Exotoxine bacteriene. Toxine bacteriene, tipuri și caracteristici. Toxine care provoacă stafilococ

Patogenitatea microorganismelor se datorează producției lor de toxine microbiene, care, la intrarea în corpul uman, provoacă otrăviri și boli specifice. Acești compuși toxici pot fi de origine vegetală sau animală. Dar cele mai frecvente sunt toxinele produse de bacterii.

Substanțele toxice se formează ca urmare a activității microorganismelor patogene. Ele pot avea un efect distructiv asupra celulelor țesuturilor umane sau pot contribui la dezvoltarea simptomelor de intoxicație prin afectarea anumitor structuri care încep să producă intens enzime metabolice.

În microbiologie, toxinele bacteriene, a căror clasificare se bazează pe proprietățile fizico-chimice, sunt împărțite în două grupuri.

Endotoxine

Acestea sunt lipopolizaharide care sunt componente ale pereților bacteriilor gram-negative. Ele sunt eliberate și încep să-și exercite efectul abia după moartea microbilor. O cantitate mică dintre ele activează producția de fagocite, limfocite B și interferon la om. Datorită acestor factori, imunitatea este crescută și agenții patogeni și toxinele sunt neutralizate. Uneori organismul reacționează la prezența endotoxinelor cu manifestări alergice.

Când sunt eliberate doze semnificative din aceste substanțe, acestea inhibă producția de imunitate, cresc permeabilitatea pereților capilarului și distrug globulele albe. Aceasta se manifestă sub formă de leucopenie, o scădere a temperaturii corporale generale, hipotensiune arterială și o scădere a nivelului pH-ului din sânge.

Exotoxine

Acestea sunt proteine ​​a căror particularitate este capacitatea de a menține activitatea biologică în afara celulei bacteriene. Mecanismul acțiunii lor se bazează pe creșterea permeabilității membranelor celulare, blocarea sintezei structurilor proteice și perturbarea procesului de interacțiune dintre celule.

Exotoxinele microbiene, la rândul lor, sunt împărțite în 3 clase, în funcție de relația lor cu bacteria:

• clasa A - acestea sunt toxine proteice eliberate în mediul extern;
• clasa B - acestea sunt toxine microbiene care sunt secretate simultan în mediul extern, dar în același timp interacționează cu celula bacteriană;
• clasa C - acestea sunt toxine ale microorganismelor care în timpul vieții sunt asociate cu celula microbiană, iar după moartea acesteia sunt eliberate în exterior.

Caracteristicile toxinelor bacteriene, în funcție de efectul asupra țesuturilor și organelor umane, includ:

1. Neurotoxine. Au un efect negativ asupra neuronilor, blocând transmiterea impulsurilor nervoase.
2. Citotoxine. Ele distrug anumite zone sau dizolvă complet membranele diferitelor celule.
3. Toxine enzimatice. Prin divizarea secțiunilor de molecule de proteine ​​și lipide, acestea conduc la perturbarea proceselor fiziologice la oameni și animale.
4. Toxine care inhibă enzimele. Ele perturbă relația dintre procesele care au loc în organism.

Experții identifică, de asemenea, toxinele care au un tip mixt de efect toxic.

O caracteristică a Vibrio cholerae și Escherichia coli este capacitatea de a secreta simultan atât exotoxine, cât și endotoxine, complicând astfel cursul bolii și tratamentul.

Un loc special în clasificare îl ocupă toxinele fungice, care se numesc micotoxine. Ele contaminează legumele, fructele, cerealele, semințele de floarea soarelui și, de asemenea, se dezvoltă în timpul depozitării necorespunzătoare sau pe termen lung în produsele alimentare preparate. Cele mai periculoase toxine pentru oameni sunt cele eliberate de ciupercile din genul Aspergillus.

Ele provoacă reacții alergice, hepatită toxică, patologii renale și unele boli infecțioase specifice. S-a dovedit că aceste ciuperci toxice provoacă dezvoltarea tumorilor maligne.

Cele mai periculoase boli

Cele mai cunoscute și mai periculoase toxine sunt produse de bacteriile din genul Clostridium, care provoacă boli precum botulismul, cangrena gazoasă și tetanosul.

Botulism

Agentul cauzal al botulismului Clostridium botulinum produce mai multe tipuri de exotoxine, dezvoltându-se în principal în conserve de pește, carne și ciuperci. Aceste microorganisme își manifestă proprietățile patogene numai în condiții anaerobe. În prezența oxigenului ei mor. Sucul gastric, expunerea la temperaturi scăzute (îngheț) și sărarea nu inactivează toxinele, dar tratamentul termic prelungit are un efect dăunător asupra acestora.

Acumularea de toxine botulinice în alimentele conservate se manifestă prin umflarea capacului recipientului (acest fenomen se numește bombardament). Calitățile gustative rămân practic neschimbate. Uneori poate exista un gust ușor de grăsime râncedă și numai cu o acumulare semnificativă de gaze se produce o schimbare a culorii și consistenței produselor.

Gangrenă gazoasă

Clostridium perfringens provoacă gangrena gazoasă prin producerea a 12 otrăvuri cunoscute care duc la edem, gaze și necroză tisulară. Pătrunderea microorganismelor patogene are loc în timpul rănilor și primirii de împușcături, înjunghiuri, lacerații și alte răni, precum și după amputații traumatice. Condițiile favorabile pentru formarea de toxine în organism sunt:

• prezența celulelor moarte în zona rănii;
• condiții anaerobe;
• o scădere generală a rezistenței organismului la infecții.

În plus, aceste microorganisme pot provoca intoxicații alimentare cu toxine bacteriene, care se manifestă prin vărsături frecvente, diaree, erupții cutanate eritematoase și febră.

Unele tulpini de Clostridium perfringens nu sunt inactivate nici măcar prin fierbere timp de 6 ore și sunt păstrate în produse alimentare finite dacă nu sunt respectate termenii și condițiile de păstrare.

tetanos

Bacteria Clostridium tetani este agentul cauzal al tetanosului. Produce una dintre cele mai puternice exotoxine microbiene, constând din două fracții. În primul rând, se eliberează tetanolizina, care distruge celulele sanguine și suprimă fagocitoza, facilitând pătrunderea rapidă a agentului patogen în ganglionii nervoși. În continuare, se produce tetanospasmina, care blochează acțiunea mediatorilor inhibitori. Acest lucru provoacă contracții musculare necontrolate, ducând la convulsii generalizate și la moarte.

În condiții nefavorabile sau în prezența oxigenului, bacteriile Clostridium tetani formează spori care pot rămâne viabile în mediul extern mult timp.

Toxicitatea microorganismelor oportuniste

Unele tulpini de stafilococi secretă endoxină, care provoacă patologii în tractul gastrointestinal uman. Acumulându-se în cantități mari în lactate preparate, carne, produse din pește și produse de cofetărie, poate provoca otrăviri severe.

Toxicitatea salmonelei este completată de efectul patogen al microbilor vii. Odată cu moartea masivă a bacteriilor, are loc o eliberare intensă de endotoxine care perturbă funcția de barieră a pereților intestinali, ceea ce accelerează procesul de intrare a Salmonella în fluxul sanguin și dezvoltarea patologiilor la locul localizării lor.

Infecția apare cel mai adesea atunci când se mănâncă produse din carne preparate de calitate scăzută (brun, pate, cârnați, jeleuri, produse din carne tocată).

Multe tulpini de Escherichia coli sunt patogene datorită producției de toxine microbiene care provoacă intoxicații alimentare acute. Infecția apare prin consumul de lactate și produse din carne contaminate.

Arme bacteriologice

Din păcate, în practica mondială au existat multe cazuri de utilizare a armelor bacteriologice, care sunt microflora patogenă, toxine bacteriene și mijloace de livrare a acestora. A fost creat în scopul distrugerii în masă a oamenilor, animalelor sau plantelor agricole.

În laboratoare sunt studiate cu atenție caracteristicile toxinelor și agenților patogeni, ceea ce devine baza pentru crearea acestui tip de arme. Cultivarea microorganismelor patogene și crearea de medicamente care conțin culturi vii și toxine este sarcina principală. Dar, în același timp, modalitățile de răspândire a microbilor joacă, de asemenea, un rol important, dintre care principalele includ:

• aerogen;
• contact;
• nutriționale;
• transmisibile.

Destul de des, un amestec de diferiți microbi patogeni este folosit ca armă biologică, ceea ce crește procentul de infecție și mortalitate. Cu toate acestea, în acest scop, sunt selectate tulpini care nu sunt transmise de la o persoană infectată la oameni sănătoși. Acest lucru vă permite să localizați sursa leziunii și să preveniți răspândirea bolilor în alte zone.

Oamenii de știință moderni încearcă să sintetizeze astfel de arme. Pentru a face acest lucru, se efectuează un studiu amănunțit al toxinelor bacteriene, al naturii, proprietăților lor și al producerii analogilor lor în mod artificial în condiții de laborator.

Dacă în ceea ce privește virușii, oamenii de știință au îndoieli dacă aceștia sunt o formă separată de viață (vezi Cine sunt viruși), atunci cu bacterii totul este foarte clar - acestea sunt organisme unice sau multicelulare cu drepturi depline. Știința modernă cunoaște aproximativ 10 mii de specii de bacterii (se presupune că există mai mult de un milion).

Bacteriile sunt mult mai mari decât virusurile, aproximativ 0,5-5 microni. Și cea mai mare bacterie Thiomargarita namibiensis, care este cunoscută în prezent, poate fi văzută cu ochiul liber, deoarece lungimea sa este de 0,75 mm.

Datorită dimensiunilor lor destul de mari, primele bacterii au fost descoperite și descrise încă din 1676. Acest lucru a fost făcut de celebrul naturalist olandez Antoni van Leeuwenhoek. Denumirea directă „bacterii” a fost introdusă de Christian Ehrenberg în 1828.

O nouă etapă în studiul bacteriilor (biologia moleculară) a început în anii 30 ai secolului al XX-lea odată cu inventarea microscopului electronic, datorită căruia până în 1961 toate bacteriile au fost împărțite în procariotăŞi eucariote. În 1977, datorită cercetărilor lui K. Woese, procariotele au fost împărțite în Şi arheea.

Marea majoritate a bacteriilor cunoscute în prezent au o structură unicelulară.

Este extrem de important formă de bacterii:

• cocii au o formă rotundă;
• în formă de baston - clostridii, bacili, pseudomonade;
• contort - spirochete, spirilla, vibrios;
• forme mai rare de bacterii: în formă de C, în formă de O, cubice, tetraedrice, în formă de stea.

În funcție de forma lor, bacteriile diferă prin capacitatea lor de a se atașa de o suprafață, gradul de mobilitate și absorbția nutrienților.

Poate părea ciudat, dar până la începutul secolului al XX-lea, medicina nu a făcut distincția între infecțiile bacteriene și cele virale pe baza metodei de tratament. Sarcina principală a unui medic în secolul al XIX-lea a fost să ofere toată asistența posibilă corpului pacientului, în speranța că va face față singur bolii.

Totul s-a dat peste cap în 1928, când a descoperit Alexander Fleming penicilină, este primul antibiotic care a salvat viețile a milioane de oameni. Proprietatea unică a penicilinei a fost că a ucis efectiv bacteriile dăunătoare fără a avea un efect negativ semnificativ asupra corpului pacientului.

Din păcate, „muzica nu a cântat mult”. Curând a devenit clar că bacteriile, luptă pentru viață, au învățat să se transforme frumos, iar penicilina tradițională nu mai avea efectul ei „magic” asupra lor. De atunci și până în prezent, a existat o competiție între bacterii și oamenii „care vor câștiga” - farmacologii inventează din ce în ce mai multe antibiotice noi, iar bacteriile se adaptează la acestea, nu fără succes. Este dificil de spus cum se va încheia o astfel de „cursă înarmărilor”. Pesimiștii cred că, într-un viitor relativ apropiat, multe tipuri de bacterii vor deveni complet invulnerabile, iar durerea în gât, obișnuită, va deveni o boală mortală.

Spre deosebire de viruși, multe bacterii nu sunt atât de „pretențioase” în alegerea habitatului lor, de exemplu, stafilococ se simte grozav pe piele, în intestine și în membrana mucoasă a tractului respirator, provocând o mare varietate de boli. În același timp, unele bacterii sunt mai selective, de ex. bacilul de dizenterie se simte cel mai confortabil în intestinul gros și meningococ- în membranele creierului. Astfel de agenți patogeni sunt cauza unor boli specifice (dizenterie și meningită).

Trebuie recunoscut că bacteriile în sine sunt, în general, creaturi inofensive. Problema principală este că sunt practic organisme vii cu drepturi depline care formează deșeuri sau toxine, care provoacă daune organismului gazdă în care există bacteriile.

Toxinele bacteriene sunt în esență otrăvuri, o anumită bacterie eliberând toxina „sa” unică, care are un efect negativ specific asupra corpului uman, determinând astfel simptomele unei anumite boli, a cărei severitate este determinată de cantitatea de toxine eliberată și pericolul lor.

Există două tipuri de toxine:

• endotoxineîn timpul vieții unei celule bacteriene, acestea se află în interiorul acesteia și sunt eliberate numai după moartea bacteriei;
• exotoxine sunt eliberate în timpul vieții bacteriilor - acestea sunt cele mai periculoase otrăvuri care provoacă boli mortale (antrax, tetanos, botulism, cangrenă gazoasă etc.);
• în unele cazuri, este posibilă o opțiune combinată, atunci când bacteriile produc atât endo- și exotoxine (de exemplu, holera).

IMPORTANT! Antibioticele nu sunt eficiente în tratarea infecțiilor bacteriene exotoxice. În astfel de cazuri, este necesară introducerea ser antitoxic(un medicament special care neutralizează efectul exotoxinelor).

