Экзотоксины по механизму действия. Какие бывают бактерии

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Экзотоксины продуцируются клеткой и выделяются в окр.ср. Эндотоксины прочно связаны с клеткой.

Экзотоксины называют истинными токсинами. Они впервые были обнаружены в 1890 г. у двух патогенных для человека микроорганизмов: Corynebacterium diphtheriae – возбудителя дифтерии (дифтерийная палочка) и Clostridium tetani – возбудителя столбняка (столбнячная палочка). Для доказательства продукции экзотоксинов поставлены одинаковые эксперименты: бактерии выращивали в питательной среде in vitro и бесклеточный фильтрат, приготовленный из выросшей культуры, вводили опытным животным.

По химической природе экзотоксины принадлежат к белкам. Они термолабильны и разрушаются при температуре 60–80 .С в течение 10– 60 мин. Легко разрушаются под влиянием пищеварительных ферментов. При обработке формалином (0,3–0,4 %) при температуре 38–40 .С экзотоксины обезвреживаются, но сохраняют при этом антигенность. Такие лишенные активности экзотоксины называются анатоксинами. Они используются как вакцины. При парентеральном введении анатоксинов в организме вырабатываются антитоксины (антитела), нейтрализующие соответствующие яды.

Гены, определяющие синтез бактериальных экзотоксинов случаях локализованы на плазмидах или в составе профагов. Дифтерийный и столбнячный токсины, а также токсин ботулизма детерминируются генами профагов. Патогенные бактерии продуцируют их лишь в том случае, когда в хромосоме находится профаг. Синтез некоторых токсинов, продуцируемых штаммами Escherichia coli и других, детерм-ся плазмид. генами (Ent-плазмиды). Утрата профага или плазмиды делает кл-ку нетоксигенной.

Экзотоксины высокотоксичны, их действие направлено на разрушение определенных субклеточных структур или на нарушение определенных клеточных процессов. Альфа-токсин одного из возбудителей газовой гангрены (Clostridium perfringens) является гидролитическим ферментом лецитиназой. Лецитин – важный липидный компонент клеточных и митохондриальных мембран.Дифтерийный токсин, синтезируемый Corynebacterium diphtheriae, образует комплекс с НАД+, который взаимодействует с одним из факторов трансляции белка (трансферазой II) в рибосомах, в результате чего происходит нарушение синтеза белка и клетка хозяина погибает. Столбнячный и ботулинический токсины относятся к нейротоксинам. При ботулизме токсин поражает периферическую нервную систему, при столбняке – центральную нервную систему. Столбнячный токсин блокирует импульс расслабления, сразу все мышцы, ботулинический действует за счет общего расслабления мышц. Паралич дыхания.

Холерный токсин проникает в кровь, активирует мембранную аденилатциклазу, что вызывает резкое увеличение концентрации цАМФ в клетке; это в свою очередь приводит к тому, что ионы Na+ не проникают в кровь. В кишечнике создаются гипертонические условия и вода поступает из тканей в кишечник. Потеря тканевой жидкости приводит к ацидозу и шоку.

Токсин палочки чумы ингибирует респираторную акт-сть митохондрий, что приводит к гибели клетки.

Эндотоксинами являются комплексы липополисахаридов с белками (липополисахаридпротеиновый комплекс), находящиеся в наружных слоях клеточных стенок грамотрицательных бактерий. Они вырабатываются возбудителями брюшного типа, паратифов, дизентерии и рядом других энтеробактерий (в том числе патогенными штаммами кишечной палочки).

Эндотоксины термостабильны, выдерживают кипячение и автоклавирование при температуре 120 .С в течение 30 мин, под действием формалина и температуры обезвреживаются частично. Действие эндотоксинов неспецифично и при введении в организм они всегда вызывают резкое повышение температуры. В липополисахаридпротеиновом комплексе за токсигенность и пирогенность (повышение температуры) отвечает липополисахаридная часть молекулы, а белковый фрагмент только за антигенные свойства. Эндотоксины – менее токсичны. Иногда эндотоксины вызывают воспалительные реакции, которые проявляются в увеличении проницаемости капилляров и разрушении клеток. При попадании значительного кол-ва эндотоксинов в кровоток возможен эндотоксиновый шок. Бактериальные эндотоксины проявляют сравнительно слабое иммуногенное действие, и иммунные сыворотки не способны полностью блокировать их токсические эффекты. Микроорганизмы, которые образуют экзо- и эндотоксины (холерный вибрион, гемолитические штаммы кишечной палочки и др.).

