Вопрос 162 Биологическая опасность и биологический терроризм. Основные понятия. Природные токсины: источники, классификация, токсические эффекты, методы определения

Биологическая опасность – отрицательное воздействие биологических патогенов любого уровня и происхождения, создающих опасность в медико-социальной, технологической, сельскохозяйственной и коммунальной сферах.

Биологическая безопасность – состояние защищенности людей, сельскохозяйственных животных и растений, окружающей природной среды от опасностей, вызванных или вызываемых источником биолого-социальной чрезвычайной ситуации.

Биологический терроризм – использование опасных биологических агентов для нанесения ущерба жизни и здоровью людей ради достижения целей политического и материального характера.

Источники биологической опасности – совокупность природных и техногенных биологических факторов, способных причинить существенный вред здоровью людей и животных вплоть до их гибели, а также ущерб обществу и экономике путем распространения опасных биологических агентов.

Обеспечение биологической безопасности - соблюдение правовых норм, выполнение санитарно-гигиенических и санитарно-эпидемиологических правил, технологических и организационно-технических требований, а также проведение соответствующего комплекса правовых, санитарно-гигиенических, санитарно-эпидемиологических, организационных и технических мероприятий, направленных на предотвращение, ослабление и ликвидацию заражения людей, сельскохозяйственных животных и растений инфекционными болезнями.

Природные токсины – это токсичные вещества природного происхождения, вырабатываемые некоторыми видами живых организмов. Эти токсины не опасны для вырабатывающих их организмов, но могут быть токсичны для других, в том числе для человека, в случае их приема с пищей.

Классификация токсинов

1. По происхождению

• Фитоксины — токсины растительного происхождения;

• Зоотоксины — токсины животного происхождения (входят в состав яда некоторых животных);

• Микробные токсины — вырабатываются многими видами микроор­ганизмов и являются причиной отравлений и заболеваний.

2. По месту действия

• Эндотоксины (продукты обмена веществ, функционирующие внутри клеток в качестве метаболитов)

• Экзотоксины (также вырабатываются при внутриклеточном обмене веществ, но выделяются клетками-продуцентами в окружающую их среду в процессе жизнедеятельности)

3. По действию на организм

• Нейротоксины;

• Цитотоксины (токсины-эффекторы);

• Токсины-ферменты;

• Токсины-ингибиторы ферментов.

4. По вызываемому эффекту

• Смертельными

• Временно выводящими из строя.

Токсин ботулизма и тетанус-токсин выделяются облигатными анаэробными бактериями рода Clostridum и относятся к нейропаралитическим ядам. Клостридиальные нейротоксины имеют белковую природу и являются сильнейшими из известных ядов.

Клиническая картина: диплопия, птоз с последующим ощущением слабости верхних, затем нижних конечностей; в тяжелых случаях развивается паралич дыхательных мышц. Специальных методов лечения ботулизма нет. Возможно применение антитоксина. 

Аналитическое определение токсина ботулизма требует его идентификации в крови или кале пациента. Для диагностических целей применяют чувствительный иммуноферментный анализ - ИФА (технология ELISA, см. п. 5.2). Как способ детекции бактериальных спор и токсинов используют биосенсор, основанный на электрохе-милюминесценции. Этот анализатор обладает чувствительностью, позволяющей обнаруживать фемтограммы токсинов.

Тетанус-токсин образуется в некротизированной ране при заражении спорами C. tetani. Особенно опасен неонатальный тетанус-токсин (летальность при заболевании составляет 24%). Вероятность летального исхода снижается при использовании антитоксина и внутривенном введении пенициллина. В настоящее время нет сведений о применяемых аналитических методах идентификации и количественного определения тетанус-токсина.

Один из штаммов широко распространенной кишечной палочки E.coli, 

встречающийся обычно в кишечнике крупного рогатого скота и других животных, продуцирует сильный цитотоксин – веротоксин или вероцитотоксин.

Веротоксинпродуцирующие штаммы E. coli определяют при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР), ДНК-гибридизации и анализа цитотоксичности веротоксина.

Прочие штаммы E. coli, а также и другие виды бактерий продуцируют дизентерийные токсины, которые способны вызывать отравление при употреблении зараженного мяса, не прошедшего достаточную тепловую обработку. Для детекции дизентерийного токсина в образцах кала больного и в зараженном мясе применяется ИФА

Микотоксины представляют собой группу потенциально токсичных веществ, выделяемых различными видами грибов. Только немногие виды грибов продуцируют токсины, вызывающие смерть при попадании внутрь. Значительно большее количество грибов, паразитирующих на пищевых продуктах, выделяют токсины, которые могут быть причиной нежелательных эффектов при хроническом попадании в организм в малых количествах.

Афлатоксикоз - отравление, вызванное употреблением пищи, загрязненной грибами рода Aspergillus. 

Афлатоксины В₁, В₂, G₁ и G₂ - группа микотоксинов, продуцируемых плесневыми грибами A. flavus и A. parasiticus, которые встречаются в пище человека и кормах животных (например, в кукурузе, арахисе, фисташках). Механизм действия микотоксинов заключается в том, что они после метаболической активации способны соединяться с пуриновыми основаниями, нарушая связи комплементарных пар оснований в двухцепочечной молекуле ДНК, и в результате угнетать репликацию и транскрипцию ДНК, а также индуцировать мутации. Афлатоксины – потенциальные канцерогены.

Афлатоксин В₁ является наиболее токсичным. Его главный метаболит - афлатоксин М₁ - обычно экскретируется из организма с мочой или грудным молоком при употреблении загрязненной грибами пищи. Другой продукт метаболизма афлатоксина В₁, превращаясь в эпоксид, реагирует с ДНК и может провоцировать гепатоцеллюлярную карциному.

Существует несколько аналитических методов определения в грудном молоке, моче и образцах крови афлатоксинов G₁, G₂, B₁ и B₂. Методом ТСХ афлатоксины разделяют на индивидуальные компоненты В₁, В₂, G₁ и G₂.

При детектировании в УФ свете первые два флуоресцируют синим цветом, вторые два - зеленым. Описаны процедуры их определения при помощи высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ВЭТСХ), ИФА, однако предпочтительным методом

является ВЭЖХ с флуоресцентной детекцией.