Problema este că, în multe cazuri, timpul trece, iar serul antitoxic nu este genul de medicament care poate fi achiziționat de la cea mai apropiată farmacie. Soluția problemei este vaccinarea în timp util, în urma căreia corpul uman conține deja o antitoxină care poate neutraliza efectul toxic al exotoxinei. Acesta este motivul pentru care vaccinările în timp util sunt atât de necesare, de exemplu, împotriva și (de exemplu, DTP).

ATENŢIE! Informațiile prezentate pe acest site sunt doar pentru referință. Nu suntem responsabili pentru posibilele consecințe negative ale automedicației!

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Introducere

Toxinele joacă un rol important în dezvoltarea procesului infecțios. Pe baza proprietăților lor biologice, toxinele bacteriene sunt împărțite în exotoxine și endotoxine.

Exotoxinele sunt produse atât de bacterii gram-pozitive, cât și de bacterii gram-negative. După structura lor chimică, acestea sunt proteine. După mecanismul de acțiune al exotoxinei asupra celulei, există mai multe tipuri: citotoxine, toxine membranare, blocanți funcționali, exfolianți și eritrogemine. Mecanismul de acțiune al toxinelor proteice este redus la deteriorarea proceselor vitale din celulă: creșterea permeabilității membranei, blocarea sintezei proteinelor și a altor procese biochimice din celulă sau perturbarea interacțiunii și coordonării reciproce dintre celule. Exotoxinele sunt antigene puternice, care induc formarea de antitoxine în organism.

Pe baza organizării lor moleculare, exotoxinele sunt împărțite în două grupe:

* exotoxine formate din două fragmente;

* exotoxine care alcătuiesc un singur lanț polipeptidic.

Pe baza gradului de conectare cu celula bacteriană, exotoxinele sunt împărțite în trei clase.

* Clasa A - toxine secretate în mediul extern;

* Clasa B - toxine parțial secretate și asociate parțial cu celula microbiană;

* Clasa C - toxine asociate cu celula microbiană și eliberate în mediu atunci când celula este distrusă.

Exotoxinele sunt foarte toxice. Sub influența formaldehidei și a temperaturii, exotoxinele își pierd toxicitatea, dar își păstrează proprietățile imunogene. Asemenea toxine se numesc toxoizi si sunt folosite pentru prevenirea tetanosului, cangrenei, botulismului, difteriei, si sunt folosite si sub forma de antigene pentru imunizarea animalelor in vederea obtinerii de seruri de toxoide.

Conform structurii lor chimice, endotoxinele sunt lipopolizaharide, care sunt conținute în peretele celular al bacteriilor gram-negative și sunt eliberate în mediu în timpul lizei bacteriene. Endotoxinele nu au specificitate, sunt termostabile, mai puțin toxice și au o imunogenitate slabă. Când dozele mari intră în organism, endotoxinele inhibă fagocitoza, granulocitoza, monocitoza, cresc permeabilitatea capilară și au un efect distructiv asupra celulelor. Lipopolizaharidele microbiene distrug leucocitele din sânge, provoacă degranularea mastocitelor cu eliberarea de vasodilatatoare, activează factorul Hageman, ceea ce duce la leucopenie, hipertermie, hipotensiune, acidoză, coagulare intravasculară diseminată (DIC).

Endotoxinele stimulează sinteza interferonilor, activează sistemul complementului de-a lungul căii clasice și au proprietăți alergice.

Odată cu introducerea de doze mici de endotoxină, rezistența organismului crește, fagocitoza crește, iar limfocitele B sunt stimulate. Serul unui animal imunizat cu endotoxină are activitate antitoxică slabă și nu neutralizează endotoxina.

Patogenitatea bacteriilor este controlată de trei tipuri de gene: gene - pe proprii cromozomi, gene introduse de plasmide și fagi temperați.

1. Toxine. Concept

Toxine(greacă toxic otravă) - substanțe biologic active de origine microbiană, vegetală și animală care infectează o celulă eucariotă străină și nu au niciun efect asupra celulelor procariote. Capacitatea de a forma toxine este cea mai răspândită printre microorganisme. Toxinele animale sunt produse în mare parte de reprezentanți ai diferitelor grupuri taxonomice de nevertebrate. La vertebrate, această proprietate este cea mai pronunțată la reptile, cum ar fi șerpii. Capacitatea de a produce toxine a fost găsită și în plantele superioare. Capacitatea de a produce toxine face microbii patogeni, iar unele ciuperci, plante și animale - otrăvitoare. virulența patogenității biologice a toxinelor

Prin natura chimică, majoritatea microorganismelor, plantelor și animalelor toxice sunt reprezentate de compuși cu molecul mare (peptide, proteine, glicoproteine), iar în același timp, ciupercile toxice sunt predominant componente cu greutate moleculară mică. Exemplele includ aflatoxinele produse de speciile din genurile Aspergillus, precum și micotoxinele tricotecene produse de speciile din genurile Fusarium, Trichoderma și Cephalosporium. Aceste toxine sunt foarte cancerigene. Natura chimică a toxinelor protozoare este puțin înțeleasă, dar există dovezi care sugerează că specii precum Trypanosoma cruzi, Giardia lamblia și Entamoeba histolytica, de exemplu, produc proteine ​​toxice.

Unele toxine din plante (abrin, ricin, modecin, visculin) si proteine ​​toxice (toxina difterica, enterotoxina Shigella dysenteriae) ale unor bacterii patogene sunt foarte asemanatoare ca structura moleculara si mecanismul de actiune.

Toxinele bacteriene sunt produse atât de bacterii patogene, cât și de bacterii oportuniste și provoacă diferite tipuri de stări patologice. În funcție de tipul de țesut afectat, bacteriile T. se împart în mai multe grupe; enterotoxine care afectează celulele tisulare ale tractului gastrointestinal: neurotoxine care afectează celulele sistemului nervos; leucotoxine (de exemplu, leucocidin), care afectează celulele sistemului imunitar: pneumotoxine, care afectează celulele țesutului pulmonar; cardiotoxine care dăunează celulelor musculare ale inimii .

După proprietățile fizico-chimice, bacteriile T. sunt clasificate ca proteine ​​și peptide. Unele dintre ele sunt sintetizate de celula bacteriană sub forma unui precursor inactiv (difterie, toxine botulinice etc.), care necesită o etapă de activare pentru a-l transforma într-o stare activă. Activarea se realizează cu participarea enzimelor proteolitice, care, în condiții de proteoliză ușoară (limitată), fragmentează ținta polipeptidică cu formarea a două peptide (subunități A și B), care îndeplinesc diferite funcții în timpul interacțiunii toxinei cu celula țintă. Astfel, fragmentarea însoțită de activare duce la apariția unei structuri moleculare bifuncționale (sau binare).

T. bacteriile în care structura activă funcțional este reprezentată de un singur lanț polipeptidic sunt numite simple; T., având o structură de subunitate și constând din mai multe peptide diferite funcțional, sunt complexe. Structura bacteriilor T. este strâns legată de mecanismul acțiunii lor asupra celulei eucariote.

