Βακτηριακές ενδοτοξίνες. GPM.1.2.4.0006.15 Βακτηριακές ενδοτοξίνες Ποιοι μικροοργανισμοί περιέχουν ενδοτοξίνες

Πίνακας περιεχομένων του θέματος "Παθογένεια μικροοργανισμών. Μολυσματικότητας.":
1. Παθογένεια μικροοργανισμών. Παθογόνοι μικροοργανισμοί. Παθογόνα μικρόβια.
2. Ευκαιριακές μικροοργανισμοί. Ευκαιριακά μικρόβια. Ευκαιριακά παθογόνα. Μη παθογόνοι μικροοργανισμοί.
3. Υποχρεωτικά παράσιτα. Προαιρετικά παράσιτα. Τυχαία παράσιτα. Παθογένεια. Τι είναι η παθογένεια;
4. Μολυσματισμός. Τι είναι η μολυσματικότητα; Κριτήρια λοιμικότητας. Θανατηφόρα δόση (DL, LD). Λοιμώδης δόση (ID).
5. Γενετικός έλεγχος παθογένειας και μολυσματικότητας. Γονοτυπική μείωση της μολυσματικότητας. Φαινοτυπική μείωση της λοιμογόνου δράσης. Απόσβεση.
6. Παράγοντες παθογένειας μικροοργανισμών. Παράγοντες παθογένειας μικροβίων. Ικανότητα αποικισμού. Προσκόλληση. Παράγοντες αποικισμού.
7. Κάψουλα ως παράγοντας παθογένειας μικροοργανισμών. Ανασταλτικά ένζυμα μικροβίων ως παράγοντες παθογένειας. Εισβολή μικροοργανισμών.
8. Τοξικότητα μικροοργανισμών. Τοξίνες. Μερικές τοξίνες. Κυτολυσίνες. Πρωτοξίνες.
9. Εξωτοξίνες. Εξωτοξίνες μικροοργανισμών. Ταξινόμηση εξωτοξινών. Ομάδες εξωτοξινών.

Σε κάποιο βαθμό, οι τοξικογόνοι μικροοργανισμοί (ενεργά εκκρίνουσες τοξίνες) αντιτίθενται σε παθογόνα βακτήρια που έχουν τοξικές ουσίες που διαχέονται ασθενώς στο περιβάλλον και ονομάζονται (με υπόδειξη του R. Pfeiffer) ενδοτοξίνες.

Ενδοτοξίνες- αναπόσπαστα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος των gram-αρνητικών βακτηρίων. τα περισσότερα από αυτά απελευθερώνονται μόνο μετά το θάνατο του βακτηριακού κυττάρου. Αντιπροσωπεύονται από ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών, υπολειμμάτων λιπιδίων και πολυσακχαριτών. Όλες οι ομάδες του μορίου είναι υπεύθυνες για την εκδήλωση του βιολογικού αποτελέσματος ενδοτοξίνη.

Η βιολογική δραστηριότητα μοιάζει με αυτή ορισμένων φλεγμονωδών μεσολαβητών. ενδοτοξιναιμίασυνήθως συνοδεύεται από πυρετό που προκαλείται από την απελευθέρωση ενδογενών πυρετογόνων από κοκκιοκύτταρα και μονοκύτταρα. Εάν μια σημαντική ποσότητα ενδοτοξίνης εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος, είναι πιθανό σοκ ενδοτοξίνης, που συνήθως καταλήγει στο θάνατο του ασθενούς.

Βακτηριακές ενδοτοξίνεςπαρουσιάζουν σχετικά αδύναμο ανοσογονικό αποτέλεσμα και οι άνοσοι οροί δεν είναι σε θέση να μπλοκάρουν πλήρως τις τοξικές τους επιδράσεις. Ορισμένα βακτήρια μπορούν ταυτόχρονα να συνθέσουν εξωτοξίνες και να απελευθερώσουν (με τον θάνατο) ενδοτοξίνες (για παράδειγμα, το τοξογόνο Escherichia coli και Vibrio cholerae).

