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Lexikon der Biologie: Bakterientoxine

Bakterientoxine, Bakteriotoxine, Bakteriengifte, bakterielle Giftstoffe (Gifte, Toxine), die den Wirtsorganismus schädigen und eine wichtige Rolle bei Erkrankungen spielen können (Intoxikation). Sie haben normalerweise eine große relative Molekülmasse, so daß sie als Antigene wirken, und schädigen bereits in sehr geringer Konzentration. Zum Teil gehören sie zu den wirksamsten Giften, die bereits im Mikrogrammbereich zum Tod führen können (Botulinustoxin, Tetanustoxin). Bakterientoxine sind vor allem lösliche Proteine (Exotoxine, Ektotoxine), einige mit enzymatischer Aktivität, oder feste Bestandteile der Zellwand gramnegativer Bakterien (Lipoid A des Lipopolysaccharids), die erst beim Absterben oder teilweise bei der Zellteilung abgegeben werden (Bakterienzellwand, Endotoxine, Lipoproteine). Die Einteilung in Exo- und Endotoxine ist vereinfacht; der Versuch einer Unterteilung in vier Gruppen ( vgl. Tab. ) wird aber nicht allgemein anerkannt. Exotoxine werden noch nach den Zelltypen eingeteilt, auf die sie wirken: Cytotoxine greifen verschiedene Wirtszellen an, Neurotoxine wirken auf Neuronen, und Enterotoxine sind im Darmtrakt wirksam. Eine weitere Einteilung bezieht sich auf Struktur und Wirkmechanismus. AB-Toxine besitzen 2 Komponenten; A steht für die Wirkungs- und B für die Bindungskomponente (z. B. Cholera-, Diphtherie-, Tetanustoxin). Membrantoxine sind an der Cytoplasmamembran wirksam (z. B. Alpha-Toxin von Clostridium perfringens [Gasbrandbakterien]). Superantigen-Toxine haben vielfache Wirkungen (z. B. das von Staphylococcus-Stämmen ausgelöste Toxische Schock-Syndrom [septischer Schock]). Exotoxine sind im Gegensatz zu den Endotoxinen relativ instabil, temperaturempfindlich (60 °C) und binden meist an spezifischen Zellrezeptoren. Die Synthese wird oft von Plasmiden oder Phagen codiert, Endotoxine sind dagegen chromosomal codiert. Bakterientoxine werden im (am) Wirtsorganismus gebildet oder mit Nahrungs-(Futter-)mitteln aufgenommen, auf denen toxinausscheidende Bakterien gewachsen waren oder die mit befallenen Rohstoffen hergestellt wurden (Nahrungsmittelvergiftungen). Einige Bakterientoxine oder ihre entgifteten Derivate (Toxoide) können zur Herstellung von Impfstoffen (aktive Immunisierung) und Antitoxinen zur Bekämpfung von Krankheiten und zur Diagnostik verwendet werden. – Bereits E. Klebs (1872) nahm an, daß Staphylococcus-Arten giftige Substanzen (Sepsine) ausscheiden, und R. Koch (1884) folgerte, daß Cholera eine Toxikosis ist (Choleratoxin). Die ersten Beweise für den Zusammenhang zwischen Infektionskrankheit und Bakterientoxinen erbrachten F.A.J. Löffler (1884, Diphtherie, Diphtherietoxin), E.A. von Behring und S. Kitasato (1890, Tetanustoxine) und É.P.M. van Ermengem (1896, Botulismus). Fischgifte, Konservierung, Pathotoxine, Roux (P.P.É.), Yersin (A.J.E.).

G.S.

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