Toxigenesis omvat de productie van toxines door pathogene bacteriën. Het is een van de belangrijkste methoden voor de geboorte van ziekten en medische aandoeningen door bacteriën. 2 categorieën van toxinen die tot verschillende infecties en ziekten leiden, omvatten; endotoxinen en exotoxinen en ze zijn verschillend op basis van hun chemische aard. Endotoxinen zijn bacteriële toxinen die bestaan uit lipiden (lipopolysacchariden) en exotoxinen bestaan uit eiwitten.
Endotoxinen zijn lipopolysacchariden toxine vrijgemaakt door Gram-bacteriën. Endotoxinen zijn celgebonden en worden alleen geproduceerd wanneer de cel lyses. Endotoxinen zijn aanwezig in de buitenmantel van de celwand in een gram-bacterie. Endotoxinen worden ook lipopolysacchariden genoemd en zijn aanwezig in E coli, Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Haemophilus influenza, Neisseria en Vibrio cholerae. Endotoxinen worden meestal uitgescheiden door bacteriën die ontstaan door de werking van specifieke antibiotica of door de werking van fagocytische spijsvertering.
Endotoxinen vertonen minder potentie en zijn niet erg actief op hun substraat. Ze vertonen hittestabiliteit. Buitenmuur van bacteriën is ondoordringbaar voor grotere moleculen en moleculen die niet kunnen oplossen in water en beschermen tegen de buitenomgeving.
Deze toxines maken deel uit van deze beschermingsactiviteit. Het heeft een stickfunctie op een host tijdens de kolonisatie. Ook vertonen endotoxinen slechte antigeniciteit.
Exotoxinen zijn toxinen die extracellulair worden afgegeven bij de ontwikkeling van het organisme. Exotoxinen zijn besmettelijke toxines die zich vanuit de focus van infectie verspreiden naar andere delen van het lichaam en schade veroorzaken. Het zijn oplosbare eiwitten die als enzymen werken. Een exotoxine heeft het vermogen om schade aan de gastheer te veroorzaken door cellen te vernietigen of het normale celmetabolisme te verstoren. Exotoxines zijn zeer krachtig en kunnen extreme schade toebrengen aan de gastheer. Exotoxinen worden uitgescheiden door hun snelle groei of tijdens hun cellysis. Zowel Gram + - als Gram-bacteriën produceren exotoxinen.
Exotoxinen bezitten meer toxiciteit in vergelijking met endotoxinen en zij onderscheiden zich tot bepaalde bacteriestammen. Exotoxinen veroorzaken ziekten die alleen specifiek zijn voor die besmetting. Voor b.v. Clostridium tetani vormt tetanustoxine. Er bestaan 3 hoofdcategorieën van exotoxinen: enterotoxinen, neurotoxinen en cytotoxinen. Deze typen geven informatie over de locatie van activiteit. Enterotoxische activiteit is te zien op het gastro-darmkanaal. Neurotoxinen vertonen hun functies op neuronen en Cytotoxinen vernietigen de werking van de gastheercel. Sommige van de gezondheidsstoornissen veroorzaakt door exotoxines omvatten Cholera, tetanus en difterie. Antigeniciteit in exotoxinen is vrij hoog. Exotoxinen activeren het immuunsysteem en scheiden antitoxinen af om het toxine te vernietigen.
Figuur 1. Structuur van endotoxinen en exotoxinen (Aryal, 2015)
endotoxinen
Endotoxinen zijn ook bekend als lipopolysacchariden van gram-bacteriën. Endotoxinen bestaan uit 2 componenten met verschillende fysische en chemische kenmerken: een hetero-polysaccharide en een covalent aangehechte lipide, lipide A genaamd.
exotoxinen
Exotoxinen zijn toxines afgescheiden door bacteriën en de chemische samenstelling is van eiwitten.
endotoxinen
Catalase, Fibrolysin, IgA / IgG-proteasen
exotoxinen
Hyaluronidase, Collagenase, bepaalde protease, Nuclease, Neuraminidase, Bepaalde protease, Fosfolipase A
endotoxinen
Endotoxinen worden door het celmembraan van de gram-bacteriën alleen na lysis van de cellen uitgescheiden. Endotoxinen vormen een integraal onderdeel van de celwand.
exotoxinen
Exotoxinen worden uitgescheiden door bepaalde gram + en gram-bacteriën
endotoxinen
Het is aanwezig in het celmembraan en komt pas vrij na de lysis van de gram-celwand.
exotoxinen
Het wordt buiten de cel afgescheiden door zowel gram + - als gram-bacteriën.
endotoxine
Omvat TNF en Interlukin-1
exotoxine
Verschillende modi
endotoxine
Endotoxinen zijn hitte-tolerant en relatief stabiel bij 250 ° C gedurende één uur
exotoxine
Exotoxinen kunnen worden vernietigd bij 600-800C (warmtetolerantie). Ze zijn instabiel behalve stafylokokken-enterotoxine.
endotoxine
Gedetecteerd door Limulus lysaat assay test.
exotoxine
Precipitatie, op ELISA gebaseerde methoden, neutralisatie
endotoxine
Endotoxinen vertonen zwakke immunogeniciteit. Endotoxinen produceren geen antitoxinen.
exotoxine
Exotoxinen zijn extreem immunogeen. Ze activeren de humorale gevoeligheid (antilichamen richten zich op de toxines). Door stimulatie van het immuunsysteem scheiden exotoxines antitoxinen uit om het toxine te neutraliseren
endotoxine
Toxoïden kunnen niet worden gemaakt en er zijn geen vaccins beschikbaar.
exotoxine
Toxoïden kunnen worden gemaakt door te behandelen met formaldehyde, maar behandelde toxines vertonen immunogeniciteit. Toxoïden kunnen als vaccins worden gebruikt.
endotoxine
Gevestigd in LPS van de buitenste laag van de celwand en afgescheiden met beschadiging van de cel of ten tijde van de celvermenigvuldiging.
exotoxine
Metabolisch product van ontwikkelende cel.
endotoxinen
Urineweginfecties, tyfeuze koorts, meningokokkenmeningitis, coronaire hartziekte, neonatale necrotiserende enterocolitis, de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa, cystische fibrose, meningococcaemie, sepsis per gram negatieve staven, hemorragische shock
exotoxinen
Gas gangreen, roodvonk, difterie, botulisme, tetanus, antibiotica-gerelateerde diarree, gebiologeerd huidsyndroom.
De verschilpunten tussen endotoxinen en exotoxinen zijn hieronder samengevat: