Οι ενδοτοξίνες είναι τα σύμπλοκα λιποπολυσακχαριτών-πρωτεϊνών (LPS), που είναι υπεύθυνα για την κατασκευή αναπόσπαστου μέρους του κυτταρικού τοιχώματος των Gram-Αρνητικών Βακτηρίων και απελευθερώνονται κατά τον χρόνο κυτταρικού θανάτου ή λύσης βακτηριδίων. Οι εξωτοξίνες είναι οι πρωτεΐνες που εκκρίνονται από λίγα είδη βακτηρίων και διαχέονται στο κοντινό ή περιβάλλον μέσο. Δεύτερον, οι ενδοτοξίνες είναι σταθερές στη θερμότητα, ασθενώς ανοσογόνες, ενώ οι εξωτοξίνες είναι ασταθείς στη θερμότητα, πολύ αντιγονικές.
Οι ενδοτοξίνες παράγονται από Gram-αρνητικά βακτηρίδια, ενώ οι εξωτοξίνες παράγονται γενικά από Gram-θετικά ή μερικά από Gram-αρνητικά βακτηρίδια. Ο υποκείμενος μηχανισμός μέσω του οποίου πολλά παθογόνα βακτήρια παράγουν ασθένεια ή η ικανότητα παραγωγής τοξινών είναι γνωστή ως Τοξιναισία . Αν συζητήσουμε σε χημικό επίπεδο, υπάρχουν κυρίως δύο είδη βακτηριακών τοξινών.
Πρώτον, αυτό που σχετίζεται με το κυτταρικό τοίχωμα Gram-αρνητικών βακτηριδίων γνωστό ως λιποπολυσακχαρίτης, ενώ το άλλο είναι οι πρωτεΐνες, οι οποίες δρουν στις θέσεις των ιστών μετά την απελευθέρωση από το βακτηριακό κύτταρο. Έτσι, οι ενδοτοξίνες είναι οι τοξίνες που σχετίζονται με τα κύτταρα, ενώ οι εξωτοξίνες είναι εξωκυτταρικές διαχέσιμες τοξίνες.
Οι βακτηριακές τοξίνες είναι πρωτεΐνες που είναι ικανές να επιτύχουν διάφορα καθήκοντα. Λειτουργούν ως μεμονωμένες μοριακές συσκευές, στοχεύοντας το συγκεκριμένο κύτταρο ενός οργανισμού και καταστρέφοντάς τις με μερικούς άλλους τρόπους. Οι τοξίνες μπορούν να ενεργοποιήσουν τον ξενιστή με πολλούς τρόπους, για παράδειγμα, ενεργοποιώντας ανοσοαποκρίσεις (S, aureus superantigens), αναστέλλοντας τη σύνθεση πρωτεϊνών (τοξίνη διφθερίτιδας), ενεργοποιώντας τις δευτερεύουσες οδούς αγγελιοφόρου (τοξίνη της χολέρας), βλάπτοντας την κυτταρική μεμβράνη (αιμολυσίνη Ε. Coli) ή ακόμη και με τη δράση της μεταλλοπρωτεασικής δραστικότητας (τοξίνη τετάνου).
