Endotoksinler bakteri gibi patojenlerin içinde bulunan, potansiyel olarak toksik olabilecek bileşiklerdir. Endotoksinler bakteri tarafından salgılanmazlar, ama bakterinin parçalanırsa ortama salınan, onun yapısal bir bileşenidirler. Endotoksinler ile enterotoksinler karıştırılmamalıdır.

Lipopolisakkaritler ve diğer endotoksinler

Endotoksinlerin klasik örneği, çeşitli Gram-negatif bakterilerin dış membranında bulunan lipopolisakkaritler veya lipo-oligosakkaritlerdir. LPS ve endotoksin terimleri sık olarak birbiri yerine kullanılır, LPS'nin ilk keşfedilen endotoksin olmasından dolayı. 1800'lü yıllarda bakterilerin ortamlarına "eksotoksin" olarak adlandırılan toksinler salgıladıkları anlaşılmıştı. Endotoksin terimi, Gram-negatif bakterilerin kendi parçalarının da toksisiteye yol açabileceği keşfine dayanır. Sonraki araştırmalar bu "endotoksin" etkisinin aslında lipopolisakkaritten kaynaklandığını göstermiştir.

Aslında LPS dışında başka endotoksinler de vardır:

Örneğin, Bacillus thuringiensis 'de bulunan delta endotoksin bakterinin içindeki endosporun yanıbaşında kristal gibi enklüzyon cisimleri meydana getirir. Bunlar bitkileri yiyen böcek larvaları için zehirlidir ama insanlara zararsızdır, çünkü onun işlem göremesi için gerekli enzim ve reseptörler insanda yoktur.
Gram pozitif bakteriler arasında endotoksinli tek bakteri Listeria monocytogenes'tir.

LPS, lipit A olarak adlandırılan bir lipid bölüm ile bir polisakkarit zincirden oluşur, lipid A onun toksik etkisinden sorumludur. Polisakkarit grubu farklı bakteriler arasında büyük çeşitlilik gösterir. Endotoksinlerin moleküler ağırlığı yaklaşık 10 kDa olmasına rağmen bunlar 1000 kDa'a varan büyüklükte öbekler oluşturabilirler. Endotoksine maruz kaldıktan sonra insanda ona karşı antikor oluşur ama bunlar endotoksinin polisakkarit zincire yönelik olduğu için başka endotoksinler için koruma sağlamazlar. Gönüllü insan deneklere ufak miktarda endotoksin enjeksiyonu yapılması, ateş, tansiyon düşmesi, enflamasyon ve kan pıhtılaşmasını tetikler. Patojen Gram-negatif bakteri enfeksiyonlarının klinik belirtilerinden (örneğin Neisseria meningitidis'in neden olduğu fulminant menejit) büyük ölçüde endotoksinler sorumludur.

Mekanizma

İnsanda LPS, serumda bulunan lipid bağlanma proteini'ne (LBP'ye) bağlanır, LBP de onu hücre zarında bulunan CD14 adlı reseptöre aktarır. CD14, LPS'yi MD2 adlı proteine aktarır, MD2 ise Toll-benzeri reseptör-4 (TLR4)'e ilişiktir.

CD14 ve TLR4, bağışıklık sisteminin çeşitli hücrelerinde (makrofaj ve dendritik hücreler dahil) bulunur. Makrofaj/endotel hücrelerin sinyaliz pro-enflamatuar sitokin ve nitrik oksit salgılanmasını tetiklerler, bu da "endotoksik şok"a yol açar.

Gram negatif hücre duvarlarının bileşenleri TLR4 dışında yollarla da endotoksin etkisine katkıda bulunabilirler.

Endotoksin kontaminasyonu

İlaç üretiminde, ilaç kutularındaki tüm endotoksin artıklarından arındırılması ilacı kullanan kişilerde hasta olmaması için şarttır. LPS'nin imha olması için 300 °C'nin üzerinde sıcaklık gerekmektedir. Endodoksindenki azalma sıcaklık ve ısınma süresiyle orantılıdır. Bu amaç için kullanılan özel depirojenasyon fırınlarında, şırınga ve cam ampuller 250 °C'de 30 dakika tutulunca endotoksin seviyeleri 1000 kat azalır.

Endotoksin varlığının deteksiyonu için kullanılan çok duyarlı bir test, Limulus Amebosit Lizat testidir. Bu testte atnalı yengecinden alına kan kullanılır, çok düşük miktarda LPS dahi, bir enzim kaskadının neden olduğu bir amplifikasyon sayesinde, limulus lizatının pıhtılaşmasına yol açar.

Endokteksimia

Kanda endotoksin bulunması durumuna endotoksemi denir, bu septik şoka yola açabilir.