エンドトキシンとエキソトキシンの大きな違いは、エンドトキシンが細菌の細胞壁内にあるリポ多糖であるのに対し、エキソトキシンは細菌細胞の外に分泌されるタンパク質であることだ。

病気の原因となる細菌が毒素を産生する過程。細菌が病気を引き起こすための主要なメカニズムの一つである。細菌の毒素には、エンドトキシンとエキソトキシンの2種類があります。エンドトキシンとエキソトキシンは、構造的にも化学的にも異なる。さらに、生体に与える影響も異なります。一般に、内毒素はリポ多糖類、外毒素はタンパク質である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. エンドトキシンとは 3. 外毒素とは 4. エンドトキシンと外毒素の類似点 5. 横並びの比較 - 表形式でのエンドトキシンと外毒素 6. まとめ

エンドトキシンは何ですか？

エンドトキシンは、大腸菌、サルモネラ菌、赤痢菌、シュードモナス菌、ナイセリア菌、インフルエンザ菌、ビブリオコレラ菌などのグラム陰性病原細菌に含まれるリポ多糖である。グラム陰性菌では、エンドトキシンは細胞壁の外膜に存在する。さらに、細菌がエンドトキシンを持つためには、本質的に病原性を持っている必要はないとされている。これらの毒素は、ある種の抗生物質の作用や、食作用や消化作用に反応して、成長したバクテリアから放出される。

図01：エンドトキシン

複合リポ多糖は、コア多糖鎖、O-ter**多糖側鎖、脂質画分を有する。このリポ多糖のうち、脂質画分（リピドA）は毒性があり、多糖画分は免疫原性がある。しかし、タンパク質ではないため、酵素の機能は持っていない。

さらに、エンドトキシンは基質に対する作用が弱く、特異性も低い**。ただし、熱に弱い。細菌の外膜は高分子や疎水性分子を透過せず、外部環境から保護されている。そのため、エンドトキシンはこの保護機能の一部である。ホストとの接着効果がある。また、エンドトキシンは好ましくない抗原である。

エキソトキシンは何ですか？

エキソトキシンは、酵素として働くことができる可溶性のタンパク質である。酵素として、多くの生化学反応を触媒することができ、繰り返し使用することができる。生産には少量のエキソトキシンで十分である。指数関数的な成長や細胞溶解の際に、周囲の細胞に分泌される。従って、外毒素は細胞外成分であると考えられる。グラム陰性菌とグラム陽性菌はともに外毒素を産生する。

外毒素は内毒素よりも毒性が強い。また、特定の菌種に特異的である。特定の毒素しか作らない。例えば、Clostridium tetaniは破傷風毒素を産生する。時には、外毒素が非常に遠い領域で作用し、そこで増殖や溶解から生成される。外毒素は、宿主細胞の一部を破壊したり、その機能を阻害したりする。

図02：外来毒素に対する免疫反応

外毒素には、腸管毒素、神経毒素、細胞毒素の3種類がある。その名前は活動場所を示しています。腸管毒素は消化管の粘膜に作用し、神経毒は神経細胞の機能に作用し、細胞毒は宿主細胞の機能を低下させる。コレラ、ジフテリア、破傷風は、外毒素によって引き起こされる病気です。実際、外毒素は高い抗原性を持っている。そのため、**免疫系ができる。免疫系を**することで、毒素を中和する抗毒素を産生するのです。

エンドトキシンとエキソトキシンの共通点

• エンドトキシンとエキソトキシンは、どちらも細菌の毒素である。
• 病気の原因になることもある。

エンドトキシンとエキソトキシンの違い

内毒素はリポ多糖であり、外毒素は病原性細菌が産生する可溶性タンパク質である。したがって、これがエンドトキシンとエキソトキシンの重要な違いであると考えることができる。一般に、グラム陰性菌とグラム陽性菌は共に外毒素を産生し、グラム陰性菌のみが内毒素を産生する。したがって、これがエンドトキシンとエキソトキシンの違いである。また、エンドトキシンとエキソトキシンのもう一つの違いは、酵素としての働きである。エンドトキシンは酵素として働くことができないが、エキソトキシンは酵素として働くことができるのである。

また、エンドトキシンとエキソトキシンの主な構造の違いは、エンドトキシンが細胞壁の外膜の一部であるのに対し、エキソトキシンは細胞外の成分であることである。さらに、エンドトキシンはエキソトキシンに比べて毒性が弱い。また、外毒素は特定の細菌株に特異的であるが、内毒素はそうではない。したがって、これはエンドトキシンとエキソトキシンの大きな違いである。また、外毒素は熱に弱いが、内毒素は熱に強い。また、エンドトキシンは弱い抗原であるが、エキソトキシンは強い抗原である。外毒素は、**免疫系を通じて、毒素を中和する抗毒素を産生するが、内毒素は抗毒素を産生しない。これが、エンドトキシンとエキソトキシンの違いなんですね。

以下のインフォグラフィックは、エンドトキシンとエキソトキシンの違いについてまとめたものです。

概要 - エンドトキシン vs. エキソトキシン

細菌が作り出す毒素には、内毒素と外毒素の2種類がある。エンドトキシンとエキソトキシンの大きな違いは、エンドトキシンがリポ多糖であるのに対し、エキソトキシンはタンパク質であることである。また、エンドトキシンは熱に安定ですが、エキソトキシンは熱に弱いです。また、外毒素は酵素として作用するが、内毒素は酵素として作用しない。さらに重要なことは、エンドトキシンはエキソトキシンに比べて毒性が弱く、抗原性も低いということである。グラム陰性菌は内毒素を出し、グラム陰性菌と陽性菌は外毒素を出す。エンドトキシンとエキソトキシンの違いについてまとめました。

引用

1 "Endotoxin", Neuroimaging, Academic Press, available here."Exotoxin", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 December 2018, available here.2 "Exotoxin", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 December 2018.