Τοξίνες

Μια τοξίνη, είναι μια δηλητηριώδης ουσία που παράγεται μέσα σε έμβια κύτταρα ή οργανισμούς, που δημιουργούνται συνήθως με τεχνητές διαδικασίες.

Τα δηλητήρια είναι τοξίνες που εγχύονται (π.χ. από ένα δάγκωμα αράχνης, τσίμπημα μέλισσας κ.ά.) ή εισπνέονται ή πέπτονται σε επαρκείς ποσότητες, για να προκαλέσουν πρόβλημα στον οργανισμό.

Ο όρος «τοξίνη» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον οργανικό χημικό Ludwig Brieger (1849-1919) (Brade et al., 1999). Οι τοξίνες μπορούν να είναι μικρά μόρια, πεπτίδια ή πρωτεΐνες, που προκαλούν ασθένειες σε επαφή ή απορρόφηση από σωματικούς ιστούς που αλληλεπιδρούν με βιολογικά μακρομόρια, όπως ένζυμα ή κυτταρικοί υποδοχείς.

Ως προς την τοξικότητά τους, οι τοξίνες ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό η οποία κυμαίνεται από μικρές (όπως το τσίμπημα μελισσών) μέχρι θανάσιμες (όπως η τοξίνη αλλαντίασης).

Οι τοξίνες συχνά διακρίνονται από τους άλλους χημικούς παράγοντες μέσω της μεθόδου παραγωγής τους. Αυτό απλά σημαίνει, ότι είναι ένα βιολογικά παραγόμενο δηλητήριο.

Σύμφωνα με τον Κώδικα των Ηνωμένων Πολιτειών ο όρος «τοξίνη» σημαίνει “το τοξικό υλικό ή το προϊόν φυτών, ζώων, μικροοργανισμών (συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, ιών, μυκήτων, ρικέτσιων ή πρωτόζωων) ή μολυσματικών ουσιών ή ένα ανασυνδυασμένο ή συνθετικό μόριο, ανεξαρτήτως προέλευσης και μεθόδου παραγωγής”. Μια άλλη ορολογία των τοξινών τις συνδέει με τη θέση του σώματος, όπου αυτές έχουν πιο έντονο αποτέλεσμα. Έτσι, η αιμοτοξίνη, προκαλεί καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων (αιμόλυση). Η φωτοτοξίνη προκαλεί επικίνδυνη φωτοευαισθησία.

Οι τοξίνες επίσης μπορούν να ταξινομηθούν στις εξωτοξίνες, που εκκρίνονται από έναν οργανισμό ή ενδοτοξίνες, που απελευθερώνονται κυρίως με τη λύση των βακτηριδίων (δηλαδή το κύτταρο λύει και απελευθερώνει την τοξίνη στο περιβάλλον).

Μια εξωτοξίνη είναι μια τοξίνη που εκκρίνεται από τα βακτήρια και προκαλεί βλάβη στον ξενιστή καταστρέφοντας τα κύτταρα ή διαταράσσοντας τον φυσιολογικό κυτταρικό μεταβολισμό (Rayan and Ray, 2004). Είναι πολύ επικίνδυνη και προκαλεί σημαντική ζημιά στον ξενιστή. Τα αρνητικά κατά Gram παθογόνα βακτήρια παράγουν κυστίδια στον έξω χώρο των κυτταρικών μεμβρανών, που περιέχουν ενδοτοξίνη λιποπολυσακχαρίτη. Ως αποτέλεσμα, αυτά συνεισφέρουν στις διεργασίες ευκαρυωτών με την κυκλοφορία κυψελίδων μεμβράνης, η οποία είναι αρκετά δραστική στη διασύνδεση ξενιστήπαθογόνου.

Ορισμένες γνωστές εξωτοξίνες είναι: η τοξίνη αλλαντίασης που παράγεται από Clostridium botulinum, η τοξίνη που παράγεται κατά της διφθερίτιδας από το Corynebacterium diphtheriae και η τετανοσπασμίνη που παράγεται από το Clostridium tetani.

Οι τοξικές ιδιότητες των περισσότερων εξωτοξινών αδρανοποιούνται με θερμότητα ή χημική επεξεργασία προς παραγωγή ενός τοξοειδούς (μια χημικώς εξουδετερωμένη τοξίνη από τα βακτήρια που δεν μπορεί να δώσει ασθένεια).

Οι ενδοτοξίνες είναι γνωστές ως λιποπολυσακχαρίτες (LPS) και είναι μεγάλα μόρια τα οποία αποτελούνται από ένα λιπίδιο και έναν πολυσακχαρίτη που συντίθεται από Οαντιγόνο, εξωτερικό πυρήνα και εσωτερικό πυρήνα συνδεδεμένα με ομοιοπολικό δεσμό. Οι ενδοτοξίνες βρίσκονται στην εξωτερική μεμβράνη των Gram-αρνητικών βακτηρίων.

Ο όρος “βιοτοξίνη” χρησιμοποιείται μερικές φορές για να επιβεβαιώσει με σαφήνεια τη βιολογική προέλευση αυτών των τοξινών. Οι βιοτοξίνες μπορούν να ταξινομηθούν σε μυκητιακές, μικροβιακές, φυτικές ή ζωικές βιοτοξίνες.

Οι τοξίνες που παράγονται από τους μικροοργανισμούς είναι σημαντικοί παράγοντες λοιμογόνου δράσης (μολυσματοκότητας) που ευθύνονται για τη μικροβιακή παθογένεια ή και για την αποφυγή της ανοσοαπόκρισης του ξενιστή (Proft, 2009).

Οι βιοτοξίνες στη φύση έχουν τη λειτουργία της θήρευσης , όπως η αράχνη, το φίδι, ο σκορπιός, η μέδουσα, η σφήκα και τη λειτουργία της άμυνας όπως η μέλισσα, το μυρμήγκι, ο τερμίτης, η σφήκα και το δηλητήριο-βέλος του βατράχου.

Μερικοί από τους πιο γνωστούς τύπους βιοτοξινών περιλαμβάνουν:

1. Κυανοτοξίνες, που παράγονται από κυανοβακτήρια.

2. Δινοτοξίνες, παραγόμενες από δινοφλαγγέλτες.

3. Νεκροτοξίνες που προκαλούν νέκρωση στα κύτταρα και καταστρέφουν όλους τους τύπους ιστών. Οι νεκροτοξίνες εξαπλώνονται μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.