Η βασική διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης είναι ότι η ενδοτοξίνη είναι ένας λιποπολυσακχαρίτης που βρίσκεται μέσα στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα ενώ η εξωτοξίνη είναι μια πρωτεΐνη που εκκρίνεται στο εξωτερικό του βακτηριακού κυττάρου.
Τοξιγένεση είναι η διαδικασία παραγωγής τοξινών από παθογόνα βακτήρια. Είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να προκαλέσουν ασθένειες. Υπάρχουν δύο τύποι βακτηριακών τοξινών όπως οι ενδοτοξίνες και οι εξωτοξίνες. Υπάρχει διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης δομικά καθώς και χημικά. Επιπλέον, δρουν διαφορετικά στους ζωντανούς οργανισμούς. Γενικά, οι ενδοτοξίνες είναι λιποπολυσακχαρίτες ενώ οι εξωτοξίνες είναι πρωτεΐνες.
Τι είναι η Ενδοτοξίνη;
Οι ενδοτοξίνες είναι λιποπολυσακχαρίτες, οι οποίοι μπορούν να παρατηρηθούν σε gram-αρνητικά παθογόνα βακτήρια όπως Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria, Haemophilus influenza και Vibrio cholerae. Στα gram-αρνητικά βακτήρια, η ενδοτοξίνη υπάρχει στην εξωτερική μεμβράνη του κυτταρικού τοιχώματος. Επιπλέον, τα βακτήρια δεν πρέπει να είναι ουσιαστικά παθογόνα για να έχουν ενδοτοξίνες. Αυτές οι τοξίνες απελευθερώνονται από τα αναπτυσσόμενα βακτήρια ή απελευθερώνονται λόγω δραστηριοτήτων ορισμένων αντιβιοτικών ή κατά τη λειτουργία της φαγοκυτταρικής πέψης.
Εικόνα 01: Ενδοτοξίνη
Αυτός ο σύνθετος λιποπολυσακχαρίτης έχει μια αλυσίδα πολυσακχαρίτη πυρήνα, πλευρική αλυσίδα πολυσακχαρίτη ειδική για Ο και ένα λιπιδικό συστατικό. Σε αυτούς τους λιποπολυσακχαρίτες, το λιπιδικό τμήμα (Λιπίδιο Α) έχει την τοξικότητα ενώ το τμήμα πολυσακχαρίτη έχει την ανοσογονικότητα. Ωστόσο, δεδομένου ότι δεν είναι πρωτεΐνες, δεν έχουν ενζυματική λειτουργία.
Επιπλέον, οι ενδοτοξίνες είναι λιγότερο ισχυρές και λιγότερο ειδικές στο υπόστρωμά τους. Ωστόσο, είναι σταθερά στη θερμότητα. Η εξωτερική μεμβράνη των βακτηρίων είναι αδιαπέραστη από μεγάλα μόρια και υδρόφοβα μόρια και προστατεύεται από το εξωτερικό περιβάλλον. Ως εκ τούτου, οι ενδοτοξίνες αποτελούν μέρος αυτής της προστατευτικής λειτουργίας. Έχει μια κολλητική λειτουργία σε έναν ξενιστή κατά τον αποικισμό. Επιπλέον, οι ενδοτοξίνες είναι φτωχά αντιγόνα.
Τι είναι η Εξωτοξίνη;
Οι εξωτοξίνες είναι διαλυτές πρωτεΐνες που μπορούν να λειτουργήσουν ως ένζυμα. Ως ένζυμο, μπορεί να καταλύσει πολλές βιοχημικές αντιδράσεις και είναι επαναχρησιμοποιήσιμο. Μια μικρή ποσότητα εξωτοξινών είναι αρκετή για να δημιουργήσει τοξικότητα. Εκκρίνονται στο κύτταρο που περιβάλλει κατά τη διάρκεια της εκθετικής ανάπτυξής τους ή κατά τη διάρκεια της κυτταρικής λύσης. Επομένως, οι εξωτοξίνες θεωρούνται εξωκυτταρικό συστατικό. Τόσο τα gram-αρνητικά όσο και τα θετικά κατά Gram βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες.
Οι εξωτοξίνες είναι πιο τοξικές από τις ενδοτοξίνες. Επιπλέον, είναι ειδικά για ορισμένα βακτηριακά στελέχη. Παράγουν ασθένειες μόνο συγκεκριμένες για αυτήν την τοξίνη. Για παράδειγμα, το Clostridium tetani παράγει τοξίνη τετάνου. Μερικές φορές οι εξωτοξίνες δρουν σε πολύ απομακρυσμένες περιοχές από όπου προέρχονται από την ανάπτυξη ή τη λύση. Οι εξωτοξίνες μπορούν να καταστρέψουν ένα μέρος των κυττάρων-ξενιστών ή να αναστείλουν τη λειτουργία τους.
