Una tossina è una sostanza tossica per uno o più organismi viventi. Nell'edizione 2009 di Petit Larousse , una tossina è definita come una "sostanza tossica sintetizzata da un organismo vivente (batteri, funghi velenosi, insetti o serpenti velenosi), a cui conferisce il suo potere patogeno".
Il termine biotossina viene talvolta utilizzato per specificare che la sostanza tossica è prodotta dalle attività metaboliche di alcuni esseri viventi. Le tossine prodotte dai batteri sono chiamate batteriotossine, quelle prodotte dai funghi sono chiamate micotossine , quelle prodotte dalle piante sono chiamate fitotossine , quelle prodotte dalle alghe sono chiamate ficotossine , quelle prodotte dagli animali sono chiamate tossine animali.
Vari animali e alcune piante possono produrre biotossine.
Diverse famiglie di batteri secernono biotossine ( esotossine ) nei tessuti che colonizzano: queste sono le vere tossine . Altri batteri (Gram negativi) trattengono in sé la maggior parte dei composti tossici, che vengono rilasciati solo durante la lisi cellulare , sotto l'azione di mezzi chimici, fisici o meccanici ( endotossine ).
Tra le tossine più importanti che colpiscono l'uomo ci sono quelle del botulismo , della dissenteria , del tetano , della ciguatera e della difterite .
A causa della loro grande sensibilità a fattori chimici e fisici, come la luce o il calore, le tossine sono difficili da isolare e la conoscenza che abbiamo di esse è stata ottenuta osservando le lesioni e i sintomi che provocano quando vengono iniettate negli animali.
Ad eccezione della tossina botulinica , le tossine vengono distrutte dai succhi gastrointestinali. È stato anche chiaramente dimostrato che le tossine sono di natura colloidale e molto simili agli enzimi . Per alcuni di loro, le tossine provocano la formazione di anticorpi , poi chiamati antitossine .
Le piante tossiche producono tossine tramite i loro metaboliti secondari, si tratta di molecole che, a differenza delle tossine primarie ( proteine , lipidi , carboidrati , amminoacidi, ecc.) Vengono prodotte al di fuori delle vie metaboliche necessarie per garantire la sopravvivenza (quindi primarie). Queste molecole sono altamente sviluppate nelle piante, sono classificate in tre gruppi:
Sono formati da un amminoacido come l'ornitina, la lisina, la fenilalanina, la tirosina, il triptofano, l'istidina ... Quindi, una serie di reazioni li trasformano in tossine come gli alcaloidi .
Le piante producono tutti i tipi di tossine.
I metaboliti secondari avrebbero a priori un ruolo nella difesa della pianta. Questa produzione di tossine sarebbe il meccanismo di difesa di una pianta contro i suoi predatori e altre piante concorrenti. Alcune piante sono tossiche solo per altre.
Proprietà | Esotossine | Endotossine |
---|---|---|
Relazione cellula-tossina | Rilasciato principalmente al di fuori della cella | Fanno parte del corpo cellulare |
Origine | Principalmente Gram + bacilli | Gram bacilli |
Solubilità | sì | No |
Azione del calore | Thermolabiles (eccetto l'enterotossina stafilococcica) | Termostabile |
Potere tossico | Molto alto | Moderare |
Potere antigenico | Molto alto | debole |
Potere vaccinante | Molto alto | debole |
Trasformazione in tossoidi | sì | No |
Nel 1877 Pasteur volle verificare l'ipotesi secondo la quale il bacillo dell'antrace causerebbe lo stato morboso solo indirettamente, producendo un “fermento diastatico solubile” che sarebbe l'agente patogeno immediato. Prende il sangue di un animale appena morto di antrace, lo filtra in modo da eliminare i bacilli e inocula il filtrato in un animale sano. L'animale ricevente non sviluppa la malattia e Pasteur stima (erroneamente) che questo esperimento "esclude completamente l'ipotesi di un fermento solubile". In una successiva pubblicazione, sempre nel 1877, Pasteur osserva tuttavia che il sangue filtrato, se non causa la malattia, rende i globuli agglutinanti, tanto e anche di più che nella malattia, e ritiene che questo sia l'effetto di una " diastasi "formata dai bacilli.
Dopo questo semi-fallimento di Pasteur, Loeffler , nel 1884, osservò che, negli animali morti a seguito di un'inoculazione con il bacillo difterico, i microbi rimanevano vicini al punto di inoculazione e concluse che il bacillo "deve secernere un veleno, una tossina , che non rimane in loco , ma invade tutti gli organi vitali del corpo ”. Questa tossina (tossina difterica ) prevista da Loeffler fu isolata nel 1888 dai Pasteuriani Roux e Yersin , che ne dimostrarono la natura patogena. Era l'ingresso ufficiale della nozione di tossina nella microbiologia.