Εξωένζυμα

Πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σημαντικοί παράγοντες παθογένειας εξωένζυμα(για παράδειγμα, λεκιθινάση, υαλουρονιδάση, κολλαγενάση κ.λπ.), διαταράσσοντας την ομοιόσταση των κυττάρων και των ιστών, γεγονός που οδηγεί στη βλάβη τους. Η ικανότητα σχηματισμού εξωενζύμων καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την διεισδυτικότητα των βακτηρίων - την ικανότητα διείσδυσης στους βλεννογόνους, τον συνδετικό ιστό και άλλους φραγμούς. Για παράδειγμα, η υαλουρονιδάση διασπά το υαλουρονικό οξύ, το οποίο είναι μέρος της μεσοκυτταρικής ουσίας, το οποίο αυξάνει τη διαπερατότητα διαφόρων ιστών. Αυτό το ένζυμο συντίθεται από βακτήρια του γένους Clostridium, Streptococcus, Staphylococcus κ.λπ. Η νευραμινιδάση διευκολύνει την υπέρβαση της στιβάδας της βλέννας, τη διείσδυση στα κύτταρα και την κατανομή στους μεσοκυττάριους χώρους. Η νευραμινιδάση εκκρίνεται από τα vibrios της χολέρας και τον βάκιλο της διφθερίτιδας. είναι επίσης μέρος του ιού της γρίπης. Τα βακτηριακά ένζυμα που αποσυνθέτουν τα αντιβιοτικά θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνονται σε αυτή την ομάδα.

Υπεραντιγόνα

Ορισμένες τοξίνες (για παράδειγμα, η τοξίνη του Dick των στρεπτόκοκκων ή η εντεροτοξίνη των σταφυλόκοκκων) μπορούν να δράσουν ως υπεραντιγόνα, προκαλώντας πολυκλωνική ενεργοποίηση διαφόρων κλώνων λεμφοκυττάρων. Η πολυκλωνική ενεργοποίηση συνοδεύεται από υπερέκκριση λεμφοκινών με την ανάπτυξη δηλητηρίασης που προκαλείται από κυτοκίνη.

Οι ενδοτοξίνες βρίσκονται μόνο σε gram-αρνητικά βακτήρια. Αντιπροσωπεύονται από λιποπολυσακχαρίτες και συναφείς πρωτεΐνες. Η ιδιαιτερότητα των ενδοτοξινών είναι ότι είναι θερμοσταθερές και απελευθερώνονται από τα βακτηριακά κύτταρα μετά την καταστροφή τους. Οι ενδοτοξίνες, σε αντίθεση με τις εξωτοξίνες, δεν έχουν ειδική δράση. Η τοξικότητα και η πυρογενετικότητά τους προκαλούνται από το λιπίδιο Α, το οποίο είναι μέρος του LPS και έχει παρόμοια δομή σε διαφορετικά gram-αρνητικά βακτήρια. Η πυρετογόνος δράση των ενδοτοξινών δεν σχετίζεται με την άμεση επίδρασή τους στα θερμορρυθμιστικά κέντρα του εγκεφάλου. Προκαλούν την απελευθέρωση κάποιας πυρετογόνου ουσίας από πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα. Οι ενδοτοξίνες είναι φλεγμονώδεις παράγοντες. αυξάνουν τη διαπερατότητα των τριχοειδών και έχουν καταστροφική επίδραση στα κύτταρα. Οι φλεγμονώδεις και πυρετογόνες επιδράσεις τους δεν είναι ειδικές. Η ποικιλία των εκδηλώσεων της δηλητηρίασης από ενδοτοξίνες οφείλεται όχι μόνο στο ίδιο το LPS, αλλά και στην απελευθέρωση πολυάριθμων βιολογικά δραστικών ενώσεων, τη σύνθεση των οποίων προκαλεί σε ανθρώπους και ζώα (ισταμίνη, σεροτονίνη, προσταγλανδίνες, λευκοτριένια κ.λπ. 20 συνολικά). Οι ουσίες αυτές προκαλούν διαταραχές σε διάφορα όργανα και ιστούς.