Εικόνα 02: Ανοσολογική Απόκριση στις Εξωτοξίνες
Υπάρχουν τρεις τύποι εξωτοξινών: εντεροτοξίνες, νευροτοξίνες και κυτταροτοξίνες. Τα ονόματά τους δίνουν μια ένδειξη του τόπου δράσης. Οι εντεροτοξίνες δρουν στην επένδυση της γαστρεντερικής οδού, ενώ οι νευροτοξίνες στη λειτουργία των νευρώνων και οι κυτταροτοξίνες βλάπτουν τη λειτουργία των κυττάρων του ξενιστή. Η χολέρα, η διφθερίτιδα και ο τέτανος είναι ασθένειες που εμφανίζονται λόγω των εξωτοξινών. Στην πραγματικότητα, οι εξωτοξίνες είναι εξαιρετικά αντιγονικές. Ως εκ τούτου, μπορούν να τονώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Διεγείροντας το ανοσοποιητικό σύστημα, παράγουν αντιτοξίνες για να εξουδετερώσουν την τοξίνη.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης;
- Τόσο η ενδοτοξίνη όσο και η εξωτοξίνη είναι βακτηριακές τοξίνες.
- Μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης;
Οι ενδοτοξίνες είναι λιποπολυσακχαρίτες ενώ οι εξωτοξίνες είναι διαλυτές πρωτεΐνες που παράγονται από παθογόνα βακτήρια. Έτσι, μπορούμε να το θεωρήσουμε ως τη βασική διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης. Γενικά, τόσο τα αρνητικά κατά Gram όσο και τα θετικά κατά Gram βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες ενώ μόνο τα αρνητικά κατά Gram βακτήρια παράγουν ενδοτοξίνες. Επομένως, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης. Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης είναι η λειτουργία τους ως ένζυμα. Οι ενδοτοξίνες δεν μπορούν να δράσουν ως ένζυμα, αλλά οι εξωτοξίνες μπορούν να δράσουν ως ένζυμα.
Επιπλέον, η κύρια δομική διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης είναι ότι οι ενδοτοξίνες αποτελούν μέρος της εξωτερικής μεμβράνης του κυτταρικού τοιχώματος ενώ οι εξωτοξίνες είναι ένα εξωκυτταρικό συστατικό. Επίσης, οι ενδοτοξίνες είναι λιγότερο τοξικές από τις εξωτοξίνες. Επιπλέον, οι εξωτοξίνες είναι ειδικές για ένα συγκεκριμένο βακτηριακό στέλεχος ενώ οι ενδοτοξίνες όχι. Επομένως, αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης. Εξάλλου, οι εξωτοξίνες δεν είναι θερμοσταθερές, ενώ οι ενδοτοξίνες είναι θερμοσταθερές. Επιπλέον, οι ενδοτοξίνες είναι φτωχά αντιγόνα ενώ οι εξωτοξίνες είναι εξαιρετικά αντιγονικές. Διεγείροντας το ανοσοποιητικό σύστημα, οι εξωτοξίνες παράγουν αντιτοξίνες για να εξουδετερώσουν την τοξίνη ενώ οι ενδοτοξίνες δεν παράγουν αντιτοξίνες. Έτσι, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης.
Σύνοψη – Ενδοτοξίνη εναντίον Εξωτοξίνης
Η ενδοτοξίνη και η εξωτοξίνη είναι δύο τύποι τοξινών που παράγονται από βακτήρια. Η βασική διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης είναι ότι η ενδοτοξίνη είναι λιποπολυσακχαρίτης ενώ η εξωτοξίνη είναι πρωτεΐνη. Επιπλέον, οι ενδοτοξίνες είναι θερμοσταθερές ενώ οι εξωτοξίνες είναι θερμικά ασταθείς. Επιπλέον, οι εξωτοξίνες δρουν ως ένζυμα ενώ οι ενδοτοξίνες όχι. Το πιο σημαντικό, οι ενδοτοξίνες είναι λιγότερο τοξικές και λιγότερο αντιγονικές από τις εξωτοξίνες. Τα Gram-αρνητικά βακτήρια παράγουν ενδοτοξίνες ενώ τόσο τα Gram-αρνητικά όσο και τα θετικά βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες. Αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ ενδοτοξίνης και εξωτοξίνης.