Conform mecanismului de acțiune asupra unei celule eucariote, bacteriile T. sunt împărțite în două grupe: cele care atacă celula țintă prin distrugerea membranei celulare și T. care afectează celula țintă prin afectarea sistemelor sale de reglare vitale. Un exemplu clasic de T. din primul grup, care provoacă distrugerea membranei celulare, sunt așa-numitele hemolisine (hemotoxine), care distrug membranele eritrocitelor. Aceasta include, de asemenea, T. dependent de tiol, cum ar fi pneumolizina, streptolizina, tetanolizina etc.

T. dependente de tiol sunt proteine ​​formate dintr-un singur lanţ polipeptidic. Starea activă a acestor T. apare numai în formă redusă, când gruparea disulfură a proteinei, în prezența unui agent tiol-reducător, se transformă într-o grupare sulfhidril. Receptorul membranar pentru aceste T. pe celulele eucariote este colesterolul. După legarea de colesterol, se formează pori în membrană prin care curge conținutul celular. Când T. dependentă de tiol acționează asupra celulelor vasculare, permeabilitatea vasculară este perturbată, care este de obicei însoțită de formarea de edem.

T. al doilea grup, care afectează sistemele de reglare vitală, pentru a lovi celula țintă, trebuie să depășească membrana și să pătrundă în interiorul celulei. Acolo ajung la un sistem de reglementare important și îl dezactivează. Acest grup include toxine precum difteria, holera și asemănătoare holerei, exotoxina A Pseudomonas aeruginosa, enterotoxina Sh. dysenteriae, parte a T clostridianului. Pentru T. din acest grup, o trăsătură caracteristică este bifuncționalitatea structurii. Uneori aceste T. se numesc binare. Structura lor moleculară se bazează pe așa-numitul model de tip A-B, care determină bifuncționalitatea lor. Prima proprietate importantă a unui astfel de T. este capacitatea de a recunoaște o celulă eucariotă sensibilă și de a comunica cu aceasta. Funcția de recunoaștere și legare în T binar este realizată de componenta B (subunitatea B). Astfel, în holeră și T. asemănător holerei componenta B recunoaște receptorul complementar al celulei sensibile - gangliozid GMI. Aceste T. nu se leagă de alte structuri membranare. Astfel, specificitatea legării T. la suprafața unei celule sensibile se datorează prezenței unui receptor de natură chimică strict definită pe suprafața acesteia.

După ce T. se leagă prin componenta B la suprafața celulei, întreaga moleculă toxică este livrată în celulă prin endocitoză, unde componenta A intră în acțiune Având activitate enzimatică, componenta A interacționează în interiorul celulei cu substratul corespunzător. Astfel, pentru componenta A a holerei și a T. asemănător holerei, substratul este una dintre proteinele adenilat-ciclazei, cel mai important sistem al celulei eucariote. Prin modificarea enzimatică a proteinei corespunzătoare din sistemul de adenil-ciclază, componenta A a coleragenului (T. cholerae) face ca întregul sistem să funcționeze într-o manieră anormală. În celulele mucoasei intestinului subțire, care sunt afectate de holeră, disfuncția sistemului de adenil-ciclază duce la perturbarea metabolismului electrolitic și, în consecință, la dezvoltarea modificărilor caracteristice holerei.

Ținta intracelulară pentru difteria T. este sistemul de biosinteză proteică al celulei eucariote. După trecerea prin membrană, subunitatea A activă enzimatic a difteriei T. ribosilează una dintre componentele de transcripție și astfel oprește biosinteza proteinelor.

Inactivarea (neutralizarea) bacteriilor T. se realizează prin modificarea structurii lor native. Există diferite moduri de a modifica o moleculă toxică, dar toate se reduc la schimbarea funcției părților individuale ale proteinei toxice. Modificarea bacteriilor T. poate fi realizată genetic, chimic și fizico-chimic. Neutralizarea binecunoscută a bacteriilor T. cu formol este redusă la perturbarea configurației spațiale a proteinei toxice datorită apariției numeroaselor legături încrucișate între secțiuni individuale ale lanțului polipeptidic T. sau subunitățile sale individuale.

În legătură cu descifrarea structurii moleculare a multor bacterii T., domeniul de aplicare a acestora în medicina practică s-a extins.

Ca și până acum, T. a rămas componente importante ale preparatelor de vaccin, dar datele privind structura subunității, de exemplu, a colerogenilor, au făcut posibilă dezvoltarea unei noi generații de vaccinuri subunități. Astfel de vaccinuri sunt lipsite de reactogenitate, nu sunt supraîncărcate cu determinanți antigenici inutili și, cel mai important, sunt concepute pentru o zonă strict definită a răspunsului imun.

Studiul naturii și topografiei determinanților antigenici ai bacteriilor T. a contribuit la dezvoltarea metodelor moderne de diagnostic (de exemplu, metoda imunotestării enzimatice sau metoda sondelor moleculare). Identificarea genelor care controlează producția de toxine proteice individuale a făcut posibilă dezvoltarea de sonde ADN care pot fi utilizate pentru a testa formele toxigenice ale diferitelor tipuri de microorganisme.

Bacteriile T. sunt folosite pentru a construi așa-numitele imunotoxine. În preparatele de imunotoxine destinate tratamentului neoplasmelor, subunitatea activă enzimatic a T. este utilizată ca agent dăunător (de exemplu, subunitatea A a difteriei T.), iar ca componentă care caută o celulă sensibilă, un anticorp obținut la se foloseşte unul dintre antigenele de pe suprafaţa tumorii maligne. Modele de astfel de imunotoxine himerice sunt studiate pe scară largă.

O altă direcție de aplicare practică a T. este utilizarea formelor, subunităților sau fragmentelor individuale modificate ale acestora în scopuri de terapie competitivă, bazată pe blocarea structurilor receptorilor celulari corespunzătoare implicate în legarea activului T.

După descoperirea toxinei difterice de către Emil Roux și Alexander Yersin în 1888, toxinele sunt denumite în mod tradițional substanțe proteice, formate în principal din microorganisme și unele animale, și având un efect otrăvitor. Toxinele determină principalele simptome ale difteriei, tusei convulsive, holerei, antraxului, botulismului, tetanosului, sindromului hemolitic uremic și a altor boli infecțioase ale oamenilor și animalelor. Până în prezent, s-au acumulat date care arată posibilitatea ca toxinele să îndeplinească funcții care nu sunt legate de procesele infecțioase.

Printre acestea:

Utilizarea toxinelor de către bacterii ca mijloc de antagonism în comunitățile microbiene (toxina holeric are un efect inhibitor asupra unui număr de bacterii);

Progresele în ingineria genetică și a proteinelor au oferit oamenilor de știință oportunități de a proiecta noi medicamente imunobiologice medicale (MIBP) bazate pe derivați de toxine bacteriene care nu au analogi în natură. Scopul lucrării este de a rezuma datele privind natura, mecanismele de acțiune și posibilitățile de construire a toxinelor bacteriene hibride și modificate.

