AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA LIPOPOLISACHARYDU
advertisement
ACTA UNIVERSITATIS LODZIENSIS F O L IA BIO CH 1M 1CA E T B IO P H Y S IC A 14, 1999 Joanna Saluk-Juszczak, Barbara Wachowicz AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA LIPOPOLISACHARYDU BAKTERYJNEGO Celem prezentow anej pracy jest przedstaw ienie stru k tu ry i aktyw ności biologicznej endo to k sy n y bakteryjnej. E n d o to k sy n a (lipopolisacharyd, L PS) je st głów nym sk ła d ­ nikiem błony zew nętrznej ściany kom órkow ej bakterii G ram -ujem nych. LPS składa się z dw óch części: hydrofobow ego lipidu A i hydrofilow ego łańcucha p o lisach ary ­ dow ego, posiadających odm ienną budow ę chem iczną i różne w łaściw ości fizyczne. T oksyczna aktyw ność LPS jest głównie zw iązana z częścią lipidow ą. L PS zdolny je st d o a k ty w o w an ia u k ład u im m unologicznego p o p rz ez d ziałan ie n a k o m ó rk i im m unologicznie k om petentne: głównie m onocyty, m akrofagi, granulocyty, ale także n a płytki krw i i k o m órki śródbłonka. Pow oduje uw alnianie m ed iato ró w zapalnych: eikozanoidów , cytokin, chem okin, cząsteczek adhezyjnych, reaktyw nych w olnych rodników , czynnika aktyw ującego płytki (P A F ) i tlenku azo tu N O '. LPS zdolny jest d o w iązania się z osoczow ym i lipoproteinam i o dużej gęstości (H D L ) i białkiem w iążącym lip o p o lisa ch a ry d (L B P). T ak i kom pleks m a d u ż e p o w in o w a ctw o d o re c e p to ra C D 14 obecnego n a leukocytach, m onocytach i m ak ro fa g ac h i pow oduje aktyw ację tych k o m órek indu k u jąc stany patofizjologiczne, takie ja k zapalenie czy szok septyczny, p row adzące naw et d o śmierci. K onsekw encje zakażenia m a k ro o rganizm u w ynikają nie tylko z toksycznej aktyw ności L PS, ale także zależą od u ruchom ienia m echanizm ów o b ronnych gospodarza. W STĘP B u d o w a lip o p o lis a c h a r y d u E ndo to k sy n y bakteryjne (lipopolisacharydy, LPS) są integralną częścią ściany kom órkow ej bakterii G ram -ujem nych [1, 2], K o m ó rk i tych bakterii o k ry te są specyficzną dla nich błoną zew nętrzną pełniącą wiele istotnych funkcji i odpow iedzialną za znacznie m niejszą, niż w przy p ad k u bakterii G ra m -d o d atn ich , wrażliwość na czynniki antybakteryjne. C ząsteczki end o to k sy n tw orzą sztyw ną osłonkę n a pow ierzchni w ytw arzających je bakterii u n iem o żliw iając w n ik an ie a n ty b io ty k ó w zw alczających zakażenie. Ze względu n a swoje zew nątrzkom órkow e w ystępow anie, LPS oddziałuje z k o m ó rk a m i u k ład u im m unologicznego org an izm ó w w yższych, k tó re dzięki charak terystycznej stru k tu rze end otoksyny ro z p o zn ają w nikające d ro b n o u stro je [3, 4]. Ogólny plan budow y lipopolisacharydów p o ch o d zą­ cych z różnych rodzajów bakterii G ram -ujem nych w ykazuje duże p o d o ­ bień stw o , co p o zw ala n a schem atyczne przed staw ien ie s tru k tu ry tych związków. Z chem icznego term inu lipopolisacharyd w ynika, że en d o to k sy n a b a k ­ teryjna jest heteropolim erem zbudow anym z części lipidowej i z części polisacharydow ej [3-5], H ydrofobow ą część lipidow ą stanow i tzw. lipid A, w skład k tórego wchodzi dw usacharyd, zwykle glukozoam ino-glukozoam inow y podstaw iony dw iem a resztam i fosforanow ym i przypadającym i po jednej n a każdy m on o sach ary d (w pozycjach 4 ’ i 1) o ra z acylow any resztam i kw asów tłuszczowych. Lipidy A pochodzące z różnych bakterii G ram -ujem nych różnią się zwykle w zorem podstaw ienia kw asów tłusz­ czowych, a czasam i także długością reszt kw asow ych o raz rodzajem wy­ stępującego w lipidzie A dw usacharydu [3, 4]. Lipid A utrzym uje LPS w ścianie k o m órki bakteryjnej, gdyż jest w budow any do zew nętrznej w ars­ tw y ściany k o m órkow ej tych d ro b n o u stro jó w [1, 5], P o n a d to lipid A, będący najbardziej konserw atyw ną częścią LPS, odpow iedzialny jest za toksyczne właściwości endotoksyny oraz jej w ieloraką aktyw ność biologi­ czną. F ra g m e n t polisacharydow y m oże w ykazyw ać pew ien m o d u lu jący w pływ na właściw ości części lipidow ej, np. po p rzez zm ianę płynności kw asów tłuszczowych lipidu A [1, 3, 4], Lipid A łączy się z częścią w ielocukrow ą poprzez reszty kw asu K d o (2-keto-3-deoksyoktonow ego C O O II-C O -C H 2-(C H O H )4-C H 2O H ). Część ta zb u d o w an a jest z dw óch, syntezow anych oddzielnie i różniących się budow ą chem iczną fragm entów cukrow ych: rdzenia i łańcucha O-sw oistego. B ezpo­ średnio z lipidem A łączy się tzw. oligosacharyd rdzeniow y, w którym w yróżnia się region w ew nętrzny i region zewnętrzny. R egion w ew nętrzny zaw iera kwas K d o oraz różnego typu heptozy, stąd też nazyw a się go regionem heptozow ym , n a to m ia st fragm ent zew nętrzny, ze w zględu n a w ystępow anie w nim cukrów 6 węglowych, nazywa się regionem heksozowym . R egion zew nętrzny połączony jest z częścią O -sw oistą LPS (tzw. antygenem O -sw oistym ). O ligosacharydy O -sw oiste poszczególnych rodzajów bakterii w ykazują o g ro m n ą różnorodność stru k tu raln ą , różniąc się zarów no typem w ystępujących m onosacharydów ja k i całkow itą długością łańcuchów . Ł a ń ­ cuchy O -sw oiste zaw ierają od dw óch do ośm iu reszt cukrow ych tw orzących jed n o stk i p o w tarzające się. Ich ilość m oże dochodzić naw et do 40. R egion O -sw oisty w ykazujący b ard zo d u żą zm ienność odpow iedzialny je st za sw oistość antygenow ą bakterii [4], Właściwości