Endotoxische

Endotoxische Substanzen, meist als Endotoxine bezeichnet, sind Lipopolysaccharide (LPS), die in der äußeren Membran gramnegativer Bakterien vorkommen. Sie werden beim Absterben oder bei der Teilung von Bakterien freigesetzt und können beim Eindringen in den Wirtsorganismus starke immunologische Reaktionen auslösen.

Die Struktur von LPS besteht aus drei Komponenten: Lipid A, dem toxischen Kern, einer variablen O‑Antigen‑Kette und einem Kernpolysaccharid. Lipid A ist für die pyrogene und proinflammatorische Aktivität verantwortlich und bindet an das Mustererkennungsrezeptor‑Komplex Toll‑like‑Rezeptor 4 (TLR4) auf Immunzellen. Diese Bindung löst die Aktivierung von NF‑κB und anderen Signalwegen aus, was zur Freisetzung von Zytokinen wie Tumor‑nekrose‑Faktor‑α, Interleukin‑1 und Interleukin‑6 führt.

Klinisch kann ein signifikanter Anstieg von Endotoxinen zu einer systemischen Entzündungsreaktion führen, die als Sepsis bezeichnet wird. Symptome umfassen Fieber, Tachykardie, Hypotonie und Organfunktionsstörungen. In schweren Fällen kann das Endotoxin‑induzierte Zytokinsturm-Phänomen zu Schock und Multiorganversagen führen.

Zur Diagnose werden reguläre Blutkulturen, LAL‑Assay (Limulus‑Ameisenhai‑Lyser) oder neuere chromatombasierte Methoden eingesetzt, um die LPS‑Konzentration zu quantifizieren. Therapeutisch stehen supportive Maßnahmen wie Flüssigkeits- und Vasopressor-Therapie im Vordergrund, während spezifische Strategien die Bindung von LPS blockieren (z. B. Polymyxin B‑Hämodialyse) oder die TLR4‑Signalgebung modulieren.

Die Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von Impfstoffen gegen endotoxinreiche Bakterien, auf die Identifizierung von LPS‑Inhibitoren und auf das Verständnis der Rolle von Endotoxinen in chronischen Entzündungszuständen wie atherosklerotischen Prozessen.