Οι τοξίνες είναι παρούσες και μπορούν να λειτουργήσουν σε ποικίλες μορφές, μεταξύ των οποίων ο λιποπολυσακχαρίτης (LPS) θεωρείται η πιο ισχυρή ενδοτοξίνη. Σε αυτό το περιεχόμενο, θα συζητήσουμε τα σημεία στα οποία οι δύο τοξίνες «ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες» διαφέρουν με μια σύντομη περιγραφή τους.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | Ενδοτοξίνες | Εξωτοξίνες |
|---|---|---|
| Εννοια | Οι ενδοτοξίνες είναι τα σύμπλοκα λιποπολυσακχαρίτη-πρωτεΐνης, που είναι υπεύθυνα για την κατασκευή αναπόσπαστου μέρους του κυτταρικού τοιχώματος των Gram-Αρνητικών Βακτηριδίων. | Οι εξωτοξίνες είναι οι πρωτεΐνες που εκκρίνονται από μερικά είδη βακτηρίων. |
| Τοποθεσία | Οι ενδοτοξίνες είναι μέρος των κυττάρων. | Οι εξωτοξίνες απελευθερώνονται από το κύτταρο. |
| Πηγή | Μετά τη λύση των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. | Στα ζωντανά θετικά κατά Gram και αρνητικά κατά Gram βακτηρίδια. |
| Μοριακό βάρος | 50-1000 KDa. | 10 KDa. |
| Που αποτελείται από | Λιποπολυσακχαρίτης. | Πρωτεΐνη. |
| Θερμική ευαισθησία | Οι ενδοτοξίνες είναι σταθερές στη θερμότητα και ενεργές στους 250 ° C ή ακόμη και στους 1000 ° C. | Οι εξωτοξίνες ευθύνονται για τη θερμότητα και καταστρέφονται πέραν των 60-80 ° C. |
| Μετουσίωση με βρασμό | Η ενδοτοξίνη δεν αποικοδομείται. | Η εξωτοξίνη παίρνει μετουσιωμένη. |
| Ανοσολογικές αντιδράσεις | Αδύναμος. | Ισχυρός. |
| Μετατροπή τοξοειδών | Αδύνατον. | Δυνατόν. |
| Πυρετός | Ναί. | Οχι. |
| Νόσος | Σηψία, μηνιγγοκοκκαιμία .. | Διφθερίτιδα, αλλαντίαση, τετάνου. |
| Εντοπίστηκε από | Δοκιμασία λυσοσώματος Limulus. | Διάφορες δοκιμές όπως εξουδετέρωση, καθίζηση κ.λπ. |
| Ενζυματική δραστηριότητα | Υψηλή ενζυματική δραστηριότητα. | Δεν υπάρχει ενζυματική δραστηριότητα. |
| Ειδικότητα | Δεν είναι συγκεκριμένες. | Είναι ειδικά για συγκεκριμένο βακτηριακό στέλεχος. |
| Αντιγονικότητα | Φτωχός. | Υψηλός. |
| Παραδείγματα | Salmonella typhi, Ε. Coli, Vibrio cholera, Shigella. | Bacillus cereus, Bacillus anthrcis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes. |
Ορισμός της ενδοτοξίνης
Οι ενδοτοξίνες εντοπίζονται στο κυτταρικό περίβλημα ή στην εξωτερική μεμβράνη των βακτηριδίων, οι οποίες αναφέρονται ως συνδεόμενες με τα κύτταρα ουσίες που είναι υπεύθυνες για τα δομικά συστατικά των βακτηριδίων. Οι ενδοτοξίνες καλούνται επίσης ως λιποπολυσακχαρίτες ή LPS. Τα LPS είναι παρόντα στην εξωτερική επιφάνεια των Gram-αρνητικών βακτηριδίων και κάτω από κάποιες συνθήκες καθίστανται τοξικά στον ξενιστή στον οποίο είναι προσκολλημένοι.
Στη βακτηριολογία ο όρος «λιποπολυσακχαρίτες» διατηρείται στην πολυπλοκότητα που σχετίζεται με την εξωτερική επιφάνεια των Gram-αρνητικών παθογόνων όπως Escherichia coli, Pseudomonas, Shigella, Haemophilus influenza, Vibrio cholerae και Bordetella pertussis . Το LPS απορρίπτεται στη λύση των βακτηριακών κυττάρων ή στον κυτταρικό θάνατο. Σε αυτό, η τοξικότητα σχετίζεται με το λιπιδικό συστατικό (Lipid Α), ενώ η ανοσογονικότητα είναι με συστατικά πολυσακχαρίτη.
Στα ζώα, το LPS προκαλεί πολυάριθμες φλεγμονώδεις αποκρίσεις και ενεργοποιεί το συμπλήρωμα από την εναλλακτική οδό. Τα Gram-αρνητικά βακτήρια απελευθερώνουν μια μικρή ποσότητα ενδοτοξίνης ενώ αναπτύσσονται, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση της φυσικής ανοσίας.
Ορισμός της εξωτοξίνης
Οι εξωτοξίνες γενικά εκκρίνονται από βακτήρια και δρουν ενζυματικά ή με την άμεση δράση του κυττάρου ξενιστή. Αυτά απελευθερώνονται από τα βακτήρια στο περιβάλλον. Οι εξωτοξίνες είναι πρωτεΐνες ή πολυπεπτίδια και τα περισσότερα από αυτά δρουν σε θέση ιστού που είναι μακριά από το αρχικό σημείο της βακτηριακής ανάπτυξης ή εισβολής.
