Lipopolisacárido (LPS), también conocido como endotoxina, forma la hoja externa de la membrana externa de bacterias gramnegativas, donde funciona tanto como barrera de permeabilidad como potente activador del sistema inmune del huésped. Juega un papel central en la fisiología y patogenicidad bacteriana y representa un componente estructural y funcional principal de la envoltura celular, junto con otros constituyentes de la pared celular bacteriana como el peptidoglicano. Por lo tanto, el LPS es de gran interés en microbiología, inmunología e investigación biomédica.
Estructura molecular
El LPS está compuesto por tres dominios unidos covalentemente: lípido A, el oligosacárido central y el polisacárido O-antígeno. El lípido A constituye el anclaje hidrofóbico de la membrana y es responsable de la mayor parte de la actividad endotóxica. Consiste en un disacárido de D-glucosamina unido por β-1,6, fosforilado en las posiciones 1 y 4′ y acilado con seis a siete cadenas de ácidos grasos, típicamente cadenas hidroxiladas C12–C16 como β-hidroximiristato, que confieren propiedades anfipáticas.
El oligosacárido central está unido al lípido A mediante uno a cuatro residuos de ácido 3-desoxi-D-mano-oct-2-ulosónico (Kdo) y contiene una región interna conservada enriquecida en heptosas y fosfatos, seguida de una región externa más variable compuesta principalmente de hexosas y sustituyentes adicionales como etanolamina. El O-antígeno distal consiste en 20 a 100 unidades repetidas de oligosacárido, con secuencias que varían entre cepas bacterianas, determinando así la especificidad del serotipo.
Propiedades fisicoquímicas y biológicas
El LPS exhibe un fuerte comportamiento anfipático y forma fácilmente micelas en soluciones acuosas, con una concentración micelar crítica en el rango de aproximadamente 1–10 ng/mL. Es térmicamente estable y altamente resistente a la degradación proteolítica y lipolítica. La heterogeneidad estructural es común y surge de modificaciones químicas variables de fase, como la adición de grupos fosfoetanolamina, que alteran la carga superficial y modulan la resistencia a los mecanismos de defensa del huésped.
Basado en la presencia y longitud del O-antígeno, las moléculas de LPS se clasifican en variantes lisas (forma S, O-antígeno de longitud completa), rugosas (forma R, O-antígeno truncado o ausente con núcleo expuesto) y semi-rugosas (forma Sr). Estas diferencias estructurales influyen fuertemente en la virulencia bacteriana, la resistencia al suero y las interacciones con el sistema inmune del huésped.
