2. Класифікація білкових (екзо-) токсинів за функціональними властивостями

За механізмом дії та точкою прикладання в організмі людини білкові токсини поділяють на 4 основні групи:

• Цитотоксини (інгібітори синтезу білка): блокують внутрішньоклітинний синтез макромолекул на рівні рибосом.

  • Приклади: дифтерійний гістотоксин, шига-токсин дизентерійних паличок.

• Мембранотоксини (деструктори мембран): руйнують фосфоліпідний шар або утворюють пори в мембранах клітин хазяїна (еритроцитів, лейкоцитів), викликаючи їх лізис.

  • Приклади: \(\alpha \)-токсин стафілокока (пороутворювач), лецитиназа (фосфоліпаза) Clostridium perfringens.

• Функціональні блокатори (активатори фізіологічних шляхів): змінюють концентрацію важливих внутрішньоклітинних регуляторів (цАМФ, цГМФ), порушуючи роботу клітин без їх миттєвої руйнації.

  • Ентеротоксини: викликають гіперсекрецію води та солей у просвіт кишківника (холерний токсин — холероген, термолабільний токсин E. coli).

  • Нейротоксини: блокують передачу нервових імпульсів.

    • Тетаноспазмін (правцевий токсин): блокує гальмівні медіатори (гліцин, ГАМК), викликаючи спастичний параліч (судоми).

    • Ботулотоксин: блокує виділення ацетилхоліну в синапсах, викликаючи в'ялий параліч м'язів.

• Ексфоліатини та еритрогеніни (суперантигени): викликають надмірну, неконтрольовану активацію Т-лімфоцитів та масовий викид цитокінів («цитокіновий шторм»).

  • Приклади: токсин синдрому токсичного шоку (TSST-1) стафілокока, скарлатинозний еритрогенін стрептокока.

• Одержання ендотоксинів: МіО культивують на живильних середовищах і потім руйнують при обробці ультразвуком, температурою, спиртом, формаліном т.ін.

• Одержання екзотоксинів:

• 1. Вирощування МіО на рідкому живильному середовищі.МіО, що виділяють екзотоксини, назив токсичними. Найчастіше гени токсичностізнаходяться в клітинах у вигляді плазмід.

• 2. Фільтрування через бактеріальні фільтри – клітини залишаються на фільтрі, токсини – у фільтраті.

• 3. Концентрування екзотоксинів по методах осадження білка (додавання спирту, висмоктування сірчанокислим амонієм).

• 4. Очищення білка токсинів.

• 5. Перевірка токсичності – на чутливих тваринах.

• 6. Визначення сили токсину в DLM – це кількість токсинів, яка викликає загибель 80-100% тварин певного виду, ваги за певний час.

Роль у патогенезі (розвитку хвороби)

Токсини є основним пусковим та уражаючим фактором патогенезу багатьох інфекцій:

• Клінічна специфіка: саме характер токсину визначає, як саме протікає хвороба (наприклад, при правці — судоми через нейротоксин, при холері — профузна діарея через ентеротоксин).

• Системні пошкодження: екзотоксини можуть діяти на відстані від первинного вогнища інфекції (при дифтерії бактерія знаходиться в горлі, а її гістотоксин уражає серцевий м'яз, нирки та нервову систему — розвивається токсемія).

• Розвиток шоку: ендотоксини Грам(-) бактерій, масово потрапляючи в кров, активують систему комплементу та макрофаги, що призводить до розвитку ендотоксичного (септичного) шоку із критичним падінням артеріального тиску.

Роль в імуногенезі (формуванні імунітету)

• Антитоксичний імунітет: оскільки екзотоксини є повноцінними білковими антигенами, організм відповідає на них виробленням специфічних антитіл — антитоксинів (переважно класів IgG та IgA). Вони зв'язують токсин і нейтралізують його активний центр.

• Створення вакцин: здатність екзотоксинів втрачати отруйність під дією формаліну, перетворюючись на безпечні анатоксини (дифтерійний, правцевий, ботулінічний), лягла в основу створення високоефективних вакцин (наприклад, АКДП).

• Ендотоксиновий імунітет: до ендотоксинів (ЛПС) формується слабкий, переважно антибактеріальний імунітет (до О-антигену). Він не здатний ефективно нейтралізувати токсичну дію ліпіду А, який входить до складу ЛПС.