2.3. Механизмы подавления защитных факторов макроорганизма.

Макроорганизм различными способами противостоит размножению и распространению патогенных микроорганизмов. Для подавления неспецифических (фагоцитоз, опсонизация и др.) и специфических (антитела) защитных реакций организма бактерии используют особые структурные элементы и физиологические реакции. К последним относят антифагоцитарные, антилизоцимные, антиопсонические и другие факторы.

Функцию защиты выполняют:

1.капсулы из экстрацеллюлярных веществ бактерий (полисахаридные, полипетидные), например, у пневмококков, гемофильных бактерий и др.;

2.специфические белки клеточной стенки (А-протеин у золотистого стафилококка, М-протеин и фимбрии у патогенных стрептококков);

3.белки, ассоциированные с липополисахаридом (ЛПС) грамотрицательных бактерий;

4.Vi-антиген сальмонелл;

5.антихемотаксические факторы, подавляющие хемотаксис макрофагов, например корд-фактор туберкулезных бактерий;

6.ферменты агрессии ( протеазы разрушают им муноглобулины, коагулаза свертывает плазму крови, которая экранирует (закрывает) поверхность бактерии, гемолизин разрушает оболочки эритроцитов).

2.4 Токсины микроорганизмов.

Важнейшими факторами патогенности являются токсины микроорганизмов, которые повреждают ткани макроорганизма и играют главную роль в патогенезе инфекционных заболеваний. По физико-химическим и биологическим свойствам бактериальные токсины условно делятся на экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины — это белковые вещества, секретируемые живыми бактериями, термолабильные (разрушаются при 58— 60 °С) или термостабильные (разрушаются при 40—100 °С), обладают высокой токсичностью. Примером термолабильного экзотоксина является дифтерийный, а термостабильного — столбнячный токсин. Они характеризуются выраженной специфичностью токсического действия. Их выделяют грамположительные и грамотрицательные бактерии. Свойство бактерий вырабатывать и секретировать во внешнюю среду экзотоксины называется токсигенностью.

Молекула экзотоксина состоит из двух полипептидных цепей. Один полипептид выполняет транспортную (рецепторную) функцию и обеспечивает связь молекулы токсина и рецепторов чувствительной клетки. Второй полипептид осуществляет токсическую (активаторную) функцию. Он проникает внутрь клетки хозяина и блокирует жизненно важные метаболические процессы. Строение активатора каждого токсина уникально, и, вероятно, этим объясняется специфичность действия экзотоксина.

Некоторые бактерии образуют протоксины, которые состоят из единой полипептидной цепи и секретируются в нетоксичной форме. Под действием протеолитических ферментов они переходят в активную бифункциональную структуру и осуществляют токсическую функцию.

Экзотоксины обладают выраженной иммуногенностью и вызывают выработку в макроорганизме токсиннейтрализующих антител (антитоксинов).

Под влиянием формалина, нагревания, действия света и других факторов токсичность утрачивается, но при этом сохраняется иммуногенность. Это свойство экзотоксинов используют для получения анатоксинов (от лат. ana — отрицание, toxin — токсин), которые применяют для активной иммунопрофилактики токсинемических инфекций.

По механизму действия выделяют четыре типа экзотоксинов:

• цитотоксины, к которым относят энтеротоксины (продуцируют S.aureus, C.perfringens), антиэлонгаторы, которые нарушают процесс наращивания (элонгации) полипептидной цепи на рибосоме (дифтерийный гистотоксин), дермонекротоксины (продуцируют S.pyogenes, P.aeruginosa и др.). Все они блокируют синтез белка на субклеточном уровне;

• мембранотоксины характеризуются способностью повышать проницаемость поверхностных мембран эритроцитов (различные гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), что приводит к разрушению этих клеток. Такие токсины обнаруживают у S.aureus, S.pyogenes, S.pneumoniae и др.;

• токсины — функциональные блокаторы. К ним принадлежат токсикоблокаторы и нейротоксины. Токсикоблокаторы способны активировать клеточную аденилатциклазу, повышать проницаемость сосудов и увеличивать выход жидкости, ионов натрия и хлоридов в просвет кишечника, что приводит к развитию диареи. Этим свойством обладают энтеротоксины, холероген. Нейротоксины обладают повышенным сродством к нервной ткани, и их действие связано с извращением процессов передачи нервных импульсов в отдельных звеньях ЦНС, периферической, симпатической нервной системы. Токсины такого типа секретируют C.tetani, C.botulinum;

• эксфолиатины и эритрогенины выделяют некоторые штаммы S.aureus и S.pyogenes, вызывающие скарлатину.

По связи с бактериальной клеткой и активности секреции экзотоксинов различают несколько классов бактерий, например:

• класс А — бактерии, активно секретирующие экзотоксины во внешнюю среду (дифтерийный гистотоксин, летальный токсин);

• класс В — экзотоксин секретируется во внешнюю среду частично, оставаясь связанным с микробной клеткой (тетаноспазмин, нейротоксин);

• класс С — экзотоксин связан с микробной клеткой и попадает во внешнюю среду при аутолизе (цитотоксины, энтеротоксины, нефротоксины).

Эндотоксины — это токсины, которые состоят из из липополисахаридов (ЛПС) и белков клеточной стенки грамотрицательных бактерий (Salmonella, Shigella, Escherichia и др.). Высвобождение эндотоксина возможно только после гибели бактерии. ЛПС является носителем основных биологических свойств эндотоксина и в комплексе с белком определяет антигенную активность бактерий, так как входит в состав соматического антигена. Эндотоксины термостабильны, менее токсичны, чем экзотоксины, не обладают специфичностью действия. Независимо от видовой принадлежности бактерий эндотоксины имеют сходную структуру и химический состав. Их токсические эффекты сопровождаются температурной реакцией.

Эндотоксины имеют низкую чувствительность к действию фенола, спирта, кислот и других химических веществ. При обработке формалином не переходят в анатоксин. Эндотоксины являются слабыми иммуногенами, а иммунные сыворотки, полученные на эти токсины, не могут полностью блокировать их токсические эффекты.

Таблица Характеристика бактериальных экзо- и эндотоксинов

Свойства	Экзотоксины	Эндотоксины
Химическая природа	Белки (9—19 аминокислот)	ЛПС с белком
Происхождение	Выделяются в процессе жизнедеятельности. Чаще грамположительные бактерии	Связаны со структурами бактерии; выделяются при разрушении клетки. Чаще грамотрицательные бактерии
Отношение к температуре	Термолабильны	Термостабильны
Степень ядовитости	Очень токсичны	Менее ядовиты
Скорость действия	После интубации 18-72 ч	Довольно быстро
Специфичность действия	Выражена	Лишена тропизма
Отношение к химическим веществам	Чувствительны к спирту, кислотам, щелочам, пищеварительным ферментам, при действии формалина переходят в анатоксин	Мало чувствительны к химическим веществам, не переходят в анатоксины
Антигенные свойства	Активные антигены	Слабые антигены