El tema principal es sobre Lipopolisacáridos y sus principales funciones con las bacterias gramnegativas

1. UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
SALUD INFECCION INMULOGIA, VIROLOGIA Y MICOLOGIA
LIPOPOLISACARIDOS
Autores. Jairo Andrés Montenegro Sacón
Coautor. Jorge Cañarte Alcívar
1. RESUMEN
Los lipopolisacaridos constituyen las endotoxinas de las bacterias Gram_negativas,
se localizan en la membrana externa de la envoltura celular bacteriana y juegan un
papel muy importante en la patogénesis de las infecciones bacterianas, así como al
anfitrión y su sistema de defensa. Básicamente el lipopolisacárido se compone de una
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.
La mayoría de los pasos de la vía biosintética de LPS han sido elucidos al menos en
las enterobacterias. 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 farmacolñogico de análogos de LPS en
la terapéutica del choque endotóxico.

2. 2. INTRODUCCION
Los lipopilosacáridos van a ser
endotoxinas también conocidas con las
siglas de LPS, estas ayudan a las bacterias
Gramnegativas además son los principales
constituyentes de la membrana externa de
estos microorganismos; estos tipos de
moléculas han sido aisladas de una gran
variedad de bacterias Gramnegativas y
algunas cianobacterias, principalmente sus
características estructurales y biológicas
están siendo ampliamente estudiadas; sin
embargo la mayoría del conocimiento
obtenido ayuda en la actualidad en temas
acerca de la biosíntesis y relaciones
estructura, función de los
lopopolisacáridos ha sido obtenido
principalmente de estudios con diferentes
tipos de bacterias como es lla Salmonella
typhimurium y Escherichia coli, la gran
importancia de estas moléculas en las
infecciones bacterianas, particularmente
se dan en el choque séptico, hoy en día se
constituye un objetivo importante desde el
punto de vista farmacológico y
terapéutico. 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 estuctura 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. 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 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

3. 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
lipopolisacáriso o conocido con las siglas
de LPS; este hace parte de la segunda
membrana de las bacterias Gramnegativas
y que no se encuentran en las
Grampositivas.
ESTRUCTURA GENERAL DE
LOS LIPOPOLISACARIDOS
Se puede decir que existe una inmensa
diversidad estructural en los
lipopolisacaridos de bacterias
gramnegativas, hay elementos
estructurales que son compartidos por las
distintas especies bacterianas, el
lipopolisacarido tìpico de S. Typhimurium
consiste en un heteropolisacarido
fosforilado que esta covalentemente unido
a un lípido de la membrana externa que
contiene glucosamina, lípido A. La parte de
polisacárido que se encuentra delante de la
membrana externa ha sido dividida en dos
regiones principales que son una interna o
central y una externa que se le llama cadena
O. En la parte del núcleo también ha sido
subdividida en una región interna y
externa; la cadena O constituye la porción
inmunodominante de la molécula y los
determinantes estructurales de esta región
proveen la base de la clasificación
serológica de la familia enterobacterias (1).
El lipopolisacarido es a menudo llamado
endotoxina, se le dio este nombre en el
siglo XIX para describir el componente
bacteriano responsable de los fenómenos
patológicos asociados con las infecciones
por bacterias gramnegativas (2). El lípido
A posee la actividad endotóxica del
lipopolisacárido, como se ha sido
demostrado usando lípido A obtenido
sintéticamente (3). Dentro de las
actividades biológicas más relevantes está
la potente activación de macrófagos y la
producción de gran cantidad de citoquinas
y otros mediadores con múltiples efectos
en diferentes órganos (2). Las cepas tipo
silvestre de las especies de Salmonella, E.
coli y otras bacterisaa Gramnegaativas
capaces de sintetizar moléculas de
lopopolisacárido completas se denominan
cepas lisas, por su morfología colonial,
estos organismo reaccionan con
anticuerpos específicos contra sus cadenas
O, y usualmente forman colonias de
apariencia lisa crecen en medios sólidos,
sin embargo, las cepas que no son capaces
de sintetizar el polisacárido O son

4. llamadas rugosas, dado que en la mayoría
de los casos exhiben una morfología
colonial rugosa. Los mutantes rugosos de
enterobacterias se originan por mutaciones
que afectan a cualquier de los diferentes
pasos en la biosíntesis de la cadena O, o
del núcleo (4). La estructura mínima del
lipopolisacárido necesaria para el
crecimiento de E. Coli y otras bacterias
gramnegativas 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
lopopolisacáridos 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.
3. ACCIÓN ADHERENTE
La función del lipopolisacárido en la
adhesión a los epitelios ha comenzado a
llamar la atención en cuanto a que no sólo
actuaría como un 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 bacteriana (7).
Ladherenci de los microorganismos a la
superficie epitelial es un paso clave en la
patogénesis de las infecciones
bacterianas, la actividad de los LPS/LOS
en la participación de la adhesión a las
células y tejidos fue reconocida por
primera vez en bacterias de plantas (8), se
dice que en 1973 ciudad de Maroudas,
surgió un papel en microorganismos que
aafectan a animales y desde entonces
comenzó la investigación para discernir el
papel de los LPS/LOS en la adhesión
bacteriana, sin embargo, los mecanismos
por los cuales ocurre esta acción aun no
son claros, varios trabajos indican que la
ausencia del LPS se inhibe a la adhesión
de las bacterias (9), otras investigaciones
donde se modifican los niveles de
expresión y la estructura de LPS señalan
una disminución o inhibición de la
adherencia en diferentes tipos bacterianos