Και τα τρία συστατικά του LPS - το λιπίδιο Α, ο πυρήνας πολυσακχαρίτη και η πλευρική του αλυσίδα επαναλαμβανόμενων σακχάρων - έχουν έντονες αντιγονικές ιδιότητες. Το LPS διεγείρει τη σύνθεση ιντερφερονών, ενεργοποιεί το σύστημα του συμπληρώματος κατά μήκος της κλασικής οδού, έχει μιτογόνο δράση στα λεμφοκύτταρα, καθώς και αλλεργιογόνα δράση. Οι τοξικές του ιδιότητες, σε αντίθεση με τις εξωτοξίνες, δεν απομακρύνονται με επεξεργασία με φορμαλδεΰδη και το LPS δεν μετατρέπεται σε τοξοειδές.

Εξωτοξίνες. Παράγονται τόσο από θετικά κατά Gram όσο και από αρνητικά κατά Gram βακτήρια. Στα θετικά κατά Gram βακτήρια, οι εξωτοξίνες εκκρίνονται ενεργά μέσω του CM και του κυτταρικού τοιχώματος στο περιβάλλον χρησιμοποιώντας ειδικά συστήματα έκκρισης. Στα gram-αρνητικά βακτήρια (Vibrio cholerae, τοξογόνο E. coli, Salmonella), ορισμένες εξωτοξίνες (εντεροτοξίνες) συντίθενται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες απευθείας στον μολυσμένο οργανισμό και συχνά αποθηκεύονται στο κυτταρόπλασμα, απελευθερώνοντας από το κύτταρο μόνο μετά την καταστροφή του.

Όλες οι γνωστές βακτηριακές εξωτοξίνες είναι πρωτεΐνες, μεταξύ αυτών υπάρχουν θερμοαστάθειες και θερμοσταθερές. Οι κύριες ιδιότητές τους συνδέονται με την πρωτεϊνική φύση των εξωτοξινών: έχουν υψηλή ισχύ (οι ισχυρότερες τοξίνες στη φύση είναι μικροβιακής προέλευσης), υψηλή εκλεκτικότητα και σχετική ειδικότητα δράσης (η εικόνα του τετάνου στα πειραματόζωα είναι η ίδια, τόσο όταν μολύνονται από το παθογόνο και την εξωτοξίνη του), που εκδηλώνονται μετά από μια ορισμένη λανθάνουσα περίοδο. Οι εξωτοξίνες είναι ισχυρά αντιγόνα και μερικές είναι ακόμη και υπεραντιγόνα. Προκαλούν το σχηματισμό αντισωμάτων στον οργανισμό, δηλαδή αντιτοξινών, που εξουδετερώνουν την επίδρασή τους. Όταν υποβάλλονται σε θεραπεία με φορμαλίνη, οι εξωτοξίνες εξουδετερώνονται και μετατρέπονται σε τοξίνες. Τα τοξοειδή στερούνται τοξικών ιδιοτήτων, αλλά διατηρούν την ικανότητά τους να προκαλούν τη σύνθεση αντιτοξινών, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως για τη δημιουργία τεχνητής ανοσίας κατά της διφθερίτιδας, του τετάνου, της αλλαντίασης και άλλων ασθενειών.

Η τοξιγένεση περιλαμβάνει την παραγωγή τοξινών από παθογόνα βακτήρια. Αυτή είναι μια από τις κύριες μεθόδους παροχής ασθενειών και ασθενειών που προκαλούνται από βακτήρια. 2 κατηγορίες τοξινών που οδηγούν σε διάφορες λοιμώξεις και ασθένειες. ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες και διαφέρουν ανάλογα με τη χημική τους φύση. Οι ενδοτοξίνες είναι βακτηριακές τοξίνες που αποτελούνται από λιπίδια (λιποπολυσακχαρίτες), ενώ οι εξωτοξίνες αποτελούνται από πρωτεΐνες.

Τι είναι οι ενδοτοξίνες;

Οι ενδοτοξίνες είναι λιποπολυσακχαρίτες που παράγονται από gram-αρνητικά βακτήρια. Οι ενδοτοξίνες δεσμεύονται από τα κύτταρα και παράγονται μόνο όταν τα κύτταρα υποβάλλονται σε λύση. Οι εντοτοξίνες υπάρχουν στην εξωτερική μεμβράνη του κυτταρικού τοιχώματος στα βακτήρια Gram. Οι ενδοτοξίνες ονομάζονται επίσης λιποπολυσακχαρίτες και υπάρχουν στα κύτταρα E coli, Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Haemophilus influenza, Neisseria και Vibrio cholerae. Οι ενδοτοξίνες εκκρίνονται συνήθως από την ανάπτυξη βακτηρίων λόγω των δράσεων ορισμένων αντιβιοτικών ή από τη δράση της φαγοκυτταρικής πέψης.

