Бактериальные токсины

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Апреля 2012 в 09:52, реферат

Описание

Бактерии могут вырабатывать различные биологически активные вещества, повреждающие клетки и ткани макроорганизма – токсины (от греч. toxikon – яд). Отличие токсинов от других ядовитых органических и неорганических веществ состоит в том, что токсины при попадании в животный организм вызывают образование антител.Способность к выработке токсинов характерна не только для микроорганизмов (например, токсины входят в состав ядов змей, пауков, скорпионов, некоторых растений и др.), однако именно бактерии вырабатывают большинство известных на сегодняшний день токсинов. Всего сейчас известно около 150 бактериальных токсинов, из них около 67% производится грамположительными бактериями и около 33% - грамотрицательными.

Содержание

1. Общая характеристика бактериальных токсинов (стр.3);
2. Экзотоксины:
- общая характеристика (стр.5);
- механизм действия экзотоксинов (стр.7);
3. Эндотоксины:
- общая характеристика (стр.16);
- механизм действия эндотоксинов (стр.16);
4. Информационные источники.

Работа состоит из  1 файл

бактериальные токсины.doc

— 103.00 Кб (Скачать документ)

РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева

Кафедра микробиологии

 

 

 

Реферат

 

Бактериальные токсины

 

 

                                                                                                 Выполнил: Злобин И.Е.

                                                                                                 Проверила: Годова Г.В.

 

 

 

 

 

 

Москва, 2008 г.

Содержание:

1. Общая характеристика бактериальных токсинов (стр.3);

2. Экзотоксины:

- общая характеристика (стр.5);

- механизм действия экзотоксинов (стр.7);

3. Эндотоксины:

- общая характеристика (стр.16);

- механизм действия эндотоксинов (стр.16);

4. Информационные источники.

 


Общая характеристика бактериальных токсинов

Бактерии могут вырабатывать различные биологически активные вещества, повреждающие клетки и ткани макроорганизма – токсины            (от греч. toxikon – яд). Отличие токсинов от других ядовитых органических и неорганических веществ состоит в том, что токсины при попадании в животный организм вызывают образование антител.(1) Способность к выработке токсинов характерна не только для микроорганизмов (например, токсины входят в состав ядов змей, пауков, скорпионов, некоторых    растений и др.), однако именно бактерии вырабатывают большинство известных на сегодняшний день токсинов. Всего сейчас известно около 150 бактериальных токсинов, из них около 67% производится грамположительными бактериями и около 33% - грамотрицательными.(5)

При многих инфекционных болезнях токсины определяют их основные симптомы. Это такие болезни, как дифтерия, коклюш, холера, сибирская язва, ботулизм, столбняк, гемолититический уремический синдром и др.(5) Однако бактериальные токсины могут выполнять и другие функции, среди них: защита хозяина от хищников в почвенных или водных сообществах (токсины сине-зеленых водорослей защищают их от поедания беспозвоночными животными и рыбами); использование токсинов как средства антагонизма в микробных сообществах (холерный токсин оказывает ингибирующее действие на ряд бактерий); участие токсинов в авторегуляторных процессах в бактериальных популяциях (энтеротоксин Clostridium perfringens) и др.(4)

Бактериальные токсины по механизму действия делятся на 5 типов:

1.мембранотоксины, повреждающие клеточные мембраны с помощью ферментативного гидролиза или в результате формирования пор; 

2.токсины, поражающие клетки в результате ингибирования синтеза белков;

   

 

    3.токсины, активирующие пути метаболизма, контролируемые вторичными посредниками, что может обусловливать значительные нарушения процессов передачи сигналов, имеющих критическое значение в поддержании разнообразных функций клеток;   

4.нейротоксины, оказывающие влияние на высвобождение некоторых нейромедиаторов и тем самым нарушающие передачу нервных импульсов в спинном и головном мозге;

     5.токсины, активирующие гипертрофированный иммунный ответ макроорганизма и вызывающие повышение температуры, токсикоз и воспалительные процессы.(5)

Все бактериальные токсины делятся на две большие группы: экзотоксины и эндотоксины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экзотоксины

Общая характеристика

Экзотоксины – это токсины, обычно не связанные прочно с бактериальной клеткой. Экзотоксины представляют собой секреторные белковые вещества, обычно проявляющие ферментативную активность. Они лабильны (неустойчивы) к действию высоких температур и инактивируются формальдегидом. Экзотоксины проявляют высокую иммуногенность и полностью нейтрализуются гомологичными антитоксинами (т.е. антителами к данным токсинам). Их биологическая активность индивидуальна для каждого токсина, они оказывают специфическое действие на организм. Их токсичность очень высока и превышает токсичность такого сильного яда, как стрихнин, в 100-1000000 раз в зависимости от вида токсина.(3) Некоторые бактерии синтезируют несколько экзотоксинов, проявляющих различное действие. Нередко экзотоксины могут действовать дистанционно (далеко за пределами очага инфицирования). Экзотоксины продуцируются в основном грамположительными бактериями, среди грамотрицательных бактерий наиболее важными продуцентами экзотоксинов являются Vibrio cholerae, некоторые виды Pseudomonas и Shigella.(1)

