Bacteriële toxines

Zie ook: bacteriële vergiftiging

Wat is een bacterieel toxine?

Bacteriële toxines, schadelijke moleculen die door bacteriën worden geproduceerd, worden verdeeld in twee grote groepen, die van ENDOTOXINS en die van EXOTOXINS.

Endotoxinen zijn structurele componenten van de bacterie, typisch en exclusief voor GRAM-negatieve bacteriën; ze bestaan uit lipide A (de binnenste laag van de LPS-liposacharide, die op zijn beurt het buitenste deel van het membraan vormt dat de celwand bekleedt). Ze komen vrij als de bacterie sterft en zijn in dit opzicht gevaarlijker dan exotoxinen.
Exotoxinen zijn geen structurele componenten, maar gewoon stoffen die extern door de bacterie worden afgegeven; ze worden geproduceerd door zowel GRAM + als GRAM -, maar zijn typisch en exclusief voor elke bacterie (in tegenstelling tot endotoxinen). Bijgevolg is elk exotoxine verantwoordelijk voor een ander symptomatisch effect en ondersteunt de specificiteit van het morbide beeld.

EXOTOXINEN ENDOTOXINEN Eiwitkarakter, daarom in water oplosbaar Lipide natuur Thermolabiel (ze worden vernietigd door warmte) Thermostabiel (zeer goed bestand tegen hoge T°)

Denatureerbaar, indien behandeld met stoffen

geschikte chemicaliën, zoals zuren

Weerbaarder Geproduceerd door zowel GRAM + als GRAM - Typisch en exclusief GRAM's -

Ze stimuleren ons lichaam om te produceren

specifieke antilichamen (het zijn uitstekende antigenen)

Ze stimuleren de aanmaak van antilichamen niet en zijn niet ontgiftbaar (het zijn slechte antigenen).

ANATOXINEN zijn exotoxinen die hun toxiciteit hebben verloren, maar hun antigeenkenmerken hebben behouden; bijgevolg kunnen deze stoffen de aanmaak van antilichamen stimuleren zonder het organisme te schaden (sommige vaccins).

exotoxinen

Ze worden van buitenaf verdreven door de bacterie en kunnen zich in de gastheer verspreiden; bijvoorbeeld de Clostridium tetani het blijft beperkt tot de plaats van infectie en geeft van daaruit gifstoffen af die via de bloedbaan het centrale zenuwstelsel bereiken.

Exotoxinen kunnen monomeer, dimeer of multimeer zijn; de meeste zijn van het dimere type en bestaan als zodanig uit een peptide A, dat het toxische deel is, en een peptide B, dat werkt als een receptor voor de doelcel. Deze twee subeenheden zijn verbonden door een sulfidebrug, die breekt zodra subeenheid B zich aan de celreceptor bindt, waardoor subeenheid A de cel kan binnendringen.

Op basis van het werkingsmechanisme, specifiek voor bepaalde organen of lichaamsstructuren, onderscheiden we cytolytische, ciliostatische, neurotrope, enterotoxische, pantropische en superantigenen exotoxinen.

CITOLYTISCHE EXOTOXINEN: of hemolysines; ze vormen kanalen in het plasmamembraan, waardoor de cel water en zouten verliest, totdat hij sterft door osmotische lysis. Een voorbeeld is Staphylococcus aureus, verantwoordelijk voor huidziekten (acne, steenpuisten, enz.) en voedselvergiftiging; het produceert verschillende toxines, waaronder een genaamd alfa met cytolytische activiteit.

CILIOSTATISCHE EXOTOXINEN: werken in op het trilhaarepitheel van de slijmvliezen, blokkeren hun beweging en vergemakkelijken de bacteriële kolonisatie; typisch is het kinkhoesttoxine.

NEUROTROPISCHE EXOTOXINEN: typische voorbeelden worden gegeven door botulinum- en tetanustoxine; de eerste werkt op het perifere zenuwstelsel, op het niveau van de neuromusculaire junctie, en remt de afgifte van acetylcholine met als gevolg de dood door slappe verlamming (één gram is genoeg om 10 miljoen mensen te doden, zie ook botulinum). Het tetanus-exotoxine daarentegen werkt op het centrale zenuwstelsel, ter hoogte van de synapsen, waar het de afgifte van neurotransmitters blokkeert die de zenuwimpuls remmen; bijgevolg sterft de gastheer aan spastische verlamming.

Enterotoxische of enteropathogene exotoxinen: veroorzaken doorgaans braken en diarree. Een typisch voorbeeld wordt gegeven door het "exotoxine van cholera, dat vooral op het niveau van de dunne darm werkt, een enzym activeert dat adenylaatcyclase wordt genoemd en leidt tot een overproductie en accumulatie van cyclisch AMP. Bijgevolg worden de water- en elektrolytische uitwisselingen van de cel, tot de dood van het individu door ernstige uitdroging.

PANTROPE EXOTOXINS: remmen de eiwitsynthese; difterietoxine is een voorbeeld.

SUPERANTIGENEN: ze verstoren het beschermende mechanisme van het immuunsysteem, genereren een overdreven ontstekingsreactie, met overproductie van pro-inflammatoire cytokines en het begin van koorts, eiwithyperkatabolisme, tot hemodynamische shock.

endotoxinen

Ze bestaan uit lipide A, dat, wanneer het in grote hoeveelheden vrijkomt na de dood van de bacteriën, een reeks negatieve symptomen veroorzaakt, allereerst de temperatuurstijging (er wordt gezegd dat endotoxinen een "hoge pyrogeniciteit" bezitten). Deze symptomen worden gemedieerd door het vrijkomen van stoffen met een krachtige ontstekingswerking (zoals bepaalde prostaglandinen en interleukine-1). Dan is er een "activering van de mechanismen die leiden tot bloedstolling en perifere vasodilatatie, met een toename van de capillaire permeabiliteit (vorming van oedeem en mogelijke hypodynamische shock bij mensen die al lijden aan lage bloeddruk). Desondanks wordt aangenomen dat kleine doses endotoxinen voeren activiteiten uit die gedeeltelijk of volledig gunstig zijn voor de gastheer, omdat ze de functionaliteit van het immuunsysteem positief stimuleren. In feite geven de GRAM-bacteriën - die aanwezig zijn in onze darmen - voortdurend kleine hoeveelheden endottosines af.

Endotoxinen zijn extreem goed bestand tegen hitte en fysische middelen; daarom zijn milieuverontreinigende stoffen frequent.