정의
세균의 독소(Bacterial Toxins)는 숙주 세포에 손상을 주거나 생리적 기능을 방해하여 질병을 유발하는 물질입니다. 세균 독소는 외독소(Exotoxin)과 내독소(Endotoxin) 2가지로 분류됩니다.
외독소 (Exotoxin)
외독소는 세균이 살아있는 동안 분비하는 단백질 독소로, 특정 조직이나 세포에 매우 강한 독성을 나타냅니다. 주로 그람양성균, 일부 그람음성균에서 생성됩니다.
| 특징: |
| – 단백질로 구성되어 열에 민감함 (60°C 이상에서 변성). |
| – 특정 조직 또는 세포를 표적으로 작용. |
| – 항독소(antitoxin)를 통해 중화 가능. |
| – 매우 강력한 독성을 가짐. |
외독소의 종류와 예시
1. 세포 독소 (Cytotoxins)
| 세포를 직접 파괴하거나 손상시킴. |
| 예: Corynebacterium diphtheriae (디프테리아 독소): 단백질 합성을 억제하여 세포 사멸 유도. |
2. 장독소 (Enterotoxins)
| 장 상피세포에 작용하여 설사나 구토를 유발. |
| 예: Vibrio cholerae (콜레라 독소): cAMP 농도를 증가시켜 수분과 전해질의 과도한 분비를 유발. |
3. 신경 독소 (Neurotoxins)
| 신경계에 작용하여 신경 전달을 방해. |
| 예: Clostridium botulinum (보툴리눔 독소): 아세틸콜린 방출을 억제하여 근육 마비 유발. |
| 예: Clostridium tetani (파상풍 독소): 억제성 신경전달물질 방출을 차단하여 경직성 마비 유발. |
내독소 (Endotoxin)
내독소는 그람음성균의 세포벽 성분인 리포다당(Lipopolysaccharide, LPS)으로, 세균이 사멸할 때 방출됩니다. 주로 면역 반응을 과도하게 유발하여 숙주에 해를 끼칩니다.
| 특징: |
| – LPS의 리피드 A(Lipid A) 부분이 독성을 가짐. |
| – 열에 안정적(100°C에서도 비활성화되지 않음). |
| – 항원성이 약하며 항독소 생성이 어려움. |
| – 전신적인 효과(발열, 염증, 쇼크)를 유발. |
내독소의 예시
| Escherichia coli: 대장균의 내독소는 요로 감염 및 패혈증을 유발할 수 있습니다. |
| Salmonella typhi: 장티푸스균의 내독소는 장티푸스와 전신 염증 반응을 일으킵니다. |
| Neisseria meningitidis: 수막염균의 내독소는 세균성 수막염과 패혈증의 주요 원인입니다. |
| Pseudomonas aeruginosa: 녹농균의 내독소는 화상 감염 및 패혈증을 악화시킬 수 있습니다. |
내독소의 작용 기전
내독소는 숙주 면역세포(예: 대식세포)의 TLR4 수용체에 결합하여 염증성 사이토카인(IL-1, TNF-α 등)을 과도하게 분비하게 합니다.
숙주 면역세포(예: 대식세포)의 TLR4 수용체에 결합
-> 염증성 사이토카인(IL-1, TNF-α 등)이 과도하게 분비됨. |
| 발열, 혈압 감소, 다발성 장기 부전(Multi-Organ Failure)을 초래할 수 있습니다. |
내독소 관련 질환
대부분이
| 패혈증(Sepsis): 과도한 내독소 반응으로 전신 염증 반응 및 쇼크 유발. |
| 세균성 수막염(Bacterial Meningitis): 그람음성균의 내독소로 인한 염증 반응. |
외독소와 내독소 비교
| 구분 | 외독소 (Exotoxin) | 내독소 (Endotoxin) |
| 분비 시점 | 세균이 살아있을 때 분비 | 세균이 사멸할 때 방출 |
| 구조 | 단백질 | 리포다당(LPS) |
| 열 안정성 | 열에 민감 (변성 가능) | 열에 안정 |
| 항독소 | 항독소로 중화 가능 | 항독소 생성 어려움 |
| 효과 | 특정 세포나 조직에 작용 | 전신적 효과 (발열, 쇼크 등) |
임상적 중요성
외독소와 내독소는 각각 다른 기전을 통해 숙주에 영향을 미치므로 감염의 진단 및 치료 전략에 중요한 요소입니다. 외독소에 의한 감염은 항독소 치료와 백신 개발이 가능하며, 내독소는 패혈증 및 쇼크 관리에 중점을 둡니다.