Токсические вещества, синтезируемые бактериями, по химической природе относятся к белкам (экзотоксины) и ЛПС (эндотоксины) – локализуются в стенке Б!! и освобождаются только после их разрушения.

Белковые токсины. В настоящее время известно >80, отличаются друг от друга по Мг, хим структуре, «мише­ням» и биологической активности. В зависимости от связи с Б!, подразделяются на полностью секретируемые (экзотокси­ны), частично секретируемые и несекретируемые (освобождаются при разрушении Б!). Но белковые токсины предназначены не только для пора­жения  чка, они могут также участвовать и в метаболических реакциях самих бактерий. Делятся на: термолабильные и термоста­бильные.

Имеют 2 цент­ра: 1 – фиксирует молекулу токсина на соответствую­щем клеточном рецепторе, 2 – токсический фрагмент – проникает внутрь  и блокирует жизненно важные мета­болические реакции.

Клеточные рецепторы для разных токсинов неодинаковы:

на ганглиозидах определен­ного типа - тетаноспазмин, холероген, энтеротоксины кишечных бактерий и др.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ действия белковых токсинов, определяется избира­тельной фиксацией токсина на рецепторах -«мишеней» определенных тканей (эпителиальной, нервной и др). По механизмам действия токсинов выделяют:

«цитотоксины» – блокируют синтез белка.

группа антиэлонгаторов (дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки и др), выводят из строя фермент трансферазу II, ответственную за элонгацию (наращивание) полипептидной цепи на рибосоме.

токсины с энтеропатогенной активностью (Staph. aureus, Cl. perfringens)

дермонекротоксины (Pseudomonas aeruginosa, B. Pertussis).

«мембранотоксины»

Про­ницаемость мембраны эритроцитов (гемолизины) (Pseudomonas aeruginosa, Staph. aureus, стрептококки, клостридии)

Про­ницаемость мембраны лейкоцитов (лейкоцидины) (Staph. aureus, стрептококки (pyogenes), клостридии (perfringens et botulini)).

«функциональные блокаторы»

Термолабильные (ТЛ) и термостабильные (ТС) энте­ротоксины (холероген, термолабильные энтеротоксины Е. coli и др энтеробактерий) – активизируют аденилатциклазу → проницаемости стенки тонкой кишки и выход жидкости в ее просвет (диарея).

Токсикоблокаторы (сибиреязвенный и чумной токсины – инактивируют аденилатциклазу)

Нейротоксины (тетаноспазмин, ботулинический токсин) бло­кируют передачу нервных импульсов в клетках спинного и голов­ного мозга.

эксфолиатины и эритрогенины (образуются некоторыми штаммами золотистого стафилококка и скарлатинозным стрептококком) – влияют на взаимодействие клеток между собой и с межклеточными веществами.

Высокую ТОКСИЧНОСТЬ белковых токсинов объясняется особенностью строения участков их молекул, имитирующих структуру субъединиц гормонов, ферментов и нейромедиаторов МК  антиметаболиты.

Токсичность измеряется в тех же единицах, в которых оце­нивается вирулентность, - DLM и LD 50 .

ИММУНОГЕННЫЕ свойства проявляются в способности вызывать иммунный ответ со стороны МК (индуцировать синтез специфических Ат–антитоксинов).

АНАТОКСИНЫ. Ряд белковых токсинов под действием формалина утрачивает свою ядови­тость, сохраняя при этом иммуногенные свойства (столбнячный, дифтерийный и нек др), применяются в качестве вакцин для профилактики.

Многие бактерии образуют не один, а несколько белковых токсинов, которые обладают разным действием.