lipopolisacharydu B adania dotyczące właściwości endotoksyn bakteryjnych prow adzone są ju ż od wielu dziesiątków lat, a ich początek sięga końca X IX w., kiedy to R o b ert K och stwierdził, że k ażda ch o ro b a zakaźna w yw oływ ana jest przez specyficzny d ro b n o u stró j. O becnie w iadom o, że substancjam i ch o ro b o tw ó r­ czymi pochodzenia bakteryjnego są toksyny odpow iedzialne za liczne objaw y ch o ró b zakaźnych. W śród nich wydzielono z kolei endotoksyny, których w ystępow anie charakterystyczne jest dla wszystkich bakterii G ram -ujem nych. Postęp w dziedzinie analizy chemicznej, jaki nastąpił w połow ie XX w., pozw olił prow adzić dokładne b ad an ia nad n a tu rą endotoksyn i określić skom plikow aną stru kturę tych związków. W ykryto, że wszystkie endotoksyny pochodzące z różnorodnych rodzajów bakterii stanow ią m odyfikacje tej sam ej cząsteczki. Jed n a k aby w pełni zrozum ieć m echanizm d ziała n ia en d o to k sy n należało jeszcze wyjaśnić szereg szczegółów dotyczących ich chemicznej budow y. W to k u badań prow adzonych w ciągu ostatnich lat w yjaśniono wiele niezwykłych cech endotoksyn bakteryjnych. W iadom o już, że endotoksyny to cząsteczki potencjalnie bardzo szkodliwe dla zdrow ia człow ieka, a często naw et zagrażające jego życiu. Są w ytw arzane m . in. przez bakterie, k tó re w ywołują cholerę, dżum ę, krztusiec, czy zapalenie o p o n m ózgow o-rdzeniow ych [1, 3], O becne w organizm ie endotoksyny w ywołują szeroką gam ę oddziaływ ań biologicznych. Z d o lne są d o in d u k o w an ia zarów no fizjologicznych ja k i m orfo lo g iczn y ch zm ian w wielu tk an k ac h . Z a n ajb ard ziej negatyw ne efekty działania LPS m ożna uznać jego zdolność do w yw oływ ania u ludzi i zw ierząt takich objaw ów chorobow ych ja k dreszcze, podw yższenie tem ­ p eratu ry ciała, objaw y grypopodobne o raz indukow anie szoku septycznego zw iązanego z zaburzeniam i krążenia, k tó re prow adzą d o po w stan ia we­ w nątrznaczyniow ego rozsianego w ykrzepiania (D IC ) i do niepraw idłow ego fu n kcjonow ania narządów całego ciała, a w konsekwencji naw et d o śmierci [1, 2, 6- 8], O bjaw y działania LPS zależą od gatunku zakażonego zwierzęcia o raz od szczepu bakteryjnego będącego daw cą endotoksyny. M ogą one obejm ow ać zaró w n o odczyn uogólniony ja k i miejscowy: leukopenię z następ u jącą leukocytozą, hiperglikem ię, nadciśnienie płucne, krw aw ienie, całkow ite wy­ czerp an ie org an izm u, a także nekrozę k o m ó rek szpiku k o stn eg o o raz som nogenność. L ipopolisacharyd bakterii G ram -ujem nych jest głów ną przy­ czyną posocznicy, której pow ikłaniem jest szok endotoksyczny kończący się w wielu przy p ad k ach śm iercią [3, 9], T e sam e cząsteczki endotoksyn, k tó re są zagrożeniem życia ludzkiego, byw ają jednocześnie bardzo pożyteczne dla człowieka. Stym ulując u k ład im m unologiczny, aktyw ując klasyczną i alternatyw ną drogę dopełniacza o raz czynnik H agem ana, czy też działając nekrotycznie na kom órki n ow o­ tw orow e, LPS zwiększa ogólną odporność organizm u na zakażenia bakteryjne i w irusow e oraz na procesy now otw orow e [3]. A by zrozum ieć, w jaki sposób endotoksyny m ogą daw ać tak przeciw­ staw ne efekty, należy poznać i wyjaśnić m echanizm ich działania. W ielo­ ra k a aktyw ność bakteryjnych lipopolisacharydów nic jest jeszcze całkow i­ cie w yjaśniona, ale obecnie w iadom o już, że endotoksyna, aby osągnąć swój biologiczny efekt, m usi być uw olniona z pow ierzchni kom ó rk i b a k ­ teryjnej. Zjaw isko to zachodzi zarów no w trakcie podziałów bakteryjnych jak i w chwili śmierci bakterii. U w alniane z powierzchni bakterii cząste­ czki en d o toksyn nie zabijają kom órek organizm u, ani też nie w ywołują bezpośredniej odpowiedzi. D ziałanie LPS zw iązane jest przede wszystkim z pobudzaniem kom órek gospodarza do wydzielania różnorodnych m ed ia­ torów zapalnych. M ediatory te uw alniane są w wyniku oddziaływ ania LPS z kom órkam i fagocytarnym i, kom órkam i śró d b ło n k a naczyń krw io­ nośnych o raz z płytkam i krwi [1, 10]. D o kom órek aktyw ow anych przez end o to k sy nę należą głównie m akrofagi, a także m onocyty i granulocyty. T e o b ro n n e kom órki organizm u w wyniku działania LPS w ydzielają wiele ró żn o ro d n ych cząsteczek określanych ja k o m ediatory zapalne, k tó re wy­ w ołują i w zm acniają sw oistą i niesw oistą odpow iedź im m unologiczną gos­ p o d arza [1, 3, 9, 11, 12]. L ipopolisacharyd wykazuje także aktyw ność m ito g e n n ą w obec lim focytów B. B ędąc antygenem grasiczoniezależnym w zm aga m. in. aktyw ność k om órek N K wobec syngenicznych i allogenicznych k o m órek now otw orow ych [1, 3]. D ziała rów nież n a leukocyty obojętn o ch ło n n e i zasadochłonne, uw alniając z nich czynnik aktyw ujący płytki (P A F ) [1, 13], L ipopolisacharyd w ykazuje rów nież aktyw ność biologiczną, k tó ra nie jest zw iązana z pośrednictw em m ediatorów zapalnych. M a on bowiem zdolność aktyw ow ania klasycznej drogi dopełniacza poprzez bezpośrednie w iązanie lipidu A do czynnika C l, a także przez kom pleks LPS-przeciwciało. P o n ad to , zupełnie niezależnie, LPS m oże aktyw ow ać altern aty w n ą drogę kom plem entu poprzez łańcuch O-swoisty oraz rdzeniow ą część polisacharydu [1, 3]. U ruchom ienie kaskady kom plem entu przez LPS pow oduje aktyw ację czynnika C5, który ja k o aktyw na anafilotoksyna C 5a stym uluje serię reakcji zapalnych prow adzących do uszkodzenia naczyń krw ionośnych i w