Exotoxin
Exotoxiner Àr en grupp lösliga proteiner som utsöndras av olika mikroorganismer, t.ex. bakterier, svampar och alveolater. Exotoxiner Àr toxiska och verkar genom att förstöra cellmembran eller hindra mÄlcellens normala metabolism. Det finns en mÀngd olika exotoxiner som delas in efter den pÄverkan de har pÄ vÀrdens celler. Bakteriella exotoxin kan utsöndras frÄn bÄde grampositiva och gramnegativa bakterier.
Kroppen skyddar sig mot exotoxiner med hjÀlp av antikroppar som binder till toxinet och neutraliserar det. Antikroppar som Àr specialiserade pÄ bekÀmpning av toxiner kallas antitoxiner.[1][2][3]
Mekanismer, grupperingar, hur de fungerar
[redigera | redigera wikitext]En bakteries utsöndring av exotoxiner kan, genom dessas patogena egenskaper, förstöra vÀrdcellen eller pÄverka dess metabolism, vilket ofta medför en effekt pÄ hela individen. DÀrigenom kan bakteriernas överlevnads- och förökningspotential öka. Termen toxiner beskrivs som substanser, dÀr exotoxiner till största del bestÄr av lösliga proteiner, som utsöndras av mikroorganismer till dess nÀra omgivning och som Àven vid mycket lÄga koncentrationer kan vara dödliga för celler eller pÄverka cellfunktionen negativt.
Exotoxiner brukar delas in i tre grupper:
- Cytotoxiner, har en generell pÄverkan eller avdödande effekt pÄ vÀrdceller
- Neurotoxiner, stör nervcellers funktion
- Enterotoxiner, har en negativ effekt pÄ mag-tarmkanalens celler
Det finns cirka 240 kÀnda bakterieexotoxiner, vilka har anmÀrkningsvÀrda likheter i struktur och verkningsmekanismer. En specifik bakterie kan producera ett eller flera exotoxiner med varierad styrka och dÀr neurotoxiner har kraftigast effekt pÄ oss mÀnniskor. Reaktioner och pÄverkan kan ocksÄ variera beroende pÄ vilken vÀrd som angrips.
I vissa fall bestÄr exotoxiner av tvÄ subenheter A och B, dÀr A stÄr för den del som Àr aktiv och B för den del som binder till en receptor.[4][5]
Exempel pÄ vanliga patogener som utsöndrar exotoxiner
[redigera | redigera wikitext]Bakterier
[redigera | redigera wikitext]Finns pÄ vÄr hud och Àr en del av mÀnniskors normala mikrobiom. Bakterien kan dock Àven orsaka allvarlig sjukdom. Arten Àr virulent och orsakar olika symtom och sjukdomstillstÄnd beroende pÄ var i kroppen den fÄr fÀste.
S. aureus producerar cytolytiska toxiner som förstör membran för olika celler, bl.a. leukocyter vilket pÄverkar vÀrdens immunförsvar.
Exfoliativa toxiner Àr en typ av toxin som utsöndras av stafylokockbakterier i huden. Toxinet bryter ned desmosomer (proteinkopplingar mellan celler) i epitelceller, vilket gör att cellerna i huden inte kan hÄlla samman och personen tappar hud. TillstÄndet brukar börja vid mun eller nÀsa och sprida sig över kroppen med stora, vÀtskefyllda blÄsor till följd. Efter ett par dagar kan huden se skÄllad ut dÄ det yttre hudlagret lossnar. Skadorna pÄ huden kan ge sekundÀra bakterieinfektioner.
Superantigener Àr en familj av icke-glykosylerade exoproteiner med lÄg molekylvikt. De utsöndras av humana patogena S.aureus och grupp A streptokocker. Superantigener Àr motstÄndskraftiga mot vÀrme - de flesta förblir biologiskt aktiva trots att de kokar i 1 timme. De har Àven stor resistens mot proteolys, syror och uttorkning. Superantigenernas miljöstabilitet och biologiska toxicitet gör att vissa kategoriseras som medel för bioterrorism.[6]
Superantigener interagerar med immunsystemet pÄ ett icke-konventionellt sÀtt och kan utlösa sjukdomar som toxisk chock, autoimmunitet och matförgiftning. Att förstÄ de biologiska och immunologiska effekterna av superantigener har bidragit till kartlÀggning av patogeneser av ett antal sjukdomar kopplade till mikrobiella infektioner och pÄ sÄ sÀtt öppnat upp för effektiva behandlingsstrategier. Genom att studera samverkan mellan superantigener och celler i immunsystemet har olika aspekter av immunreglering och signaltransduktion via T-cellreceptorn (TCR) och MHC-klass II-molekyler belysts. Vissa egenskaper hos superantigener har Àven kunnat anvÀndas inom cancerterapi. Studier av superantigener har bidragit till vÄr kunskap om immunförsvaret och vÄr förstÄelse av patogenesen hos mÄnga mÀnskliga sjukdomar.[7]
Ytterligare ett toxin orsakar toxiskt chocksyndrom. DÄ har stafylokocker kommit ut i blodet och deras toxin orsakar krÀkningar, feber, röda utslag, lÄgt blodtryck och att hud lossnar. Till följd av det lÄga blodtrycket kan tillstÄndet vara dödligt.
