Kľúčový rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom je ten, že endotoxín je lipopolysacharid, ktorý leží v stene bakteriálnej bunky, zatiaľ čo exotoxín je proteín, ktorý sa vylučuje von z bakteriálnej bunky.
Toxigenéza je proces produkcie toxínov patogénnymi baktériami. Je to jeden z hlavných mechanizmov, ktoré baktérie používajú na vyvolávanie chorôb. Existujú dva typy bakteriálnych toxínov ako endotoxíny a exotoxíny. Medzi endotoxínom a exotoxínom je rozdiel štrukturálne aj chemicky. Okrem toho pôsobia odlišne na živé organizmy. Vo všeobecnosti sú endotoxíny lipopolysacharidy, zatiaľ čo exotoxíny sú proteíny.
Čo je endotoxín?
Endotoxíny sú lipopolysacharidy, ktoré možno vidieť v gramnegatívnych patogénnych baktériách, ako sú Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria, Haemophilus influenza a Vibrio cholerae. U gramnegatívnych baktérií sa endotoxín nachádza vo vonkajšej membráne bunkovej steny. Okrem toho by baktérie nemali byť v podstate patogénne, aby mali endotoxíny. Tieto toxíny sa uvoľňujú z rastúcich baktérií alebo sa uvoľňujú v dôsledku aktivity niektorých antibiotík alebo pri funkcii fagocytárneho trávenia.
Obrázok 01: Endotoxín
Tento komplexný lipopolysacharid má hlavný polysacharidový reťazec, O-špecifický polysacharidový bočný reťazec a lipidovú zložku. V týchto lipopolysacharidoch má lipidová časť (lipid A) toxicitu, zatiaľ čo polysacharidová časť má imunogenicitu. Keďže však nejde o proteíny, nemajú enzymatickú funkciu.
Okrem toho sú endotoxíny menej účinné a menej špecifické pre ich substrát. Sú však tepelne stabilné. Vonkajšia membrána baktérií je nepriepustná pre veľké molekuly a hydrofóbne molekuly a je chránená pred vonkajším prostredím. Endotoxíny sú teda súčasťou tejto ochrannej funkcie. Pri kolonizácii má na hostiteľa adhezívnu funkciu. Okrem toho sú endotoxíny slabými antigénmi.
Čo je to exotoxín?
Exotoxíny sú rozpustné proteíny, ktoré môžu pôsobiť ako enzýmy. Keďže ide o enzým, môže katalyzovať mnohé biochemické reakcie a je opätovne použiteľný. Na vyvolanie toxicity stačí malé množstvo exotoxínov. Sú vylučované do okolitej bunky počas ich exponenciálneho rastu alebo počas bunkovej lýzy. Preto sa exotoxíny považujú za extracelulárnu zložku. Gram-negatívne aj gram-pozitívne baktérie produkujú exotoxíny.
Exotoxíny sú toxickejšie ako endotoxíny. Okrem toho sú špecifické pre určité bakteriálne kmene. Spôsobujú choroby špecifické len pre tento toxín. Napríklad Clostridium tetani produkuje toxín tetanu. Niekedy exotoxíny pôsobia vo veľmi vzdialených oblastiach, odkiaľ pochádzajú rastom alebo lýzou. Exotoxíny môžu zničiť časť hostiteľských buniek alebo inhibovať ich funkciu.
Obrázok 02: Imunitná odpoveď na exotoxíny
Existujú tri typy exotoxínov: enterotoxíny, neurotoxíny a cytotoxíny. Ich mená označujú miesto pôsobenia. Enterotoxíny pôsobia na výstelku gastrointestinálneho traktu, zatiaľ čo neurotoxíny pôsobia na funkciu neurónov a cytotoxíny poškodzujú fungovanie hostiteľských buniek. Cholera, záškrt a tetanus sú choroby, ktoré vznikajú v dôsledku exotoxínov. V skutočnosti sú exotoxíny vysoko antigénne. Preto môžu stimulovať imunitný systém. Stimuláciou imunitného systému produkujú antitoxíny na neutralizáciu toxínu.
Aké sú podobnosti medzi endotoxínom a exotoxínom?
- Endotoxín aj exotoxín sú bakteriálne toxíny.
- Sú schopné spôsobiť choroby.
Aký je rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom?
Endotoxíny sú lipopolysacharidy, zatiaľ čo exotoxíny sú rozpustné proteíny produkované patogénnymi baktériami. Môžeme to teda považovať za kľúčový rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom. Vo všeobecnosti gramnegatívne aj grampozitívne baktérie produkujú exotoxíny, zatiaľ čo iba gramnegatívne baktérie produkujú endotoxíny. Preto je to tiež rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom. Ďalším rozdielom medzi endotoxínom a exotoxínom je ich funkcia enzýmov; endotoxíny nemôžu pôsobiť ako enzýmy, ale exotoxíny môžu pôsobiť ako enzýmy.
Hlavný štrukturálny rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom je navyše v tom, že endotoxíny sú súčasťou vonkajšej membrány bunkovej steny, zatiaľ čo exotoxíny sú extracelulárnou zložkou. Endotoxíny sú tiež menej toxické ako exotoxíny. Okrem toho sú exotoxíny špecifické pre konkrétny bakteriálny kmeň, zatiaľ čo endotoxíny nie sú. Preto je to jeden významný rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom. Okrem toho exotoxíny nie sú tepelne stabilné, zatiaľ čo endotoxíny sú tepelne stabilné. Okrem toho sú endotoxíny slabými antigénmi, zatiaľ čo exotoxíny sú vysoko antigénne. Stimuláciou imunitného systému exotoxíny produkujú antitoxíny na neutralizáciu toxínu, zatiaľ čo endotoxíny neprodukujú antitoxíny. Toto je tiež rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom.
Zhrnutie – Endotoxín vs Exotoxín
Endotoxín a exotoxín sú dva typy toxínov produkovaných baktériami. Kľúčový rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom je v tom, že endotoxín je lipopolysacharid, zatiaľ čo exotoxín je proteín. Okrem toho sú endotoxíny tepelne stabilné, zatiaľ čo exotoxíny sú tepelne labilné. Okrem toho exotoxíny pôsobia ako enzýmy, zatiaľ čo endotoxíny nie sú. Ešte dôležitejšie je, že endotoxíny sú menej toxické a menej antigénne ako exotoxíny. Gram-negatívne baktérie produkujú endotoxíny, zatiaľ čo gram-negatívne aj pozitívne baktérie produkujú exotoxíny. Toto sumarizuje rozdiel medzi endotoxínom a exotoxínom.