zrostu ich przepuszczalności. C 5a aktyw uje kom órki zapalne (neutrofile, m akrofagi, bazofile i płytki krwi) do produkcji cytokin zapalnych, pow oduje w ybuch tlenow y n eutrofilów i uw alnianie w olnych ro d n ik ó w o ra z w ydzielanie serotoniny i histam iny przez płytki krwi [1]. Bez udziału m ediatorów zapalnych LPS uczestniczy w procesach krzep­ nięcia krwi. W układzie w ew nątrzpochodnym LPS aktyw uje czynnik X II, nato m iast pozanaczyniow o uw alnia z m onocylów i kom órek śró d b ło n k a czynnik tk ankow y, co w obu przypadkach rozpoczyna kaskadę krzepnięcia krw i [1, 3, 6], D Z IA Ł A N IE E P S P O P R Z E Z M E D IA T O R Y Z A P A L N E A ktyw acja m akrofagów , granulocytów i m onocytów wiąże się z wy­ dzielaniem przez te kom órki cząsteczek przekaźnikowych zwanych m ediatoram i zapalnym i. M ediatoram i m ogą być takie związki chem iczne jak: peptydy, białka, lipidy oraz wolne rodniki. D ziałają one jednocześnie lub w o d ­ powiedniej kolejności w ywołując szereg różnorodnych efektów biologicznych. M ediatory uczestniczą w działaniu LPS działając lokalnie w miejscu uwolnienia lub rozprzestrzeniając się w raz z krążącą krw ią [14-17], O bjaw y szoku septycznego, d o którego dochodzi w wyniku zakażenia bakteriam i G ram -ujem nym i są skutkiem aktywacji m onocytów , m akrofagów , i granulocytów w ielojądrzastych. W wyniku tej aktyw acji uw alniane są cytokiny prozapalne, enzymy, eikozanoidy i czynniki prokoagulacji. D o cytokin wydzielanych przez pobudzone endotoksyną kom órki należą: interleukiny (IL-1, IL-6, IL-8), interferon y(IFN-y) i czynnik m artw icy now otw oru (T N F -a ) - główny m ed iato r zapalny odpow iedzialny za rozwój ostrych reakcji zapalnych w szoku septycznym [1, 7, 9, 12, 14, 18]. Są to związki 0 budow ie polipeptydów lub glikopolipeptydów odpow iedzialne za iniekcje 1 stany zapalne z podw yższoną tem p eratu rą ciała, senność i jad ło w stręt, schorzenia im m unologiczne i procesy now otw orow e [3]. W ykazują właściwości ch em o tak ty czn e względem m o nocytów , m ak ro fag ó w i n e u tro iiló w o ra z w zm agają cytotoksyczność tych kom órek. Dzięki tem u, uw alniane w m iejscu zakażenia lub p ow stania guza now otw orow ego, pow odują napływ kom órek ob ro n n y ch gosp o d arza i rozwój reakcji zapalnych [19-21], W yw ołują także degranulację k o m órek fagocytarnych i uw alnianie enzym ów proteolitycznych oraz generują duże ilości wolnych rodników tlenow ych [20], O ddziaływ anie cytokin ze śródbłonkiem pow oduje wzrost jego przepuszczalności i aktyw uje krzepnięcie. P o n ad to peptydy te ham ują fibrynolizę obniżając ekspresję tkankow ego ak ty w ato ra plazm inogenu i w zm agając syntezę jego inhibitorów . O dpow iedzialne są rów nież za adhezję lim focytów , m onocytów i neutrofilów do k o m órek śró d b ło n k a naczyń. W ykazano także, że cytokiny oddziałując ze śródbłonkiem stym ulują produkcję P A F , co m a znaczącą rolę w in­ d u k o w a n iu szoku septycznego [1, 3, 19, 21—23]. W w yniku d ziała n ia endotoksyny PA F uw alniany jest z licznych kom órek gospodarza: neutrofilów , m ak ro fag ó w , k o m órek śródbłonka naczyń i z płytek krw i [13, 24, 25], Synteza P A F w czasie zakażenia bakteriam i G ram -ujem nym i zw iązana jest zarów no z bezpośrednim działaniem LPS na w ym ienione kom ó rk i, ja k i z pośred n ią ich stym ulacją przez wydzielane w czasie zapalenia m ediatory zapalne, głównie T N F i IL-1 [19, 23], P A F (l-0-alkil-2-acetyl-sn-glicero-3-fosfocholina) jest endogennie p ro d u ­ kow anym związkiem fosfolipidow ym m ającym wielorakie właściwości fizjo­ logiczne. Synteza P A F zachodzi w organizm ie zarów no de novo w w yniku reakcji przeniesienia fosfocholiny z CDP-choliny na 1-O-alkil-2-acctyl-sn-glicerol katalizow anej przez enzym cholinofosfotransferazę, ja k i n a dro d ze przebu­ dow y. W tym drugim przypadku dochodzi do katalizow anej przez fosfolipazę A 2 (P L A 2) hydrolizy l-0-alkil-2-acyl-sn-glicero-3-fosfocholiny obecnej w bło­ nach kom órkow ych i do pow stania w wyniku tej hydrolizy l-O-alkil-2-lizo-sn-glicero-3-fosfocholiny czyli lizoPA F, który ulega następnie acetylacji przez specyficzną acetylotransferazę. G w ałtow na synteza P A F , do jakiej dochodzi w w yniku stym ulacji kom órek, zachodzi głównie na drodze przebudow y zależnej od aktyw ności P L A 2 [13]. F osfolipaza A 2 odgryw a także kluczow ą rolę w uw alnianiu z fosfolipidów błon kom órkow ych kw asu arachidonow ego - su b stratu dla syntezy eikozanoidów będących lipidow ym i m ediatoram i zapalnym i [3, 13]. D ziałając poprzez specyficzny receptor należący do receptorów m etabotro p o w y ch (serpentynow ych), P A F m oże funkcjonow ać ja k o m e d ia to r zew nątrzkom órkow y, odpow iedzialny za przekazyw anie sygnału pom iędzy ko m ó rk am i, lub też m oże działać ja k o przekaźnik w ew nątrzkom órkow y [19]. Uczestniczy w patogenezie zapalenia, w szoku w yw ołanym działaniem en d o to k sy n i w u szkodzeniu tk a n e k in d u k o w an y m za ró w n o LPS ja k i T N F -a [25, 26]. Pow oduje także spadek ciśnienia krw i i zm niejszenie ilości krw inek płytkow ych. Proces ten jest odw rotnie proporcjonalny d o ilości syntetyzow anego P A F [27]. W raz z T N F -a , interleukinam i prozapalnym i i tro m b in ą P A F w zm aga adhezję neutrofilów do śró dbłonka naczyń krw io­ nośnych, co m a ogrom ne znaczenie w ostrych stanach zapalnych [25], P A F będąc silnym agonistą zarów no płytek krwi ja k i w ielojądrzastych granulocytów obojętnochłonnych uczestniczy w pow staw aniu lipidow ych czyn­ ników zapalnych przez generow anie syntezy eikozanoidów . E ikozanoidy, w tym prostaglandyny, prostacyklina, tro m b o k san T X A 2, leukotrieny, kw asy epoksy- i hydroksyeikozatetraenow e oraz lipoksyny są tlenow ym i pochodnym i kw asu arachidonow ego pow stającym i w w yniku przem ian enzym atycznych na drodze lipooksygenazy lub cyklooksygenazy [1, 15]. G łów ną rolę odgryw ają prostaglandyny szeregu E (P G E ) o raz pro stacy k lin a (P G I2), które w skutek właściwości rozszerzających naczynia k rw io n o śn e p o w o d u ją zw iększenie dopływ u krw i d o m iejsca zap alen ia i przyczyniają się d o wysięku w ognisku zapalnym . Przypuszcza się, że zw iązki te w zm agają działanie histam iny i brad y k in in y p o tęg u jąc ból i po w o d u jąc gorączkę [28], P A F w yka/ujc zdolność do generow ania an ionorodnika ponadtlenkow ego w k om ó rk ach fagocytarnych [26], D ziałając na m onocyty P A F , analogicznie ja k i T N F -a i IF N -y, pow oduje długotrw ałe utrzym yw anie się wysokiego poziom u wolnych rodników tlenow ych [15]. D od an ie do kultury m onocytów LPS lub P A F pow oduje, tak jak i w przypadku d o d an ia T N F -a i IF N -y, po n ad 96-godzinne utrzym yw anie się dużego stężenia an io n o ro d n ik a p o n a d ­ tlenkow ego, co m oże być blokow ane przez w prow adzenie in h ib ito ró w p ro teaz serynow ych [29]. Sam lip o p o lisacharyd wywołuje stres oksydacyjny i jest zdolny d o generow ania ró żnorodnych wolnych rodników : w spom nianego ju ż wcześniej an io n o ro d n ik a ponadtlenkow ego 0 2- , wysoce reaktyw nego ro d n ik a h y d ro ­ ksylowego O H ', a także rodnika tlenku azotu N O ' i H 20 2 [8, 30]. O dpow iedź ko m órki n a LPS jest gw ałtow na, a wolne rodniki pow stają natychm iast po zadziałaniu toksyny. Te wysoce reaktywne cząsteczki działają jak o przekaźniki sygnału, czyli pełnią rolę m ediatorów zapalnych, a p o n ad to zdolne są do zw alczania d ro b n o u stro jó w w nikających do kom órek gospodarza. Jed n ak po w staw an ie dużych ilości w olnych rod n ik ó w tlenow ych p ro w ad zi do przesunięcia rów now agi reakcji red-ox w stronę zw iększonego utleniania i m oże pow odow ać znaczne uszkodzenia kom órek organizm u [30]. N a oddzielną uwagę zasługuje indukow any w w yniku działania LPS, ro d n ik tlenku azotu N O '. Jest on w ielofunkcyjną reaktyw ną cząsteczką syntezow aną przez wiele rodzajów kom órek: m akrofagi, kom órki śródbłonka, fibroblasty, k o m órki m ięśni gładkich i neurony. T lenek azo tu pow staje w wyniku konw ersji L-argininy do L-cytruliny, k tó ra jest k atalizo w an a przez syntazę tlenku azotu (E C 1.14.13.39) [7, 10, 31]. Enzym ten w ystępuje w trzech izoform ach: konstytutyw nej neuronalnej (cN O S) i konstytutyw nej endotelialnej (cN O S) zależnych od jonów C a 42 i kalm oduliny o raz in­ dukow anej (iN O S) w zbudzanej głównie w m akrofagach przez ró żn o ro d n e czynniki fizyczne i chem iczne m . in. endotoksyny i cytokiny: IL -l/J, I L 4 , T N F -a i IF N -y [4, 22, 10, 32, 33]. Płytki krwi, k tóre ja k o kom órki pozbaw ione ją d ra kom órkow ego nie zdolne są d o syntezy białek, posiadają obie form y syntazy tlenku azotu: konstytutyw ną i indukow aną. Uważa się, że enzymy te pochodzą z jądrzastych m egakariocytów , z których w wyniku sekwestracji p ow stają płytki krw i. Nie p o b u d zo n e, pozostające w stanie spoczynku krw inki płytkow e nie w ykazują aktyw ności syntazy tlenku azotu. Enzym staje się aktyw ny dopiero w wyniku ich agregacji [31, 34, 35], O becne w różnych kom ó rk ach konstytutyw ne form y syntazy N O ' generują niskie stężenia tego ro d n ik a i odpow iedzialne są za utrzym anie prawidłowych fizjologicznych w arunków przepływu i ciśnienia krw i, agregacji płytek i neurotransm isji. Ekspresja indukow anej izoform y enzym u iN O S zawsze zw iązana jest z aktyw acją k om órek przez czynniki im m unologiczne. Powstający wskutek tego rodnik tlenku azotu zaangażow any jest w cytostatyczny lub cytotoksyczny m echanizm obro n n y skierow any przeciwko kom órkom now otworow ym lub wnikającym do organizm u d ro b n o ­ ustrojom [10, 31, 36], Uczestniczy w zabijaniu (przez zaktyw ow ane m akrofagi) b ak terii, grzybów , pierw otniaków , k o m ó rek now otw orow ych, a naw et w ielokom órkow ych pasożytów [4, 22], ale uw alniany w dużych ilościach podczas zakażenia, działa toksycznie nie tylko na patogeny, ale także n a liczne k o m ó rk i gospodarza [35], R o d n ik N O ' jest związkiem endogennym , działa m iejscowo, przejściowo rozszerza naczynia krw ionośne (jest w azodilatorem ), ham uje agregację i adhezję płytek krwi, indukuje proliferację lim focytów i kom órek mięśni gładkich o raz wywołuje chem otaksję neutrofilów [4, 35, 37], O dpow iedzialny jest za spadek ciśnienia krwi w ywołany działaniem endotoksyny, a jego n ad m iern a synteza prow adzi do niedociśnienia, przed którym m oże chronić podanie równocześnie z LPS inhibitora syntazy NOS [36, 38, 39], Zastosow anie przeciwciał skierow anych przeciwko T N F -a i IL -l/i rów nież obniża znacznie produkcję tlenku azotu indukow aną LPS [7, 36], N iedobór N O ' prowadzi do agregacji płytek krwi i powstawania zakrzepów naczyniow ych [31, 35]. R o d n ik tlenku azotu jest ściśle zaangażow any w patogenezę szoku septycznego wywołanego działaniem LPS. L ipopolisacharyd, ja k o główny egzogenny czynnik szoku w zm aga ekspresję iN O S pow odując nad p ro d u k cję