Cosa sono i lipopolisaccaridi (LPS)?

I lipopolisaccaridi o LPS sono tossine batteriche che possono causare infiammazione e problemi di salute se raggiungono il flusso sanguigno. Normalmente alloggiati in modo sicuro nell’intestino, i lipopolisaccaridi diventano tossici entrando nel sangue se si ha un’infezione, un “intestino che perde”, o se si mangiano troppi cibi grassi.

Continua a leggere per sapere come i lipopolisaccaridi causano l’infiammazione e come puoi fare il test per loro.

Cosa sono gli LPS?

Definizione

I lipopolisaccaridi (LPS) sono una delle principali cause di infiammazione sistemica di basso grado. Infatti, gli LPS per via endovenosa sono spesso usati negli esperimenti di ricerca per provocare l’infiammazione.

L’esposizione agli LPS fa sì che sia i roditori che le persone mostrino un “comportamento di malattia”, tra cui depressione, funzioni cognitive compromesse e ritiro sociale.

Gli LPS sono anche considerati un collegamento chiave tra le diete occidentali, l’infiammazione, l’obesità e i disturbi metabolici.

Gli LPS sono normalmente presenti nel sangue a livelli molto bassi. In alcune infezioni, i livelli di LPS aumentano notevolmente, causando la sepsi. Gli LPS possono anche entrare nel sangue durante la perdita dell’intestino o con certi tipi di grasso.

Gli LPS possono entrare nel sangue se hai un’infezione o un “intestino che perde”. Possono causare infiammazioni di basso grado, depressione, obesità e problemi cognitivi.

Dove si trovano?

I LPS si trovano sulla membrana esterna dei batteri Gram-negativi. I batteri gram-negativi, come E. coli e Salmonella, sono un tipo di batteri che spesso causano problemi di salute e resistono agli antibiotici (molti probiotici, invece, sono batteri gram-positivi).

I batteri gram-negativi colonizzano il tratto respiratorio, urinario e GI, compresi la bocca e l’intestino. Le maggiori concentrazioni si trovano nell’intestino.

I LPS si trovano in molti batteri che causano infezioni intestinali, respiratorie e urinarie. I batteri intestinali “buoni” e i probiotici non contengono LPS.

Struttura

Le LPS sono grandi molecole composte da tre sezioni distinte:

  • O-antigene o catena O-specifica (catena di molti zuccheri semplici, capace di essere riconosciuta dal sistema immunitario)
  • Oligosaccaride centrale (una piccola catena di zuccheri semplici)
  • Lipide A (due molecole di glucosamina legate a molti acidi grassi)

La componente grassa del LPS, chiamata lipide A, è responsabile delle proprietà tossiche e infiammatorie del LPS.

Il lipide A è ancorato alla membrana cellulare, mentre il resto dell’LPS si proietta dalla superficie cellulare nell’ambiente circostante. Tuttavia, una volta che il batterio muore, e la membrana cellulare cade a pezzi, il lipide A è esposto e può causare danni.

Come disturbano il sistema immunitario

Gli LPS sono potenti stimolatori del sistema immunitario. Se gli LPS rimangono nell’intestino, non attivano il sistema immunitario e causano danni. La capacità degli LPS di promuovere l’infiammazione dipende dalla loro capacità di entrare nel sangue.

Oltre all’infezione, i due modi principali in cui gli LPS possono entrare nel sangue dall’intestino sono “leaky gut” (aumento della permeabilità intestinale) e attraverso i chilomicroni contenenti grassi.

I chilomicroni sono trasportatori di grassi responsabili dell’assorbimento e del trasferimento di grassi alimentari e colesterolo dall’intestino al sangue. Gli LPS si legano ai chilomicroni e possono essere trasportati attraverso la parete intestinale nel sangue.

Il legame e il trasporto degli LPS da parte dei chilomicroni è un processo naturale che aiuta a rimuovere gli LPS e a portarli al fegato per la disintossicazione. Tuttavia, non tutti gli LPS trasportati dai chilomicroni vengono disintossicati rapidamente, e alcuni possono rimanere non legati nel sangue.

Nel sangue, gli LPS si legano a monociti, dendriti, macrofagi e cellule B (tutti questi sono globuli bianchi), e li indirizzano a produrre fattori di trascrizione NF-κB e AP-1.

Questi fattori di trascrizione stimolano poi la produzione di citochine infiammatorie TNF-a, IL-1b, IL-6 e CRP. Gli LPS possono anche aumentare la produzione di ossido nitrico, superossido (un radicale libero) ed eicosanoidi (prodotti della degradazione dei grassi che aumentano l’infiammazione, come la PGE2).

