eksotoksin

Difteritoksin produceres af bakterien Corynebacterium diphteriae. Toksinet forårsager sygdommen difteri, som var en udbredt børnesygdom med en vis dødelighed, inden difterivaccination mod difteritoksin blev indført. Ved at behandle patienterne med immunserum mod difteritoksinet, kunne prognosen forbedres meget og dødeligheden nedbringes. Statens Serum Institut blev oprettet i 1902 for netop at producere immunserum mod difteritoksinet, som blev produceret ved at vaccinere heste. Den tyske forsker Adolf von Behring (1854-1917) fik i 1901 den første medicinske Nobelpris for sin opdagelse af immunserumbehandlingen af difteri i 1890.

B-komponenten af difteritoksinet binder sig til et protein på overfladen af værtens celler og hjælper A-komponenten ind i cellerne. Her virker A-komponenten som et enzym og gør en nødvendig faktor i proteinsyntesen (elongeringsfaktor Ef2) virkningsløs. Toksinet dræber således cellen ved at stoppe proteinsyntesen.

Difteritoksin-genet (tox-genet) findes ikke i bakteriens eget kromosom, så det er ikke alle difteribakterier, der kan fremkalde sygdommen difteri. Difteritoksin-genet kan overføres til difteribakterien af en bakterievirus ( bakteriofag ), der indsætter sig selv i bakteriens kromosom (profag). Først da kan bakterien producere toksinet og forårsage difteri.

Kighostetoksin (pertussistoksin) produceres af kighostebakterien Bordetella pertussis. Toksinet forårsager sygdommen kighoste, som før indførelsen af kighostevaccinationen var en udbredt børnesygdom. Sygdommen kan også ramme voksne, men med mildere symptomer.

B-komponenten af toksinet binder sig til et protein på overfladen af værtens slimhindeceller i luftvejene og hjælper A-komponenten ind i cellerne. Her virker A-komponenten som et enzym, der ændrer cellefunktionen, så cellen bliver mere følsom over for bl.a. histamin. Det fører til en lokal overfølsomhedslignende betændelse og krampelignende hosteanfald.

Botulismetoksin og stivkrampetoksin er begge AB-toksiner, der produceres af anaerobe, sporedannende bakterier, henholdsvis Clostridium botulinum og Clostridium tetani. Begge toksiner virker på nervesystemet og forårsager botulisme (C. botulinum, slappe lammelser) eller stivkrampe (C. tetani, spastiske lammelser) ved at hæmme frigørelsen af neurotransmittere, hvilket påvirker muskelkontrollen. Immunserum mod toksinerne neutraliserer dem og bruges derfor forebyggende og til behandling.

Sygdommen viser sig forskelligt. Mens botulismetoksinet forårsager slappe lammelser, giver stivkrampetoksinet spastiske lammelser, dvs. kraftige og stærkt ubehagelige kramper, der udløses af fysiske påvirkninger som lyd, lys og berøring af patienten.

Botulismetoksinet er det mest potente toksin man kender. Et nanogram (10^-9 g) er nok til at dræbe et marsvin.

Clostridium botulinum findes som sporer i lille mængde i mange fødevarer. Bakterien er anaerob, og hvis fødevarerne opbevares under forhold, hvor ilt ikke er tilgængelig, vil den vokse op og producerer toksinet. Spiser man den slags mad, indtager man toksinet, der optages fra tarmen og binder sig til synapserne i nerverne, så musklerne lammes. For at forhindre vækst af botulismebakterierne opvarmer fødevareindustrien derfor fødevarerne og tilsætter forskellige substanser. Tilberedes mad i vakuumposer (sous vide- teknik), skal posen med maden bagefter i køleskabet, så evt. botulisme sporer ikke vokser frem, da der er anaerobt i vakuumposen.

Spædbarnsbotulisme er en frygtet sygdom, som kan opstå, hvis spædbørns sutter smøres med honning, som kan indeholde sporer fra botulismebakterien. De kan formere sig i barnets tarm, hvor de producerer toksinet, som absorberes og fremkalder botulisme. Derfor må spædbørn ikke spise honning, hvilket også står på honningkrukkerne. Honning er uskadeligt for ældre børn og voksne.

Clostridium tetani kan komme ind i kroppen via forurenede sår, hvor forholdene bliver anaerobe, ofte pga. tilstedeværelsen af andre bakterier, der forbruger ilten i vævet. Her vokser C. tetani og producerer toksin, der breder sig i nervesystemet og blokerer hæmningen af musklernes nerver, hvilket forårsager spastiske kramper.

Koleratoksin er et enterotoksin, som produceres af den gramnegative bakterie Vibrio cholerae. Det hører også til AB-toksinerne. Koleratoksin giver sygdommen kolera, der kendetegnes ved et voldsomt væsketab fra tyndtarmen med kraftig diarré, der giver livstruende dehydrering og tab af elektrolytter. Et beslægtet toksin findes i nogle stammer af bakterien Escherichia coli (enterotoxigene E. coli (ETEC)) og er en af de hyppigste årsager til ETEC-diarré (turistdiarré). Vaccinen Dukoral®, der anvendes mod kolera, virker derfor også mod ETEC-diarré.

Vibrio cholerae lever almindeligvis i havet, men kan komme ind i fordøjelsessystemet hos mennesker via forurenet drikkevand eller mad. Bakterien slår sig ned i tyndtarmen og udskiller koleratoksin. B-komponenten af toksinet binder sig til et molekyle i cellemembranen i tyndtarmens epitelceller. Her hjælper den A-komponenten ind i cellen. A-komponenten stimulerer dannelse af cyklisk AMP fra ATP, hvilket påvirker ion-balancen, så store mængder vand og elektrolytter lækker ud i tarmen.

I lighed med difteritoksinet er koleratoksinet ikke kodet af et gen i bakteriens kromosom, men af et gen (ctx) på en profag, som er integreret i bakteriens kromosom. Vibrio cholerae, som mangler denne profag, forårsager derfor ikke sygdom.

Et andet eksempel på et AB-toksiner er et toksin, der produceres af en stamme af Escherichia coli, O157-H7. Den blev tidligere kaldt hamburgerbakterien, da den først blev isoleret fra patienter, der havde spist hamburgere, som ikke var opvarmet tilstrækkeligt.