Характеристика бактериальных токсинов

Токсические вещества, синтезируемые бактериями, по своей химической природе относятся к белкам и липополисахаридам (ЛПС). Первые, как правило, секретируются живой бактериальной клеткой и поэтому получили название - экзотоксины. Вторые освобождаются после гибели клетки - эндотоксины.

Эндотоксины - ЛПС. Содержащиеся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий. Токсические свойства эндотоксина определяются всей молекулой ЛПС. Эндотоксины в отличие от экзотоксинов более устойчивы к повышенной температуре, менее ядовиты, малоспецифичны, слабо иммуногенны.

Эндотоксины различных грамотрицательных микробов при введении в организм подопытных животных вызывают однотипную реакцию. При введении больших доз токсина у животных наблюдаются угнетение фагоцитоза и явления выраженного токсикоза (слабость, одышка, диарея, падение сердечной деятельности, понижение температуры тела). При введении небольших доз отмечается обратный эффект: стимуляция фагоцитоза, менее выраженный токсикоз, повышение температуры тела.

У людей поступление большого количества эндотоксина в кровяное русло приводит к токсико-септическому шоку. В результате чего наблюдается снижение артериального давления, как результат поступления повышенного количества серотонина и кининов в кровь, а также нарушение кровоснабжения органов и ацидоз. Действие эндотоксинов на клетки крови (гранулоциты, моноциты) приводит к лихорадке, так как из них выделяются эндогенные пирогены. Начало лихорадки совпадает с ранней лейкопенией, которая сменяется вторичным лейкоцитозом.

Некоторые бактерии способны одновременно синтезировать как эндотоксины, так и белковые токсины, например возбудитель холеры, чумы сальмонеллеза и др.

Белковые токсины - экзотоксины - в зависимости от связи со стромой бактериальной клетки, подразделяются на секретируемые, частично секретируемые и несекретируемые. Описано свыше 80 различных экзотоксинов, отличающихся друг от друга по молекулярной массе, химической структуре, «клеткам-мишеням» макроорганизма и биологической активности. Возможно, белковые токсины предназначены не только для поражения клеток, тканей и органов человека но и для участия в метаболических реакциях самих бактерий, их продуцентов.

По отношению к температуре различают: термолабильные и термостабильные белковые токсины. Так, например, термолабильный дифтерийный токсин разрушается при температуре 60 ⁰С в течение 1 часа, а столбнячный - в течение 20 мин. Термостабильные токсины клостридий ботулизма, кишечной палочки, стафилококков могут переносить кратковременное кипячение.

Все экзотоксины состоят из двух составных частей. Одна - является рецептором и служит для фиксации молекулы токсина на соответствующей «клетке-мишени», вторая - собственно токсический фрагмент - проникает внутрь клетки, блокируя жизненно важные метаболические реакции.

Высокая токсичность белковых токсинов объясняется особенностью строения токсического фрагмента, имитирующего структуру гормонов, ферментов и нейромедиаторов макроорганизма. Это делает их антиметаболитами вышеупомянутых жизненно важных соединений, блокирующих функциональную активность последних.

Специфичность токсического действия экзотоксинов определяется избирательной фиксацией токсина на рецепторах «клеток-мишеней» определенных тканей (эпителиальной, нервной и др.) организма человека и животных. Различия в механизме действия данных токсинов позволили классифицировать среди них четыре группы, каждая из которых состоит из нескольких подгрупп (табл. 1).

Цитотоксины - блокируют синтез белка на субклеточном уровне. Например, антиэлонгаторы (дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки и др.). выводят из строя фермент трансферазу II. ответственную за элонгацию (наращивание) полипептидной цепи на рибосомах.

К данной группе также относятся дермонекротоксины. поражающие клетки кожи и энтеротоксины. поражающие клетки слизистой кишечника.