Токсины

Четвертая группа включает в себя токсины. Представления о природе микробных токсинов получены благодаря исследованиям патогенных бактерий.К 1890 г. были обнаружены первые токсины двух патогенных микроорганизмов: Corynebacterium diphtheriae и Clostridium tetani.

В обоих случаях были поставлены одинаковые опыты: бактерию выращивали в культуральной среде in vitro, и стерильный фильтрат, приготовленный из выросшей культуры, вводили опытным животным. Последние погибали, а при их вскрытии обнаруживали изменения органов, характерные для соответствующей естественной инфекции. Эти токсические вещества оказались белками. Поскольку они представляли продукты обмена бактерий и не были связаны с бактериальными клетками, их назвали экзотоксинами. Экзотоксины образуют ряд других патогенных бактерий (возбудитель ботулизма, инфекционной энтеротоксемии, дизентерии и др.), в основном грамположительных. Однако фильтраты, приготовленные из культур многих других патогенных микроорганизмов, не были токсичны. Кипячением бактериальных культур доказано, что клетки почти всех грамотрицательных патогенных бактерий токсичны сами по себе. Более того, такое же токсическое действие оказывают и убитые нагреванием клетки многих патогенных грамотрицательных бактерий. Устойчивые к нагреванию токсины, связанные с клеточной оболочкой грамотрицательных бактерий, назвали эндотоксинами.

Однако для многих патогенных бактерий, в том числе для возбудителя сибирской язвы, эти подходы не позволили обнаружить никаких сколько – нибудь токсичных продуктов. Условия культивирования в лаборатории всегда отличаются от условий в организме зараженного животного. Осознание этого очевидного факта заставило предпринять поиски бактериальных токсинов, образуемых непосредственно в организме инфицированного животного. Эта работа привела к обнаружению специфического экзотоксина у Bacillus anthracis.

Токсичность – способность патогенного микроба вырабатывать и выделять ядовитые вещества, вредно действующие на организм. Микробы, способные образовывать токсины, получили название токсигенных.

Токсины бывают двух видов – экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины – высокоактивные яды, выделяемые микроорганизмом на протяжении его жизни в качестве продуктов обмена в окружающую среду (организм животного, пробирка с культурой микроба). Обнаруживаются в высоких концентрациях в жидких средах, содержащих компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий, освобождающиеся при их дезинтеграции полипептиды, ОММ 10000–100000. Липополисахаридные комплексы, липид А, очевидно, ответственен за токсичность.

Эндотоксины – менее ядовитые по сравнению с экзотоксинами вещества, образующиеся в результате распада микробной клетки. Следовательно, эндотоксины представ­ляют собой фрагменты или отдельные химические компоненты микробных клеток.

Экзотоксины в основном образуют грамположительные микроорганизмы (возбудители ботулизма, столбняка, газовой инфекции и др.), а эндотоксины образуют клетки грамотрицательных мик­робов (сальмонеллы, кишечная палочка, протей и др.). Сравнительная характеристика экзотоксинов и эндотоксинов следующая:

Экзотоксины	Эндотоксины
Легко диффундируют в окружающую среду из микробных клеток	Прочно связаны с неразрушенным телом микробной клетки
Яды исключительно высокой активности. Избирательно поражают отдельные органы и ткани	Менее ядовиты. Избирательного поражения не наблюдается или оно слабо выражено
Обнаруживают выраженные антигенные свойства, вызывают образование в организме антитоксинов	Слабые антигены; антисыворотки обладают невысокой активностью
В химическом отношении представляют собой протеины, обладают свойствами ферментов, некоторые получены в кристаллическом состоянии	Могут быть протеинами и различными химическими комплексами – глюцидолипоидами, полисахаридолипоидо-протеинами
Термолабильны	Термостабильны
Быстро разрушаются протеолитическими ферментами при 38 – 40 °С	Сравнительно устойчивы к действию протеолитических ферментов
При действии формалина 0,3 – 0,4 % переходит в анатоксины	При действии формалина токсичность мало понижается