エンドトキシン、エンテロトキシン、エキソトキシンの主な違いは、エンドトキシンはグラム陰性菌の外膜に存在するリポ多糖であることだ。
しかし、エキソトキシンは主にグラム陽性菌が分泌するタンパク質です。
一方、腸管毒素は、腸に作用する外毒素の一種である。
さらに、エンドトキシンとエンテロトキシンは熱に強いが、エキソトキシンは60℃で急速に破壊される。
さらに、エンドトキシンは弱毒性で一般的な症状を出すが、エンテロトキシンは下痢や食中毒を起こす。
しかし、外来毒素は毒性が強く、しばしば死に至る。
つまり、エンドトキシン、エンテロトキシン、エキソトキシンは、病原性細菌が産生する3種類の毒素なのです。
そして、これらの毒素は、組織に接触したり吸収されたりすると、構造的な損傷や病気を引き起こす可能性のある小さな生体分子であったり、大きな生体分子であったりする。
主な対象分野
- エンドトキシンとは
– 定義、特徴、効果 - 外毒素とは
– 定義、特徴、影響 - 腸内毒素とは
– 定義、特徴、効果 - エンドトキシン・エンテロトキシンの類似点とは？
– 共通点の概要 - エンドトキシン・エンテロトキシンとエクソトキシンの違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
エンドトキシンとは
エンドトキシンとは、リポポリサッカライド（LPS）のことで、脂質と多糖類からなる大きな分子の一種である。
主に、グラム陰性菌の外膜に存在する。
また、リポオリゴ糖（LOS）は、LPSの低分子型の一種である。
その上、細菌細胞膜上では、エンドトキシンは構造的完全性に大きく貢献し、化学的攻撃から膜を保護する。
さらに、エンドトキシンは細胞膜の負電荷を増加させ、膜構造を安定化させる。
図1: グラム陰性菌の細胞膜上のエンドトキシン
さらに、エンドトキシンは、O-抗原/O-多糖、コアオリゴ糖、リピドAの3つの部分からなる。
このうち、O-抗原は糖鎖ポリマーの繰り返しで、コアオリゴ糖に付着してエンドトキシンの細胞外ドメインを形成する。
一方、コアドメインはオリゴ糖または非糖質成分からなり、脂質Aに直接結合する。
そして、脂質Aは通常、リン酸化グルコサミン2糖に複数の脂肪酸が装飾されたものです。
基本的には、リピドAの疎水性脂肪酸鎖を介して、エンドトキシンを細菌膜に付着させる。
Exotoxinとは？
グラム陽性菌と一部のグラム陰性菌の分泌タンパク質の一種である。
細胞の正常な代謝を阻害したり、細胞を直接破壊したりして、宿主細胞に障害を与える。
そのため、毒性が強く、免疫原性が高い。
また、その症状は致死的です。
外毒素の例としては、Clostridium botulinumが産生するボツリヌス毒素、Corynebacterium diphtheriae*が産生するジフテリア毒素、Clostridium tetaniが産生するテタノスパスミンがあります。
そして、この3つの毒素はすべて神経毒です。
さらに、外毒素は熱に弱いので、熱で破壊することができる。
また、化学処理によってトキソイドを生成することも破壊方法の一つです。
この場合、トキソイドは毒素が化学的に修飾されたものであり、毒性はなくなるが、抗原性は残っている。
したがって、能動免疫におけるワクチンとして重要です。
また、外毒素は抗体に対して感受性があり、生体の免疫系は外毒素に対して免疫反応を起こすことができる。
そこで、受動免疫では、抗毒素や抗体を持つ抗血清を注射することができる。
エンテロトキシンとは
腸管毒素も外毒素の一種である。
特に腸を標的としている。
また、エンテロトキシンは染色体上またはプラスミドにコードされていることがあります。
また、熱に強く、黄色ブドウ球菌、セレウス菌、コレラ菌などの菌体の外側に分泌される。
さらに、低分子で水溶性です。
重要なことは、エンテロトキシンは細胞毒性があり、頂膜の透過性を変化させることによって、腸壁の上皮細胞を死滅させるということである。