Токсины бактериальные Токсины бактериальные

входящие в состав структур микробной клетки или продуцируемые ею в окружающую среду вещества, оказывающие повреждающее действие на организм человека и животных. Вызывают характерные синдромы и в большей или меньшей мере определяют течение и исход болезни. Т.б. условно разделяют на: эндотоксины (см.) и экзотоксины (см.). Исходя из структурно-функциональных св-в Т. дифференцируют на простые и сложные. Простые Т. являются белками, одна полипептидная цепь к-рых несет токсическую (активатор), др. - транспортную (рецептор) функцию. Все они относятся к группе экзотоксинов. Сложные Т. состоят из нескольких компонентов белковой и небелковой (полисахаридной, липидной) природы, также имеют рецептор и активатор. Сложное строение свойственно всем эндотоксинам и некоторым экзотоксинам. Все Т. обладают выраженными антигенными и протективными св-вами, причем по специфичности Аг эндотоксинов близки к бактериям-продуцентам, Аг экзотоксинов отличаются от них. В связи с этим антисыворотки против эндотоксинов нейтрализуют и эндотоксин, и бактерию-продуцент, против экзотоксинов - только экзотоксин. Эффект, вызываемый Т., как правило, является следствием целого ряда поступательно протекающих реакций, начиная с адсорбции транспортной части Т. на рецепторах клеток-мишеней. Рецепторы для экзотоксинов расположены на ограниченной группе клеток, поэтому их действие проявляется в специфическом симптомокомплексе; эндотоксины способны адсорбироваться и повреждать клетки различных органов, в связи с чем клин, проявления действия разных эндотоксинов близки. См. Токсикозы микробные , Токсико-инфекции пищевые.

(Источник: «Словарь терминов микробиологии»)

Смотреть что такое "Токсины бактериальные" в других словарях:

Ядовитые вещества, выделяемые бактериями в окружающую среду (экзотоксины) или содержащиеся в микробных клетках (эндотоксины). Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

Современная энциклопедия

Соединения (часто белковой природы) бактериального, растительного или животного происхождения, способные при попадании в организм животных или человека вызывать заболевание или их гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов. Бактериальные… … Большой Энциклопедический словарь

ТОКСИНЫ - ТОКСИНЫ. Понятие «токсин» вошло в иммунобиологию в конце 19 в., когда были обнаружены у животных и растений, а также у бактерий вещества, обладающие следующими основными свойствами: 1) При введении в организм животного вызывают… … Большая медицинская энциклопедия

Токсины - ТОКСИНЫ, соединения, выделяемые микроорганизмами, растениями или животными, которые при попадании в другой организм могут вызывать его заболевание или гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов и др. Бактериальные токсины вызывают… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (от греч. toxikon яд), ядовитые вещества, образуемые нек рыми микроорганизмами, растениями н животными. По химич. природе полипептиды и белки. Иногда термин «Т.» распространяется и на ядовитые вещества небелковой природы (в частности афлатоксины… … Биологический энциклопедический словарь

Соединения (часто белковой природы) бактериального, растительного или животного происхождения, способные при попадании в организм животных или человека вызывать заболевание или гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов. Бактериальные… … Энциклопедический словарь

- (от греческого toxikоn яд) вещества бактериального, растительного или животного происхождения, способные угнетать физиологические функции, что приводит к заболеванию или гибели животных и человека. По химической природе все Т. белки или… … Большая советская энциклопедия

ТОКСИНЫ - (от греч. toxikón — яд), ядовитые продукты метаболизма микроорганизмов (бактерий, грибов), растений и животных.К Т. растительного происхождения (фитотоксины) относятся абрин, рицин, круцин и другие вещества, содержащиеся в семенах растений… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Соединения (часто белковой природы) бактериального, растит. или животного происхождения, способные при попадании в организм животных или человека вызывать заболевание или гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов. Бактериальные Т.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Книги

• Судебно-медицинская экспертиза пищевых отравлений. Учебное пособие , Г. Н. Зарафьянц , М. И. Круть , С. Ю. Сашко Категория: Учебники для ВУЗов Издатель: Издательство СПбГУ , Производитель: Издательство СПбГУ ,
• Судебно-медицинская экспертиза пищевых отравлений , Михаил Круть , В пособии изложены современные классификации пищевых отравлений (ПО) немикробной (истинные и косвенные), микробной этиологии (пищевые токсикоинфекции, бактериальные интоксикации) и… Категория: Учебная литература Издатель:

Будучи полноценными живыми существами, бактерии образуют продукты своей жизнедеятельности, которые, в свою очередь, не что иное, как самые настоящие яды. Называются эти ядовитые вещества - токсинами. Каждой бактерии присущи свои токсины, и именно токсинами, точнее их специфическим воздействием на организм человека, определяются симптомы конкретной болезни.

