Молекулярная организация бактериальных токсинов:

По строению бактериальные токсины белковой природы делятся на простые и сложные.

Простые токсины образуются в виде единой неактивной полипептидной цепи (протоксина), которая под действием протеаз (самого микроорганизма, представителей нормальной микрофлоры, тканей макроорганизма) превращается в активную двухкомпонентную структуру: компонент В (от англ. binding – связывать) выполняет рецепторсвязывающую (а также образует канал в ЦПМ клетки, обуславливая проникновение компонента А), а компонент А (от англ. active – активный) – энзиматическую функцию.

Сложные токсины представляют собой уже готовую бифункциональную (В-А) структуру.

Классификация экзотоксинов по механизму действия:

1. Цитотоксины блокируют синтез белка на рибосомах (например, дерматонекротоксин дифтерийной палочки, энтеротоксин золотистого стафилококка, антиэлонгаторы синегнойной палочки).

2. Мембранотоксины повышают проницаемость мембраны эритроцитов (гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), вызывая гемолиз первых и разрушение вторых (например, α-токсин золотистого стафилококка, О-стрептолизин Str. рyogenes).

3. Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров активируют клеточную аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и увеличению выхода жидкости в ее просвет – диарее (холероген холерного вибриона, энтеротоксин E. coli).

4. Функциональные блокаторы – нейротоксины возбудителей столбняка и ботулизма блокируют передачу нервного импульса.

5. Активаторы иммунного ответа (эксфолиатины и эритрогенины) влияют на процесс взаимодействия клеток между собой (например, продуцируются St. aureus и Str. рyogenes).

Разные токсины взаимодействуют с неодинаковыми клеточными рецепторами (ганглиозидные, гликопротеидные, гликолипидные или холинсодержащие). Так, на холинсодержащих рецепторах фиксируются тетанолизин, О-стрептолизин, пневмолизин и др., на ганглиозидах определенного типа – тетаноспазмин, холероген, энтеротоксины кишечных бактерий и др.

Перечисленные факторы патогенности обуславливают:

• Адгезию – процесс прикрепления на клетках хозяина. Механизм адгезии включает две фазы:

  1. Обратимая – неспецифические физико-химические механизмы, связанные с гидрофобным взаимодействием и электростатическим притяжением.

  2. Необратимое специфическое химическое связывание, обусловленное комплементарностью строения молекулы адгезина, находящиеся на поверхности микроорганизма, и рецептора клеток, которые должны соответствовать как «ключ-замок».

Адгезины очень разнообразны, их уникальное строение обеспечивает высокую специфичность. Этим объясняется способность одних микроорганизмов прикрепляться и колонизировать преимущественно эпителий в дыхательных путей, других – кишечного тракта, третьих – мочевыделительной системы и т. д.

Рецепторы клеток тканей человека также неоднородны. Их подразделяют на:

• нативные (располагаются на эпителиальных клетках, участвуя в адгезии соответствующих бактерий);

• индуцированные (образуются только после адсорбции вирусов на чувствительных клетках, после чего на них могут адгезироваться стафилококки и другие бактерии; это объясняется тем, что рецептором для этих бактерий служит вирусный гемагглютинин, который встраивается в цитоплазматическую мембрану эпителиальных клеток; данное явление имеет важное значение для понимания механизмов возникновения вторичной бактериальной инфекции);

• приобретенные (появляются при определенных условиях, представляют собой «мостики», состоящие из иммуноглобулинов разных классов, альбуминов, фибронектина и других соединений, способных взаимодействовать с комплементарными бактериальными адгезинами).

• Колонизацию – процесс размножения микроорганизмов в месте адгезии, обеспечивает накопление микроорганизмов до такой критической концентрации, которая способна вызвать патологическое действие.

• Пенетрацию – проникновение внутрь эпителиальных и других клеток, при этом клетки разрушаются, что сопровождается нарушением целостности эпителиального покрова соответствующего органа и возникновением патологического процесса.

• Инвазию – способность проникать через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани.

• Агрессию – способность противостоять защитным силам макроорганизма и оказывать патогенное токсическое действие.