細菌內毒素又為脂多糖(LPS),與蛋白質及磷脂等一起構成革蘭陰性菌的外膜,LPS的分子結構可以分為3個區(qū)域:O-特異性多糖鏈(也稱為О-抗原),核心多糖以及類脂A(LipidA)。其中,O-特異性多糖鏈突出于膜外5-10nm,在菌體表面呈游離狀態(tài),其基部與核心多糖相連。
核心多糖由內核和外核構成,內核的內側端以2-酮-3脫氧辛酸與類脂A相連。后者位于脂多糖的最內側,并且嵌入細菌外膜雙層磷脂分子的外葉。類脂A是LPS結構中最保守的成分,不存在種屬特異性,是LPS的主要生物活性成分。
每個細菌表面分布的LPS分子數量不定,約占細菌外膜結構的25%,外膜總表面積的75%。LPS單體的分子量多為5000-25000,由于LPS是由親水性的多糖和親脂性的類脂共同構成的一種兩性大分子,此親水基團和疏水基團在空間結構上位于分子的兩端,因此,LPS在極性溶劑和非極性溶劑中均能形成多聚體,在電鏡下呈清晰的微膠粒樣。
單體LPS首先與血漿中的脂多糖蛋白(LBP)結合形成復合物,然后再與CD結合才能產生生物學效應,而多聚體的LPS不能與CD結合發(fā)揮生物活性。
LPS進入機體后,刺激產生內生致熱原細胞(主要是單核巨噬細胞等)使其釋放內源性致熱原[如白介素-1(IL-1),白介素-2,腫瘤壞死因子(TNF),干擾素及多種促炎性細胞因子],這些內源性致熱原作為基本信息分子以不同的途徑將發(fā)熱信號傳入體溫調節(jié)中樞,使體溫調定點上移,通過傳出途徑調節(jié)效應器對全身產熱和散熱做出反應,使產熱大于散熱,體溫升高。
LPS致發(fā)熱高度在一定范圍內與劑量呈正相關,并且有明顯的潛伏期,人靜脈注射2ng/kg劑量時發(fā)熱潛伏期可長達 90min。由于LPS對熱具有穩(wěn)定性,所以一般滅菌方法不能將LPS*破壞,不易清除。