El lipopolisacárido (LPS) es una molécula que es un componente de la membrana externa de bacterias gramnegativas . La molécula también se puede denominar endotoxina. Los LPS pueden ayudar a proteger a la bacteria de las defensas del huésped y pueden contribuir a la enfermedad en el huésped.

El LPS comprende gran parte de la porción de la membrana externa que está orientada hacia el exterior de la bacteria. Hay menos moléculas de fosfolípidos en este «prospecto» externo de la membrana que en el lado interno de la membrana. Por lo tanto, debido a la presencia de lipopolisacahrido, la construcción de la membrana externa es asimétrica. En contraste, la membrana interna de las bacterias Gram negativas y la membrana única de las bacterias Gram positivas son más simétricas, con ambas valvas de la membrana compuestas de las mismas moléculas.

Un LPS completo consiste en una porción de lípidos y una cadena de azúcar. La región lipídica está anclada en la porción interna de la membrana por una molécula llamada lípido A. Un polisacárido central también se considera parte de la región lipídica. Este núcleo contiene un compuesto conocido como ácido 2-ceto-3-desoxioctónico, o KDO. Las porciones lipídicas A y KDO de LPS son comunes a todos los LPS bacterianos.

La otra región de LPS es la cadena azucarera. Esta porción también se conoce como antígeno O. El antígeno-O recibe su nombre del hecho de que está expuesto al ambiente externo y será el objetivo de la formación de anticuerpos por el huésped. La cadena lateral de azúcar hidrófila («amante del agua») se extiende desde la superficie de la célula hacia el ambiente acuoso que normalmente rodea a muchas bacterias gramnegativas. Hay muchas disposiciones químicas de la cadena azucarera.

La fabricación de LPS es un proceso de varios pasos que involucra muchas enzimas . La molécula de LPS completa se incorpora a la membrana externa. La vía biosintética de LPS se dedujo por el aislamiento de mutantes defectuosos en el ensamblaje de LPS.

LPS se puede detectar utilizando técnicas microscópicas después de la unión de anticuerpos específicos de LPS . Además, se puede realizar una prueba bioquímica. La prueba utiliza un compuesto que se obtiene del cangrejo herradura.

No todas las bacterias tienen una cadena de azúcar completa. Dependiendo de la especie bacteriana, una porción de la cadena azucarera puede estar presente, o la cadena azucarera puede estar completamente ausente. Los diversos LPS químicos tienen un efecto en la apariencia de las bacterias cuando se cultivan como colonias en medios de crecimiento sólidos. Las bacterias con la cadena lateral completa pueden aparecer lisas e incluso húmedas, mientras que las que no tienen cadena lateral a menudo aparecen arrugadas y secas. Por esta razón, las bacterias que tienen el LPS completo se conocen como cepas lisas y aquellas bacterias sin cadena lateral de azúcar se designan como cepas rugosas. Las especies de bacterias que se encuentran en el medio, que tienen una porción de la cadena lateral del azúcar, se denominan cepas semi-rugosas.

La composición del LPS también afecta a la química general de la superficie bacteriana. Debido a que las cadenas de azúcar que sobresalen de la superficie son hidrófilas, la bacteria tiende a preferir ambientes acuosos. En contraste, la falta de cadenas laterales expone la porción lipídica hidrofóbica («odiadora del agua») de los LPS. La superficie de tales bacterias tiende a ser más hidrofóbica. En solución, las bacterias ásperas tienden a agruparse en un esfuerzo por evitar el agua. Los compuestos antibacterianos que son hidrofóbicos tienen más probabilidades de penetrar en cepas rugosas que en cepas lisas. En el tracto intestinal de animales de sangre caliente, donde viven muchas bacterias gramnegativas, la posesión de un LPS completo es ventajosa para la absorción de nutrientes hidrófilos por parte de las bacterias.

La estructura LPS tiene una profunda influencia en el potencial de las bacterias gramnegativas infecciosas para establecer una infección en humanos y otros animales. Las cadenas de azúcar de LPS suaves pueden superponer las proteínas de la superficie de la membrana externa, enmascarando las proteínas de la detección inmunitaria. Además, una bacteria puede variar la química del antígeno O, para hacer que la orientación de los anticuerpos a la superficie bacteriana sea aún más difícil. En contraste, la respuesta inmune a una cepa áspera, donde las proteínas de la superficie no están camufladas, es mayor y más consistente.

El lipopolisacárido es médicamente importante para los seres humanos. Cuando está libre de la bacteria, el LPS es tóxico. La porción del LPS responsable de la toxicidad es el núcleo y la porción lipídica A (la endotoxina). La endotoxina puede producir fiebre, disminución del número de glóbulos blancos y daño a los vasos sanguíneos, lo que resulta en una reducción de la presión arterial. A concentraciones de endotoxinas lo suficientemente altas, el choque puede aparecer y puede ocurrir la muerte.

Véase también Membranas bacterianas y pared celular; Enterotoxina y exotoxina; Inmunización