Die 20 wichtigsten Unterschiede zwischen Endotoxinen und Exotoxinen (mit Beispielen)

Was ist ein Endotoxin?

Endotoxin, auch bekannt als Lipoglycane, ist eine toxische, hitzestabile Lipopolysaccharidsubstanz, die in der äußeren Membran gramnegativer Bakterien vorhanden ist und bei der Lyse aus der Zelle freigesetzt wird. Endotoxine werden nicht sezerniert, sondern erst beim Aufbrechen der Zellen freigesetzt, sie sind weniger wirksam und weniger spezifisch als die Exotoxine und bilden keine Toxoide. Wenn sie in großen Mengen produziert werden, verursachen sie hämorrhagischen Schock und schweren Durchfall. In geringen Mengen produziert, verursachen sie Fieber, eine veränderte Resistenz gegen bakterielle Infektionen, Leukopenie, Leukozytose und zahlreiche andere biologische Wirkungen.

Einige Beispiele für Bakterien, die Endotoxine produzieren, sind:

  • Bacillus thuringiensis
  • Neiserria gonorrhoe
  • Escherichia coli
  • Haemophilus-influenza.

Was Sie über Endotoxin wissen müssen

  • Endotoxine werden auch als Lipopolysaccharide von Grambakterien bezeichnet und können als hitzestabile Bestandteile der Zellwand gramnegativer Bakterien definiert werden. Höhere Dosen dieser Toxine können Fieber auslösen
  • Endotoxine sind im Grunde die äußere Zellwand gramnegativer Bakterien, daher handelt es sich um Lipopolysaccharide (LPS).
  • Eine große Menge an Endotoxinen wird benötigt, um eine Krankheit auszulösen, und daher ist ihre Wirksamkeit nicht sehr hoch
  • Endotoxine denaturieren bei 100 Grad Celsius in der Regel eine Stunde lang nicht und gelten als hitzestabil
  • Einige Beispiele für Bakterien, die Endotoxine produzieren, sind Bacillus thuringiensis, Neiserria gonorrhoe, Escherichia coli und Haemophilus influenza
  • Endotoxine werden durch den Limulus-Lysat-Assay-Test nachgewiesen
  • Endotoxine zeigen eine schwache Immunogenität, da sie keine Antitoxine produzieren
  • Endotoxin-Taxoide können nicht hergestellt werden und es sind keine Impfstoffe verfügbar
  • Endotoxine enthalten Katalase, Fibrolysin, IgA/IgG-Proteasen
  • Endotoxine sind im Vergleich zu Exotoxinen relativ nicht sehr spezifisch
  • Endotoxine sind normalerweise ein Bestandteil der Zellwand gramnegativer Bakterien und werden nicht außerhalb der Zelle sezerniert. Obwohl von den lebenden Organismen nur geringe Mengen dieser Toxine produziert werden, die signifikant genug sind, um eine Krankheit auszulösen
  • Die Gene für die Produktion von Endotoxinen befinden sich auf Bakterienchromosomen
  • Endotoxine vermitteln Toxizität im Wirt durch Interleukine und Tumornekrosefaktor
  • Zu den durch Endotoxine verursachten Krankheiten zählen Meningokokkenmeningitis, koronare Herzkrankheit, Meningokokkämie, gramnegative bakterielle Sepsis, hämorrhagischer Schock, Mukoviszidose und Typhus
  • Endotoxine sind spezifisch für bestimmte Bakterienstämme und binden normalerweise an spezifische Rezeptoren auf Zellen
  • Endotoxine bestehen aus drei Grundkomponenten O-Antigen, Core Oligosaccharid und Lipid A
  • Endotoxine lösen beim Wirt normalerweise kein Fieber aus
  • Endotoxine werden im Allgemeinen bis zum Tod der Zelle nicht außerhalb der Zelle sezerniert oder freigesetzt
  • Endotoxine haben keine Affinität zu bestimmten Geweben
  • Zur Freisetzung von Endotoxinen ist eine Zelllyse erforderlich

Was ist ein Exotoxin?

Exotoxine sind hitzelabile Proteine, die von einigen Bakterienarten sezerniert werden und leicht in das umgebende Medium diffundieren . Sie sind hochwirksam und schädigen den Wirt, indem sie Zellen zerstören oder den normalen Zellstoffwechsel stören. Pyrogene Streptokokken sind ein gutes Beispiel für ein Exotoxin, das in mehreren antigenen Typen vorkommt und Fieber, den Ausschlag von Scharlach, Organschäden, eine erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke und Veränderungen der Immunantwort verursacht.

Einige Beispiele für Bakterien, die Exotoxine produzieren, sind:

  • Schiingella-Dysenterien
  • Vibro-Cholera
  • Bordetella pertussis.

