienen otros
factores, tanto del microorganismo,
como los flagelos, la producción de
ureasa, el antígeno polisacárido capsular
K, hemolisinas, sideróforos y las
endotoxinas o lipopolisacárido de la
pared de las bacterias Gram negativas,
como del hospedador, entre los que se

5. encuentran el pH y la osmolaridad de la
orina, la importantísima acción del
arrastre, los inhibidores de la adherencia
(PTH, mucopolisacárido de la vejiga,
oligosacáridos de bajo peso molecular,
IgAs, lactoferrina), la fagocitosis y
ciertas linfoquinas, elaboradas
precisamente en los fenómenos de la
adherencia bacteriana, y por los propios
lipopolisacáridos de la pared microbiana.
(8)
La membrana externa de la bacteria
Helicobacter pylori es rica en
lipopolisacáridos, que son proteínas
heterogéneas con baja actividad
biológica, estas son capaces de activar
los monocitos y los neutrófilos los cuales
éstos liberan citoquinas, eicosanoides,
metabolitos reactivos de oxígeno,
posteriormente activan el complemento
en el sitio de la lesión y perpetúan la
respuesta inflamatoria, como mecanismo
de defensa ante los daños de la bacteria,
que al producir más lipopolisacáridos
provoca lesión hística local y síntomas
sistémicos (fiebre), por lo cual los
lipopolisacáridos constituyen uno de los
principales antígenos del Helicobacter
pylori. (9)
Lipopolisacáridos (LPS) un conocido
agente inflamatorio, cuyos efectos están
mediados por el receptor TLR4, sin
embargo hay poca evidencia sobre los
efectos de LPS sobre la actividad ciliar y
los mecanismos de liberación de ATP en
epitelio respiratorio. (10) Una
característica típica del lípido A en
Rhizobium es que no está fosforilado.
(11)
La capa de peptidoglicano se encuentra
en contacto íntimo tanto con la
membrana celular como con la
membrana externa de la pared, esto
especialmente tratado para evitar la
ruptura del periplasma el cual podría
salir afectado. (4)
El LPS de P. multocida invade el epitelio
respiratorio, alcanza la circulación
sanguínea y se internaliza en PMN que
viajan al pulmón, en donde causa una
neumonía intersticial. Aún no se conocen
de células epiteliales y mucosas que
pudieran estar jugando un papel
fundamental en el inicio y
establecimiento de las infecciones
bacterianas. (12)
Otro de los papeles de los LPS es en la
inhibición de la infección del virus
dengue en monocitos y macrófagos
mediante el bloqueo del ingreso del virus
por una vía del mecanismo dependiente
del receptor CD14, en el que fue
característica la inhibición de la
infección tanto especifica como directa,
por tanto los LPS estarían impidiendo la
absorción y entrada viral. (13)

6. La formación de los nuevos enlaces las
proteínas del líquido periciliar se
desplazarían de su ubicación original y
se expondría la superficie epitelial lo que
daría lugar a la adhesión bacteriana y un
posible establecimiento de la infección.
(14) Su antígeno provoca un amplio
espectro de efectos fisiopatológicos:
cuando la cantidad en sangre es
suficiente, el lipopolisacárido produce la
muerte en una o dos horas, debido a
shock irreversible y colapso
cardiovascular. (15)
5. ANÁLISIS CRÍTICO
Los lipopolisacáridos o endotoxinas
como ya mencionado anteriormente van
a desempeñar una función muy
importante desde el inicio de los factores
que causan una enfermedad sea esta
severa o no, ayuda a la bacteria en su
proliferación. En la actualidad se puede
llegar a decir que esta endotoxina (LPS)
ha sido estudiada ampliamente ya que se
puede demostrar más su importancia de
manera retrocesiva y poder así curar
varias enfermedades causadas por
bacterias gramnegativos, los cuales con
el debido tratamiento y diagnóstico
temprano no son tan perjudiciales para el
organismo humano y/o animal. Por tanto
se debe tomar en consideración su
importancia y tomar en cuenta con lo
mencionado en esta investigación
6. CONCLUSIONES
El LPS/LOS es una molécula compleja
de funciones alternantes dentro de las
que se destacan su propiedad
estimulatoria del sistema inmune y su
capacidad de mediar la adhesión de las
bacterias a los epitelios; el
reconocimiento de las rutas de
transducción del LPS/LOS así como las
de regulación y control son
determinantes para el entendimiento de
los efectos potencialmente malignos que
puede tener esta molécula una vez es
liberada de la membrana externa de los
microorganismos Gram negativos.
Nuevas investigaciones apuntan hacia el
establecimiento del papel que
desempeña el LPS/LOS en diferentes
especies de bacterias G(-) en la
adherencia a las células epiteliales, se
propone que está molécula no sólo se
comportaría como endotoxina sino que
además podría actuar como una adhesina
facilitando la unión de las bacterias a las
células permitiendo que la infección se
establezca o acreciente, de tal manera
que los tratamientos contra infecciones
por bacterias G(-) no solamente deberían
incluir a las bacterias sino además al LPS
como posible inductor y potenciador de
este tipo de infecciones

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