La misteriosa sustancia, inicialmente considerada un compuesto que induce a la fiebre, se asoció con la bacteria Gram-negativa. Las investigaciones demostraron que era un componente importante de la pared celular bacteriana, eventualmente descrita como endotoxina, para discriminarla claramente de otras toxinas bacterianas, secretadas por las bacterias en su ambiente. Inicialmente se creyó que una endotoxina sólo podía ser liberada de la pared celular cuando las bacterias Gram-negativas morían. Sin embargo, los conocimientos actuales revelan que las endotoxinas también son liberadas por las bacterias Gram- vivas durante los procesos fisiológicos normales como la replicación celular. La composición real de los polisacáridos varía según las especies bacterianas, y la sustancia se describe ahora generalmente como lipopolisacárido (LPS). El origen del LPS explica muchos de los síntomas clínicos en los intestinos y el hígado de todos los animales y los seres humanos, pero también en órganos específicos

El desafío LPS

Los animales están expuestos al LPS por diferentes rutas

El alimento y el agua siempre contendrán algunas cantidades de LPS, que podrían llegar a niveles críticos cuando la calidad microbiológica del alimento sea muy pobre. El procesamiento puede reducir la carga bacteriana pero no logra inactivar el LPS termoestable

El LPS también se adhiere a las partículas de polvo fino en el aire de las casas de los animales y puede dar lugar a una importante exposición respiratoria

La principal fuente natural de LPS, sin embargo, es la compleja comunidad de bacterias Gram-negativas en los intestinos

Una barrera intestinal intacta puede proteger contra el LPS

Varios mecanismos de defensa naturales, como parte de la inmunidad innata, están en funcionamiento para proteger el cuerpo. Por ejemplo, las células intestinales expresan la enzima fosfatasa alcalina que puede inactivar el LPS

Además, en una barrera intestinal intacta, las células del revestimiento epitelial están entrecruzadas por una red de proteínas de unión estrecha, lo que hace que la capa celular sea impermeable para moléculas más grandes como el LPS

Los factores de estrés afectan a las defensas intestinales

Los mecanismos de defensa intestinal, sin embargo, pueden verse afectados por diversos factores internos y externos. Estos incluyen infecciones virales, bacterianas o protozoarias agudas, así como la exposición dietética a toxinas como las micotoxinas.

Además, las condiciones de estrés, como el estrés por calor o incluso la privación de alimento o agua pueden llevar a una pérdida de función de la barrera intestinal. En estos casos, el LPS intestinal alcanzará la circulación sistémica e iniciará una cascada de efectos adversos

La cascada de efectos adversos en animales inducidos por el LPS

El LPS es reconocido por diferentes clases de células inmunes como una molécula de peligro. El reconocimiento del LPS por parte de los neutrófilos, macrófagos o células dendríticas en los intestinos, el hígado y otros tejidos, involucra a los receptores TLR4. La activación de estos receptores inicia una respuesta celular compleja, que da lugar a la producción de mediadores proinflamatorios como citoquinas, prostaglandinas, óxido nítrico y otros radicales de oxígeno (ROS)

La citoquina IL-6 desregula el control de la temperatura corporal, medido como respuesta febril. Dependiendo de la cantidad de LPS, la elevación de la temperatura corporal es gradualmente visible como una fiebre leve o como una temperatura corporal extremadamente alta, resultando en un síndrome de shock fatal.

A nivel de los tejidos, los mediadores inflamatorios inducen los síntomas típicos de la inflamación: enrojecimiento, edema, dolor y disfunción.

En los intestinos, la respuesta inflamatoria se caracteriza a menudo por la diarrea, con una pérdida excesiva de agua y electrolitos, una utilización reducida de los nutrientes y la pérdida de la función de barrera, manteniendo así el desafío fatal del LPS

Mitigar el desafío del LPS

Numerosos compuestos han sido probados en el pasado por su capacidad de mitigar los efectos adversos del LPS. Estos incluyen ciertos medicamentos antiinflamatorios y agentes activadores de LPS, como la fosfatasa alcalina recombinante

Ayuda inesperada

Recientemente, productos específicos que han sido probados en cuanto a su capacidad para unirse a las micotoxinas han demostrado que también se unen al LPS(Figura 1). Para probar este efecto, se realizaron ensayos en sistemas in vitro, en los que la reducción de la actividad del LPS se mide mediante el ensayo LAL, comparando varios productos. Estos prometedores resultados in vitro demuestran la eficacia de productos específicos e indican la oportunidad de utilizar dichos productos como una medida práctica y económicamente viable para reducir el desafío del LPS en condiciones de estrés y/o exposición a micotoxinas en animales

Figura 1- Experimentos modelo realizados con Mastersorb Gold mostrando su eficacia in vitro en la reducción de LPS derivado de E.coli.