Endotoxine

Endotoxine sind Bestandteile der äußeren Membran gramnegativer Bakterien, genauer Lipopolysaccharide (LPS). Der Begriff bezeichnet oft den Lipid-A-Anteil, der die toxische Aktivität vermittelt. LPS besteht aus Lipid A, einem Kernpolysaccharid und einer O-Antigenseitekette. Endotoxine werden nicht aktiv von Bakterien sezerniert; sie werden vor allem bei Zerfall oder Lysis freigesetzt und sind hitzestabil. Sie wirken als Pyrogene und können schon in geringen Mengen starke Entzündungsvorgänge auslösen.

Biologische Wirkung: In Immunzellen wird LPS durch TLR4 in Komplex mit MD-2 und CD14 erkannt; dies führt zur Aktivierung von NF-κB und zur Freisetzung proinflammatorischer Zytokine wie TNF-α, IL-1β und IL-6, sowie zur Aktivierung der Komplement- und Gerinnungssysteme. Klinisch können Fieber, Leukozytose, Hypotonie und bei schweren Verläufen septischer Schock auftreten.

Vorkommen, Nachweis und Handhabung: Endotoxine kommen ausschließlich in der äußeren Membran gramnegativer Bakterien vor; grampositive Bakterien produzieren sie nicht. Sie werden vor allem bei Bakterienzerfall freigesetzt. In der Medizin stellen Endotoxinkontaminationen in Impfstoffen, Medikamenten oder parenteralen Lösungen ein Sicherheitsrisiko dar. Die Abtötung bzw. Entfernung erfolgt durch Depyrogenation, üblicherweise durch Trockenhitsterilisation (ca. 250 °C, 30–60 Minuten); Filtration und chemische bzw. adsorptive Verfahren (Ultrafiltration, Ionentausch, Aktivkohle/Resine) tragen zur Entfernung bei. Zur Messung dienen LAL-Assays (Limulus amebocyten-Lysat) oder rekombinante Assays auf Basis von Faktor-C.