Het belangrijkste verschil tussen endotoxine en exotoxine is dat het endotoxine een lipopolysaccharide is dat in de bacteriële celwand ligt, terwijl exotoxine een eiwit is dat naar de buitenkant van de bacteriële cel wordt uitgescheiden.
Toxigenese is het proces van het produceren van toxines door pathogene bacteriën. Het is een van de belangrijkste mechanismen die bacteriën gebruiken om ziekten te veroorzaken. Er zijn twee soorten bacteriële toxines als endotoxinen en exotoxinen. Er is een verschil tussen endotoxine en exotoxine, zowel structureel als chemisch. Bovendien werken ze anders op levende organismen. Over het algemeen zijn endotoxinen lipopolysacchariden, terwijl exotoxinen eiwitten zijn.
Wat is endotoxine?
Endotoxinen zijn lipopolysachariden, die te zien zijn in gramnegatieve pathogene bacteriën zoals Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria, Haemophilus influenzae en Vibrio cholerae. Bij gramnegatieve bacteriën komt endotoxine voor in het buitenmembraan van de celwand. Bovendien mogen bacteriën niet wezenlijk pathogeen zijn om endotoxinen te hebben. Deze toxines komen vrij uit groeiende bacteriën of komen vrij door activiteiten van bepaalde antibiotica, of bij de functie van fagocytische vertering.
Figuur 01: Endotoxine
Dit complexe lipopolysacharide heeft een polysacharide-kernketen, O-specifieke polysacharidezijketen en een lipidecomponent. In deze lipopolysachariden heeft het lipidegedeelte (Lipid A) de toxiciteit, terwijl het polysacharidegedeelte de immunogeniciteit heeft. Omdat het echter geen eiwitten zijn, hebben ze geen enzymatische functie.
Bovendien zijn endotoxinen minder krachtig en minder specifiek op hun substraat. Maar ze zijn hittebestendig. Het buitenmembraan van bacteriën is ondoordringbaar voor grote moleculen en hydrofobe moleculen en wordt beschermd tegen de externe omgeving. Daarom maken endotoxinen deel uit van deze beschermende functie. Het heeft een hechtende functie op een gastheer bij kolonisatie. Bovendien zijn endotoxinen slechte antigenen.
Wat is exotoxine?
Exotoxinen zijn oplosbare eiwitten die als enzymen kunnen werken. Omdat het een enzym is, kan het veel biochemische reacties katalyseren en is het herbruikbaar. Een kleine hoeveelheid exotoxinen is voldoende om toxiciteit te genereren. Ze worden uitgescheiden naar de celomgeving tijdens hun exponentiële groei of tijdens cellysis. Daarom worden exotoxinen beschouwd als een extracellulaire component. Zowel gram-negatieve als gram-positieve bacteriën produceren exotoxinen.
Exotoxinen zijn giftiger dan endotoxinen. Bovendien zijn ze specifiek voor bepaalde bacteriestammen. Ze produceren ziekten die alleen specifiek zijn voor dat toxine. Clostridium tetani produceert bijvoorbeeld tetanustoxine. Soms werken exotoxinen in zeer afgelegen gebieden waar ze ontstaan door de groei of lysis. Exotoxinen kunnen een deel van gastheercellen vernietigen of hun functie remmen.
Figuur 02: Immuunrespons op exotoxinen
Er zijn drie soorten exotoxinen: enterotoxinen, neurotoxinen en cytotoxinen. Hun namen geven een indicatie van de plaats van actie. Enterotoxinen werken in op de bekleding van het maagdarmkanaal, terwijl neurotoxinen inwerken op de functie van neuronen en cytotoxinen de werking van gastheercellen beschadigen. Cholera, difterie en tetanus zijn ziekten die ontstaan door exotoxinen. In feite zijn exotoxinen zeer antigeen. Daarom kunnen ze het immuunsysteem stimuleren. Door het immuunsysteem te stimuleren, produceren ze antitoxines om het toxine te neutraliseren.
Wat zijn de overeenkomsten tussen endotoxine en exotoxine?
- Zowel endotoxine als exotoxine zijn bacteriële toxines.
- Ze kunnen ziekten veroorzaken.
Wat is het verschil tussen endotoxine en exotoxine?
Endotoxinen zijn lipopolysachariden, terwijl exotoxinen oplosbare eiwitten zijn die door pathogene bacteriën worden geproduceerd. We kunnen dit dus beschouwen als het belangrijkste verschil tussen endotoxine en exotoxine. Over het algemeen produceren zowel gram-negatieve als gram-positieve bacteriën exotoxinen, terwijl alleen gram-negatieve bacteriën endotoxinen produceren. Daarom is dit ook een verschil tussen endotoxine en exotoxine. Verder is een ander verschil tussen endotoxine en exotoxine hun functie als enzymen; endotoxinen kunnen niet als enzymen werken, maar exotoxinen kunnen als enzymen werken.
Bovendien is het belangrijkste structurele verschil tussen endotoxine en exotoxine dat de endotoxinen deel uitmaken van het buitenmembraan van de celwand, terwijl exotoxinen een extracellulaire component zijn. Endotoxinen zijn ook minder toxisch dan exotoxinen. Bovendien zijn exotoxinen specifiek voor een bepaalde bacteriestam, terwijl endotoxinen dat niet zijn. Daarom is dit een significant verschil tussen endotoxine en exotoxine. Bovendien zijn exotoxinen niet hittestabiel, terwijl endotoxinen hittestabiel zijn. Bovendien zijn endotoxinen slechte antigenen, terwijl exotoxinen zeer antigeen zijn. Door het immuunsysteem te stimuleren, produceren exotoxinen antitoxines om het toxine te neutraliseren, terwijl endotoxinen geen antitoxines produceren. Dit is dus ook een verschil tussen endotoxine en exotoxine.
Hieronder infographic vat het verschil tussen endotoxine en exotoxine samen.
Samenvatting – Endotoxine versus exotoxine
Endotoxine en exotoxine zijn twee soorten toxines die door bacteriën worden geproduceerd. Het belangrijkste verschil tussen endotoxine en exotoxine is dat het endotoxine een lipopolysaccharide is, terwijl exotoxine een eiwit is. Bovendien zijn endotoxinen hittestabiel, terwijl exotoxinen hittelabiel zijn. Bovendien werken exotoxinen als enzymen, terwijl endotoxinen dat niet zijn. Belangrijker is dat endotoxinen minder toxisch en minder antigeen zijn dan exotoxinen. Gram-negatieve bacteriën produceren endotoxinen, terwijl zowel gram-negatieve als positieve bacteriën exotoxinen produceren. Dit vat het verschil tussen endotoxine en exotoxine samen.
