Endotossine

1. Endotossine Gli effetti patogenetici vengono studiati e analizzati nel Corso di Patologia Generale

2. Il termine ENDOTOSSINA fu introdotto da Pfeiffer (1858–1945) nel 1893 per distinguere le sostanze tossiche rilasciate per lisi dei batteri da quelle secrete [le esotossine]

3. The Italian pathologist Eugenio Centanni (1863–1948), who was conversant with microbes and with Pfeiffer’s work, summarized Pfeiffer’s work by stating: “Thus, we can conclude that the whole family of bacteria possess essentially the same toxin … upon which depends the typical picture of the general disturbances caused by bacterial infections”. Also, Centanni recognized the intimate relationship between the pyrogenic and toxic properties of the poison, which he found to be chemically inseparable. This caused him to name his material ‘pyrotoxina’.

4. Definizione • Prodotti tossici dei batteri, che fanno parte della loro struttura • Operativamente; centrifugando una brodocoltura, la tossicità si ritrova nel sedimento [con le cellule], non nel sopranatante • Tutti i Gram negativi possiedono l’endotossina classica, il lipopolisaccaride [LPS] della membrana esterna

5. Le endotossine sono componenti tossici della parete batterica. L’endotossina classica è il lipopolisaccaride inserito nella membrana esterna dei Gram negativi Le endotossine sono induttori non specifici dell’infiammazione; in particolare, stimolano varie cellule a produrre delle citochine, incluse IL-1 e TNF. Inoltre, le endotossine attivano il C’ per la via alternativa.

7. Schema dell’LPS Lüderitz e Westphal

8. Collocazione

9. Struttura del Lipide A Il lipide A consiste di un dimero di N-acetilglucosamina [NAG] fosforilato, con attaccati 6 o 7 acidi grassi saturi, in parte attaccati direttamente ai NAG, in parte esterificati a 3-idrossi acidi grassi La struttura del lipide A è molto conservata; in particolare, è praticamente identica in tutte le Enterobacteriaceae

11. Lipide A [S. typhimurium]

12. Rispetto alle esotossine, le endotossine: • Sono resistenti al riscaldamento • Hanno profili di azione tossica non differenziati [perché il Lipide A è sempre più o meno uguale] • Sono meno potenti • Sono prive di attività enzimatica • Sono sempre innocue per ingestione • Sono immunogene, ma non sono neutralizzate dagli anticorpi [anti-O]

13. Patogenicità • Le endotossine sono da considerare fattori di patogenicità, non fattori di virulenza • La maggioranza dei Gram-negativi possiede l’endotossina, ma non la virulenza; • Inoculandoli, si hanno gli effetti tossici, non l’infezione • La patogenicità endotossica è correlata con la virulenza • Maggior virulenza  maggior produzione di endotossina  maggiori effetti tossici

14. Effetti dose dipendenti • Piccolissime dosi [fisiologiche, per assorbimento di quelle della flora normale associata]  effetti benefici, di stimolo del sistema delle difese • Piccole dosi  febbre • L’endotossina è il vecchio ‘pirogeno esogeno’ • Grandi dosi  effetti gravi, fino allo shock endotossico

15. L’endotossina induce il rilascio di varie citochine, la cui variabile interazione media la grande varietà di effetti, in modo dose dipendente

18. Saggi di pirogenicità • Obbligatori per i prodotti iniettabili • Classicamente: inoculazione in conigli e registrazione della temperatura • Attualmente: Limulus amebocyte lysate test • LAL test • http://cancerweb.ncl.ac.uk/cgi-bin/omd?Limulus+polyphemus

19. Endotossine minori, diverse dal LPS • Diversi costituenti batterici hanno proprietà endotossiche simili • lipopeptidi • peptidoglicani incompleti • acidi lipoteicoici • (ds)RNA • frammenti di ADN non metilato

20. Patogenicità del peptidoglicano • Il peptidoglicano ha attività per molti versi simili a quelle dell’endotossina. • Alcuni peptidoglicani sono poco degradabili, e persistendo causano una danno tissutale cronico, oltre a quello acuto

21. http://www.scripps.edu/imm/beutler/pdfs/19051.pdf

22. ESOTOSSINE