În timpul dezvoltării evolutive, microorganismele patogene s-au adaptat să crească în anumite țesuturi ale gazdei. Gradul ridicat de specificitate inerent multor microorganisme reflectă diferențe în compoziția biochimică a organelor. A fost posibil să se identifice o diferență asociată cu eritritol, sursa preferată de carbon pentru mai multe specii din genul Brucella, care provoacă avortul la ungulate. Eritritolul se găsește în concentrații mari numai în placenta ungulatelor, dar nu și în alte țesuturi.

Concentrațiile mari de fier suprimă formarea de toxine în Clostridium tetani, deși contribuie la invazivitatea microorganismului.

În tuberculoză, factorul care limitează creșterea microbiană este disponibilitatea compușilor de fier. Atât organismul, cât și agentul patogen folosesc compuși chelatori pentru a transporta fierul în celule. Rezultatul este o „bătălie” pentru fier, al cărei rezultat depinde de puterea de legare și de concentrația agenților chelatori secretați de organism și de Mycobacterium tuberculosis. Prin urmare, introducerea în organism a unor compuși care reduc concentrația de fier liber protejează animalul de tuberculoză.

Patogenitatea este o caracteristică calitativă a unei specii, determinată de genotipul acesteia, este capacitatea potențială a unui agent patogen de a provoca un proces infecțios. Factorii de patogenitate sunt asociați cu elementele structurale ale celulei microbiene și metabolismul acesteia. Ele permit microorganismului patogen nu numai să pătrundă și să supraviețuiască, ci și să se înmulțească, să se răspândească în țesuturile și organele animalului și să influențeze activ funcțiile acestuia.

Patogenitatea este, prin urmare, o caracteristică stabilită evolutiv a unei specii. De exemplu, dintre genul extins Bacillus, numai Bacillus anthracis (agentul cauzal al antraxului) este patogen pentru mamifere.

Fiecare tip de microbi patogen este caracterizat de un set specific de factori de patogenitate. Acest set determină natura acțiunii patogene, adică capacitatea de a provoca un anumit proces infecțios. De exemplu, febra aftoasă afectează artiodactilii, iar morva afectează animalele cu o singură copită și pisicile; anemie infecțioasă - cai, pestă porcină - porci. Cu toate acestea, patogenitatea microorganismelor poate varia în cadrul unei specii.

Gradul de patogenitate, caracteristicile individuale ale fiecărei variante și tulpini de microorganisme se numesc virulență.

Aceasta este o caracteristică calitativă a unei tulpini de microorganisme, o caracteristică a patogenității sale pentru animalele unei anumite specii în anumite condiții neschimbate. În procesul de evoluție, microorganismele patogene au dobândit o varietate de abilități de a pătrunde în macroorganism, depășind barierele sale protectoare, de a rezista apărărilor organismului, de a le suprima și de a provoca modificări în morfologia și funcția celulelor, țesuturilor și organelor.

Virulența oricărei tulpini dintr-o anumită specie patogenă este măsurată prin doi factori: toxigenitatea (abilitatea de a produce toxine-substanțe care dăunează țesutului) și invazivitatea (abilitatea de a pătrunde în țesuturile corpului, de a se înmulți și de a se răspândi). Invazivitatea și toxigenitatea au propriul lor control genetic în celula bacteriană.

Virulența este măsurată prin numărul minim de microorganisme sau micrograme de toxină care provoacă moartea atunci când infectează un anumit animal sau pasăre. De obicei, această valoare este exprimată ca LD 50, adică numărul de microorganisme sau micrograme de toxină care provoacă moartea a 50% dintre indivizii experimentali.

Unele tipuri de microorganisme patogene dăunează organismului vertebratelor folosind un mecanism indirect, care intră în vigoare numai la contactul prealabil cu același agent patogen sau cu produșii săi metabolici. Acest fenomen se numește hipersensibilitate sau alergie. Termenul „alergie” (allos-altul, ergon-acțiune) înseamnă schimbare. Alergia trebuie considerată o componentă a imunității dobândite. Substanțele care o cauzează se numesc alergeni.

O alergie este o stare de sensibilitate crescută a organismului la introducerea repetată a unui alergen.

2. Toxine microbiene

Ideile despre natura toxinelor microbiene au fost obținute prin studiile bacteriilor patogene.

Până în 1890, au fost descoperite primele toxine de la două microorganisme patogene: Corynebacterium diphtheriae și Clostridium tetani.

În ambele cazuri s-au efectuat aceleași experimente: bacteria a fost crescută într-un mediu de cultură in vitro, iar filtratul steril preparat din cultura crescută a fost injectat în animale de experiment. Acestea din urmă au murit, iar când au fost deschise, au fost descoperite modificări ale organelor caracteristice infecției naturale corespunzătoare. Aceste substanțe toxice s-au dovedit a fi proteine. Deoarece reprezentau produse metabolice ale bacteriilor și nu erau asociate cu celulele bacteriene, acestea au fost numite exotoxine. Exotoxinele sunt produse de o serie de alte bacterii patogene (agentul cauzator al botulismului, enterotoxemiei infecțioase, dizenteriei etc.), în principal gram-pozitive. Cu toate acestea, filtratele preparate din culturi ale multor alte microorganisme patogene nu au fost toxice. Fierberea culturilor bacteriene a dovedit că celulele aproape tuturor bacteriilor patogene gram-negative sunt toxice în sine. Mai mult, celulele ucise de căldură ale multor bacterii patogene gram-negative au, de asemenea, același efect toxic. Se numesc toxinele rezistente la căldură asociate cu peretele celular al bacteriilor Gram-negative endotoxine.

Cu toate acestea, pentru multe bacterii patogene, inclusiv pentru agentul cauzal al antraxului, aceste abordări nu au permis detectarea niciunui produs toxic. Condițiile de cultivare în laborator sunt întotdeauna diferite de condițiile din corpul unui animal infectat. Conștientizarea acestui fapt evident a determinat o căutare a toxinelor bacteriene produse direct în corpul unui animal infectat. Această lucrare a dus la descoperirea unei exotoxine specifice în Bacillus anthracis.

Pe lângă enzimele de agresiune și apărare, microorganismele, atunci când se înmulțesc, pot produce substanțe biologic active care dăunează celulelor și țesuturilor macroorganismului. - toxine. Unele toxine (difteria, tetanos, toxina botulinica) sunt factori principali in dezvoltarea bolilor corespunzatoare. Acțiunea altora (hemolizinele stafilococice, leucocidele) este mai limitată.

Puterea toxinelor, precum și virulența agenților patogeni înșiși, este măsurată prin DLM sau LD50 Pe baza proprietăților lor, toxinele sunt împărțite în 2 grupuri:

* endotoxine- lipopolizaharide; sunt termostabile, produse, de regulă, de bacterii gram-negative, au un efect toxic general, sunt antigene slabe, nu devin toxoide;

* exotoxine- proteine; sunt termolabile, produse, de regulă, de bacterii gram-pozitive, au acțiune specifică, antigeni puternici, iar cu tratament special se transformă în toxoizi.