Enterotoxiner orsakar matförgiftning med illamÄende, kraftiga krÀkningar, diarré och magkramper.[8]
Utsöndrar en typ av enterotoxiner. Symtomen Àr kramper, illamÄende, krÀkningar och kraftiga diarréer. Sjukdomen Àr vanligt förekommande i en del utvecklingslÀnder. Den orsakar pediatrisk diarré som i vissa lÀnder utgör upp till en tredjedel av de totala fallen av livshotande sjukdomar för barn.[9]
S. enterica och dess underklasser producerar olika typer av exotoxin. Bland annat cytolethal distending toxin (CDT).[10] S. enterica kan bland annat orsaka feber, huvudvÀrk, magkramper, krÀkningar och diarré nÀr du utsÀtts för stora doser. Mindre doser ger mÄnga gÄnger inga symtom hos mÀnniskor med friska immunförsvar.[11]
Ăr en anaerob, grampositiv bakterie som utsöndrar botulinumtoxin (en typ av neurotoxin). Forskare tror att botulinumtoxin kan vara ett av vĂ€rldens dödligaste toxiner dĂ„ ett kilo kan vara tillrĂ€ckligt för att döda alla mĂ€nniskor pĂ„ jorden. Botulinumtoxiner tar sig uttryck inom tre olika omrĂ„den; i mat, inom pediatriken och i sĂ„r. Samtliga Ă€r ovanliga.
Vad gÀller mat kan det förekomma i hemmagjorda konserver och i konserverad fisk. Symtom Àr först yrsel, suddig syn, förstoppning, magsmÀrtor och muntorrhet. DÀrefter följer en förlamning som kan pÄverka diafragman. I de fall med dödlig utgÄng kvÀvs personen dÄ muskler som sköter respirationen pÄverkas.
Inom pediatriken kan C. botulinum infektera nyföddas mag-tarmkanal eftersom de saknar fördelaktiga bakterier i tarmen. Symtomen Àr diffusa som förstoppning, grÄt och utebliven viktuppgÄng. Allvarliga symtom som förlamning och död Àr dock mycket sÀllsynta.
Vid sÄrbotulism överensstÀmmer symtomen pÄ mÄnga sÀtt med matburen botulism förutom att mag-tarmkanalen inte Àr pÄverkad.[12]
Svamp
[redigera | redigera wikitext]Candida
[redigera | redigera wikitext]Candida Àr den svamp som orsakar flest svampinfektioner hos kvinnor.[13] Candida albicans som normalt ingÄr i det mÀnskliga mikrobiomet kan övergÄ och utlösa infektioner i slemhinnor dÀr peptidtoxinet Candidalysin utsöndras. Detta kan snabbt skada celler, membran och aktivera eller modifiera immunförsvaret. Candidalysin Àr det första peptidtoxinet som isolerats frÄn en mÀnsklig svamppatogen.[14] Svampen kan smitta mellan individer och kan dÄ infektera nÀstan alla vÀvnader i de olika kroppssystemen och resultera i ett brett utbud av symtom. För kvinnor Àr det vanligt med Candidainfektion i vaginan som kan ses som vita plack och den infekterade vÀvnaden kliar och ger en brÀnnande kÀnsla.[15]
kan producera neurotoxiner som angriper vÄrt nervsystem. Vi kan utsÀttas för toxinet nÀr vi Àter skaldjur som levt pÄ plankton bestÄende av dinoflagellater och pÄ sÄ sÀtt koncentrerat deras gift. Det finns pÄstÄenden att vissa typer av toxiner frÄn dinoflagellater Àr sÄ starka att endast hantering av infekterad fisk kan ge förvirring, huvudvÀrk, andningssvÄrigheter, muskelkramper, krÀkningar och minnesförlust.[16]
Exotoxiner inom lÀkemedel
[redigera | redigera wikitext]Exotoxiner har antigena egenskaper och har dÀrför anvÀnts vid framstÀllning av bland annat DPT-vaccinet mot kikhosta, stelkramp och difteri.[17] Detta kan göras frÄn odlade bakterier dÀr det renade exotoxinerna inaktiveras med t.ex. formaldehyd. [18]
Cancerbehandling
[redigera | redigera wikitext]Genom att en antikropp eller receptor binds in till exotoxinet kan det styras till specifika mÄlceller. Detta talar för en mer selektiv behandling Àn strÄlning och kemoterapi dÀr Àven normala celler avdödas och bidrar till en för patienten anstrÀngande behandling. En utmaning Àr immunsvaret mot toxinkomponenten i immunotoxinet vilket begrÀnsar antalet behandlingar som kan ges. [19][20]
Skillnader frÄn endotoxiner
[redigera | redigera wikitext]Till skillnad frÄn endotoxin, (Àven kallat lipid A), som frisÀtts frÄn en död eller döende gramnegativ bakterie sÄ frisÀtts exotoxin frÄn levande patogena mikroorganismer. Exotoxiner kan framkalla allvarligare sjukdom Àn endotoxiner men endotoxiner kan leda till ett stort svar frÄn immunförsvaret.[21]
KĂ€llor
[redigera | redigera wikitext]Noter
[redigera | redigera wikitext]- â Schaechter (2009) (pĂ„ engelska). Encyclopedia of microbiology (3rd ed.). New York: Elsevier
- â Bauman 2016, sid. 448-449.
