Bakterielle Toxine

Siehe auch: bakterielle Vergiftung

Was ist ein bakterielles Toxin?

Bakterielle Toxine, schädliche Moleküle, die von Bakterien produziert werden, werden in zwei große Gruppen eingeteilt, die der ENDOTOXINE und die der EXOTOXINE.

Endotoxine sind strukturelle Bestandteile des Bakteriums, typisch und ausschließlich für GRAM-negative Bakterien; sie bestehen aus Lipid A (der inneren Schicht des LPS-Liposaccharids, das wiederum den äußersten Teil der Membran bildet, die die Zellwand auskleidet). Sie werden beim Absterben des Bakteriums freigesetzt und sind in dieser Hinsicht gefährlicher als Exotoxine.
Exotoxine sind keine Strukturbestandteile, sondern einfach vom Bakterium nach außen freigesetzte Stoffe, die sowohl von GRAM + als auch von GRAM - produziert werden, aber für jedes Bakterium (im Gegensatz zu Endotoxinen) typisch und ausschließlich sind unterschiedlicher symptomatischer Wirkung und unterstützt die Spezifität des Krankheitsbildes.

EXOTOXINE ENDOTOXINE Proteinnatur, daher wasserlöslich Lipidnatur Thermolabil (sie werden durch Hitze zerstört) Thermostabil (sehr beständig gegen hohe T °)

Denaturierbar, wenn mit Stoffen behandelt

geeignete Chemikalien wie Säuren

Widerstandsfähiger Produziert von GRAM + und GRAM - Typisch und exklusiv für GRAMs -

Sie regen unseren Körper zur Produktion an

spezifische Antikörper (sie sind ausgezeichnete Antigene)

Sie regen die Produktion von Antikörpern nicht an und sind nicht entgiftbar (es sind schlechte Antigene).

ANATOXINE sind Exotoxine, die ihre Toxizität verloren haben, aber ihre Antigeneigenschaften behalten haben; folglich sind diese Substanzen in der Lage, die Produktion von Antikörpern zu stimulieren, ohne den Organismus zu schädigen (einige Impfstoffe).

Exotoxine

Sie werden vom Bakterium von außen ausgestoßen und können sich im Wirt ausbreiten; zum Beispiel die Clostridium tetani es bleibt auf die Infektionsstelle beschränkt und setzt von dort Giftstoffe frei, die über den Blutkreislauf das zentrale Nervensystem erreichen.

Exotoxine können monomer, dimer oder multimer sein; die meisten sind vom dimeren Typ und bestehen als solche aus einem Peptid A, das der toxische Teil ist, und einem Peptid B, das als Rezeptor für die Zielzelle fungiert. Diese beiden Untereinheiten sind durch eine Sulfidbrücke verbunden, die bricht, sobald Untereinheit B an den Zellrezeptor bindet und so Untereinheit A in die Zelle eindringen lässt.

Anhand des für bestimmte Organe oder Körperstrukturen spezifischen Wirkmechanismus unterscheiden wir zytolytische, ziliostatische, neurotrope, enterotoxische, pantrope und superantigene Exotoxine.

ZITOLYTISCHE EXOTOXINE: oder Hämolysine; sie bilden Kanäle in der Plasmamembran, durch die die Zelle Wasser und Salze verliert, bis sie durch osmotische Lyse stirbt. Ein Beispiel ist Staphylococcus aureus, der für Hautkrankheiten (Akne, Furunkel usw.) und Lebensmittelvergiftungen verantwortlich ist; es produziert verschiedene Toxine, darunter eines namens Alpha mit zytolytischer Aktivität.

ZILIOSTATISCHE EXOTOXINE: wirken auf die Flimmerepithelien der Schleimhäute, blockieren deren Bewegung und erleichtern die bakterielle Besiedlung; typisch ist das Pertussistoxin.

NEUROTROPISCHE EXOTOXINE: typische Beispiele sind Botulinum und Tetanustoxin; die erste wirkt auf das periphere Nervensystem auf der Ebene der neuromuskulären Verbindung und hemmt die Freisetzung von Acetylcholin mit der Folge des Todes durch schlaffe Lähmung (ein Gramm reicht aus, um 10 Millionen Menschen zu töten, siehe auch Botulinum). Das Tetanus-Exotoxin hingegen wirkt auf das Zentralnervensystem auf der Ebene der Synapsen, wo es die Freisetzung von Neurotransmittern blockiert, die den Nervenimpuls hemmen; infolgedessen stirbt der Wirt an spastischer Lähmung.

Enterotoxische oder enteropathogene Exotoxine: verursachen typischerweise Erbrechen und Durchfall. Ein typisches Beispiel ist das „Exotoxin der Cholera, das vor allem auf der Ebene des Dünndarms wirkt, ein Enzym namens Adenylatzyklase aktiviert und zu einer Überproduktion und Akkumulation von zyklischem AMP führt Zelle bis zum Tod des Individuums an schwerer Dehydration.

PANTROPE EXOTOXINE: hemmen die Proteinsynthese; Diphtherie-Toxin ist ein Beispiel.

SUPERANTIGENE: Sie stören den Schutzmechanismus des Immunsystems und erzeugen eine übertriebene Entzündungsreaktion mit Überproduktion von entzündungsfördernden Zytokinen und Beginn von Fieber, Proteinhyperkatabolismus bis hin zum hämodynamischen Schock.

Endotoxine

Sie bestehen aus Lipid A, das, wenn es nach dem Absterben der Bakterien in großen Mengen freigesetzt wird, eine Reihe von Negativsymptomen hervorruft, vor allem den Temperaturanstieg (Endotoxine sollen eine „hohe Pyrogenität“ besitzen). Diese Symptome werden vermittelt durch die Freisetzung von Substanzen mit starker Entzündungswirkung (wie bestimmte Prostaglandine und Interleukin-1). Dann gibt es eine "Aktivierung der Mechanismen, die zu Blutgerinnung und peripherer Vasodilatation führen, mit einer Erhöhung der Kapillarpermeabilität (Ödembildung und möglicher hypodynamischer Schock bei Menschen, die bereits an niedrigem Blutdruck leiden). Trotzdem wird angenommen, dass kleine Endotoxindosen üben für den Wirt ganz oder teilweise vorteilhafte Wirkungen aus, da sie die Funktionsfähigkeit des Immunsystems positiv stimulieren. Tatsächlich setzen die in unserem Darm vorhandenen GRAM-Bakterien kontinuierlich kleine Mengen an Endottosinen frei.

Endotoxine sind extrem resistent gegen Hitze und physikalische Einwirkungen; daher sind Umweltverschmutzungen häufig.