Una volta entrati nel sangue, gli LPS possono preoccupare le cellule immunitarie e scatenare l’infiammazione aumentando la produzione di citochine.

Detossificazione degli LPS

Il fegato è il principale organo responsabile della rimozione degli LPS dal sangue. La maggior parte degli LPS sistemici sono assorbiti dalle cellule di Kupffer nel fegato, dove sono neutralizzati e poi espulsi nella bile.

Un enzima nell’intestino chiamato fosfatasi alcalina può rimuovere i gruppi fosfato dagli LPS, che riduce i loro effetti infiammatori. Se i livelli dell’enzima sono bassi, meno LPS sono scissi e i livelli circolanti di LPS sono aumentati.

Cause di livelli elevati di LPS nel sangue

1) Infezione

La condizione di LPS elevato nel sangue (endotossinemia) si verifica più gravemente durante l’infezione quando grandi quantità di batteri gram-negativi entrano nel sangue.

Gli ospedali misurano i livelli di LPS dei loro pazienti per prevedere la sopravvivenza dopo un’infezione o procedura.

Un esempio di infezione che causa l’endotossinemia è la parodontite, dove alti livelli di LPS dalla bocca entrano nel sangue e causano un’infiammazione sistemica.

Un’altra infezione comune che causa endotossinemia è la Neisseria meningitidis, che può diffondersi dal retro del naso e della gola per elevare i livelli di LPS in tutto il corpo. Questo porta a malattie meningococciche come l’infiammazione delle membrane (meningi) che circondano il cervello e il midollo spinale, o meningite.

2) “Leaky Gut”

Le LPS sono grandi molecole e sono troppo grandi per passare attraverso le piccole fessure nell’intestino di una persona sana. Tuttavia, quando il rivestimento dell’intestino si danneggia e si creano delle fessure più grandi, gli LPS possono passare attraverso questo “intestino che perde” nel sangue.

In uno studio su 44 pazienti sottoposti a chirurgia del pancreas, i livelli sistemici di LPS erano correlati con l'”intestino che perde” in una relazione quasi perfettamente lineare.

“L’intestino che perde” era associato agli LPS in 137 individui.

Tuttavia, un altro studio ha scoperto che la “perdita intestinale” causata dall’aspirina non ha portato ad un aumento dei livelli di LPS nel sangue.

Nei topi, la “perdita intestinale” causa un aumento di LPS e un’infiammazione sistemica.

Le infezioni e l’aumento della permeabilità intestinale (“leaky gut”) sono due cause comuni di infiammazione sistemica e LPS nel sangue.

3) Pasti ricchi di grassi

In uno studio su 20 partecipanti, il consumo di due pasti con una quantità equivalente di calorie (uno ad alto contenuto di grassi, uno a basso contenuto di grassi) ha mostrato che il pasto più ricco di grassi ha aumentato l’LPS, le specie reattive dell’ossigeno e l’attività di NF-κB.

In uno studio su 12 uomini, mangiare una colazione mista con il 33% di calorie da grassi ha aumentato l’LPS e la citochina infiammatoria IL-6 2 ore dopo il pasto.

L’aumento dei livelli di LPS nel sangue e nei chilomicroni è stato riscontrato 3 ore dopo il consumo di 50 g di grassi (10 g di grassi saturi, 30 g di grassi monoinsaturi e 10 g di grassi polinsaturi) in uno studio su 40 pazienti obesi.

Gli acidi grassi a catena corta e media non elevano i livelli di LPS perché vengono assorbiti direttamente dalla vena porta e non causano la formazione di chilomicroni. In uno studio su 16 uomini, solo gli individui obesi avevano livelli di LPS post-pasto più alti dopo 40 g di grasso di latte rispetto alle persone di peso normale. I chilomicroni delle persone obese erano più saturi di LPS rispetto a quelli delle persone normopeso.

Similmente, in uno studio di 54 persone, quelle con diabete di tipo 2, glucosio a digiuno alterato e obesità avevano elevati livelli di LPS in risposta a un pasto ad alto contenuto di grassi, mentre le persone magre e sane non lo facevano. I livelli di LPS sono aumentati del 124% nei pazienti con diabete di tipo 2.

Grassi saturi

In uno studio clinico su 75 pazienti con sindrome metabolica, una dieta ricca di grassi saturi ha aumentato i livelli di LPS rispetto a una dieta ricca di grassi monoinsaturi, una dieta a basso contenuto di grassi e carboidrati complessi e una dieta a basso contenuto di grassi e carboidrati complessi integrata con omega 3.