Was Sie über Exotoxin wissen müssen

  • Exotoxine sind lösliche Proteine, die von einem Bakterium sezerniert werden, das in der Lage ist, die normale biologische Funktion der Wirtszelle zu stören und selbst in kleinsten Mengen eine Immunantwort hervorzurufen
  • Exotoxine hingegen sind Enzyme, die von Bakterien produziert werden, und daher sind diese Moleküle Proteine
  • Ein einzelnes Exotoxin-Molekül kann auf eine große Anzahl von Wirtszellen wirken, daher ist nur eine sehr geringe Menge erforderlich, um eine Krankheit auszulösen, und daher ist ihre Potenz sehr hoch
  • Exotoxine denaturieren normalerweise bei Temperaturen über 60 Grad Celsius und gelten als hitzeempfindlich
  • Einige Beispiele für Bakterien, die Exotoxine produzieren, sind Shingella dysenteriae, Vibro cholera und Bordetella pertussis
  • Exotoxine werden durch viele Tests nachgewiesen, darunter Fällungs-, Neutralisations- und ELISA-basierte Methoden
  • Exotoxine sind extrem immunogen und lösen die humorale Reaktionsfähigkeit aus. Durch die Stimulation des Immunsystems sezernieren Exotoxine Antitoxine, um das Toxin zu neutralisieren
  • Exotoxine, Taxoide können durch Behandlung mit Formaldehyd hergestellt werden, aber behandelte Toxine zeigen Immunogenität. Taxoide können als Impfstoffe verwendet werden
  • Exotoxine enthalten Hyaluronidase, Collagenase und bestimmte Proteasen, Nuklease, Neuraminidase und Phospholipase A
  • Exotoxine sind im Vergleich zu Endotoxinen relativ sehr spezifisch. Exotoxine sind Enzyme, ein Faktor, der sie in ihrem Mechanismus und für ihre Wirtszellen hochspezifisch macht
  • Exotoxine werden durch die Anzahl der grampositiven und gramnegativen Bakterien aus der Zelle sezerniert. Diese Toxine werden speziell produziert, um die normale Funktion der Wirtszelle zu stören oder die Ausbreitung des Organismus durch das Wirtsgewebe zu erleichtern
  • Die Gene für die Produktion von Exotoxinen befinden sich auf Plasmiden des Bakteriophagen-Genoms
  • Exotoxine vermitteln Toxizität im Wirt durch meist enzymähnliche Mechanismen
  • Zu den durch Exotoxine verursachten Krankheiten gehören Tetanus, Diphtherie, Botulismus, Verbrühungssyndrom, Scharlach und Gasbrand
  • Exotoxine sind für keinen Bakterienstamm spezifisch. Ihre spezifischen Rezeptoren finden sich nicht in den Zellen
  • Exotoxine bestehen normalerweise aus zwei Untereinheiten A und B. Eine Untereinheit weist eine katalytische Aktivität auf, während Untereinheit B für die Bindung an einen geeigneten Zellrezeptor erforderlich ist
  • Exotoxine lösen beim Wirt normalerweise Fieber aus, indem sie Mediatoren freisetzen
  • Exotoxine werden aus der Zelle ausgeschieden
  • Exotoxine zeigen eine Affinität zu bestimmten Geweben des Wirts
  • Für die Freisetzung von Exotoxinen ist keine Zelllyse erforderlich