N O ', co prow adzi do zaburzenia hom eostazy organizm u. W zrost stężenia N O ' w odpow iedzi n a działanie LPS m a także swoje im plikacje w innych im m unologicznych stanach patologicznych takich jak np. reum atoidalne zapalenie staw ów [14, 10, 31, 35, 36], R ó żn o ro d n o ść m ed iato ró w zapalnych uw alnianych w czasie infekcji b akteriam i G ram -ujem nym i m oże stw arzać ogrom ne m ożliwości zw alczania zak ażenia przez kom órki o b ronne gospodarza. Jed n ak ilość w ytw arzanych m ed iato ró w jest ró żn a w zależności od ilości dostarczonych przez bakterie endotoksyn. Jeśli niewielka liczba d ro bnoustrojów atakuje organizm gos­ p o d arza następuje niegroźne zakażenie, k tó re dzięki uw alnianiu czynników zap aln y ch zostaje szybko zah am o w an e poprzez w yw ołanie m iejscow ej, k o n trolow anej odpow iedzi im m unologicznej. D ochodzi wówczas d o p o d ­ wyższenia tem peratury ciała i pobudzenia układu odpornościow ego, co przyśpiesza proces w yzdrow ienia i chroni przed innym i zakażeniam i b a k ­ teryjnym i. Przy ciężkim zakażeniu duże ilości endotoksyn grom adzone są w krążącej krw i i p o w o d u ją uw alnianie znacznych ilości m ediatorów , co prow adzi do zaburzeń w krążeniu krw i i m oże spow odow ać w strząs zagrażający życiu. W ynika stąd, że to nie tylko bakterie i ich endotoksyny są bezpośrednio zagrożeniem dla organizm u, ale isto tn ą rolę odgryw ać m oże odpow iedź gospodarza. T o uogólnione, niekontrolow ane i sam oniszczące reakcje obronne zakażonego organizm u czynią cndotoksyny aż tak niebezpiecznym i. U ru ­ chom ienie wszystkich możliwych m echanizm ów prew enqi pow oduje niszczenie kom órek gospodarza znajdujących się w pobliżu ogniska zapalnego, co w efek­ cie m oże prow adzić do wyniszczenia całego organizm u. BIAŁKA W IĄ Ż Ą C E L P S A by wyjaśnić, jak cndotoksyny bakteryjne urucham iają całą kaskadę m echanizm ów obronnych w zakażonym organizm ie i ja k dochodzi do ró żn o ro d n y ch interakcji pom iędzy LPS a kom órkam i gospodarza, należy przeanalizow ać dokładnie m echanizm aktyw acji kom órek uczestniczących w procesach zapalnych. Z arów no we krwi ja k i w tk an k ach organizm ów wyższych znajdują się liczne białka, które oddziałują z LPS m odulując jego biologiczną aktyw ność [40]. Istnieją liczne doniesienia, że LPS działa n a kom órki poprzez specyficzny receptor C D 14. Jest to glikoproteina o m asie cząsteczkowej 55 k D a, k tó ra w ystępuje w dw óch form ach (m CD14): w postaci zw iązanej z bło n ą k o m ó r­ kow ą poprzez fosfatydyloinozytol (obecna n a m akrofagach, m onocytach i granulocytach) oraz w form ie rozpuszczalnej (sC D 14), w w arunkach fizjologicznych obecnej w osoczu w stężeniu ok. 2-6 //g/m l [1, 17, 20, 41]. Praw dopodobnie receptor CD14 obecny jest także n a kom órkach epitelialnych różnych narządów , co pozw ala endotoksynie uczestniczyć w reakcjach zapalnych licznych tkanek [11]. W ydaje się, że w iązanie LPS do receptora C D 14 jest w arunkiem niezbędnym do aktyw acji większości kom órek uczes­ tniczących w patogenezie zakażenia, przynajm niej przy niskich stężeniach cndo to k sy n y [1, 9]. R ecep to r CD 14 jest zaangażow any w produkcję cytokin zapalnych in d u k o w an ą LPS (jest ona blokow ana poprzez przeciw ciała anty-C D 14), a także w produkcję P A F , T X A 2, N O ’, prostaglandyn, leukotrienów i ro d n ik ó w tlenow ych [42, 43], Precyzyjna rola, ja k ą odgryw a ten antygen w przekazyw aniu sygnału nie jest jeszcze całkowicie w yjaśniona. C ząsteczka C D 14 m usi zaw ierać w ew nątrzkom órkow ą sekwencję konieczną dla p rzek a­ zania sygnału (ale nie określono jeszcze ja k zachow uje się ten receptor po zadziałaniu lipopolisacharydu) [43], N ajpraw dopodobniej receptor C D 14 w ogóle nie wiąże sam ego LPS, ale kom pleks utw orzony przez cząsteczkę endo to k sy n y z krążącym we krwi białkiem wiążącym LPS (LB P) [2, 17, 19, 41], Jest to białko ostrej fazy syntezow ane w w ątrobie. W stanach zapalnych jego ilość w zrasta w surowicy ponad 10-krotnie [20]. Jest 60 k D a glikoproteiną osoczow ą, k tó ra wiąże się z lipidem A lipopolisacharydu tw orząc kom pleks L PS-LB P o dużym pow inow actw ie do receptora C D 14. Będąc ko-ligandem d la LPS, białko LBP w zm aga od 100 do ponad 1000 razy odpow iedź k o m ó rek zaw ierających antygen C D 14 na działanie endotoksyny [1, 2, 19, 41]. R ola białka LBP w przekazyw aniu sygnału nie została jeszcze je d n o ­ znacznie potw ierdzona, ale w ykazano, że pełni ono isto tn ą funkcję w tra n s ­ porcie lipopolisacharydu we krwi [41]. Tw orząc kom pleks z LBP endotoksyna jest d o stęp n a zarów no dla błonowej ja k i rozpuszczalnej form y receptora C D 14. W tym ostatnim przypadku wiązanie LPS d o LBP nie jest niezbędne, ale pow stanie takiego kom pleksu znacznie przyspiesza reakcję kom órek pozbaw ionych receptora m C D 14, np. kom órek śró d b ło n k a n a niskie stężenia LPS. R o zp u szczaln a fo rm a re cep to ra jest odpow iedzialna za zdolność en dotoksyny do aktyw ow ania kom órek, które nic m ają błonow ego receptora C D 14 [19, 41]. Białko LBP, w ykazując zdolność w iązania i tra n sp o rtu LPS, uczestniczy także w neutralizacji jego aktyw ności poprzez przeniesienie i interakcję z cząstkam i lipoprotein osocza (H D L ) [2, 44, 45], D etoksykacja LPS m oże następow ać n a skutek internalizacji kom pleksu LBP-LPS-CD14 przez kom órki granulocytów obojętnochłonnych [2]. Białko wiążące lipopolisacharyd (LBP) należy do rodziny białek