Συνήθως, οι εξωτοξίνες εκκρίνονται στην εκθετική φάση του βακτηριακού κυττάρου. Η παραγωγή τοξινών είναι συγκεκριμένη για ορισμένα είδη βακτηρίων τα οποία είναι γνωστό ότι παράγουν ασθένειες όπως για παράδειγμα το Clostridium tetani είναι γνωστό ότι παράγουν τοξίνες τετάνου. Η διφθερίτιδα Cornybacterium είναι γνωστό ότι παράγει τοξίνη διφθερίτιδας.
Αυτά είναι τα μολυσματικά στελέχη του βακτηριδίου που παράγουν τοξίνες, ενώ τα μη λοιμογόνα στελέχη δεν το κάνουν. Οι εξωτοξίνες θεωρούνται η πλέον τοξική και θανατηφόρα ουσία και είναι τοξικές ακόμη και σε νανογραμμάρια ανά χιλιόγραμμο συγκεντρώσεων.
Βασικές διαφορές μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης
Δεδομένων των σημείων θα γνωρίσουμε τις ακριβείς διαφορές μεταξύ των ενδοτοξινών και των εξωτοξινών:
- Οι ενδοτοξίνες είναι τα σύμπλοκα λιποπολυσακχαρίτη-πρωτεΐνης (LPS), που είναι υπεύθυνα για την κατασκευή αναπόσπαστου μέρους του κυτταρικού τοιχώματος των Gram-Αρνητικών Βακτηρίων. Οι εξωτοξίνες είναι οι πρωτεΐνες που εκκρίνονται από μερικά είδη βακτηρίων. Αν και οι ενδοτοξίνες θεωρούνται περισσότερες τοξίνες από τις εξωτοξίνες.
- Οι ενδοτοξίνες είναι το τμήμα των κυττάρων, καθώς συνδέονται με την εξωτερική μεμβράνη των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων και απελευθερώνονται στην κυτταρική λύση, ενώ οι εξωτοξίνες εκκρίνονται εντός του κυττάρου και είναι δραστικές σε Gram-θετικά και Gram-αρνητικά βακτήρια . Οι εξωτοξίνες απελευθερώνονται από το κύτταρο.
- Το μοριακό βάρος των ενδοτοξινών μπορεί να είναι μεταξύ 50-1000 Κϋα και σχετίζεται με το σύμπλεγμα λιποπολυσακχαριτών, από την άλλη πλευρά, οι εξωτοξίνες έχουν το μοριακό βάρος 10ΚΟα και σχετίζονται με το σύμπλεγμα πρωτεϊνών.
- Οι ενδοτοξίνες είναι σταθερές στους 250 ° C και δεν αποδιατάσσονται, ενώ οι εξωτοξίνες ευθύνονται για τους 60-80 ° C και μετουσιώνονται με βρασμό.
- Οι ανοσολογικές αντιδράσεις καθίστανται αδύναμες όταν οι ενδοτοξίνες πυροδοτούν το κύτταρο και έχουν υψηλή ενζυματική δραστικότητα αλλά μικρή αντιγονικότητα, ενώ κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων εξωτοξινών οι ανοσολογικές αντιδράσεις είναι ισχυρές, αν και δεν υπάρχει ενζυματική δραστικότητα και υψηλή αντιγονικότητα.
- Η σηψαιμία, η μηνιγγοκοκκαιμία είναι η ασθένεια που προκαλείται από τις ενδοτοξίνες, ενώ η διφθερίτιδα, η αλλαντίαση, ο τετάνος προκαλούνται από εξωτοξίνες.
- Παραδείγματα βακτηρίων με τα οποία ενεργοποιούνται τα LPS ή ενδοτοξίνες είναι Salmonella typhi, Ε. Coli, Vibrio cholera, Shigella, ενώ Bacillus cereus, Bacillus anthracis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogens είναι παραδείγματα για την ενεργοποίηση εξωτοξινών.
συμπέρασμα
Οι βακτηριακές τοξίνες είναι τα πιο ισχυρά και αποτελεσματικά ανθρώπινα δηλητήρια και είναι ιδιαίτερα δραστικά σε υψηλές αραιώσεις. Σε αυτό το περιεχόμενο, γνωρίσαμε τις ενδοτοξίνες και τις εξωτοξίνες και πώς διαφέρουν και επηρεάζουν τα ζώα και το ανοσοποιητικό τους σύστημα με τη χημική τους φύση.