Unterschiede zwischen Endotoxinen und Exotoxinen in Tabellenform

Vergleichsbasis EndotoxinExotoxin
DefinitionEndotoxine können als hitzestabile Bestandteile der Zellwand gramnegativer Bakterien definiert werden. Höhere Dosen dieser Toxine können Fieber auslösen.Exotoxine sind lösliche Proteine, die von einem Bakterium sezerniert werden, das in der Lage ist, die normale biologische Funktion der Wirtszelle zu stören und selbst in kleinsten Mengen eine Immunantwort hervorzurufen.  
Chemischer NaturEndotoxine sind im Grunde die äußere Zellwand gramnegativer Bakterien, daher handelt es sich um Lipopolysaccharide ( LPS ). Exotoxine sind Enzyme, die von Bakterien produziert werden, und daher sind diese Moleküle Proteine.
PotenzEine große Menge an Endotoxinen wird benötigt, um eine Krankheit auszulösen, und daher ist ihre Wirksamkeit nicht sehr hoch.Ein einzelnes Exotoxinmolekül kann auf eine große Anzahl von Wirtszellen einwirken, daher wird nur eine sehr geringe Menge benötigt, um eine Krankheit auszulösen, und daher ist ihre Wirksamkeit sehr hoch.
HitzestabilitätDenaturieren normalerweise nicht bei 100 Grad Celsius für eine Stunde und gelten als hitzestabil.Denaturieren normalerweise bei Temperaturen über 60 Grad Celsius und gelten als hitzebeständig.  
Beispiel für Bakterien, die sie produzierenEinige Beispiele für Bakterien, die Endotoxine produzieren, sind Bacillus thuringiensis, Neiserria gonorrhoe, Escherichia coli und Haemophilus influenza.Einige Beispiele für Bakterien, die Exotoxine produzieren, umfassen Shingella dysenteriae, Vibro cholera und Bordetella pertussis.
ErkennungstestSie werden durch den Limulus-Lysat-Test nachgewiesen.Sie werden durch viele Tests nachgewiesen, darunter Fällungs-, Neutralisations- und ELISA-basierte Methoden.
ImmunogenitätZeigen eine schwache Immunogenität, sie produzieren keine Antitoxine.Sie sind extrem immunogen und lösen die humorale Reaktionsfähigkeit aus. Durch die Stimulierung des Immunsystems sezernieren Exotoxine Antitoxine, um das Toxin zu neutralisieren.  
ToxoidpotentialEndotoxin-Taxoide können nicht hergestellt werden und es sind keine Impfstoffe verfügbar.Exotoxine, Taxoide können durch Behandlung mit Formaldehyd hergestellt werden, aber behandelte Toxine zeigen Immunogenität. Taxoide können als Impfstoffe verwendet werden.  
BesonderheitSie sind relativ wenig spezifischer Natur.Sie sind Enzyme, ein Faktor, der sie in ihrem Mechanismus und für ihre Wirtszellen hochspezifisch macht.  
EnzymeEndotoxine enthalten Katalase, Fibrolysin, IgA/IgG-Proteasen.Exotoxine enthalten Hyaluronidase, Collagenase und bestimmte Protease, Nuklease, Neuraminidase und Phospholipase A.  
QuelleSie sind normalerweise Bestandteil der Zellwand gramnegativer Bakterien und werden nicht außerhalb der Zelle sezerniert.Exotoxine werden durch die Anzahl der grampositiven und gramnegativen Bakterien aus der Zelle sezerniert.
GeneDie Gene für die Produktion von Endotoxinen befinden sich auf dem Bakterienchromosom.Die Gene für die Produktion von Exotoxinen befinden sich auf Plasmiden des Bakteriophagen-Genoms.  
Wie sie Toxizität vermitteln Vermitteln Toxizität im Wirt durch Interleukine und Tumor-Nekrose-Faktor.Vermittelt Toxizität im Wirt durch meist enzymähnliche Mechanismen.  
KrankheitenDurch Endotoxine verursachte Krankheiten umfassen Meningokokken-Meningitis, koronare Herzkrankheit, Meningokokkämie, gramnegative bakterielle Sepsis, hämorrhagischer Schock, Mukoviszidose und Typhus.Zu den durch Exotoxine verursachten Krankheiten gehören Tetanus, Diphtherie, Botulismus, Verbrühungssyndrom, Scharlach und Gasbrand.
Spezifität für BakterienstammSie sind spezifisch für bestimmte Bakterienstämme und binden normalerweise an spezifische Rezeptoren auf Zellen.Sie sind nicht spezifisch für einen Bakterienstamm. Ihre spezifischen Rezeptoren finden sich nicht in den Zellen.
StrukturSie bestehen aus den drei Grundkomponenten O-Antigen, Core-Oligosaccharid und Lipid A.Sie bestehen normalerweise aus zwei Untereinheiten A und B. Eine Untereinheit weist eine katalytische Aktivität auf, während Untereinheit B für die Bindung an einen geeigneten Zellrezeptor erforderlich ist.
Fieberinduktion In der Regel kein Fieber beim Wirt auslösen.Induzieren Sie normalerweise Fieber beim Wirt, indem Sie Mediatoren freisetzen.  
ZelllyseFür die Freisetzung von Endotoxinen ist eine Zelllyse erforderlich. Für die Freisetzung von Exotoxinen ist keine Zelllyse erforderlich.  
   
SekretionSie werden im Allgemeinen bis zum Tod der Zelle nicht außerhalb der Zelle sezerniert oder freigesetzt.Sie werden aus der Zelle ausgeschieden.  
Affinität zu WirtsgewebeSie haben keine Affinität zu bestimmten GewebenZeigen Sie Affinität zu bestimmten Geweben des Wirts.  

Zusammenfassung

Was ist der Hauptunterschied zwischen Endotoxinen und Exotoxinen?

Endotoxine sind hitzestabile Bestandteile der Zellwand gramnegativer Bakterien. Höhere Dosen dieser Toxine können Fieber auslösen. Im Gegensatz dazu sind Exotoxine lösliche Proteine, die von einem Bakterium sezerniert werden, das in der Lage ist, die normale biologische Funktion der Wirtszelle zu stören und selbst in kleinsten Mengen eine Immunantwort hervorzurufen.