Экзотоксины в зависимости от прочности их соединения с микробной клеткой подразделяются на 3 группы:

- полностью секретируемые в окружающую среду (собственно экзотоксины);

- частично секретируемые;

- несекретируемые.(1)

Большинство экзотоксинов, образуемых грамположительными бактериями, относятся к первой группе; они выделяются в среду интактными (неповрежденными) бактериальными клетками во время экспоненциального роста. Экзотоксины грамположительных бактерий не обнаруживаются в цитоплазме бактерий, и их синтез происходит не на свободных, а на связанных с мембраной рибосомах.(2) 

Экзотоксины, относящиеся ко второй группе, частично секретируются во внешнюю среду и частично ассоциированы с бактериальной клеткой (например, тетаноспазмин Clostridium tetani).(3)

Экзотоксины, относящиеся к третьей группе, накапливаются внутри бактериальной клетки и высвобождаются только после ее гибели, однако по прочим признакам относятся к экзотоксинам. Такие экзотоксины характерны для грамотрицательных бактерий (например, экзотоксин Vibrio cholerae).(1)

Функция, которую выполняют экзотоксины, не всегда ясна. С одной стороны, многие экзотоксины являются основными и порой единственными  факторами вирулентности. С другой стороны, многие нетоксигенные штаммы бактерий размножаются в хозяине так же успешно, как и соответствующие токсигенные штаммы.(2)

Гены, определяющие синтез бактериальных экзотоксинов, во многих случаях локализованы в плазмидах или профагах; например, синтез дифтерийного и ботулинистического токсина детерминируется генами профага, а ряд токсинов, продуцируемых патогенными штаммами Е.coli – плазмидными генами. Во всех этих случаях утрата профага или плазмиды делают клетку нетоксигенной, а при введении профага или плазмиды в клетку образование токсина восстанавливается.(2)

На синтез некоторых бактериальных экзотоксинов сильно влияет концентрация различных ионов металлов в среде. Например, образование дифтерийного токсина и энтеротоксина Shigella dysenteriae подавляется высокими концентрациями ионов железа, а для образования α-токсина Clostridium perfringens необходимы ионы цинка. Предполагается, что гены токсинов входят в состав оперонов, а ионы металлов могут влиять на синтез токсинов путем связывания с продуктами регуляторных генов – репрессорами или активаторами.(2)

 

 

 

Механизм действия экзотоксинов.

Высокая токсичность экзотоксинов обусловлена особенностью их структуры, имитирующей строение субъединиц гормонов, ферментов или нейромедиаторов хозяина. В результате экзотоксины проявляют свойства антиметаболитов, блокирующих функциональную активность естественных аналогов.(1)

Экзотоксины обычно содержат бифункциональные (лигандные и эффекторные) структуры. Первые распознают и связывают комплементарный рецептор (обычно белки и гликопротеины на мембране клетки), а вторые обеспечивают эффекторное действие. Связывание и проникновение экзотоксина в определенной степени напоминает механизм действия пептидных и гликопротеиновых гормонов, что обусловлено родством их молекулярных структур. Внутриклеточная мишень для эффекторной части молекулы токсина – обычно жизненно важная система, например система биосинтеза белка (А-токсин синегнойной палочки) или аденилатциклазная система (экзотоксин Vibrio choleraе, экзотоксин Bordetella pertussis).(1)

Как уже упоминалось выше, существует пять основных типов механизма действия бактериальных токсинов. Среди экзотоксинов есть представители всех пяти типов.

Экзотоксины первого типа действуют как гидролитические ферменты, расщепляя компоненты клеток или тканей, например, α-токсин Clostridium perfringens и α-токсин Staphylococcus  aureus.(2)

α-токсин C.perfringens является лецитиназой, т.е. вызывает гидролиз лецитина. Лецитин – это важный липидный компонент клеточных и митохондриальных мембран; его гидролиз под действием α-токсина приводит к разрушению клеточной мембраны и может быть первичной причиной разрушения тканей при газовой гангрене.(2)

α-токсин S.aureus является порообразующим токсином: он формирует трансмембранные поры и нарушает селективный вход и выход ионов через плазматическую мембрану. Ген, кодирующий α-токсин, находится в виде единичной копии в хромосоме большинства патогенных штаммов S.aureus, и его экспрессия регулируется дополнительным геном-регулятором. Токсин синтезируется в виде молекулы-предшественника, состоящей из 319 аминокислот и имеющей на N-конце сигнальную последовательность из 26 аминокислотных остатков. Выделяемый готовый токсин (протомер) представляет собой гидрофильную молекулу молекулярной массой около 33 кДа (килодальтон), в которой отсутствуют остатки цистеина.(5)