5. (10), lo anterior sugiere que esta acción
podría ser mediada por alguna de las
regiones de LPS/LOS bien sea el lípido A,
el núcleo o la cadena o específica. A
través del agua, el mecanismo sugerido es
que la porción hidrófoba de los LPS/LOS
es decir el lípido A por afinidad química
tenderá a entrar en contacto con las
moléculas hidrófobas del líquido
periciliar esto con el fin de minimizar el
número de interacción con el H2O
presente en el líquido, esa atracción haría
que las proteínas se desplazaran de su
ubicación original hasta hacer contacto
con el líquido A permitiendo así la
exposición de la superficie celular y el
contacto bacteria célula (11). Además, se
propone que la estructura del LPS/LOS
sería la responsable de la acción adhesiva,
así en un LPS liso al ser más largo el
medio que lo rodea tiene tres regiones en
las que puede fijarse; sin embargo, se cree
que la región más llamativa sería el
antígeno O haciendo menos evidente al
núcleo y al lípido A de la molécula, por lo
general, lo azúcares que hacen parte del
antígeno O son de tipo Neutro Tales como
arabinosa, galactosa manosa, etc.; al no
tener carga esto azúcares, las
interacciones con el medio son débiles o
no se dan siendo incapaz este LPS de
formar uniones con moléculas que lo
rodean, es decir, que aunque es llamativo
para el medio es menos atractivo para la
formación de nuevas interacciones, por
ejemplo, con proteínas del líquido
periciliar; mientras que en un LOS lo más
llamativo es el núcleo y el lípido A los
cuales poseen cargas positivas y negativas
siendo estos atractivos para la formación
de puentes de H+
con átomos de O2 o de
N+
de las proteínas del medio e
igualmente la hipótesis de las
interacciones fisicoquímicas arriba
descritas con la formación de los nuevos
enlaces las proteínas del líquido perciliar
se desplazarían de su ubicación original y
se expondría la superficie epitelial lo que
daría lugar a la adhesión bacteriana de la
infección (12). No obstante, se han
mencionado algunos receptores tipo
lectina para los LPS/LPS principalmente
en leucocitos, se conoce por ejemplo que
la región polisacárida es capaz de unirse a
receptores de manosa y que el núcleo
puede unirse a receptores KDO en
macrófagos; se dice que en 1990 Parent
identificó unos receptores similares a
lectinas para el núcleo de los LPS/LOS en
la membrana citoplasmática de

6. hepatocitos, de ratas; sin embargo, 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 (13). La estimulación del
receptor TLR4, la producción de
diferentes interferones tipo 1 y de
citoquinas pro inflamatorias inducen
varios tipos de respuestas en el organismo
tales como el aumento en la permeabilidad
vascular, aumento en la expresión de
moléculas de adhesión en leucocitos y
células endoteliales (14), estimulación de
la producción de nuevas citosinas y
quimiocinas,de neutrófilos para que
migren a través del endotelio a los
epitelios, activación del factor XII de la
coagulación, la fibrinólisis y la vía clásica
del complemento. Por ende deben existir
vías de inhibición de la señal de
transducción del LPS que tiene como fin
proteger al hospedero del daño inducido
por este mismo (15).
4. ANÁLISIS CRÍTICO
Los lipopolisacáridos como se menciono
anterior mente en la investigación
desempeñan una función muy importante
como endotoxinas sobre las bacterias
gramnegativas, se puede decir que esta en
sus inicios era una de los que factores que
causaba enfermedades severas ya que esta
ayuda a las bacterias a proliferarse; hoy en
día podemos decir que esta endotoxina ya
de una forma mas amplia ya ha sido
estudiada y podemos utilizarla de manera
retrocesiva y poder así curar varias
enfermedades causados por bacterias
gramnegativos
5. CONCLUSIONES
El LPS/LOS es una molécula compleja de
funciones alternantes de las que se
destacan su prioridad estimulatoria del
sistema inmune y su capacidad dentro de
mediar la adhesión de las bacterias a los
epitelios; el reconocimiento de las rutas de
transducción del LPS 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 microrganismos
G(-), las nuevas investigaciones apuntan
hacia el establecimiento del papel que
desempeña el LPS/LOS en diferentes
especies de bacterias G(-) en la adherencia

7. a las células epiteliales, se propone que
está molécula no solo se comportaría
como endotoxina sino que además podría
actuar como facilitador de la unión de las
bacterias a las células permitiendo que la
infección se establezca en el anfitrión de
tal manera que los tratamientos contra
infecciones por bacterias gramnegativos
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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