それにより、これらの毒素はほとんどが孔形成性毒素（ほとんどが塩化物孔）であり、集合して細胞膜に孔を形成し、細胞死を引き起こす。
さらに、この孔の形成により、塩化物透過性が高まり、塩化物イオンが腸管内腔に漏れ出す。
その結果、ナトリウムイオンや水分の内腔への移動が増加し、エンテロトキシンを摂取すると数時間で分泌性の下痢を引き起こす。
例えば、ブドウ球菌による食中毒やセレウス菌による下痢症は、このエンテロトキシンによって引き起こされる代表的な疾患です。
このほか、腹痛、下痢、嘔吐、食欲不振、発熱、吐き気などが食中毒の症状で、これらの症状は治療しないと命にかかわることもあります。
エンドトキシン エンテロトキシン エクソトキシンの類似性
- エンドトキシン、エンテロトキシン、エキソトキシンは、病原性細菌が産生する3種類の毒素です。
- 宿主細胞にダメージを与えることで、細菌の病原性を補助する病原因子です。
エンドトキシン エンテロトキシン エキソトキシンの違い
定義
内毒素とは、細菌細胞の内部に存在し、それが崩壊する際に放出される毒素のことである。
一方、食中毒やコレラなど腸で作られる毒素や腸に作用する毒素をエンテロトキシンといい、生きた細菌細胞が周囲に放出する毒素をエキソトキシンという。
生体分子の種類
内毒素はリポ多糖、腸内毒素は外毒素の一種であり、外毒素はタンパク質である。
分子量
エンドトキシンの分子量は50～1000kDa程度、エンテロトキシンの分子量は25～30kDa程度、エキソトキシンの分子量は10kDa程度です。
構造
内毒素は、O-抗原・多糖、コアオリゴ糖、脂質Aの3つの部分からなり、腸管毒素と外毒素は、触媒活性を持つAサブユニットと適切な細胞受容体と結合するためのBサブユニットの2つの部分から構成されています。
プロデュース
エンドトキシンはグラム陰性菌の外膜に発生するが、主にグラム陽性菌がエンテロトキシンやエキソトキシンを産生する。
発生状況
内毒素は細胞外膜に不可欠な成分であるが、腸内毒素や外毒素は周囲に分泌されるタンパク質の一種である。
熱安定性
エンドトキシンおよびエンテロトキシンは熱に安定であるが、エキソトキシンは60℃で急速に破壊される。
免疫原性
エンドトキシンの免疫原性は弱いが、エンテロトキシンやエキソトキシンは高い抗原性を持つ。
毒性
内毒素は中程度の毒性であるが、腸内毒素は重篤で致死性の可能性があり、外毒素は致死性の可能性がある。
症状
内毒素は発熱性です。
腸内毒素は下痢や食中毒の原因となる。
一方、外毒素は生命を脅かす症状を引き起こす。
特異性
エンドトキシンは特異的な受容体を持たないが、エンテロトキシンやエキソトキシンは特異的な受容体を持つ。
トキソイドの生産
エンドトキシンはトキソイドを生成できないが、エンテロトキシンとエキソトキシンはトキソイドを生成することが可能である。
例
ナイセリア属、ヘモフィルス属はエンドトキシンを産生する。
黄色ブドウ球菌、セレウス菌、コレラ菌はエンテロトキシンを産生する。
一方、Clostridium botulinum 、Corynebacterium diphtheriae 、Clostridium tetaniは、外毒素を産生する。
疾患名
エンドトキシンは、敗血症性ショック、多発性硬化症などの原因となる。
腸内毒素は食中毒や下痢を引き起こす。
一方、外毒素は破傷風、ジフテリア、ボツリヌス中毒などの原因となる。
結論
エンドトキシンはリポ多糖の一種で、病原細菌の外膜に存在する。
熱に安定であるが、免疫原性が弱く、毒性も中程度です。
また、発熱性です。
一方、エンテロトキシンは腸内で有効な外毒素の一種で、食中毒や下痢などの原因となる。
また、熱に弱い。
外毒素は、病原細菌が周囲に分泌するタンパク質で、抗原性が高い。
そして、抗原性が高く、毒性も強い。
そのため、破傷風やジフテリア、ボツリヌス中毒など、命にかかわる症状を引き起こすことがあります。
そのため、エンドトキシン、エンテロトキシン、エキソトキシンの主な違いは、その発生状況、免疫原性、毒性です。