Οι ενδοτοξίνες παρουσιάζουν μικρότερη δράση και δεν είναι πολύ δραστικές στο υπόστρωμά τους. Είναι ανθεκτικά στη θερμότητα. Το εξωτερικό τοίχωμα των βακτηρίων είναι αδιαπέραστο από μεγάλα μόρια και μόρια που δεν μπορούν να διαλυθούν στο νερό και να προστατευτούν από το εξωτερικό περιβάλλον.

Αυτές οι τοξίνες αποτελούν μέρος αυτής της προστατευτικής δραστηριότητας. Δρα στον ξενιστή κατά τη διάρκεια του αποικισμού. Επιπλέον, οι ενδοτοξίνες παρουσιάζουν ασθενή αντιγονικότητα.

Τι είναι οι εξωτοξίνες;

Οι εξωτοξίνες είναι τοξίνες που απελευθερώνονται εξωκυτταρικά καθώς αναπτύσσεται ο οργανισμός. Οι εξωτοξίνες είναι μεταδοτικές τοξίνες που εξαπλώνονται από το σημείο της μόλυνσης σε άλλα μέρη του σώματος και προκαλούν βλάβες. Είναι διαλυτές πρωτεΐνες που δρουν ως ένζυμα. Η εξωτοξίνη είναι ικανή να προκαλέσει βλάβη στον ξενιστή καταστρέφοντας κύτταρα ή διαταράσσοντας τον φυσιολογικό κυτταρικό μεταβολισμό. Οι εξωτοξίνες είναι πολύ ισχυρές και μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στον ξενιστή. Οι εξωτοξίνες απελευθερώνονται λόγω της ταχείας ανάπτυξής τους ή κατά την κυτταρική λύση. Τόσο τα βακτήρια gram+ όσο και τα gram-βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες.

Οι εξωτοξίνες είναι πιο τοξικές από τις ενδοτοξίνες και διαφέρουν από ορισμένα στελέχη βακτηρίων. Οι εξωτοξίνες προκαλούν ασθένειες ειδικά μόνο για αυτή τη μόλυνση. Π.χ. Το Clostridium tetani παράγει τοξίνη του τετάνου. Υπάρχουν 3 κύριες κατηγορίες εξωτοξινών: οι εντεροτοξίνες, οι νευροτοξίνες και οι κυτταροτοξίνες. Αυτοί οι τύποι υποδεικνύουν την τοποθεσία της δραστηριότητας. Εντεροτοξική δραστηριότητα μπορεί να παρατηρηθεί στο γαστρεντερικό σωλήνα. Οι νευροτοξίνες ασκούν τις λειτουργίες τους στους νευρώνες και οι κυτταροτοξίνες διαταράσσουν τη λειτουργία του κυττάρου ξενιστή. Μερικές από τις διαταραχές υγείας που προκαλούνται από τις εξωτοξίνες περιλαμβάνουν τη χολέρα, τον τέτανο και τη διφθερίτιδα. Η αντιγονικότητα των εξωτοξινών είναι αρκετά υψηλή. Οι εξωτοξίνες ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα και εκκρίνουν αντιτοξίνες για να ακυρώσουν την τοξίνη.

Εικόνα 1. Δομή ενδοτοξινών και εξωτοξινών (Aryal, 2015)

Διαφορά μεταξύ ενδοτοξινών και εξωτοξινών

Χημική φύση ενδοτοξινών και εξωτοξινών

ενδοτοξίνες

Οι ενδοτοξίνες είναι επίσης γνωστές ως λιποπολυσακχαρίτες από βακτήρια gram. Οι ενδοτοξίνες αποτελούνται από δύο συστατικά με διαφορετικά φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά: έναν ετεροπολυσακχαρίτη και ένα ομοιοπολικά συνδεδεμένο λιπίδιο που ονομάζεται λιπίδιο Α.

