Endotoksini so kompleksi lipopolisaharidnih beljakovin (LPS), ki so odgovorni za sestavni del celične stene gram-negativnih bakterij in se sproščajo v času celične smrti ali lize bakterij. Eksotoksini so beljakovine, ki jih izloča nekaj vrst bakterij in se razpršijo v bližnji ali okoliški medij. Drugič, endotoksini so toplotno stabilni, šibko imunogeni, eksotoksini pa toplotno labilni, zelo antigeni.
Endotoksine proizvajajo gram-negativne bakterije, eksotoksine pa večinoma proizvajajo gram-pozitivne ali nekatere gram-negativne bakterije. Osnovni mehanizem, s pomočjo katerega številne patogene bakterije proizvajajo bolezen ali sposobnost proizvajanja toksinov, je znan kot toksigeneza . Če razpravljamo na kemijski ravni, obstajata predvsem dve vrsti bakterijskih toksinov.
Prvi je tisti, ki je povezan s celično steno gram-negativnih bakterij, znanih kot lipopolisaharid, drugi pa so beljakovine, ki delujejo na mestih tkiv po sproščanju iz bakterijske celice. Torej, endotoksini so celično povezani toksini, eksotoksini pa zunajcelični difuzni toksini.
Bakterijski toksini so beljakovine, ki so sposobne dosegati različne naloge. Delujejo kot posamezne molekularne naprave, ciljajo na specifične celice organizma in jih uničujejo na nekatere druge načine. Toksini lahko gostitelja sprožijo na več načinov, na primer z aktiviranjem imunskih odzivov (S, aureus superantigeni), zaviranjem sinteze beljakovin (toksin iz davice), aktiviranjem sekundarnih sporočilnih poti (kolerenski toksin), s poškodbo celične membrane (E.coli hemolizin) ali celo z delovanjem metaloproteazne aktivnosti (tetanusni toksin).
Toksini so prisotni in lahko delujejo v različnih oblikah, med njimi je lipopolisaharid (LPS) najmočnejši endotoksin. V tej vsebini bomo razpravljali o točkah, v katerih se endotoksini in eksotoksini obeh toksinov razlikujejo s kratkim opisom le-teh.
Primerjalna tabela
| Osnove za primerjavo | Endotoksini | Eksotoksini |
|---|---|---|
| Pomen | Endotoksini so lipopolisaharidno-beljakovinski kompleksi, ki so odgovorni za sestavni del celične stene gram-negativnih bakterij. | Eksotoksini so beljakovine, ki jih izloča nekaj vrst bakterij. |
| Lokacija | Endotoksini so del celic. | Iz celice se sproščajo eksotoksini. |
| Vir | Po lizi gram-negativnih bakterij. | V živi gram-pozitivne in gram-negativne bakterije. |
| Molekularna teža | 50-1000 KDa. | 10 KDa. |
| Narejen iz | Lipopolisaharid. | Beljakovine. |
| Občutljivost na toploto | Endotoksini so toplotno stabilni in aktivni pri 250 ° C ali celo pri 1000 ° C. | Eksotoksini so toplotno podvrženi in se uničijo nad 60-80 ° C. |
| Denaturacija pri vrenju | Endotoksina ne denaturiramo. | Eksotoksin postane denaturiran. |
| Imunske reakcije | Šibka. | Močna. |
| Pretvorba toksoidov | Ni mogoče. | Možno. |
| Vročina | Da. | Št. |
| Bolezen | Sepsa, meningokokcemija .. | Difterija, botulizem, tetanus. |
| Zaznal | Analiza limuznega lizata. | Različni preizkusi, kot so nevtralizacija, padavine itd. |
| Encimatska aktivnost | Visoka encimska aktivnost. | Brez encimske aktivnosti. |
| Specifičnost | So nespecifični. | Specifični so za določen bakterijski sev. |
| Antigenost | Slabo. | Visoka. |
| Primeri | Salmonella typhi, E.coli, Vibrio cholera, Shigella. | Bacillus cereus, Bacillus anthrcis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes. |
Opredelitev endotoksina
Endotoksini se nahajajo v celični ovojnici ali zunanji membrani bakterij, ki jih imenujemo s celicami povezane snovi, ki so odgovorne za strukturne sestavine bakterij. Endotoksini se imenujejo tudi kot lipopolisaharidi ali LPS. LPS je prisoten na zunanji površini gram-negativnih bakterij in pod določenim pogojem postane strupen za gostitelja, na katerega je vezan.