osoczowych przenoszących lipidy. D o grupy tej zaliczane są również: białko zw iększające przepuszczalność bakterii (B PI), białko przenoszące estry cholesterolu (C E T P ) i uczestniczące także w transporcie trój glicerydów i fosfolipidów oraz białko przenoszące fosfolopidy (PLTP). W ym ienione białka w ykazują w ysoką hom ologię sekwencji i charakteryzują się pow inow ac­ twem do su b stratów lipidow ych [2, 44]. Są zasocjow ane w surowicy krwi z lipoproteinam i o dużej gęstości (IID L ) [44], Białko LBP w ykazuje 45% hom ologii sekwencji z BPI, 24% z P L T P i 23% z C E T P . Ze w zględu na tak znaczny stopień podobieństw a budow y tych białek i podobne właściwości przypuszcza się, że wszystkie one są zdolne d o w iązania i przenoszenia lip o polisacharydu [44, 45], O prócz LBP, najlepiej poznane jest 55 k D a kationow e białko BPI obecne w azurofilowych ziarnistościach dojrzałych neutrofilów. Wiąże ono LPS z więk­ szym pow inow actw em niż LBP dając przy tym kom pleks, k tó ry nie stym uluje kom órek poprzez żadną z form receptora CD 14. D latego też asocjacja białka BPI z LPS ham uje w pewnym stopniu toksyczną aktyw ność endotoksyny ograniczając m ożliwość tworzenia reaktywnego kom pleksu LPS-LBP [2, 5, 46]. Z aró w n o LB P jak i BPI zaw ierają po 456 am inokw asów i w ykazują 45% hom ologię budow y. O ba białka przyłączają LPS do swego N -term inalnego regionu. R egion C -term inalny białka LBP zaangażow any jest w interakcję z receptorem C D 14, a białko BPI posiada zdolność neutralizacji LPS. G eny tych białek leżą w sąsiednich regionach genom u ludzkiego. T o sugeruje, że LBP i BPI m ogły naw et pow stać przez duplikację tego sam ego genu [2]. Z dolność inaktyw acji LPS poprzez w iązanie się z nim p o siadają także inne białka znajdujące się w krw iobiegu: składnik dopełniacza C lq , laktoferyna, album ina, transferyna, lizozym, a także wszystkie frakcje lipoprotein osoczow ych V L D L , L D L , H D L . Łącząc się z LPS białka te ograniczają oddziaływ anie endotoksyny z kom órkam i im m unologicznie kom petentnym i i przez to ograniczają jej aktyw ność biologiczną [1, 4, 9, 40, 45, 47, 48], Najlepiej poznanym białkiem jest lizozym (L Z M ), enzym rozkładający peptydoglikany ścian kom órkow ych bakterii, k tóry łącząc się z LPS tw orzy kom pleks LZ M -L PS ham ujący produkcję m ediatorów zapalnych T N F -a , IL-1, IL-6. Lizozym wiąże się zarów no z LPS, ja k i z sam ym lipidem A. W iązanie się LZM z LPS odbyw a się poprzez hydrofobow e oddziaływ anie z lipidem A i prow adzi nie tylko do neutralizacji im m unostym ulujących właściwości LPS, ale także d o ham ow ania enzym atycznej aktyw ności LZM [24, 40]. P odobnie, poprzez lipid A wiąże się LPS z album iną. Jed n a k to połączenie nie ogranicza spektrum działania endotoksyny. M ożna przypusz­ czać, że alb u m in a pełni jedynie funkcję p rzenośnika łącząc się z LPS w stosunku 1 :2 [47]. W e krwi zn ajdują się także białka, które w iążąc się z LPS w zm agają jego biologiczną aktyw ność. G łów ną rolę pełni tu opisane wcześniej białko LBP. P o d o b n e właściwości w ykazuje również hem oglobina (H b). O ddziały­ w anie hem oglobiny z LPS prow dzi do zm iany w łaściw ości fizycznych en d o to k sy n y i p o w stan ia trw ałych kom pleksów H b-L P S . H e m o g lo b in a uczestniczy w interakcji LPS z kom órkam i śródbłonka, co w zm aga (naw et 10-krotnie) in d u k o w an ą endotoksyną produkcję w śró d b ło n k u czynnika tkankow ego (T F ) biorącego udział w procesie krzepnięcia [49, 50]. H em o g lo b in a, p o d o b n ie ja k i białko LB P, p otęguje d ziałan ie LPS p oprzez dezagregację lipopolisacharydow ych agregatów i dostarczanie do k o m ó rek docelow ych m onom erów LPS, które w ykazują znacznie wyższą ak ty w n o ść biologiczną niż jego agregaty. P oprzez zm niejszenie sto p n ia agregacji cząsteczek zostaje obniżona m asa cząsteczkow a i gęstość wnikającej endotoksyny. LPS staje się przez to lepiej rozpuszczalny, a tym sam ym bardziej toksyczny [45, 49], Nie jest wykluczone, że H b, oprócz dezagregacji L PS, m oże pow odow ać chem iczną m odyfikację cząsteczek lipopolisacharydu (np. peroksydację lipidów ) [49]. M ożna sądzić, że hem oglobina uw alniana d o krw iobiegu w w yniku hem olizy erytrocytów w yw ołanej zakażeniem b akteriam i G ram -ujem nym i oddziałuje z en d o toksyną w zm agając jej p a to ­ logiczne działanie [9, 49]. W śród białek wykazujących zdolność w iązania LPS praw d o p o d o b n ie zn ajdują się także niektóre receptory kom órkow e inne niż antygen C D 14. Istnieją doniesienia w skazujące n a rolę receptora P A F , białek integrynow ych z p o d jed n o stk ą fi2 integryn oraz 73-kD a proteiny w aktyw acji kom órek zapalnych przez LPS [6, 12], Sugeruje się, że przyłączenie LPS d o receptora d la P A F pow oduje w zrost w ew nątrzkom órkow ego stężenia jo n ó w C a +2 w różnego typu kom órkach np. w m akrofagach, ncutrofilach, czy w płytkach krw i o raz w zm aga agregację płytek. Efekty te są blo k o w an e poprzez inhibitory receptora P A F [12, 51, 52], A ntagoniści receptora P A F nie p o w odują jed n ak zaham ow ania syntezy T N F -a ani produkcji a n io n o ro d n ik a ponadtlenkow ego 0 2 [12, 52]. D latego m ożna przypuszczać, że istnieją przynajm niej dwie różne drogi aktyw acji kom órek przez en d o to k sy n ę, z k tórych jed n a zw iązana jest z receptorem P A F i m oże odgryw ać isto tn ą rolę w pow staw aniu zakrzepów w trakcie zakażenia, podczas gdy d ru g a jest