Endotoxin
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LoslegenSynonym: Lipid A
Definition
Als Endotoxin bezeichnet man Bestandteile der Lipopolysaccharide der äußeren Zellmembran gramnegativer Bakterien. Sie werden von lebenden gramnegativen Bakterien durch Abspaltung von Vesikeln (OMVs), beziehungsweise beim Absterben von gramnegativen Bakterien freigesetzt.
Das zugehörige Adjektiv lautet endotoxisch.
Nomenklatur
Der Begriff "Endotoxin" ist insoweit irreführend, als dass es sich nicht um innere Bestandteile der Bakterien handelt, wie bei ihrer Entdeckung irrtümlich angenommen wurde.
Hintergrund
Endotoxin spielt durch Induktion einer Entzündung für das Krankheitsgeschehen bei Infektionskrankheiten eine wichtige verstärkende Rolle und gilt daher als wichtiger Virulenzfaktor. Endotoxine sind im Gegensatz zu Exotoxinen ein fester Bestandteil der Bakterienzelle selbst.
Pathophysiologische Interaktionen
Der eigentlich toxisch wirksame Bestandteil des Endotoxins ist das Lipid A. Es reagiert mit Rezeptoren auf Zellen des Immunsystems, hauptächlich Makrophagen.
Lipid A bindet dabei zunächst an das membranständige CD 14. Durch einen bisher ungeklärten Mechanismus der intrazellulären Signaltransduktion produzieren und sezernieren die betroffenen Zellen daraufhin Entzündungsmediatoren (IL-1, IL-6, IL-12, TNF-α).
Im Rahmen der Reaktion auf die Bindung des Lipid A werden von den Makrophagen auch CD 14 in die Umgebung freigesetzt. Diese können dann auch Zellen, die im Grunde nicht auf das Lipid A reagieren, beeinflussen. Beispielsweise exprimieren Zellen des Endothels nach Bindung von CD 14 vermehrt Selektine und Integrine, die wiederum eine vermehrte Adhäsion von Leukozyten und Thrombozyten an den Gefäßwänden bewirken.
Die vermehrte Adhäsion von Thrombozyten an die Gefäßwand führt zur Aktivierung der Blutgerinnung und Freisetzung von Kininen (z.B. Bradykinin) mit der Folge der Entstehung von Thromben, die im Zuge ihres Abbaus die Fibrinolyse anstoßen. Die Kininfreisetzung bewirkt zudem eine Vasodilatation.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass durch die Wirkungen des Endotoxins Gleichgewicht zwischen Entzündungsgeschehen, Gerinnung und Lyse gestört ist. Mögliche Folgen sind:
- Entzündung
- durch die Einwirkung von Mediatoren
- durch Aktivierung des Komplementsystems
- Organversagen
- durch Störungen der Mikrozirkulation bei Thrombusbildung
- durch Schock infolge der Vasodilatation
- Verbrauchskoagulopathie
- durch Aktivierung von Blutgerinnung und Fibrinolyse