Cei mai importanți producători de exotoxine pentru practica medicală sunt următorii agenți patogeni:

* dintre bacteriile gram-pozitive - difterie, botulism, tetanos, gangrena gazoasă, unele tipuri de stafilococi și streptococi;

* printre gram-negative - Vibrio cholerae, unele tipuri de pseudomonas, Shigella.

Exotoxinele, în funcție de puterea conexiunii lor cu celula microbiană, sunt împărțite în:

* secretat complet (de fapt exotoxine) în mediu;

* parțial secretat;

* nesecret.

Acestea din urmă sunt eliberate numai în timpul distrugerii celulelor bacteriene, ceea ce le face similare în această proprietate cu endotoxinele.

Conform mecanismului de acțiune asupra celulelor macroorganismului, toxinele bacteriene sunt împărțite în mai multe tipuri, deși această diviziune este destul de arbitrară și unele toxine pot fi clasificate în mai multe tipuri simultan:

* Tip 1 - toxine membranare (hemolizine, leucocide);

* Tipul 2 - blocante funcționale, sau neurotoxine (theta-nospasmină, toxina botulină) - blochează transmiterea impulsurilor nervoase la sinapse (în celulele măduvei spinării și creierului);

* Tipul 3 - enterotoxine termostabile și termolabile - activează adenilat ciclaza celulară, ceea ce duce la afectarea enterosorbției și la dezvoltarea sindromului diareic. Astfel de toxine sunt produse de Vibrio cholerae (colerogen), E. coli enterotoxigen;

* Tipul 4 - citotoxine - toxine care blochează sinteza proteinelor la nivel subcelular (enterotoxina Staphylococcus aureus, dermatonecrotoxinele stafilococilor, bacilii antraxului, puroiul albastru-verzui și patogenul tusei convulsive). Aceasta include, de asemenea, anti-alungitori - împiedicând alungirea (creșterea) sau translocarea, adică mișcarea ARNm de-a lungul ribozomului și blocând astfel sinteza proteinelor (histotoxina difteriei, toxina Pseudomonas aeruginosa);

* Tipul 5 - exfoliatine produse de unele tulpini de Staphylococcus aureus, și eritrogenine produse de streptococul piogen de grup A Ele afectează procesul de interacțiune a celulelor între ele și cu substanțele intercelulare și determină complet tabloul clinic al infecției (în prima. caz, apare pemfigus neonatal, în al doilea - scarlatina).

Multe bacterii produc nu una, ci mai multe toxine proteice, care au efecte diferite - neurotoxice, citotoxice, hemolitice: stafilococ, streptococ.

În același timp, unele bacterii pot produce simultan atât exotoxine proteice, cât și endotoxine: E. coli, Vibrio cholerae.

3. Toți factorii de patogenitate în funcție de funcția lor sunt de obicei împărțiți în 4 grupuri:

* 1 - bacterii cu epiteliul nișelor ecologice corespunzătoare (biotopi);

* a 2-a - interferarea cu mecanismele de apărare celulară și umorală ale gazdei și asigurarea reproducerii agentului patogen in vivo;

* a 3-a - moduline bacteriene, care induc sinteza anumitor citokine si mediatori inflamatori, ducand la imunosupresie;

* al 4-lea - toxine și produse toxice care au un efect dăunător, asociate, de regulă, cu modificări patomorfologice specifice în diferite organe și țesuturi ale corpului.

Concluzie

Structura, mecanismele de acțiune și vechimea originii toxinelor bacteriene indică faptul că evoluția lor a început în comunități de microorganisme unicelulare, unde au jucat rolul de molecule de semnalizare capabile să acționeze la mare distanță de celula bacteriană fără a slăbi puterea semnalului. Evoluția toxinelor s-a produs printr-o creștere a complexității moleculelor lor, cauzată de duplicări și fuziuni ale genelor care codifică proteine ​​din domeniile lor individuale. Vechimea toxinelor bacteriene face posibilă chestionarea naturii antropice a anumitor boli infecțioase, de exemplu, holera, tusea convulsivă și difteria. Aparent, este recomandabil să se caute rezervoare naturale ale agenților cauzali ai acestor boli în comunitățile de organisme protozoare. Structura subunității toxinelor, în care una dintre subunități joacă rolul unui ligand, cealaltă provoacă un efect toxic, permite cercetări care vizează obținerea unei noi generații de medicamente imunobiologice medicale care nu au analogi în natură. În prezent, s-au dezvoltat abordări pentru a interfera cu structura moleculelor de toxine, făcând posibilă obținerea de imunotoxine pentru efecte terapeutice vizate asupra celulelor sanguine maligne și toxine cu specificitate modificată și/sau toxicitate mai mare față de anumite specii de insecte. Toxicitatea toxinei botulinice este extremă nu numai pentru toxinele bacteriene, ci și pentru substanțele toxice naturale. Când toxinele sunt modificate, spectrul țintelor lor este cel mai probabil să se schimbe. DL 50 a toxinelor hibride și modificate, chiar și cu o creștere a toxicității lor pentru animalele de experiment individuale, se va încadra în limitele caracteristice substanțelor toxice dintr-un anumit interval de greutate moleculară.

Toxinele sunt substanțe toxice - produse reziduale ale microorganismelor care au greutate moleculară mare și proprietăți antigenice.

Toxinele bacteriene sunt împărțite în două grupe - exotoxine și endotoxine, care diferă în proprietățile lor și natura efectului lor asupra organismului.

Exotoxinele sunt produse de microbi în mediu și sunt foarte toxice. De exemplu, doza minimă letală de toxină difteric nativă (nepurificată) pentru un cobai este de 0,0002 ml, toxina tetanica este de 0,005 ml și toxina botulină este de 0,0001 ml. Activitatea toxinelor purificate este de câteva sute de ori mai mare.

Efectul exotoxinelor asupra organismului se manifestă după o anumită perioadă de incubație. Endotoxinele acționează într-o perioadă mai scurtă de timp.

Endotoxinele sunt componente structurale ale celulei bacteriene și intră în mediul înconjurător numai după distrugerea acesteia. Endotoxinele sunt semnificativ mai puțin toxice decât exotoxinele. Exotoxinele sunt substanțe termolabile: majoritatea sunt distruse la o temperatură de 60-80° în decurs de 10-20 de minute. Endotoxinele sunt foarte rezistente la căldură: sunt distruse la temperaturi mai ridicate sau în timpul fierberii prelungite. Exotoxinele sunt mai puțin rezistente la diverși factori fizico-chimici în comparație cu endotoxinele. Înghețarea și dezghețarea toxinelor nu are niciun efect vizibil asupra potenței lor. Toxinele sunt bine conservate în stare uscată.

Acțiunea formalinei și a căldurii asupra exotoxinelor le privează de proprietățile lor toxice, dar le păstrează imunogenitatea. Pe acest principiu, s-a dezvoltat producția de așa-numite toxoide (vezi), folosite pentru a preveni o serie de infecții. Încercările de a obține toxoizi din endotoxine au fost fără succes. Majoritatea exotoxinelor sunt utilizate în titrarea serurilor antitoxice adecvate.