Εξωτοξίνες

Οι εξωτοξίνες είναι τοξίνες που εκκρίνονται από βακτήρια και η χημική σύνθεση αποτελείται από πρωτεΐνες.

Ένζυμα σε ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες

ενδοτοξίνες

Καταλάση, ινολυσίνη, πρωτεάσες IgA/IgG

Εξωτοξίνες

Υαλουρονιδάση, κολλαγενάση, ορισμένη πρωτεάση, νουκλεάση, νευραμινιδάση, ορισμένη πρωτεάση, φωσφολιπάση Α

Πηγή ενδοτοξινών και εξωτοξινών

ενδοτοξίνες

Οι ενδοτοξίνες εκκρίνονται από την κυτταρική μεμβράνη των βακτηρίων Gram μόνο μετά την κυτταρική λύση. Οι ενδοτοξίνες αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του κυτταρικού τοιχώματος.

Εξωτοξίνες

Οι εξωτοξίνες εκκρίνονται από ορισμένα βακτήρια gram+ και gram

Εντόπιση ενδοτοξινών και εξωτοξινών

ενδοτοξίνες

Υπάρχει μέσα στην κυτταρική μεμβράνη και απελευθερώνεται μόνο μετά τη λύση του gram κυτταρικού τοιχώματος.

Εξωτοξίνες

Εκκρίνεται έξω από το κύτταρο τόσο από gram+ όσο και από gram-βακτήρια.

Τρόπος δράσης που σχετίζεται με ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες

ενδοτοξίνη

Περιλαμβάνει TNF και Interlukin-1

εξωτοξίνη

Διάφοροι τρόποι λειτουργίας

Θερμική σταθερότητα ενδοτοξινών και εξωτοξινών

ενδοτοξίνη

Οι ενδοτοξίνες είναι θερμοσταθερές και σχετικά σταθερές στους 250οC για μία ώρα

εξωτοξίνη

Οι εξωτοξίνες μπορούν να καταστραφούν στους 600-800°C (υπεύθυνη για τη θερμότητα). Είναι ασταθείς, εκτός από την σταφυλοκοκκική εντεροτοξίνη.

Δοκιμές ανίχνευσης

ενδοτοξίνη

Ανιχνεύθηκε με τη δοκιμασία Limula limut.

εξωτοξίνη

Καθιζήματα, μέθοδοι βασισμένες σε ELISA, εξουδετέρωση

ανοσογονικότητα

ενδοτοξίνη

Οι ενδοτοξίνες παρουσιάζουν ασθενή ανοσογονικότητα. Οι ενδοτοξίνες δεν παράγουν αντιτοξίνες.

εξωτοξίνη

Οι εξωτοξίνες είναι εξαιρετικά ανοσογόνες. Προκαλούν χυμική απόκριση (αντισώματα που στοχεύουν τις τοξίνες). Όταν το ανοσοποιητικό σύστημα διεγείρεται από εξωτοξίνες, απελευθερώνονται αντιτοξίνες για να εξουδετερώσουν την τοξίνη

Τοξικό Δυναμικό / Εμβόλια

ενδοτοξίνη

Τοξικά δεν μπορούν να γίνουν και δεν υπάρχουν εμβόλια.

εξωτοξίνη

Οι τοξίνες μπορούν να παραχθούν με θεραπεία με φορμαλδεΰδη, αλλά οι επεξεργασμένες τοξίνες είναι ανοσογόνες. Οι τοξίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εμβόλια.

Σχέση με μικροοργανισμούς

ενδοτοξίνη

Βρίσκεται στο LPS της εξωτερικής μεμβράνης του κυτταρικού τοιχώματος και εκκρίνεται κατά την κυτταρική βλάβη ή κατά τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό.

εξωτοξίνη

Μεταβολικό προϊόν ενός αναπτυσσόμενου κυττάρου.

ασθένειες

ενδοτοξίνες

Λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος, τυφοειδής πυρετός, μηνιγγιτιδοκοκκική μηνιγγίτιδα, στεφανιαία νόσος, νεκρωτική εντεροκολίτιδα νεογνών, νόσος του Crohn και ελκώδης κολίτιδα, κυστική ίνωση, μηνιγγοκοκκαιμία, σήψη με gram-αρνητικές ράβδους, αιμορραγικό σοκ

Εξωτοξίνες

Αέρια γάγγραινα, οστρακιά, διφθερίτιδα, αλλαντίαση, τέτανος, διάρροια που σχετίζεται με αντιβιοτικά, σύνδρομο δέρματος.