И количество токсинов, и опасность каждого отдельно взятого токсина у каждой, бактерии свои, индивидуальные. И на токсины, и на саму бактериальную клетку организм реагирует примерно так, как на вирусы. Т.е. и токсин сам по себе, и оболочка бактерии, и ее выросты (реснички, жгутики) - это конкретные антигены, против которых вырабатываются соответствующие антитела, устраняющие вредное воздействие на человеческий организм. А сами бактерии еще и перевариваются особыми клетками-пожирателями - фагоцитами.

В подавляющем большинстве случаев токсины образуются во время гибели бактерии - то есть находятся они в самой бактериальной клетке и выделяются при ее разрушении. Бактерии в организме человека постоянно разрушаются - во-первых, они и сами по себе живут недолго, во-вторых, на то и иммунитет, чтоб с бактериями бороться и, в-третьих, бактерии разрушаются во время лечения, например, антибиотиками.

Токсины, токсичные вещества природного происхождения. Обычно к токсинам относят высокомолекулярные соединения (белки, полипептиды и др.), при попадании которых в организм происходит выработка антител. Иногда токсинами называют также низкомолекулярные вещества (например, тетродотоксин и другие яды животных), которые более правильно относить к природным ядам.

В зависимости от источника происхождения различают токсины микроорганизмов (например, ботулинические токсины. другие токсины микроорганизмов), фитотоксины (рицин и другие токсины растений) и зоотоксины (тайпотоксин, бунгаротоксины, палитоксин и другие токсины животных).

Одним из наиболее важных свойств токсинов является их высокая физиологическая активность. Из известных токсинов наиболее токсичностью обладают токсины бактерий, которые в основном и рассматриваются в этой статье.

Высокая активность токсинов бактерий обусловлена их способностью вызывать нарушения молекулярных механизмов в обменных и других процессах при действии в организме в низких концентрациях. что связано с высоким сродством к биомишеням. Токсины бактерий обладают различной специфичностью к биомишеням разных органов и тканей. В соответствии с этим различают токсины избирательного системного действия и цитотоксичные вещества. К первым относят, например, нейротропные токсины (ботулинические токсины, бунгаротоксины и др.), кардиотропные токсины (палитоксин и др.), миотропные (крототоксин и др.). К цитотоксичным ядам относят токсины с менее выраженной тканевой специфичностью и вызывающие нарушения биохимических процессов, присущих любым клеткам (например, токсины, вырабатываемые возбудителем газовой гангрены clostridium perfringens, разрушают клеточные мембраны и вызывают лизис различных клеток; рицин и некоторые другие токсины нарушают синтез белков на рибосомах). В то же время некоторые токсины обладают достаточно выраженной специфичностью к отдельным тканям (например, дифтерийный токсины блокирует трансляцию в основном в нейронах и клетках миокарда).

Механизмы токсического действия бактериальных токсинов различны. Например, среди нейротоксинов выделяют токсины аксонального, пресинаптического и постсинаптического действия. К токсинам, блокирующим передачу нервного импульса через синапсы, относят, например, ботулинические токсины и бунгаротоксины. Некоторые токсины - специфические ингибиторы определенных ферментов (например, дифтерийный токсин угнетает активность ферментов, участвующих в трансляции). Некоторые токсины обладают ферментативной активностью (напр., фосфолипаза. протеаза и других ферменты, содержащиеся в ядах змей) и разрушают важные метаболиты и структурные элементы различных клеток.

По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и индуцируют образование в организме антитоксинов.
По молекулярной организации экзотоксины делятся на две группы:

Экзотоксины, состоящие из двух фрагментов;

Экзотоксины, составляющие единую полипептидную цепь.

По степени связи с бактериальной клетки экзотоксины делятся условно на три класса.

