Wat is een exotoxine?

Een exotoxine is een gif dat wordt uitgescheiden door een organisme zoals een schimmel, bacterie, alg of protozoa. Exotoxinen zijn berucht virulent. Een zeer kleine hoeveelheid kan fataal zijn voor een gastheerorganisme en hoewel het immuunsysteem het toxine vaak kan identificeren en aanvallen, verspreidt het toxine zich zo snel dat de gastheer geen gelegenheid heeft om zich te verdedigen. Sommige regeringen hebben van oudsher geprobeerd micro-organismen te benutten die gifstoffen produceren in oorlogvoering, en de ontwikkeling van bewapende micro-organismen leidde tot de oprichting van een verdrag dat biologische oorlogvoering verbiedt uit angst dat dergelijke organismen uit de hand zouden kunnen lopen.

Sommige organismen scheiden exotoxinen gestaag uit, terwijl anderen ze produceren als dat nodig is, en in sommige gevallen komen ze alleen vrij tijdens lysis, wanneer een cel uiteenvalt terwijl een organisme sterft. Het zijn meestal eiwitten die een interactie aangaan met eiwitten en enzymen die in het lichaam van de gastheer worden gevonden. Een exotoxine kan worden geclassificeerd door de soorten weefsels waarop het zich richt, zoals neurotoxinen die zich richten op neuronen en enterotoxinen die zijn ontworpen om het spijsverteringskanaal aan te vallen.

Met behulp van een exotoxine kan een micro-organisme afgelegen gebieden aanvallen in plaats van in direct contact met het beoogde weefsel te moeten staan. De exotoxine kan de bloedbaan binnendringen en reizen, met behulp van de eigen bloedsomloop van het lichaam als een leveringsmethode. Sommige zijn ontworpen om te helpen bij bacteriële invasie, zoals bij exotoxinen die weefsels afbreken zodat organismen dieper kunnen doordringen, terwijl andere geen bekende functie hebben.

Personen met infectieziekten geassocieerd met exotoxinen lopen een ernstig risico. Deze toxines kunnen leiden tot wijdverbreide weefselsterfte, bekend als necrose, waarbij in sommige gevallen amputatie nodig is om de verspreiding van de weefselnecrose te stoppen en het leven van de patiënt te redden. Als exotoxinen zich richten op kwetsbare organen zoals de hersenen, kan permanente schade worden aangericht. Zelfs als de infectie van de patiënt kan worden behandeld, kunnen aanhoudende complicaties optreden als gevolg van de schade veroorzaakt door de exotoxine.

Medicijnen zijn beschikbaar voor de behandeling van mensen met ernstige schimmel-, bacteriële, virale en protozoaire infecties. Deze medicijnen zijn ontworpen om de micro-organismen te doden of te voorkomen dat ze zich reproduceren. Indien beschikbaar, kunnen antitoxinen worden toegediend om de effecten van exotoxinen te compenseren en de overlevingskans van de patiënt te vergroten. Deze verbindingen worden op natuurlijke wijze geproduceerd door een aantal organismen die aan een patiënt met een bekende infectie kunnen worden gegeven om de toxines die met die infectie zijn geassocieerd tegen te gaan. Niet alle exotoxinen hebben echter een overeenkomstige antitoxine.