In uno studio su 8 adulti, una dieta di un mese ad alto contenuto di grassi (40% delle calorie totali) e grassi saturi (20% delle calorie totali) ha aumentato i livelli di LPS del 71%, rispetto a una dieta a basso contenuto di grassi e ad alto contenuto di fibre in cui i livelli di LPS sono diminuiti del 31%.

In uno studio su 48 persone sane, 300 calorie di panna pura hanno aumentato i livelli di LPS fino a 5 ore dopo il consumo, mentre calorie uguali di zucchero, succo d’arancia e acqua non l’hanno fatto.

In uno studio su 20 adulti sani, 16 g di olio di cocco (82% di grassi saturi) hanno aumentato gli LPS, ma il consumo di omega 3 ha portato a una risposta inferiore agli LPS. Non c’è stato alcun aumento di LPS dall’olio di semi d’uva (acido grasso omega 6).

In uno studio su 28 persone, 3 settimane di una dieta ricca di acido palmitico, grasso saturo, hanno aumentato i livelli di TNF-a nel sangue indotti da LPS. Tuttavia, il consumo di una dieta ad alto contenuto di acido oleico (grassi monoinsaturi) per 3 settimane ha abbassato i livelli di IL-1b, IL-18, IL-10 e TNF-a indotti da LPS.

Il consumo di una dieta con un alto rapporto acido palmitico/acido oleico ha portato alla secrezione di IL-1b dai globuli bianchi stimolati da LPS (linfociti e monociti) in un piccolo studio su 12 donne.

I pasti più grassi possono aumentare l’infiammazione e i livelli di LPS, in particolare nelle persone obese, ma questo è ancora incerto.

Grasso emulsionato

Il grasso emulsionato ha un composto (come la lecitina) aggiunto ad esso per mescolarsi più facilmente con l’acqua. Gli emulsionanti sono comuni in molti alimenti, tra cui la maionese e il gelato. L’emulsificazione aumenta anche la capacità dei grassi alimentari di scomporsi nel sistema digestivo.

In uno studio clinico su 16 uomini, il consumo di 40 g di grasso di latte emulsionato ha aumentato i livelli di LPS legati ai chilomicroni, rispetto al consumo di 40 g di grasso di latte non emulsionato.

Negli animali, il consumo di olio di girasole emulsionato ha aumentato i livelli di LPS post-pasto più dell’olio di girasole non emulsionato. L’emulsificazione aumenta la superficie dell’olio e facilita l’assorbimento e l’immagazzinamento dei grassi nei chilomicroni .

4) Diete ipercaloriche

La sovralimentazione di 760 calorie/giorno per 8 settimane ha aumentato i livelli di LPS del 160% in uno studio su 18 uomini sani. L’LPS era associato all’IL-6.

L’apporto calorico totale era associato ai livelli di LPS in uno studio su quasi 3.500 uomini sani.

5) Eccessiva assunzione di alcol

L’abbuffata acuta e l’assunzione cronica di alcol aumentano i livelli sistemici di LPS.

Incremento della permeabilità intestinale (“leaky gut”) e livelli circolanti di LPS più elevati sono stati osservati in uno studio su 54 pazienti con abuso cronico di alcol.

Tuttavia, rispetto ai non bevitori, il consumo moderato di alcol è stato associato a livelli più bassi di LPS in uno studio su oltre 900 adulti.

6) Disbiosi intestinale

La disbiosi intestinale è uno squilibrio dei batteri dell’intestino, dove le specie normalmente dominanti sono ridotte e/o le specie normalmente ridotte sono aumentate (come la piccola crescita batterica intestinale, o SIBO).

In uno studio su 30 adulti sani, quelli con livelli più bassi di bacteroideti fecali avevano un aumento di LPS nel sangue.

Nei topi, i bifidobatteri probiotici possono ridurre i livelli di LPS migliorando la funzione della barriera intestinale. Al contrario, l’aumento della proporzione di batteri gram-negativi può aumentare la permeabilità intestinale e portare a più alti livelli di LPS nel sangue.

7) Stress

In uno studio clinico su 39 donne, coloro che hanno completato un compito stressante in presenza di un pubblico critico avevano una maggiore produzione stimolata da LPS di TNF-a rispetto a coloro che hanno eseguito il compito senza un pubblico.

In un altro studio su 72 donne, la consegna di un finto colloquio di lavoro seguito da un difficile compito di puzzle-solving ha aumentato la produzione stimolata da LPS di TNF-a e IL-6.

8) Isolamento sociale

In uno studio su 115 partecipanti, gli individui più sensibili alla disconnessione sociale hanno mostrato un aumento delle molecole infiammatorie (TNF-a e interleuchina-6) in risposta al LPS e una maggiore attività di più geni infiammatori .