niezależna od receptora P A F i przekazyw ania sygnału poprzez jo n y C a '12 [51, 52], D o glikoprotcin z rodziny integryn /12 wiążących LPS należą receptory: C D lla /C D 1 8 , C D I lb /C D 1 8 i C D llc /C D 1 8 obecne na neutrofilach, m a k ­ rofagach i m onocytach [4, 22, 40]. LPS oddziałując z tym i receptoram i nie indukuje w praw dzie syntezy cytokin, ale stym uluje aktyw ację fosfolipazy C (PLC ), pow oduje w zrost w ew nątrzkom órkow ego stężenia jo n ó w w apnia i aktyw uje kinazy białkow e takie jak: białkow e kinazy tyrozynow e (P T K ), kinazę M A P i białkow ą kinazę C (PK C ). Stym ulacja tych enzym ów prow adzi w konsekw encji do aktywacji czynnika jądrow ego k B [6, 12, 53], C zynnik jąd ro w y k B zlokalizow any jest w cytoplazm ie, gdzie tw orzy kom pleks z jed n o stk ą inhibitorow ą I k B . W wyniku aktyw acji en d o to k sy n ą następuje usunięcie in h ib ito ra i natychm iastow e przeniesienie czynnika k B do jąd ra . D ziałający w jąd rze k B pow oduje transkrypcję wielu genów zw iązanych z układem im m unologicznym np. genów kodujących cytokiny [6]. N ajm niej poznanym receptorem dla LPS jest 73-kD a g lik o p to tein a błonow a obecna n a lim focytach, granulocytach, m ak ro fag ach i płytkach krwi. W ydaje się, że receptor ten bierze udział w regulowaniu cytotoksyczności k o m ó rek zapalnych pod wpływem działania LPS, jed n ak jego obecność nie jest niezbędna do aktyw ow ania tych kom órek [4, 12, 53]. O pisując receptory błonow e dla lipopolisacharydu bak tery jn eg o nie sposób nie w spom nieć o zdolności LPS do aktyw ow ania ko m ó rek n a d ro d ze całkow icie niezależnej od receptorów . M ożliw ość ta k a dotyczy jed n ak wyłącznie wysokich stężeń endotoksyny (powyżej 0,1 /¿g/ml i zw iązana jest z bezpośrednim aktyw ow aniem kom órek poprzez niespecyficzne h y d ro ­ fobow e oddziaływ ania LPS z fosfolipidam i (PL) błony kom órkow ej [1, 9, 54]. W obecności białek transportujących LPS dochodzi do interkalacji lipopolisacharydow ych agregatów do PL poprzez reszty acylowe lipidu A, co m oże np. in d u k o w ać syntezę cytokin zapalnych [6, 9], D zięki o d ­ działyw aniom niespecyficznym kom órki pozbaw ione receptorów dla LPS są zdolne do odpowiedzi na wysokie daw ki endotoksyny. M ożliwość interkalacji LPS ustalo n o dotychczas w przypadku liposom ów , a także dla niektórych kom órek ssaków: m onocytów , m akrofagów , erytrocytów i hepatocytów [9, 54], L IT E R A T U R A [1] G l a u s e r M . P. (1996), D rugs, 52, 9-17. [2] A b r a h a m s o n S. L ., W u U .-M ., W i l l i a m s R. E., D e r K. , O t t a h N. , L i t ­ t l e R. , G a z z a n o - S a n t o r o H. , T h e o f a n G. , B a u e r R. , L e i g h S., O r m e A., H o r w i t z A. H., C a r r o l l S. F., D e d r i c k R. L. (1997), J. Biol. C hem ., 272, 2149-2155. [3] M a r k i e w i c z Z. (1993), P W N , W arszaw a. [4] K l i n k M. , K a c a W. (1996), Post. Hig. M ed. DoSw., 50, 333-350. [5] W i e s e A., B r a n d e n b u r g K. , C a r o l l S. F., R i e t s c h e l E. T h ., S e y d e l U . (1997), B iochem istry, 36, 10311-10319. [6] O s n e s L. T. N. , W e s t v i k A. B., O v s t e b o [7] [8] [9] [10] R., J o o G .-B ., O k k e n b a u g C., K i e r u l f P. (1995), J. E n d o t. Res., 2, 27-35. M a e s t r o n i G . J. M. (1996), J. Pineal R es., 20, 84-89. S e w e r y n e k E., O r t i z G. G. , R e i t e r R. J., P a b l o s M. L, M e l c h i o r r i D. , D a n i e l s W. M. U. (1996), M ot. Cell. E ndoc., 117, 183-188. S c h r o m m A. B., B r a n d e n b u r g K. , R i e t s c h e l E. T h ., F l a d H .-D ., C a r ­ r o l l S. F , S e y d e l U. (1996), FE B S L ett., 399, 267-271. M o o c h h a l a S. M ., H o n W .-M ., C h h a t w a l V. J. S., K h o o H .-E . (1996), E ur. J. P h arm ., 316, 287-296. [11] W a t a n a b e A. , T a k e s h i t a A. , K i t a n o S., H a n a z a w a S. (1996), Infect. Im m unity, 64, 4488-4494. [12] S h i n j i H. , A k a g a w a K. S., T s u j i M. , M a e d a M. , Y a m a d a R „ M a t s u u r a K. , Y a m a m o t o S., Y o s h i d a T. (1997), J. Im m un., 158, 1370-1376. [13] R i b a l d i E., M e z z a s o m a A. M. , F r a n c e s c a n g e l i E., P r o s d o c i m i M. , N e n c i G. G. , G o r a c c i G. , G r e s e l e P. (1996), Brit. J. P h arm ., 118, 1351-1358. [14] P a r m e l y M. J., H a o S. Y. , M o r r i s o n D. S., P a c e J. L. (1995), i. E n d o t. R es., 2, 45-52. B o z z a P., P a y n e J. L., G o u l e t J. L., W e l l e r F. (1996), J. Exp. M ed., 183, 1515-1525. H i r o h a s h i N. , M o r r i s o n D. C. (1996), Infect. Im m unity, 64, 1011-1015. R o d e b e r g D. A. , B a b c o c k G. F. (1996), Infect. Im m unity, 64, 2812-2816. D o u z i n a s E. E., T s i d e m i a d o u P. D. , P i t a r i d i s M. P., A n d r i a n a k i s L, B o b o t a - C h l o r a k i A. , K a t s o u y a n n i K. , S f y r a s D. , M a l a g a r i K. , R o u s s o s C. (1997), A m . J. R espir. C rit. C are M ed., 155, 53-59. [19] C a m u s s i G. , M a r i a n o F., B i a n c o n e L., D e M a r t i n o A. , B u s s o l a t i B., M o n t r u c c h i o G. , T o b ias P. S. (1995), J. Im m un., 155, 316-324. [20] G o l d s m i t h J. A. , K a v a n a g h B. P., P e a r 1 R. G. (1996), C rit. C are T ra u m a , 83, [15] [16] [17] [18] [21] [22] [23] [24] [25] 242-246. R o l l i n s B. J. (1997), B lood, 90, 909-928. J a k o b i s i a k M. , (1993), Im m unologia, P W N , W arszaw a. K o c i k J. (1996), Post. Biol. K