O trăsătură caracteristică a exotoxinelor este antigenitatea lor pronunțată - capacitatea de a provoca, atunci când sunt introduse în organism, formarea de anticorpi cu un grad ridicat de specificitate. Această împrejurare face posibilă producerea de seruri terapeutice și profilactice în condiții industriale împotriva bolilor cauzate de agenți patogeni care produc exotoxine.

Majoritatea exotoxinelor sunt produse de bacterii gram-pozitive. Cu toate acestea, potrivit unui număr de cercetători, unele specii gram-negative (agenți cauzatori ai ciumei, tuse convulsivă, bacilul dizenteriei Grigoriev-Shiga) sunt, de asemenea, capabile să producă exotoxine.

Proprietățile biologice ale unui număr de produse de origine animală și vegetală sunt foarte apropiate de toxinele microbiene (de exemplu, otrăvuri de plante abrin, robin, racin; otrăvuri animale de șerpi, scorpioni, păianjeni).

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Istoria descoperirii bacteriofagelor, caracteristicile structurii lor. Interacțiunea fagului cu celula bacteriană. Metode de cultivare a virusurilor bacteriene și indicarea acestora. Izolarea fagului de obiectele din mediu, determinarea spectrului acțiunii sale litice.

lucrare de curs, adăugată 21.02.2011


Inhibarea enzimelor microbilor ca factori de patogenitate. Caracteristicile bolilor infecțioase. Enzime de „apărare și agresiune” bacteriilor. Organizarea, mecanismul de acțiune al unei molecule toxice. Determinarea virulenței microorganismelor. Activatori ai răspunsului imun.

lucrare curs, adaugat 28.12.2014


Etiologia și patogeneza gangrenei gazoase. Agenții patogeni ai bolilor infecțioase și nișa lor ecologică. Stabilitatea sporilor lor în mediu. Proprietățile culturale ale anaerobilor. Proprietățile antigenice ale serovariilor. Identificarea microorganismelor și a toxinelor acestora.

prezentare, adaugat 04.04.2014


Factori de patogenitate bacteriană: aderența, invazia, agresivitatea și extracția nutrienților. Structura chimică și funcțiile capsulelor bacteriene. Acoperire cu proteine ​​corporale. Comportamentul celular coordonat. Structura și mecanismul de acțiune al endotoxinei și exotoxinei.

prezentare, adaugat 04.01.2019


Motive pentru intrarea constantă sau periodică în fluxul sanguin a microorganismelor și a toxinelor acestora din sursa locală de infecție. Mecanismele de apariție a sepsisului obstetric. Diagnosticul de sepsis sever și șoc septic. Efectuarea terapiei prin perfuzie.

prezentare, adaugat 25.01.2015


Concept general de electronică cuantică. Istoria dezvoltării și principiul proiectării laserului, proprietățile radiației laser. Laser de joasă intensitate și de mare intensitate: proprietăți, efect asupra țesuturilor biologice. Aplicarea tehnologiilor laser în medicină.

rezumat, adăugat 28.05.2015


Clasificarea și proprietățile toxice ale substanțelor chimice toxice iritante. Mecanisme de acțiune toxică a otrăvurilor, tablou clinic atunci când este afectat de substanțe chimice toxice iritante. Prevenire și îngrijire medicală.

prezentare, adaugat 10.08.2013


Conceptul și caracteristicile distinctive ale bolilor infecțioase. Factorii de patogenitate a microorganismelor ca caracteristică biologică a bacteriilor. Caracteristicile exo- și endotoxinelor. Proprietățile exoenzimelor. Esența problemei specificității patogenezei infecțiilor.

rezumat, adăugat 26.12.2013


Studiul esenței „virulenței” - un termen care servește la determinarea gradului de patogenitate a unui agent patogen și reflectă gradul de patogenitate a diferitelor izolate sau tulpini ale unei anumite specii patogene. Diferențele de imunitate după boală.

test, adaugat 20.10.2010


Istoria descoperirii vitaminelor; proprietățile lor. Structura chimică, mecanismul de acțiune biologică și doza zilnică teoretică de vitamine solubile în apă. Principalele caracteristici ale grupului de vitamine liposolubile. Metode de cercetare cromatografică.

Toxinele bacteriene duc adesea la zgură. Aceste substanțe biologice pot duce la distrugerea celulei, deteriorarea acesteia. Astfel de microorganisme produc otrăvuri. Conțin lipoide, proteine, peptide care au o structură moleculară înaltă.

Tipuri de toxine

Bacteriile eliberează substanțe toxice în diferite medii. În funcție de ceea ce sunt clasificate ca tipuri diferite. Exotoxinele sunt compuse dintr-un lanț polipeptidic, dar pot consta din două fragmente. Toxinele care aparțin clasei A sunt eliberate în mediul extern, clasa B - activează producția de otravă fie în celulă, fie în exterior, clasa C - o părăsesc numai după moarte.

Aceste toxine bacteriene își pierd proprietățile atunci când sunt încălzite la temperaturi ridicate și sunt susceptibile la formaldehidă. Din ele se fac seruri, care sunt folosite în scop preventiv pentru a preveni cangrena și tetanosul. Se administrează împotriva difteriei. Folosit în lupta împotriva botulismului.

Bacteriile gram-pozitive produc exotoxine, în timp ce bacteriile gram-negative produc endotoxine, care includ lipopolizaharide.

Astfel de toxine trăiesc pe pereții microbilor și intră în mediul extern după ce bacteriile mor. Sunt mai puțin otrăvitori decât speciile anterioare, dar și mai rezistente la creșterea temperaturii. Astfel de toxine bacteriene sunt capabile să producă interferon și să crească proprietățile imune.

Toxine care provoacă stafilococ

Staphylococcus, care provoacă adesea intoxicații alimentare, este cauzat de bacterii gram-pozitive, care în latină se numește Staphylococcus aureus.

Se dezvoltă bine în lapte, carne, produse din carne, proteine ​​și creme de unt care conțin cantități mari de zahăr.

Puteți scăpa de activitatea cauzată de toxinele bacteriene prin fierbere timp îndelungat timp de cel puțin 2 ore. Ei mor atunci când sunt expuși la acizi - fosforic, acetic, citric sau la concentrații mari de sare.

Aceste bacterii sunt celule care au formă de bile și au aproximativ aceeași dimensiune. Trăiesc în colonii întregi, mai ales la temperatura optimă pentru dezvoltarea lor, care este de 37 de grade.

Toxinele bacteriene trăiesc în sol, în aer și se depun pe pielea umană, în special în abcese și ulcere. Unele dintre tulpinile lor duc la dezvoltarea gastroenteritei acute.

