6. Бактериальные токсины, их классификация и основные свойства.

Токсины (от греч. toxikon, яд) – важнейшие факторы патогенности, вырабатываемые микроорганизмами и реализующие основные механизмы инфекционного процесса. Токсины облегчают первичную колонизацию и вызывают системные поражения, характеризующие проявления той или иной инфекционной болезни.

Токсины бактерий– продукты метаболизма, оказывающие непосредственное токсическое воздействие на специфические клетки макроорганизма, либо опосредованно вызывающие развитие симптомов интоксикации в результате индукции ими образования биологически активных веществ.

Традиционно, бактериальные токсины подразделяют на экзотоксины и эндотоксины. Сравнительная характеристика представлена в таблице …

• экзотоксины– высокотоксичные для организма хозяина белки, синтезируемые токсигенными бактериями и секретируемые при их жизни. Экспрессируются как у Грам+, так и у Грам^-бактерий.

• эндотоксины– липополисахариды клеточной стенки Грам^-бактерий, освобождающийся после их разрушения.

Основные свойства экзо- и эндотоксинов представлены в таблице 21.

Нередко экзотоксины служат единственным фактором вирулентности микроорганизма, действуют дистанционно (далеко за пределами очага инфицирования) и ответственны за клинические проявления инфекции. Наибольшую токсичность проявляет ботулотоксин – 6 кг токсина могли бы убить все человечество. Высокая токсичность экзотоксинов обусловлена особенностью структуры их фрагментов, имитирующей строение субъединиц гормонов, ферментов и нейромедиаторов хозяина. В результате токсины проявляют свойства антиметаболитов, блокирую функциональную активность естественных аналогов. Экзотоксины проявляют высокую иммуногенность; в ответ на их введение образуются специфические нейтрализующие антитела (антитоксины). Анатоксин- экзотоксин, утративший свою ядовитость, но сохранивший антигенные свойства. Получают путем обработки экзотоксина 0,4 % раствором формалина при 40С в течение 4 недель и используют для формирования активного антитоксического иммунитета.

Таблица 21. Сравнительная характеристика экзотоксинов и эндотоксинов

Экзотоксины	Эндотоксины
Выделяются живой клеткой. В высоких концентрациях обнаруживаются в жидких питательных средах	Составная часть клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Освобождаются при гибели бактериальной клетки
Продуцируются грамположительными и грамотрицательными бактериями	Обнаружены только у грамотрицательных бактерий
Полипептиды с молекулярной массой 10 000–900 000	Липополисахариды. Липид Aотвечает за токсичность
Относительно нестабильны; токсичность часто быстро теряется при температуре выше 60 ˚C	Относительно стабильны; выдерживают нагревание при температуре выше 60 ˚Cв течение часа без потери токсичности
Обладают высокой антигенностью; стимулируют образование высоких титров антитоксинов (антител) в сыворотках. Антитоксины нейтрализуют экзотоксины	Слабые иммуногены; титры специфических антител и их защитная функция ниже, чем для экзотоксинов
Трансформируются в антигенные, нетоксичные анатоксины при действии формалина, кислот, нагревания и т.д. Анатоксины используются для иммунизации (например, дифтерийный анатоксин)	Не трансформируются в анатоксины
Высокотоксичны; смертельные дозы для животных составляют единицы микрограммов и менее	Умеренно токсичны; смертельные дозы для животных измеряются десятками и сотнями микрограмм
Каждый экзотоксин имеет специфические рецепторы на клетках-мишенях	Эндотоксины разных групп бактерий не имеют строго специфических рецепторов. CD14 – общий рецептор для ЛПС
Каждый экзотоксин обладает специфическим эффектом	Все эндотоксины имеют общий эффект: лихорадка, коллапс, специфические повреждения тканей
Часто синтез контролируется экстрахромосомными генами (например, плазмидами)	Синтез контролируется хромосомными генами

По степени связи с бактериальной клеткой экзотоксины разделяют на три группы – А, В и С.

• Группа А – токсины, секретируемые во внешнюю среду (токсин дифтерийной палочки).

• Группа В – токсины, частично секретируемы во внешнюю среду и частично ассоциированные с бактериальной клеткой (тетаноспазмин C.tetani).

• Группа С – токсины, связанные с бактериальной клеткой и высвобождающиеся после ее кибели (экзотоксины энтеробактерий).

Классификация экзотоксинов по механизму действия: