1. Мембранно-активные экзотоксины;

2. Суперантигены;

3. А-В экзотоксины, которые в свою очередь подразделяются на простые или «разрезанные» и сложные.

Мембранно-активные экзотоксины

Мембранно-активные экзотоксины действуют на клетки макроорганизма путем нарушения целостности их мембран. Эти экзотоксины иногда называют гемолизинами, так как они легко разрушают мембраны эритроцитов. Кроме этого, экзотоксины с мембрано-повреждающим механизмом действия разрушают тромбоциты, лейкоциты (лейкоцидины), базофилы и другие клетки, а также клетки культур тканей, протопласты и сферопласты.

В частности фосфолипазы экзотоксинов разрушают стабилизирующую часть мембранных фосфолипидов, в результате чего мембрана дестабилизируется и наступает лизис клетки. Кроме того, предполагается, что одной из функций этих токсинов является освобождение веществ из их комплексов (например, освобождение железа), необходимых для роста бактерий.

Выделяют тип мембранно-активных экзотоксинов, который продуцируется некоторыми грамотрицательными бактериями. Эти экзотоксины называются дуплицированными токсинами, так как имеют удвоение девяти аминокислот. Данные протеины обладают способностью «высверливать» поры в мембранах эукариотов. Например, низкие уровни мембранно-активного экзотоксина, производимого уропатогенными штаммами E. coli, могут стимулировать выделение цитокинов и супероксидную продукцию почечными клетками; высокие уровни этих токсинов лизируют почечные клетки.

Суперантигены

Эти токсины связывают напрямую антигенный участок 2-го класса большого комплекса гистосовместимости макрофагов или антигены других антиген-представляющих клеток и активизируют до 20 % всех Т-лимфоцитов. Следствием этой активации являются образование большого количества интерлейкина (ИЛ), что в свою очередь способствует синтезу фактора некроза опухолей (a-ФНО) и других цитокинов, что может привести к развитию циркуляторного коллапса, а также нарушению функций многих органов. В норме антиген-представляющие клетки поглощают протеиновые антигены и обрабатывают их, расщепляя протеины до пептидов; один из расщепленных пептидов затем соединяется с поверхностью мембраны антиген-представляющих клеток. Только небольшое число Т-хелперов имеют рецепторы, которые могут узнать антигенный участок 2-го класса большого комплекса гистосовместимости макрофагов. Эта маленькая подгруппа Т-хелперов после соединения с антигенов продуцирует цитокины, стимулирующие пролиферацию Т-лимфоцитов, которые вызывают продукцию антител В-лимфоцитами.

Таким образом проявляют свое действие энтеротоксины, продуцируемые стафилококками. Эти белки обладают свойствами суперантигенов, т.е. антигенов, которые стимулируют синтез излишнего количества Т-лимфоцитов. Последние начинают вырабатывать огромное количество интерлейкина-2, а это приводит к токсическому эффекту. Токсическое действие на организм стафилококковые энтеротоксины реализуют через индуцируемый ими синтез интерлейкина-2.

А-В токсины

А-В токсины - экзотоксины, состоящие из двух белковых фрагментов – А и В. Каждый фрагмент сам по себе не активен. Свойствами токсина они обладают, будучи связанными друг с другом. При этом фрагмент В выполняет две функции – акцепторную (распознает акцептор на мембране и связывается с ним) и функцию формирования внутримембранного канала. Фрагмент А проникает через канал в клетку и проявляет в ней токсическую активность, воздействуя на различные процессы метаболизма клетки.

А-В токсины подразделяют на две группы – простые и сложные. К простым («разрезанным») токсинам относятся такие, которые состоят из одной полипептидной цепи. К сложным (комплексным) относятся токсины, состоящие из нескольких компонентов, связанных между собой химическими, физико-химическими или иными связями.

А-В экзотоксины, как простые так и сложные, синтезируются патогенными бактериями в виде неактивных предшественников, именуемых протоксинами, и проявляют биологическую активность только после активации. Процесс активации протоксинов in vivo осуществляется по типу ограниченного протеолиза, по-видимому, под действием протеаз, вырабатываемых либо самой бактериальной клеткой, либо тканью-мишенью. После активации протоксина наблюдается фрагментирование полипептидной цепи, и токсическими свойствами обладает уже не одна полипептидная цепь, а два соединенных друг с другом пептида.

Для простых токсинов характерной является стадия активации, которая протекает по типу протеолиза. В результате расщепления полипептидной цепи протоксина образуется система, состоящая из фрагментов ранее нетоксической молекулы. Фрагменты, видимо, остаются соединенными между собой, как показано на примере дифтерийного токсина, и в таком виде подходят к чувствительной клетке. Особо следует подчеркнуть, что функция фрагментов различна: один из них обеспечивает рецепторное взаимодействие, другой является специфическим активатором.

В целой молекуле протоксина эти функции не дифференцированы. Следовательно, можно думать, что смысл активации заключается в образовании бифункциональной системы, состоящей из рецептора и активатора. В то же время модель системы, в которой рецептрная и активаторная функции разграничены между отдельными ее компонентами, приемлема и для сложных токсинов, наглядным примером которых является холерный экзоэнтеротоксин.

По характеру токсического действия А-В экзотоксины отличаются друг от друга. Механизм действия экзотоксинов связан с повреждением жизненно важных процессов в клетке: подавлением биосинтеза белка (дифтерийный экзотоксин) и переносом электронов по цепи их переноса («мышиный» токсин Y. рestis). Энтеротоксины холерного вибриона и патогенных грамотрицательных бактерий, воздействуя на аденилацетатную систему эритроцитов, вызывают выход ионов и воды из тканей в кишечник, что и обусловливает патогенез холеры и других форм диареи. Экзотоксин C. botulinum подавляет выделение ацетилхолина в нервно-мышечном синапсе и блокирует передачу нервного импульса на мышечное волокно. Механизм действия экзотоксина C. tetani также связан с торможением передачи синаптических медиаторов (g-аминомасляной кислоты ацетилхолина, норадреналина и других).