Οι βακτηριακές τοξίνες είναι υποπροϊόντα που παράγονται από παθογόνα μικρόβια που έχουν εγκατασταθεί στο σώμα. Το βακτήριο μπορεί να εισέλθει σε έναν ξενιστή με διάφορα μέσα, όπως η κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων ή νερού. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να εισαχθούν μέσω των βλεννογόνων, είτε με άμεση επαφή με την πηγή είτε ως συνέπεια της αναπνοής σε βακτήρια που μεταδίδονται στον αέρα. Ο τύπος των βακτηριακών τοξινών που απελευθερώνονται εξαρτάται από το είδος των βακτηρίων που εισβάλλουν.
Η κυτταρική δομή του βακτηρίου επηρεάζει επίσης τα είδη βακτηριακών τοξινών που παράγονται. Ενώ όλα τα βακτήρια έχουν μεμονωμένα κύτταρα, υπάρχει μια διαφορά μεταξύ των εξωτερικών τους μεμβρανών που οδηγεί σε δύο ταξινομήσεις βακτηρίων: θετικά κατά Gram ή αρνητικά κατά Gram. Αυτή η διάκριση είναι ορατή όταν υποβληθεί σε μια «χρώση Gram», η οποία είναι μια ένεση μιας μωβ βαφής και μια επακόλουθη πλύση με αλκοόλ. Τα κύτταρα που διατηρούν το χρώμα της βαφής είναι θετικά κατά Gram. αυτά που δεν έχουν είναι Gram-αρνητικά.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι βακτηριακών τοξινών που μπορεί να μολύνουν το ανθρώπινο σώμα σε διαφορετικά σημεία. Για παράδειγμα, οι εντεροτοξίνες είναι τοξικές πρωτεΐνες που παράγονται στα έντερα. Οι νευροτοξίνες στοχεύουν ειδικά τα νευρικά κύτταρα. Επιπλέον, ορισμένα ένζυμα μπορεί να παραχθούν που μπορούν να βλάψουν τη μεταβολική λειτουργία. Ωστόσο, υπάρχουν δύο κύριες ομάδες βακτηριακών τοξινών στις οποίες γενικά εμπίπτουν οι παραπάνω ως προς τον μηχανισμό: εξωτοξίνες και ενδοτοξίνες.
Τόσο τα θετικά κατά Gram όσο και τα αρνητικά κατά Gram βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες, μερικές από τις οποίες είναι αρκετά δηλητηριώδεις. Για παράδειγμα, ο τέτανος προκαλείται από μια βακτηριακή τοξίνη που παράγεται από το Clostridium tetani που δρα ως νευροτοξίνη. Γενικά, η σοβαρότητα των συμπτωμάτων και ο ρυθμός ανάρρωσης εξαρτάται από τον τρόπο εμφάνισης της μόλυνσης. Ωστόσο, έχει διαπιστωθεί ότι μόνο μια μικρή ποσότητα της καθαρής τοξίνης θα αποδειχθεί μοιραία. Ευτυχώς, αυτό το βακτήριο, καθώς και άλλες εξωτοξίνες, μπορούν να προσαρμοστούν για την παραγωγή προληπτικών εμβολίων.
Οι ενδοτοξίνες απελευθερώνονται από Gram-αρνητικά βακτήρια. Αρχικά, δεν είναι τόσο επιθετικά τοξικά όσο οι εξωτοξίνες λόγω του γεγονότος ότι παραμένουν σε μεγάλο βαθμό περιέχονται στα κυτταρικά τοιχώματα των βακτηρίων. Ωστόσο, καθώς αυτά τα κύτταρα ολοκληρώνουν τον κύκλο ζωής τους και πεθαίνουν, ο όγκος κυκλοφορίας αυτής της τοξίνης αυξάνεται. Επιπλέον, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή εμβολίων.
Κανονικά, το σώμα προσπαθεί να αποβάλει τις βακτηριακές τοξίνες προτού προκαλέσουν βλάβη. Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι η πρώτη γραμμή άμυνας, αλλά μπορεί να κατακλυστεί από τον ρυθμό βακτηριακής αναπαραγωγής. Στην πραγματικότητα, η φλεγμονή είναι μια ένδειξη ότι υπάρχει βακτηριακή υπερανάπτυξη. Σε αυτή την περίπτωση, το ανοσοποιητικό σύστημα θα κάνει το επόμενο καλύτερο πράγμα – απομακρύνει τα βακτήρια. Συνήθως, τα λιποκύτταρα είναι οι επιλεγμένες θέσεις αποθήκευσης, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν στο σχηματισμό κύστεων και όγκων.
Χωρίς παρέμβαση, οι βακτηριακές τοξίνες μπορεί τελικά να συσσωρευτούν στο σημείο όπου μετακινούνται από τα λιπώδη κύτταρα και σε άλλους ιστούς του σώματος. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πάρει χρόνια για να ξεδιπλωθεί, αλλά μια εκφυλιστική ασθένεια είναι συχνά το τελικό αποτέλεσμα. Στην πραγματικότητα, πολλές παθήσεις που σχετίζονται με την ηλικία και μεταβολικές διαταραχές σχετίζονται με τη μακροπρόθεσμη συσσώρευση αυτών των τοξινών, συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών παθήσεων, του καρκίνου, της αρθρίτιδας και του διαβήτη.