Las toxinas bacterianas son sustancias capaces de causar daños en el organismo.
Se pueden clasificar como exotoxinas y endotoxinas. Las toxinas se definen como sustancias solubles, generalmente de origen proteico, que a su vez alteran el metabolismo normal de la célula o tejido del huésped con los mismos efectos.
Las endotoxinas tienen actividades biológicas diversas y complejas. Pueden unirse a diversos tipos de células del cuerpo, particularmente las proteínas séricas específicas, LBP, causando una respuesta del organismo, que puede terminar en una septicemia en los seres humanos.
El proceso está presente en la membrana externa de la pared celular, y es liberada sólo después de la destrucción de las bacterias.
Cuando la infección es causada por bacterias Gram-negativas, la interrupción de la célula bacteriana y la liberación de la endotoxina se produce, lo que provoca una respuesta del sistema inmunológico humano en general, tales como fiebre, debilidad, dolor, shock y la vasodilatación.
En grandes cantidades, la toxina puede conducir a la septicemia, y en consecuencia la muerte.
Las principales enfermedades causadas por las endotoxinas son: fiebre tifoidea, infecciones del tracto urinario y la meningitis meningocócica.
Cuando la infección es causada por bacterias Gram-positivas, la toxina liberada por la pared celular bacteriana es similar al efecto causado por la endotoxina.
Las exotoxinas se dividen en tres grupos de acuerdo con sus interacciones con las células huésped. Estas afectan principalmente a las funciones celulares, células nerviosas y el tracto gastrointestinal.
En el primer grupo, nos encontramos con superantígenos y toxinas ST, que actúan sólo en la superficie celular. Entre las bacterias que producen superantígenos, el más reciente estudio encontró Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes.
Las toxinas ST (toxinas estables al calor) se producen principalmente por la bacteria Escherichia coli, atacando a las células del epitelio intestinal, en particular causa diarrea.
En el segundo grupo, las toxinas dañan la membrana citoplasmática, causando la muerte celular. Las bacterias utilizan estas toxinas para matar a los fagocitos y romper la membrana de los fagosomas.
También lisan los eritrocitos para el hierro de la hemoglobina. Estas toxinas forman poros en la membrana celular.
En el tercer grupo se tiene el mayor número de toxinas y así como los factores de virulencia más importantes.
En este grupo se encuentran las siguientes toxinas: la toxina de la difteria, la toxina del cólera, LT, la toxina Shiga, toxina botulínica, la toxina tetánica, la toxina pertussis (tos ferina), la guanilato ciclasa invasiva y la exotoxina A (infecciones pulmonares en pacientes con fibrosis quística).
También hay un importante grupo de proteínas que se inyectan directamente en el citosol de las células huésped, causando diversos efectos.
Enzimas hidrolíticas como la hialuronidasa, colagenasa y proteasa son producidas por muchas bacterias que son capaces de degradar componentes de la matriz extracelular, lo que altera la estructura del tejido y logra la generación de un número de nutrientes que son utilizados por las bacterias.
¿Cuales son las diferencias entre las endotoxinas y exotoxinas?
Algunas de las diferencias entre las exotoxinas y las endotoxinas son las siguientes:
| Exotoxinas | Endotoxinas | |
| 1 | Excretado por organismos, célula viva. | Parte integral de la pared celular. |
| 2 | Encontrado en bacterias Gram positivas y Gram negativas. | Se encuentra principalmente en bacterias gramnegativas. |
| 3 | Es polipeptido. | Es un complejo de lipopolisacáridos. |
| 4 | Relativamente inestable, lábil al calor (60 ° C). | Relativamente estable, tolerante al calor. |
| 5 | Altamente antigénico. | Débilmente inmunogénico |
| 6 | Los toxoides pueden ser tratados con formalina. | No se pueden hacer toxoides. |
| 7 | Altamente tóxico, fatal en cantidades de µg. | Moderadamente tóxico. |
| 8 | Suele unirse a receptores específicos. | Receptores específicos no encontrados. |
| 9 | No es pirogénico por lo general, toxina específica. | Fiebre por inducción de la producción de interleucina 1 (IL-1), Shock. |
| 10 | Ubicado en genes extracromosómicos (por ejemplo, plásmidos). | Ubicado en genes cromosómicos. |
| 11 | Filtrable. | No tan filtrable. |
| 12 | No tiene actividad enzimática. | Tiene mayor actividad enzimática. |
| 13 | Su peso molecular es de 10KDa. | Su peso molecular es 50-1000KDa. |
| 14 | Al hervir se desnaturaliza. | Al hervir no se puede desnaturalizar. |
| 15 | Detectado por muchas pruebas (neutralización, precipitación, etc.). | Detectado por el ensayo de lisado de Limulus. |
| 16 | Ejemplos: toxinas producidas porStaphylococcus aureus, Bacillus cereus, Streptococcus pyogenes, Bacillus anthrcis(alfa-toxina, también conocida como alfa-hemolysin (Hla)). | Ejemplos: toxinas producidas por E.coli, Salmonella Typhi, Shigella, Vibrio cholera(toxina del cólera, también conocida como choleragen). |
| 17 | Enfermedades: tétanos, difteria, botulismo. | Enfermedades: meningococcemia, sepsis por barras gramnegativas. |
Puntos importantes a destacar
Antigenicidad
La antigenicidad es la capacidad de una sustancia extraña para inducir una respuesta inmune en una célula huésped.
Endotoxinas: como estas toxinas no son más que LPS. No son fáciles de reconocer por el sistema inmunitario del huésped y, por lo tanto, evocan una gran respuesta inmunitaria.
Estas sustancias son, sin embargo, pirogénicas (inducen fiebre) en la naturaleza.
Exotoxinas: estas toxinas son proteínas extrañas que son distintas de las proteínas del hospedador y pueden ser fácilmente reconocidas por la célula hospedadora y, por lo tanto, pueden provocar una gran respuesta inmune.
Estas sustancias son de naturaleza no pirogénica.
Formación de los toxoides
Un toxoide se crea inactivando el componente tóxico de una toxina y manteniendo la antigenicidad al mismo tiempo.
Estos se suelen administrar como una vacuna y ayudan en la generación de anticuerpos contra las toxinas.
Endotoxinas: un toxoide no puede ser generado contra estas toxinas.
Exotoxinas: ya se han creado varios toxoides para dichas toxinas y se utilizan para la prevención de la difteria, el botulismo y el tétanos.
Especificidad
Endotoxinas: en comparación con las exotoxinas, las endotoxinas no son muy específicas en la naturaleza.
Exotoxinas: las exotoxinas son enzimas, esto las hace altamente específicas en su mecanismo y para sus células huésped.
Potencia
Endotoxinas: se necesita una gran cantidad de toxina para causar una enfermedad. Por lo tanto, su potencia no es muy alta.
Exotoxinas: una sola molécula de toxina puede actuar en un gran número de células huésped (gran número de rotación); por lo tanto, se necesita muy poca toxina para causar una enfermedad. Estas toxinas son por lo tanto muy potentes.
Estabilidad al calor
Endotoxinas: las endotoxinas usualmente no se desnaturalizan a 100 ° C durante una hora y se dice que son estables al calor.
Exotoxinas: aparte de algunas exotoxinas estables al calor, generalmente se desnaturalizan a temperaturas superiores a 60 ° C y se dice que son lábiles al calor.