Класс А - токсины, секретируемые во внешнюю среду;

Класс В - токсины частично секретируемые и частично связанные с микробной клеткой;

Класс С - токсины, связанные и с микробной клеткой и попадающие в окружающую среду при разрушении клетки.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток.

Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).

Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.
При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.



Классификация бактериальных токсинов.

Луи Пастером в 1887 г. были проведены опыты доказывающие, что веществами, которые образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов и находятся в питательном бульоне, можно вызывать такие же клинические признаки заболевания, как и при заражении самим возбудителем болезни. Э. Ру и А. Иерсин в своих экспериментах 1889 года подтвердили этот вывод. Дальнейшие исследования показали, что безмикробные, стерильные фильтраты, полученные с жидких питательных сред, где размножались изучаемые микроорганизмы, вызывают клинические проявления и патологические изменения, характерные для столбняка, ботулизма, холеры, скарлатины. Познее выяснилось, что проявление ряда патологических процессов при многих инфекционных заболеваниях вызвано продуктами жизнедеятельности микробов. Эти продуцируемые микроорганизмами вещества получили название микробных токсинов. Уже к 1890 году были обнаружены токсины двух важнейших патогенных для человека микроорганизмов (вызывающих большой процент смертельного исхода при заболевании) С.diphtheriae - дифтерия и Cl.tetani - столбняк. Постепенно, в ходе экспериментов, все токсины микробной этиологии разделили на две группы. В первую включили токсические продукты связанные со стромой (телом) микробной клетки. Они становятся токсичными только после гибели и разрушения микроорганизмов. Эту группу токсинов выявили у грамотрицательных бактерий и назвали эндотоксинами (эндо - endo - внутри). Для них характерна низкая специфичность действия. При введении экспериментальным животным, все они вызывают схожие клинические и патологические симптомы. Изучение их природы и места локализации в клетке потребовало длительного, интенсивного исследования. Сейчас установлено, что эндотоксины - это комплекс липополисахаридов с белками, которые находятся в наружных слоях клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Во вторую группу отнесли секретируемые или растворимые микробные токсины. Они выделяются в окружающую среду при жизни микроорганизмов и не связаны со стромой последних. Эти токсины оказались чувствительны к нагреванию и являются белками. Так как они присутствуют в среде и не являются структурной частью микроорганизма, то получили название экзотоксины (экзо - exo - снаружи, вне). В экспериментах было доказано, что экзотоксины оказывают специфическое действие на организм, характерное для той или иной болезни. Термины «эндотоксины» и «экзотоксины», которыми называют две вышеуказанные группы токсических веществ не должны вводить в заблуждение. В настоящее время есть данные, показывающие, что многие «экзотоксины» связаны с бактериальными клетками во время их роста и высвобождаются только после гибели и лизиса (разрушения) бактерий. Общепринято что, экзотоксины являются белками, а эндотоксины - молекулярными комплексами, содержащими белок, липид и полисахарид. Приведенные выше термины, в настоящее время настолько общеприняты, что отказываться от них никто не хочет. Предложенный М. Далиным и Н. Фишем (1980) термин «мезотоксины», объединяющий те токсины микроорганизмов, что имеют общие характеристики первой и второй групп, не получил признания. В таблице 1 дана дифференциальная характеристика экзо- и эндотоксинам.

Таблица 1

Сравнительная характеристика экзо- и эндотоксинов. (по Н. Колычеву, 1991 г.)

Однако, биохимики, разделение микробных токсинов на группы, проводят в соответствии с данными об их природе и химических свойствах. Они различают группу простых и сложных белков (протеотоксины), группу со стероидной конфигурацией (афлотоксины) и группу липополисахаридных комплексов, токсическую активность которых определяет липидный компонент (липид А). Такой биохимический, а в последствии иммунохимический подход позволил теоретически и биохимически обосновать получение антитоксинов (Э. Беринг, 1892г.). С их помощью смогли отличать один токсический микробный биополимер от другого, микробиологи - отличать in vitro (в пробирке) токсигенные штаммы от нетоксигенных, патофизиологи - понимать (в какой-то степени) механизм поражающего действия токсинов. П. Эрлих (P. Ehrlich), используя антитоксины, как молекулярные зонды, впервые выявил молекулярную характеристику микробных токсинов. Позднее Г. Рамон (G. Ramon) опираясь на его теоретические разработки, организовал производство анатоксинов. Исследования по антитоксинам позволили провести разделение, дифференциацию токсинов на серотипы (серогруппы, сероварианты) в соответствии с их антигенной структурой. Однако при серологическом анализе доказана некоторая идентичность токсинов, вырабатываемых бактериями разных видов и родов. Выяснилось, что антигенно-родственными оказались холерный токсин и термолабильные энтеротоксины, продуцируемые E.coli, Sal.typhimurium. Установлена антигенная похожесть энтеротоксинов выделяемых бактериями видов Sh.plexneri и Sh.dysenteriaе. Высокая степень сходства отмечается у токсинов (гемолизина) Cl.tetani, Bac.cereus и Diplococcus pneumonie и St.pyogenes, СL.perfringens.