- â Carlson, K; Linder C, FlĂ€rdh K, Bertilsson S, Lundgren M, SvĂ€rd S. (2017). Introduktion till mikrobiologi: med inriktning mot naturvetare och farmaceuter (3rd edition). Lund: Studentlitteratur. sid. 252-258
- â Balfanz. J, Rautenberg. P, Ullman. U (1996). âMolecular Mechanisms of Action of Bacterial Exotoxinsâ. Zentralblatt fĂŒr Bakteriologie 284 (2-3): sid. 170â206. doi:.
- â Schmidt, T. (2019). Encyclopedia of Microbiology (4th edition). New York: Elsevier. sid. 197-198
- â Spaulding, A. R.; Salgado-Pabon, W.; Kohler, P. L.; Horswill, A. R.; Leung, D. Y. M.; Schlievert, P. M. (2013). âStaphylococcal and Streptococcal Superantigen Exotoxinsâ. Clinical Microbiology Reviews 26 (3): sid. 422â447. doi:.
- â Kotb, M (1995). âBacterial pyrogenic exotoxins as superantigens.â. Clinical Microbiology Reviews 8 (3): sid. 411â426. doi:. https://archive.org/details/sim_clinical-microbiology-reviews_1995-07_8_3/page/411.
- â Bauman 2016, sid. 569-572.
- â Bauman 2016, sid. 617.
- â Miller, R.; Wiedmann, M. (2016). âDynamic DuoâThe Salmonella Cytolethal Distending Toxin Combines ADP-Ribosyltransferase and Nuclease Activities in a Novel Form of the Cytolethal Distending Toxinâ. Toxins 8 (5): sid. 121. doi:.
- â Bauman 2016, sid. 621.
- â Bauman 2016, sid. 586-587.
- â Bauman 2016, sid. 34.
- â Moyes, D.; Wilson, D.; Richardson, J.; Mogavero, S.; Tang, S.; Wernecke, J. (2016). âCandidalysin is a fungal peptide toxin critical for mucosal infectionâ. Nature 532 (7597): sid. 64â68. doi:.
- â Bauman 2016, sid. 680-681.
- â Bauman 2016, sid. 386.
- â Scott, L.; McCormack, P. (2013). âReduced-Antigen, Combined Diphtheria, Tetanus, and Acellular Pertussis Vaccine, Adsorbed (BoostrixÂź)â. BioDrugs 27 (1): sid. 75â81. doi:. https://doi.org/10.1007/s40259-012-0009-y. LĂ€st 17 maj 2021.
- â âOlika typer av vaccin | LĂ€kemedelsverket / Swedish Medical Products Agencyâ. www.lakemedelsverket.se. https://www.lakemedelsverket.se/sv/behandling-och-forskrivning/vaccin/utveckling-av-vaccin/olika-typer-av-vaccin#hmainbody1. LĂ€st 5 maj 2021.
- â Wolf, P; ElsĂ€sser-Beile, U (2009). âPseudomonas exotoxin A: From virulence factor to anti-cancer agentâ. International Journal of Medical Microbiology 299 (3): sid. 161â176. doi:. https://archive.org/details/international-journal-of-medical-microbiology_2009-03_299_3/page/161. LĂ€st 5 maj 2021.
- â Pastan, I; Hassan, R; FitzGerald, D; Kreitman, R (2007). âImmunotoxin Treatment of Cancer*â. Annual Review of Medicine 58 (1): sid. 221â237. doi:.
- â Bauman, R (2014). Microbiology with diseases by taxonomy (4th edition). Harlow: Pearson
KĂ€llor
[redigera | redigera wikitext]- Bauman, Robert W. (2016) (pÄ engelska). Microbiology with diseases by taxonomy (5th edition.). Boston: Pearson. Libris 22487983. ISBN 1292160764