V bakteriologiji je izraz „lipopolisaharidi“ rezerviran za kompleksnost, povezano z zunanjo površino gram-negativnih patogenov, kot so Escherichia coli, Pseudomonas, Shigella, Haemophilus influenza, vibrio cholerae in oslovska pertussis . LPS se odvaja ob lizi bakterijskih celic ali celični smrti. Pri tem je toksičnost povezana z lipidno komponento (Lipid A), imunogenost pa s polisaharidnimi komponentami.
Pri živalih LPS izzove številne vnetne odzive in aktivira komplementacijo po alternativni poti. Gram-negativne bakterije med rastjo sproščajo majhno količino endotoksina, kar ima pomembno vlogo pri krepitvi naravne imunosti.
Opredelitev eksotoksina
Eksotoksini navadno izločajo bakterije in delujejo encimsko ali z neposrednim delovanjem gostiteljske celice. Te bakterije sprostijo v okolico. Eksotoksini so beljakovine ali polipeptidi in večina jih deluje na mestu tkiva, ki je oddaljeno od izvirne rasti ali invazije bakterij.
Običajno se eksotoksini izločajo v eksponentni fazi bakterijske celice. Proizvodnja toksinov je značilna za nekatere vrste bakterij, za katere je znano, da proizvajajo bolezni, na primer Clostridium tetani je znano, da proizvajajo tetanusne toksine; Znano je, da cornybacterium difterija proizvaja toksin davice.
To so virulentni sevi bakterije, ki proizvajajo toksine, medtem ko nevirusni sevi ne. Eksotoksini veljajo za najbolj strupeno in smrtonosno snov, strupeni pa so tudi v koncentracijah nanograma na kilogram.
Ključne razlike med endotoksinom in eksotoksinom
Z dodanimi točkami bomo spoznali natančne razlike med endotoksini in eksotoksini:
- Endotoksini so lipopolisaharidno-beljakovinski kompleksi (LPS), ki so odgovorni za sestavni del celične stene Gram-negativnih bakterij. Eksotoksini so beljakovine, ki jih izloča nekaj vrst bakterij. Čeprav velja, da so endotoksini več toksinov kot eksotoksini.
- Endotoksini so del celic, saj so povezani z zunanjo membrano gram-negativnih bakterij in se sproščajo ob celični lizi, eksotoksini pa se izločajo znotraj celice in so aktivni v gram-pozitivnih in gram-negativnih bakterijah . Iz celice se sproščajo eksotoksini.
- Molekulska teža endotoksinov je lahko med 50-1000KDa in so povezana s kompleksom lipopolisaharidov, po drugi strani pa imajo eksotoksini molekulsko maso 10KDa in je povezana z beljakovinskim kompleksom.
- Endotoksini so stabilni pri 250 ° C in se ne denaturirajo, medtem ko so odgovorni za eksotoksine 60-80 ° C in se denaturirajo pri vrenju.
- Imunske reakcije oslabijo, kadar endotoksini sprožijo celico in imajo visoko encimsko aktivnost, vendar slabo antigenost, medtem ko so med reakcijami na eksotoksine imunske reakcije močne, čeprav ni encimske aktivnosti in velike antigenosti.
- Sepsa, meningokokcemija je bolezen, ki jo povzročajo endotoksini, medtem ko diptorija, botulizem, tetanus povzročajo eksotoksini.
- Primeri bakterij, s katerimi se sproži LPS ali endotoksini, so Salmonella typhi, E.coli, Vibrio cholera, Shigella, medtem ko so Bacillus cereus, Bacillus anthracis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogens primeri za sprožitev eksotoksinov.
Zaključek
Bakterijski toksini so najmočnejši in najbolj učinkoviti človeški strupi in zelo aktivni pri velikih razredčenjih. V tej vsebini smo spoznali endotoksine in eksotoksine ter kako se razlikujejo in vplivajo na živali in njihov imunski sistem po svoji kemijski naravi.
