Lipopolysackarid

Kurs: MDBI, Basvetenskap 6, Basvetenskap 5 Moment 1 Del: 03 Klinisk Kemi Avsnitt: 04 Anemier och Leukemier

Vad är det?

Lipopolysackarid (LPS, endotoxin) är en molekyl i den yttre membranen hos gramnegativa bakterier. Den är en av de mikrobiella strukturer som direkt aktiverar makrofager och monocyter, vid sidan av peptidoglykan från grampositiva bakterier.

Mekanism

• LPS binds av mönsterigenkännande receptorer på makrofagen, som svarar med frisättning av proinflammatoriska cytokiner — Interleukin-1, TNF och Interleukin-8 — vilka främjar granulocyternas utträde ur blodbanan.
• Makrofagen producerar samtidigt prostaglandin E, leukotrien B, platelet activating factor och NO. Prostaglandin E medierar feber, NO medierar vasodilatation.
• Koppling inflammation–koagulation: LPS stimulerar monocyten att exponera vävnadsfaktor (TF), som aktiverar koagulationskaskaden. Monocyterna frisätter dessutom mikrovesiklar med membranbunden TF.
• Nettoeffekten blir ökad kärlpermeabilitet, kärlvidgning och prokoagulant aktivering.

Klinisk relevans & Diagnostik

• LPS mäts inte rutinmässigt, men mekanismen förklarar den kliniska bilden vid gramnegativ sepsis: feber, hypotension, chock och leukocytos med vänsterförskjutning.
• Den prokoagulanta TF-exponeringen är den centrala länken till disseminerad intravasal koagulation vid sepsis, med förbrukning av trombocyter och koagulationsfaktorer samt schistocyter i blodutstryket.
• Laboratoriemässigt speglas LPS-driven inflammation av stigande P-CRP, P-Prokalcitonin och andra akutfasproteiner, samt sjunkande P-Järn.

Mikrobiologi — struktur, receptor och septisk chock

• LPS består av tre delar: lipid A (den toxiska, membranförankrade delen), kärnpolysackarid och O-antigen (den variabla ytterdelen som används för serotypning). Det är den mest potenta kända aktivatorn av det medfödda immunförsvaret.
• LPS binds av LBP i plasma, överlämnas till CD14 och presenteras för TLR4 tillsammans med koreceptorn MD-2. Det är lipid A som känns igen.
• TLR4-signaleringen går två vägar: MyD88 vid cellytan via NF-kB till TNF-alfa, Interleukin-1, Interleukin-6 och CXCL8; och TRIF efter endocytos via IRF3 till Typ I-interferon.
• LPS aktiverar dessutom Kaspas-4 direkt i cytosolen (icke-kanonisk inflammasomaktivering), vilket ger Pyroptos och frisättning av IL-1beta.

	Endotoxin (LPS)	Exotoxin
Ursprung	Strukturell del av gramnegativt yttermembran	Utsöndrat protein
Kemi	Lipopolysackarid	Protein
Värmestabilitet	Mycket stabil — överlever autoklavering	Oftast värmelabil
Toxicitet	Låg per molekyl, brett svar	Hög, ofta extremt potent
Effekt	Feber, chock, DIC — ospecifik	Specifik målcell och verkan
Antigenicitet	Svag; inget bra toxoid	Stark; toxoidvaccin möjligt (Difteri, Stelkramp)
Frisättning	Vid bakteriedöd och celldelning	Under bakterietillväxt

Klinisk koppling	Mekanism
Feber	IL-1 och IL-6 driver Prostaglandin E2 i Hypotalamus
Jarisch-Herxheimer-reaktion	Antibiotikautlöst bakterielys frisätter stora mängder cellväggsmaterial
Pyrogena reaktioner vid infusion	LPS överlever sterilisering — därför testas läkemedel med LAL-test (limulusamöbocytlysat)
Antibiotikaval vid sepsis	Bakteriolytiska medel kan initialt öka endotoxinfrisättningen
Polymyxiner	Kolistin binder direkt till lipid A och destabiliserar membranet
Resistens	Modifiering av lipid A, till exempel via mcr-1, ger kolistinresistens

Tenta-fokus

Lipid A är den toxiska delen, O-antigenet det variabla. Receptorn är TLR4 + MD-2 + CD14. Den avgörande skillnaden mot exotoxiner: endotoxin är värmestabilt och kan inte omvandlas till toxoidvaccin.

Klinisk pärla

LPS förstörs inte av autoklavering. En steril lösning kan därför ändå ge feberreaktion vid infusion — “steril” betyder att bakterierna är döda, inte att deras cellväggsrester är borta. Det är hela skälet till att LAL-testet finns.

Klinisk pärla

Att en patient med gramnegativ sepsis blir sämre den första timmen efter första antibiotikadosen är inte terapisvikt utan väntat: bakterielysen frisätter LPS. Fortsätt behandlingen och stötta cirkulationen.

Kopplingar

Relaterat: Peptidoglykan, Makrofag, Sepsis, Vävnadsfaktor, Kväveoxid, Inflammation, DIC