Περίληψη Ενδοτοξινών εναντίον Εξωτοξινών

Οι διαφορές μεταξύ ενδοτοξινών και εξωτοξινών δίνονται παρακάτω:

Πίνακας σύγκρισης για ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες

Ο όρος «πυρογόνο» προέρχεται από το ελληνικό «πυρετό» - πυρετός. Τα πυρογόνα είναι ουσίες που μπορούν να προκαλέσουν αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. Οι πυρετογόνες αντιδράσεις μπορεί να προκληθούν από ουσίες διαφόρων φύσεων και προέλευσης. Στα πυρετογόνα περιλαμβάνονται τα gram-αρνητικά βακτήρια και οι τοξίνες τους, τα θετικά κατά Gram βακτήρια και οι τοξίνες τους, οι ιοί και τα μεταβολικά τους προϊόντα, καθώς και τα στεροειδή κ.λπ. Στον τομέα του ποιοτικού ελέγχου των ενέσιμων φαρμάκων, έχουν πρακτική σημασία βακτηριακές ενδοτοξίνες,τα οποία είναι θραύσματα του εξωτερικού τοιχώματος των gram-αρνητικών βακτηρίων.

Τα Gram-αρνητικά βακτήρια έχουν ένα διπλό κυτταρικό τοίχωμα που περιβάλλει μια κυτταροπλασματική μεμβράνη. Το πρώτο στρώμα είναι μια πολύ λεπτή (πάχους 1 nm) μη λιπιδική μεμβράνη που αποτελείται από πεπτιδογλυκάνη. Ονομάζεται επίσης γλυκοπεπτίδιο ή βλεννοπεπτίδιο. Είναι μια σύνθετη μήτρα που περιέχει αλυσίδες πολυσακχαριτών που συνδέονται μεταξύ τους με διασταυρούμενη σύνδεση κοντών πεπτιδικών αλυσίδων. Το δεύτερο στρώμα του κυτταρικού τοιχώματος είναι μια λιπιδική μεμβράνη με πάχος 7,5 nm. Σε αυτήν την εξωτερική μεμβράνη βρίσκονται οι ενδοτοξίνες (λιποπολυσακχαρίτες). Τα μόρια ενδοτοξίνης παρέχουν δομική ακεραιότητα και είναι υπεύθυνα για πολλές φυσιολογικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένου του προσδιορισμού των παθογόνων και αντιγονικών ιδιοτήτων των βακτηρίων. Δομικά, το μόριο της ενδοτοξίνης χωρίζεται σε τρία μέρη - Λιπίδιο Α, ΠυρήναςΚαι Ο-ειδική αλυσίδα.