Agenții patogeni de Salmonella

Agenții cauzali ai salmonelozei, care sunt toxine bacteriene, arată ca niște bețișoare scurte. Nu au o ceartă. Unele tipuri de astfel de toxine pot rezista la îngheț sever, nu mor în soluții de ulei și sare și supraviețuiesc în apă. Puteți scăpa de ele instantaneu la o temperatură de 80 de grade. Nu tolerează agenții patogeni de la razele ultraviolete.

Toxinele bacteriene pot provoca febră paratifoidă și enterită. Bacteriile trăiesc în alimente mult timp și se înmulțesc rapid dacă sunt depozitate incorect.

Toxinele se găsesc în:

• carne tocată
• vită

Infecția pătrunde adesea în organism prin consumul de ouă și se poate transmite prin produse lactate.

Botulism și toxine proteice

Toxinele bacteriene care provoacă botulismul trăiesc în conserve.

• legume
• ciuperci

Dar numai dacă sunt procesate prost.

Microorganismele sunt rezistente la acizi, dar își pierd proprietățile toxice atunci când sunt expuse la alcalii și la temperaturi foarte ridicate.

Toxinele bacteriene Protea se înmulțesc atunci când alimentele putrezesc. Acest lucru se poate întâmpla chiar și la 6 grade. Bacteriile nu mor la 65 de ani și nu se usucă. Nu toate provoacă toxiinfecții alimentare, ci doar anumite tipuri. Infecția pătrunde de obicei în organism din mâncăruri din pește și carne. Astfel de bacterii sunt prezente în patologiile organelor urinare, pneumonie și bacteriemie.

Program de curățare a corpului acasă
Ceai de plante pentru curățarea organismului
Curățarea colonului înainte de operație Curățarea corpului cu cărbune activ pentru pierderea în greutate
Slăbim într-o săptămână. Curățarea corpului
Curățarea corpului conform Semenova

Bacteriile pot produce sau conține substanțe toxice – toxine – în celulele lor.

1. Se mai numesc toxinele secretate complet exotoxine.

2. Unele toxine proteice sunt parțial secretat.

3. O serie de microbi produc toxine proteice care pot apărea în afara celulei numai ca urmare a lizei acesteia se numesc astfel de toxine proteice nesecretată.

Toxine care pot fi împărțite în două grupe mari - exotoxine și endotoxine.

Toxicitate - capacitatea microorganismelor de a produce endotoxine (microbii sunt numiți toxici)

Toxigenitate – capacitatea microorganismelor de a produce exotoxine (microbii sunt numiți toxigeni)

Endotoxina – o lipopolizaharidă care face parte din membrana exterioară a peretelui celular al bacteriilor gram-negative. Se eliberează endotoxine numai când bacteriile mor, caracteristice bacteriilor gram-negative, sunt compuși chimici complecși ai peretelui celular (LPS). Proprietăți: toxicitatea este determinată de lipida A, toxina este relativ rezistentă la căldură; proprietățile imunogene și toxice sunt mai puțin pronunțate decât cele ale exotoxinelor. În ciuda toxicității sale scăzute în comparație cu toxinele proteice, endotoxina poate provoca un proces patologic, mai ales atunci când intră în fluxul sanguin (adică atunci când se dezvoltă endotoxemia).

A. Un nivel scăzut de endotoxină în sânge este însoțit de febră, tulburări circulatorii (în principal locale) și activarea complementului de-a lungul căii alternative.

B. Un nivel ridicat de endotoxină în sânge poate provoca dezvoltarea șocului toxicoseptic.

Exotoxine sunt produse în mediul extern (organisme gazdă), de obicei de natură proteică, pot prezenta activitate enzimatică și pot fi secretate atât de bacterii gram-pozitive, cât și de bacterii gram-negative. Au toxicitate foarte mare și sunt instabile termic. Exotoxinele sunt foarte imunogene și provoacă formarea de anticorpi neutralizanți specifici - antitoxine.

Tipuri de exotoxine:

prin mecanism de acțiune și punct de aplicare: citotoxine (enterotoxine și dermatonecrotoxine), toxine membranare (hemolizine, leucocidine), blocante funcționale (colerogen), exfolianți și eritrogenine.

prin mecanism de acţiune toxică:

Exotoxinele cu un mecanism de acțiune care dăunează membranei cresc permeabilitatea membranelor de suprafață, distrug globulele roșii, leucocitele, trombocitele, bazofilele și alte celule. Acestea includ în primul rând hemolizinele și leucocidele.

Citotoxine – blochează sinteza proteinelor la nivel subcelular (exotoxina difteric) și transferul de electroni de-a lungul lanțului (toxina „șoarecelui” a agentului patogen al ciumei),

Blocanții funcționali sunt toxine care blochează funcțiile anumitor structuri tisulare. Enterotoxinele de la Vibrio cholerae și bacteriile patogene gram-negative, care acționează asupra sistemului de adenil-ciclază al enterocitelor, provoacă eliberarea de ioni și apă din țesuturi în intestine, ceea ce determină patogeneza holerei și a altor forme de diaree. Exotoxina agentului cauzal al botulismului suprimă eliberarea de acetilcolină la sinapsa neuromusculară și blochează transmiterea impulsurilor nervoase către fibra musculară. Mecanismul de acțiune al agentului cauzal de tetanos exotoxină este, de asemenea, asociat cu inhibarea transmiterii mediatorilor sinaptici (acetilcolină, norepinefrină și altele).

Exfoliatinele și eritrogeninele sunt produse de unele tulpini de Staphylococcus aureus și Streptococcus scarlatina.

Enterotoxinele produse de stafilococi își manifestă efectele într-un mod special. Aceste proteine ​​au proprietățile superantigenelor, adică antigene care stimulează sinteza unui număr excesiv de limfocite T. Acestea din urmă încep să producă cantități uriașe de interleukină-2, iar acest lucru duce la un efect toxic.

De asemenea, cel mai simplu clasificare împarte toxinele proteice în patru grupe.

A. Neurotoxinele acționează asupra celulelor sistemului nervos.

B. Enterotoxinele acţionează asupra celulelor tractului gastrointestinal.

B. Citotoxinele blochează sinteza proteinelor la nivel subcelular.

D. Hemolizinele cresc permeabilitatea membranei de suprafață a globulelor roșii, determinând hemoliza acestora.

Toxigenitatea microbilor este determinată după același principiu ca și virulența. Unități de măsură Toxigenitatea, ca și virulența, sunt doza letală minimă (Dlm) și doza letală medie (DL50).

Pentru a determina Dlm și LD50, filtratul culturii bulionului este diluat cu o soluție sterilă izotonică de clorură de sodiu de sute, mii și milioane de ori. Fiecare doză de toxină este testată simultan pe 6-10 animale. Pentru testare, sunt selectate animalele care sunt cele mai sensibile la toxina testată. De exemplu, toxina difteric este titrată pe cobai, toxina tetanica este titrată pe șoareci.

Reacția de floculare. Ca urmare a interacțiunii toxinei sau toxoidului cu serul antitoxic, cad fulgi de floculați. Cea mai intensă și timpurie floculare („inițială”) are loc într-o eprubetă, unde antigenul și anticorpul sunt conținute în cantități echivalente.