Проведенные иммунологические исследования позволяют рассматривать микробные токсины как совокупность серогрупп, которые сходны в каких-то структурах по своему молекулярному строению. Стало ясно, что микробные токсины можно группировать не только по сходству происхождения (эндо- или экзо-), химической природе (белки, липополисахариды), по сходству в молекулярной организации, по его антигенной структуре, но и потому, какую роль играют отдельные структурные единицы или молекулы в патогенезе интоксикации на клеточном или субклеточном уровнях. Так, например, выявлено, что экзотоксины шигелл, синегнойной палочки, дифтерийной бактерии почти одинаковым образом блокируют синтез белков на субклеточном уровне, причем два последних выводят из строя один и тот же фермент - трансферазу II. Обнаружилась функциональная общность холерного токсина и термолабильного токсина E.coli, поражающее действие которых связано со способностью активировать клеточную аденилатциклазу.

Благодаря методическому подходу по разделению (дифференциации) микробных токсинов по указанному принципу были уточнены некоторые особенности микробных токсинов. Получены данные, что они отдельными участками своих молекул иммитируют (подражают) структуре ферментов, гормонов, нейромедиаторов макроорганизма. Возможно, эта особенность и обеспечивает микробным токсинам способность вмешиваться в обменные процессы у макроорганизма (человека).

Патогенез (болезнетворность), бактериальных токсинов.

Опираясь, на наиболее распространенную, схему дифференциации бактериальных токсинов рассмотрим, ту роль, которую они играют в патогенезе как при токсикоинфекциях и токсикозах человека, так и при других инфекционных болезнях. Патогенетическое действие экзотоксинов достаточно наглядно представлено в таблице 2 (R.Stanier et.all, 1976 г.)

Таблица 2

Основные экзотоксины и их патогенетическое воздействие. (по R. Stanier. et. all, 1976 г.)

Микроорганизмы	Экзотоксин		Механизм действия
	Нейротоксин.	Нервно-мышечный синапс.	Подавляет выделение ацетилхолина.
		Любая ткань в месте поражения.	Лецитиназная активность (разрушает клетки).
		Любая ткань (по всему организму)	Подавляет синтез белка.
	Энтеротоксин	Эпителий кишечника.	Нарушает регуляцию переноса электролитов, обезвоживая организм.
Bac.antracis Yer.pestis	«Токсин мор- ских свинок».	Любая ткань.	Неизучен.

Те токсины, которые выделяются во время роста грамположительными бактериями, являются истинными экзотоксинами. Их не обнаружили не в цитоплазме, не в структуре тела. По всей вероятности их синтез происходит на связанных с мембраной рибосомах. Однако механизм, с помощью которого эти белки выходят сквозь клеточную стенку наружу, полностью неясен. Неясна до конца и функция экзотоксина. Установлено, что многие не токсигенные штаммы размножаются в клетке хозяина так же интенсивно, как и токсигенные. Причем гены, определяющие синтез экзотоксина, часто локализованы в плазмидах или профагах, а не на бактериальной хромосоме. Сейчас выяснено, что дифтерийный токсин, токсин Str.pyoqenes, энтеротоксин Staph. aureus, токсин Cl.botulinum типа «D» детермируется генами профага, а некоторые токсины E.coli - плазмидными генами. Потеря данного генетического материала ведет к утрате способности продуцировать токсин. При введении в бактериальную клетку такого детерменированного профага или плазмиды, образование токсина восстанавливается. Другим примером иллюстрирующим выше проведенный тезис, могут служить токсины Cl.botulinum типа «А» и «В», а также Е- и i-токсины Cl.perfringens. Они образуются в результате протеолитического расщепления более крупных нетоксичных полипептидов. Для этого необходимо, чтобы протеолитические ферменты, расщепляющие их, выделялись бактериями в культуральную среду (жидкая питательная среда для размножения бактерий).

