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细菌内毒素:革兰阴性菌的脂多糖复合体及其生物效应

发布时间: 2024-06-28  点击次数: 92次

细菌内毒素,这一术语特指来自革兰阴性菌细胞壁的脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS),是微生物死亡或裂解后释放的一种高生物活性物质。LPS不仅是这些细菌的关键结构组分,还扮演着引发宿主免疫反应和病理状态的重要角色。本文旨在概述LPS的化学结构、生物活性及其对宿主的双重影响。



一、LPS的化学构造

LPS分子结构复杂,由三个主要部分构成:O-特异性链、核心多糖及类脂A,这三者共同赋予了LPS特别的生物特性。

O-特异性链位于LPS的最外层,由几种不同的单糖单元构成,其序列和结构高度多样,决定了不同细菌种属间的特异性。这种多样性使得O-链成为区分不同革兰阴性菌的标志之一。

核心多糖位于O-特异性链之下,相对较为保守,分为内外两部分。虽然在不同菌株间变化不大,但核心多糖中的特殊酮糖结构是连接类脂A的关键,对于LPS的稳定性至关重要。

类脂A,LPS的中心结构,由重复的氨基葡萄糖、磷酸基团和长链脂肪酸构成,具有强烈的疏水性。它是LPS内毒素活性的主要来源,即便脱离其他部分也能独立发挥生物效应,如诱导炎症反应。

二、生物学效应

LPS对宿主体内环境的影响复杂而深远,既包括负面的致病效应,也存在某些积极的生物活性。

致病作用:作为强烈的外源性致热原,LPS能激活免疫细胞释放内源性致热因子,导致发热。同时,它促进血管活性物质释放,引发血管扩张、通透性增加,可能导致低血压、休克及代谢性酸中毒,严重时可威胁生命。

有益效应:值得注意的是,适量的LPS暴露可以增强机体的非特异性免疫功能,提高对抗感染和辐射的能力,促进网状内皮系统的活性,并展现一定的抗肿瘤潜力,通过激发免疫监视机制促使肿瘤细胞凋亡。

综上所述,细菌内毒素LPS不仅是革兰阴性菌致病机制的核心,也是宿主免疫系统与微生物世界相互作用的重要桥梁。深入理解LPS的结构和功能,对于开发新型抗生素、疫苗以及调控免疫反应的策略具有重要意义。


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