Endotossine batteriche

Endotossine
Prendiamo la membrana di un batterio GRAM negativo con il tipico foglietto fosfolipidico. Nella membrana esterna sono incastrati i lipopolisaccaridi (o LPS), a forma di forchette protruse verso l’esterno, sono quindi una parte integrante del batterio e vengono liberati solo quando il batterio muore. Questa struttura a pettine si divide in tre aree. Quella più in basso è formata dagli acidi grassi, che fungono da radice con cui la molecola si ancora alla membrana esterna: è quella che chiamiamo LIPIDE A ed è la porzione responsabile dell’intossicazione, che media la patologia da lipopolisaccaride. Se il batterio non muore e quindi questa porzione non viene rilasciata, il caso non comincia nemmeno. Poi c’è una parte centrale che noi chiamiamo CORE e non è altro che una successione di zuccheri che non hanno una grande importanza, è solo un collegamento tra il lipide A e la parte più esterna che invece chiamiamo ANTIGENE O. L’antigene O è importante perchè viene riconosciuto antigenicamente e soprattutto è ceppo-specifico, una caratteristica di grande importanza dal punto di vista diagnostico.

Come funziona questo Lipide A?

Come sappiamo tutto il sistema comincia quando l’endotossina trova nel plasma dell’ospite l’LPS Binding Protein (LBP), una proteina molto abbondante in ogni fluido biologico di molti organismi. L’endotossina così com’è non funzionerebbe se non si legasse ad una LBP.

I dimeri LPS + LBP vengono riconosciuti e legati da alcune particolari cellule. Non tutte le cellule legano questo dimero ma solo quelle che contengono due recettori, il CD14 ed il TLR4, che sono i responsabili del legame.

Il CD14 ed il TLR4 lavorano in coppia. Le cellule CD14 positive classicamente sono i macrofagi ed alcune cellule epiteliali. Da qualche anno sappiamo che il CD14 non lavora da solo ma con il TLR4, che è un corecettore. Nella cellula che ha incontrato l’LPS si verifica una serie di eventi, cioè una serie di segnali che significano “attivazione di una serie di fattori trascrizionali”. Tutte le reazioni si possono riportare all’alterazione del processo di coagulazione, cioè ad un’alterazione dell’attività vascolare. Il LPS viene percepito dal macrofago e dai fagociti, che producono una serie di citochine, suprattutto l’interluchina 1 (o IL-1), che vanno ad attivare un processo di infiammazione che coinvolge delle altre cellule: i linfociti, le cellule epiteliali, i mastociti, gli endoteli (aumentano la permeabilità), le piastrine (la coagulazione viene attivata patologicamente, quindi c’è la comparsa di piccoli trombi). Si va verso una patologia molto importante che è la Coagulopatia Intravascolare Disseminata (o CID). Viene poi attivato il complemento attraverso la via alternativa, questo porta a degli eventi chemiotattici: avviene una cascata molto disordinata ma che aumenta in modo sinergico, interferendo con la permeabilità vascolare, con i processi di coagulazione, con la funzionalità del fegato fino alla morte da shock da endotossine. Questo è uno degli stimoli più potenti che noi conosciamo. Con bassi livelli di endotossine noi possiamo avere la febbre, una vasodilatazione, dei processi infiammatori, delle reazioni di ematosi (è il processo di ossigenazione di sangue), delle coagulazioni localizzate e quindi la situazione può essere reversibile. Diverso è se abbiamo grandi quantitativi di endotossine che vengono messi in circolo: allora il quadro clinico può evolvere molto rapidamente e causare anche la morte nel momento in cui ci può essere un fallimento dei grandi organi e quindi un’insufficienza renale, un danno epatico grande e soprattutto la CID che porta ad uno shock, quindi alla morte.

L’LPS è una molecola che agisce a cascata su tante cellule, su tanti sistemi, ma ci sono altre molecole che hanno effetti simili:

– TSST, prodotto dallo Staphylococcus aureus, che provoca uno shock tossico

– Lipo-arabino-mannano, sono delle macromolecole della parete dei micobatteri

– Acidi teicoici o lipoteicoici: sono degli elementi importanti della parete dei batteri Gram+