Πυρήνα Λιπίδιο Α με ειδική αλυσίδα Ο
Λιπίδιο Ααποτελείται από δισακχαρίτη, φωσφορικό και λιπαρά οξέα. Τα λιπαρά οξέα που συνθέτουν το Λιπίδιο Α μπορεί να είναι κορεσμένα ή ακόρεστα. Τα οξέα που περιλαμβάνονται συχνότερα στο Λιπίδιο Α είναι το παλμιτικό, το λαυρικό, το γλουταμικό και το μεριστικό. Η περιοχή του λιπιδίου Α είναι η πιο σταθερή περιοχή του μορίου LPS και η δομή της είναι παρόμοια σε πολλά βακτήρια.
Ο-ειδική αλυσίδαΟι λιποπολυσακχαρίτες κατασκευάζονται από επαναλαμβανόμενους ολιγοσακχαρίτες. Τα πιο κοινά σάκχαρα που συνθέτουν την Ο-ειδική αλυσίδα είναι η γλυκόζη, η γαλακτόζη και η ραμνόζη. Αυτό το τμήμα του μορίου του προσδίδει υδρόφιλες ιδιότητες, λόγω των οποίων το LPS είναι εξαιρετικά διαλυτό στο νερό. Το τμήμα πολυσακχαρίτη είναι το πιο μεταβλητό μέρος του μορίου LPS. Αυτό το θραύσμα του μορίου συχνά ονομάζεται Ο-αντιγόνο, καθώς είναι υπεύθυνο για την αντιγονική δράση των gram-αρνητικών βακτηρίων.
Πυρήνας- το κεντρικό τμήμα του μορίου που δεσμεύει το Ο-αντιγόνο με το Λιπίδιο Α. Τυπικά, η δομή του πυρήνα χωρίζεται σε εξωτερικά και εσωτερικά μέρη. Το εσωτερικό μέρος του πυρήνα περιέχει συνήθως υπολείμματα L-γλυκερο-Ο-μαννοεπτόζης και 2-κετο-3-δεοξυοκτονικό οξύ (KDO). Το KDO περιέχει 8 άτομα άνθρακα και δεν βρίσκεται σχεδόν πουθενά αλλού στη φύση.
Εκτός από τους λιποπολυσακχαρίτες, το εξωτερικό τοίχωμα των gram-αρνητικών βακτηρίων περιλαμβάνει επίσης πρωτεΐνες (η εξωτερική μεμβράνη είναι ¾ LPS και μόνο το ¼ είναι συστατικά πρωτεΐνης). Αυτές οι πρωτεΐνες, μαζί με το LPS, σχηματίζουν σύμπλοκα πρωτεΐνης-λιποπολυσακχαρίτη διαφορετικών μεγεθών και μοριακών βαρών. Είναι αυτά τα σύμπλοκα που ονομάζονται βακτηριακές ενδοτοξίνες. Τα καθαρισμένα παρασκευάσματα που χρησιμοποιούνται ως πρότυπα στερούνται πεπτιδικών θραυσμάτων και αντιπροσωπεύουν ένα καθαρό παρασκεύασμα λιποπολυσακχαρίτη. Ωστόσο, ο όρος «βακτηριακές ενδοτοξίνες» εφαρμόζεται εξίσου καλά σε φυσικές ενδοτοξίνες που εμφανίζονται σε διάλυμα ως αποτέλεσμα βακτηριακής καταστροφής και σε καθαρά παρασκευάσματα LPS.
Το εξωτερικό τοίχωμα ενός gram-αρνητικού βακτηρίου μπορεί να περιέχει έως και 3,5 εκατομμύρια μόρια LPS. Μετά τον θάνατό της, όλα καταλήγουν σε λύση. Οι ενδοτοξίνες των gram-αρνητικών βακτηρίων παραμένουν βιολογικά ενεργά μόρια ακόμη και μετά το θάνατο των βακτηρίων. Το μόριο της ενδοτοξίνης είναι σταθερό στη θερμοκρασία και αντέχει εύκολα τον κύκλο αποστείρωσης σε αυτόκλειστο. Το μικρό μέγεθος των μορίων ενδοτοξίνης τους επιτρέπει να περνούν εύκολα μέσα από μεμβράνες που χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση διαλυμάτων (0,22 microns). Επομένως, οι ενδοτοξίνες μπορούν να υπάρχουν σε τελικές μορφές δοσολογίας, ακόμη και σε εκείνες που παράγονται υπό άσηπτες συνθήκες και υποβάλλονται σε τελική αποστείρωση.
Οι βακτηριακές ενδοτοξίνες είναι εξαιρετικά ενεργά (ισχυρά) πυρετογόνα. Για την ανάπτυξη εμπύρετης προσβολής, αρκεί η παρουσία βακτηριακών ενδοτοξινών στο διάλυμα έγχυσης σε συγκέντρωση 1 ng/ml (περίπου 10 EU/ml). Άλλα πυρετογόνα είναι λιγότερο ενεργά και για την ανάπτυξη πυρετογόνου απόκρισης η συγκέντρωσή τους πρέπει να είναι 100-1000 φορές μεγαλύτερη. Τυπικά, οι όροι «πυρογόνα» και «ενδοτοξίνες» χρησιμοποιούνται εναλλακτικά και, παρόλο που δεν είναι όλα τα πυρετογόνα ενδοτοξίνες, οι πιο σημαντικές είναι οι ενδοτοξίνες των gram-αρνητικών βακτηρίων.