In due studi, le persone che avevano più sentimenti di solitudine avevano una maggiore produzione stimolata dal LPS di TNF-a, IL-6 e IL-1 in risposta a un compito stressante rispetto a coloro che erano meno soli .

9) Infanzia stressante

L’esposizione a un ambiente infantile imprevedibile e stressante era legata a una maggiore produzione di IL-6 stimolata dal LPS in uno studio su 135 ragazze adolescenti.

10) Fumo

Una singola sigaretta fumata contiene alti livelli di LPS biologicamente attivo a causa dei batteri sulle foglie di tabacco.

Il fumo di sigaretta ha aumentato la produzione di una proteina stimolata da LPS (TLR4) e di citochine infiammatorie legate a LPS (NF-κB, IL-8) nelle cellule delle vie respiratorie umane.

Fattori che sono dannosi per la salute, come il fumo, il bere pesante, lo stress e gli squilibri intestinali, possono aumentare l’LPS e l’infiammazione nel corpo.

Come misurare l’LPS

I risultati di laboratorio sono comunemente mostrati come un insieme di valori noti come “intervallo di riferimento”, che a volte è indicato come “intervallo normale”. Un intervallo di riferimento comprende i limiti superiore e inferiore di un test di laboratorio basato su un gruppo di persone altrimenti sane.

Il tuo operatore sanitario confronterà i risultati del tuo test LPS con i valori di riferimento per vedere se cadono al di fuori della gamma di valori attesi. Così facendo, tu e il tuo fornitore di assistenza sanitaria potete ottenere indizi per aiutare a identificare possibili condizioni o malattie.

Ricorda che una certa variabilità da laboratorio a laboratorio si verifica a causa delle differenze nelle attrezzature, nelle tecniche e nelle sostanze chimiche utilizzate. Non farti prendere dal panico se il tuo risultato è leggermente fuori dal range nell’applicazione – finché è nel range normale in base al laboratorio che ha fatto il test, il tuo valore è normale.

Tuttavia, è importante ricordare che un test normale non significa che una particolare condizione medica sia assente. Il tuo medico interpreterà i tuoi risultati insieme alla tua storia medica e ai risultati di altri test.

Ma ricorda che un singolo test non è sufficiente per fare una diagnosi. Il tuo medico interpreterà questo test, tenendo conto della tua storia medica e degli altri test. Un risultato che è leggermente basso/alto può non essere di significato medico, poiché questo test spesso varia da giorno a giorno e da persona a persona.

Test LBP del sangue

La migliore misura di LPS è la proteina legante LPS del sangue (LBP). Anche se la misurazione diretta della LPS è possibile, la LBP è generalmente considerata un biomarcatore più affidabile, accurato e migliore della carica batterica totale.

Prodotta principalmente nel fegato, la LBP si lega alla LPS e amplifica le risposte immunitarie. Quindi, LBP è un biomarcatore sia del carico di LPS che della risposta immunitaria innata associata.

L’LBP circolante è associato a un aumento del peso corporeo, a una diminuzione della sensibilità all’insulina, al diabete di tipo 2 e all’obesità.

La modifica alimentare dei batteri intestinali dovuta alla restrizione calorica per tutta la vita ha ridotto la LPB nei topi.

Livelli normali

In pazienti con un’infezione batterica, i livelli di LBP erano 33.41 mg/L, rispetto a 5,61 mg/L nei pazienti sani.

Negli adolescenti sani e normopeso, i livelli di LBP erano di 6 mg/L, rispetto a 7,8 mg/L nei giovani sovrappeso e obesi.

Per saperne di più

  • 14 fattori che possono ridurre i lipopolisaccaridi (LPS)

Taway

I lipopolisaccaridi (LPS) sono tossine batteriche che possono entrare nel sangue se hai un’infezione o un “intestino che perde”. Ricerche limitate mostrano che queste piccole particelle estranee possono causare infiammazioni di basso grado, depressione, obesità e problemi cognitivi.

LPS si trova in molti batteri che causano infezioni intestinali, respiratorie e urinarie. I batteri intestinali “buoni” e i probiotici non contengono LPS.

Due cause comuni di LPS e infiammazione sono le infezioni e le “perdite intestinali”. Anche molte abitudini malsane, come il fumo, il bere pesante, lo stress e gli squilibri intestinali dovuti a una cattiva alimentazione, possono aumentare l’LPS nel corpo.

I livelli di LPS possono essere misurati nel sangue. Il tuo medico può ordinare questo test se sospetta che tu abbia un’infezione batterica.