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ЭКЗОТОКСИНОВ проявляется вмешательством в работу определенных функций, тканевых клеток или в разрушении некоторых субклеточных структур. Примером первого может служить дифтеритический токсин, продуцируемый Cor.diphthеriae. Он влияет на процессы синтеза ДНК, РНК и белка клетки. Подавление этих процессов происходит в результате того, что токсин инактивирует фермент трансферазу II. А так как этот фермент способствует переносу растущей полипептидной цепи с одной молекулы т-РНК на другую на поверхности рибосом, то разрушение трансферазы II и останавливает синтез белка. Примером разрушения субклеточных структур бактериальным токсином может служить токсин Cl.perfringens. По своей природе это лецитиназа. Она расщепляет лецитин, являющийся важным структурным компонентом клеточной мембраны. Его расщепление приводит к разрушению мембраны разнообразных тканевых клеток, что возможно и является причиной распада тканей при газовой гангрене. Лецитиназу продуцируют и микроорганизмы родов Bacillus, Staphyloccocus, входящие в группу пищевых токсикозов.

Представители группы пищевых токсикоинфекций (например: E.coli, Sal.typhimurium, Cl.perfringens), а так же возбудители холеры и бактериальной дизентерии продуцируют энтеротоксины (entero - кишка), которые специфически действуют на эпителий кишечника. Механизм их действия заключается в том, что эти вещества связываются со специфическими рецепторами мембраны эпителия. Связанный токсин активирует мембранную аденилатциклазу, это вызывает повышение концентрации в клетке циклического аденозинмонофосфата (АМФ), что в свою очередь вызывает повышение скорости переноса электролитов, т.е. утечку из тканевых структур. Вместе с ними уходит и вода. В результате происходит потеря тканевой жидкости, а это приводит к обезвоживанию организма и шоку. Если не восполнить потерю жидкости и электролитов циркулирующих в организме, то наступает смерть.

Механизм патогенетического действия эндотоксинов иной. Как уже указывалось выше, по своей химической природе это комплекс липополисахаридов с белками клеточных стенок грамотрицательных бактерий. Таким образом они идентичны О -антигенам (соматическим антигеном) целой клетки. Эндотоксины выделены из всех патогенных граммотрицательных бактерий. Для токсинов этой группы характерны два типа механизма активности - они вызывают повышение температуры тела (пирогенность) и являются токсичными. Этими двумя свойствами обладает липополисахаридная фракция токсина, белковая фракция имеет только антигенные свойства. Пирогенная активность липосахаридного комплекса высока. Введение его лошади весом в 700 кг в количестве 0,000001 г вызывает повышение температуры тела. Известно, что температура животного, человека регулируется определенными центрами в головном мозге. Однако, эндотоксины не действуют на эти центры. Они действуют на полиморфноядерные лейкоциты, вызывая освобождение пирогенного вещества. Химическая природа его до настоящего времени точно не ясна, но установлено, что оно и вызывает повышение температуры. Патогенетическое действие данной группы токсинов заключается и в том, что они увеличивают проницаемость капилляров и вызывают разрушение клеток, в свою очередь выделяются воспалительные агенты, которые так же участвуют в развитие патологического процесса. Механизм воспалительного процесса до конца не известен, возможно тут значительную роль играет не токсин (липополисахаридная часть эндотоксина), а аллерген - т.е. антигенный продукт микроорганизма (соматическая часть клетки), который индуцирует воспалительную аллергическую реакцию у сенсибилизированного макроорганизма.

Так как целью данного издания является учебное справочное пособие по пищевым токсикоинфекциям и токсикозам, мы не будем рассматривать весь механизм патогенеза при различных инфекционных болезнях, а ограничимся выше приведенной информацией.