om ., 23, 63-82. T a k a d a K. , O h n o N. , Y a d o m a e T. (1994), Circ. Shock, 44, 169-174. K o m a t s u Y , S h i r a t o r i Y. , H i k i b a Y., H a s h i m o t o N „ H a n K. , K a w a s e T. , Y o s h i d a H. , O k a n o K. , O m a t a M. (1996), D igest. D iseas. Scienc., 41, 1030-1037. [26] [27] [28] [29] [30] G r i g o r i a d i s G. , S t e w a r t A. G. (1996), Cell. Physiol. Biochem ., 6, 271-282. O n o S. (1994), N ip p o n G e k a G a k k ai Z asshi, 95, 849-859. Z a o r s k a B. (1986), Prostaglandyny i inne eikozanoidy, P Z W L , W arszaw a. M e g y e r i P., P a b s t K. M. , P a b s t M. J. (1995), Im m unology, 86, 629-635. C l e r c h L. B , W r i g h t A. , C h u n g D. J., M a s s a r o D . (1996), A m . J. Physiol., 271, 949-954. [31] M u r u g a n a n d a m A. , M u t u s B. (1994), Biochim . B iophys. A cta, 1200 , 1-6. [32] X i c K ., H u a n g S., D o n g Z . , F i d l e r I. J., (1993), In tern atio n . J. O ncol., 3, 1043—1048. [33] S c h i n i - K c r t h V. B., F i s s l t h a l e r B., B u s s e R. (1994), A m . J. Physiol., 267, 2483-2490. [34 N a th a n C. (1992), FA SE B J., 6, 3051-3064. [35] R a d o r n s k i M . W , M o n c a d a S. (1993), T h ro m b . H aem ost., 70 , 36-41. [36] l u v o n e T., D ’ A c q u i s t o F., C a r n u c c i o R. , D i R o s a M . (1996), P h arm aco l. L ett., 59, 207-211. [37] S h u l t z P. J., R a i j L. (1992), J C lin. Invest., 90, 1718-1725. [38] W a n g J.-F ., X i e J.-M ., G r e e n b e r g S. S., S p i t z e r J. J. (1995), J. E n d o t. R es., 2, 107-114. [39] Z u r o v s k y Y „ E l i g a l Z. (1995), J. E n d o t. Res., 2, 443-448. [40] T a k a d a K. , O h n o N. , Y a d o m a e T . (1995), J. E n d o t. R es., 2, 255-262. [41] H a i l m a n E., V a s s e l o n T., K e l l e y M. , B u s s e A ., H u M . C .-T ., L i c h e n s t e i n H. S., D e t m e r s P. A. , W r i g h t S. D . (1996), J. Im m unol., 156, 4384 4390. [42] O l s o n N. C. , H e l I y e r P. W., D o d a m J. R. (1995), Br. Vet. J., 151, 489-522. [43] L a n d m a n n R. , K n o p f H .-P ., L i n k S., S a n s a n o S., S c h u m a n n R. , Z i m m e r l i W . (1996), Infect. Im m unity, 64, 1762-1769. [44] H a i l m a n E „ A l b e r s J. J., W o l f b a u e r G „ T u A .-Y ., W r i g h t S. D . (1996), J. Biol. C hem ., 271, 12172-12178. [45] K i t a n o H., F u k u i H. , O k a m o t o Y. , K i k u c h i E., M a t s u m o t o M. , K i k u k a w a M. , M o r i m u r a M. , T s u j i t a S., N a g a m o t o I., H o p p o K. , N a k a t a n i Y., N a k a t a n i T. , T s u j i i T . (1996), A lcoholm . C lin. E xp. R es., 20, 356-359. [46] W i e s e A. , B r a n d e n b u r g K. , L i n d e r B., S c h r o m m A. B., C a r o l l S. F., R i e t s c h e l E. T h ., S e y d e l U . (1996), B iochem istry, 36, 10301-10310. [47] D a v i d S. A. , B a l a r a m P., M a t h a n V. I. (1995), J. E n d o t. R es., 2, 99-106. [48] M a c h n i c k i M . (1995), Post. Hig. M ed. D o s w , 49, 53-57. [49] K a c a W „ R o t h R. I., L e v i n J. (1994), J. Biol. C hem ., 269, 25078-25084. [50] R o t h R. I. (1996), T rom b. H a e m o s t, 76, 258-262. [51] N a k a m u r a M , H o n d a Z , W a g a I , M a t s u m o t o T , N o m a M , S h i m i z u T. (1992), FE B S L ett., 314, 125-129. [52] W a g a I , N a k a m u r a M , H o n d a Z , F e r b y I , T o y o s h i m a S , I s h i g u r o S , S h i m i z u T. (1993), Biochem . B iophys. Res. C o m m u n , 197, 465-472. [53] C a v a i i l o n J - M , M a r i e C , C a r o f f M , L e d u r A , G o d a r d I , P o u l a i n D , F i t t i n g C , H a e f f n e r - C a v a i 11 o n N. (1996), J. E n d o t. R e s , 3, 471-480. [54] S c h r o m m A. B , B r a n d e n b u r g K , R i e t s c h e l E. T h , S e y d e l U. (1995), J. E n d o t. R e s , 2, 313-323. W płynęło d o R edakcji F o lia biochim ica et biophysica 24.04.1998 K a te d ra Biochem ii O gólnej U niw ersytet Ł ódzki Joanna Saluk-Juszczak, Barbara Wachowicz T H E B IO L O G IC A L A C T IV IT Y O F B A C T E R IA L L IP O P O L IS A C C H A R ID E T he p u rp o se o f this pap er is to briefly review the stru ctu re and biological activity o f bacterial e ndotoxin. E n d o to x in or lipopolisaccharide (LPS) is the m ajo r co m p o n e n t o f the o u te r m em branes o f the cell walls o f G ram m -negative b acteria. LPS consists o f tw o p arts: th e h y d ro p h o b ic lipid A and h y d ro p h y lic polysaccharide w ith c o n tra stin g chem ical and physical properties. T h e toxic activity is principally d u e to its lipid A m oiety. L PS is capable o f inducing stim ulation o f im m unological system acting on m onocytes, m acrophages, granulocytes, platelets and endothelial cells leading to the release o f inflam m ato ry m ediators: eicosanoids, cytokines, chem okines, adhesion m olecules, reactive free radicals, platelet activating fa cto r (P A F ) and N O '. In the circulation L PS m ay bind to plasm e co m p o n en ts such as high-density lip o p ro tein s (H D L ) or LPS binding pro tein (LBP). T h is com plex in teracts w ith a high affinity recep to r C D 14 expressed on leukocytes, m onocytes and m acrophages resu ltin g in activ atio n o f these cells and inducing pathophysiological effects such as inflam m atio n , septic shock and d e a th . T h e consequences for the h o st o f all these events are d ep en d en t on the extent o f LPS exposure and the statu s o f the h o st defense m echanism s.