Структура поры, образуемой α-токсином, достаточно сложна. На поверхности плазматической мембраны 7 протомеров токсина образуют грибовидный гептамер, содержащий 3 различных домена. Домены, формирующие так называемые "шляпку" и "край", расположены на внешней поверхности плазматической мембраны, а домен "ножки" служит трансмембранным каналом. Различают три последовательные стадии повреждения клеточной мембраны под действием α-токсина. Сначала протомеры токсина связываются с мембраной клетки-мишени при помощи неустановленных рецепторов или неспецифически абсорбируются фосфотидилхолином или холестеролом, входящими в состав мембраны. Затем связанные с мембраной протомеры образуют гептамерный комплекс. Наконец, гептамер претерпевает ряд конформационных изменений, конечным результатом которых является формирование "ножки", которая проникает сквозь цитоплазматическую мембрану. Через образовавшуюся в клеточной мембране пору происходит свободный вход и выход небольших молекул и ионов, что ведет к набуханию и гибели клетки. Кроме того, отмечено, что при образовании пор запускаются вторичные процессы, которые также могут обусловливать развитие патологических последствий. Эти процессы включают активацию эндонуклеаз, увеличение экзоцитоза тромбоцитов, высвобождение цитокинов и медиаторов воспаления, а также выделение эйкозаноидов.(5)

Действие экзотоксинов второго типа заключается не в разрушении клеточных структур, а в нарушении нормального функционирования клетки. К данной группе относятся токсины, препятствующие элонгации (удлинению полипептидной цепи в ходе трансляции)   или  транслокации  (передвижению  мРНК вдоль  рибосомы в ходе синтеза белковой цепи)  и  тем  самым  блокирующие  синтез  белка. Субстратами для этих токсинов являются факторы элонгации и рибосомальная РНК.(5)

Одним из примеров токсинов такого типа является токсин Corynebacterium diphteriae. При внесении дифтерийного токсина в культуру клеток млекопитающих синтез ДНК, РНК и белка почти немедленно прекращается. Первичное действие дифтерийного токсина заключается в подавлении синтеза белка. Первичный объект действия дифтерийного токсина – фермент трансфераза II, катализирующий один из этапов переноса растущей полипептидной цепи с одной молекулы тРНК на другую на поверхности рибосом. Под действием токсина происходит гидролиз НАД до АДФ-рибозы и никотинамида и перенос АДФ-рибозильного остатка на трансферазу II, вследствие чего она инактивируется. При этом токсин в том виде, в каком он выделяется бактерией, не обладает ферментативной активностью. Протеолитическое расщепление его в присутствии какого-либо тиолового восстанавливающего соединения приводит к образованию двух фрагментов – А и В. Вся ферментативная активность сосредоточена во фрагменте А, а фрагмент В неактивен. Однако, чтобы А мог проникнуть в клетку млекопитающего, он обязательно должен быть связан с В. Поэтому ни А, ни В по отдельности не токсичны. Расщепление токсина на фрагменты А и В происходит уже в самой клетке.птобы А мог проникнуть в клетку млекопитающего, он обязательно должен быть связан с В.дит стью.едленно прекращается.(2)

Shigella dysenteriae и Stx-продуцирующие E.coli вырабатывают так называемые Stx-токсины, которые инактивируют рРНК, нарушая ее взаимодействие с факторами элонгации. Подавление белкового синтеза токсинами данной группы приводит в конечном итоге к гибели клетки-мишени.(5)

Stx-токсины могут быть разделены на две группы, отличающиеся по антигенным свойствам и имеющие 50-60% гомологии: Stx/Stx1-токсины и Stx2-токсины. Stx-токсин S.dysenteriae и Stx1-токсин E.coli объединены в одну группу по причине их почти полного сходства: они отличаются только одной аминокислотой. Ген, определяющий выработку Stx у S.dysenteriae, всегда расположен на хромосоме, тогда как гены, кодирующие Stx1 и Stx2, могут входить в состав бактериальной хромосомы или генетического материала бактериофагов. Оперон Stx- и Stx1 (но не Stx2) содержит область, ответственную за регуляцию экспрессии этих токсинов, которая зависит от наличия ионов железа – большая концентрация ионов железа подавляет образование этих токсинов. На экспрессию Stx2 не влияют ни наличие ионов железа, ни другие внешние факторы. Stx-токсины не способны активно выделяться через стенку бактериальной клетки, и токсин выходит во внешнюю среду при лизисе клетки.(5)

Stx-токсины, как и дифтерийный токсин, состоят из 2 субъединиц – А и В, связанных ковалентной связью. Гены, ответственные за синтез субъединиц А и В Stx-токсинов (stxA и stxB соответственно), объединены в оперон. Субъединица А обладает ферментативной активностью, а субъединица В осуществляет непосредственное взаимодействие с мишенью. Зрелые субъединицы А и В имеют молекулярную массу около 35 и 7,5 кДа соответственно. Субъединица А действует как N-гликозидаза, отщепляя единичный остаток аденина от 28S рРНК, что в конечном итоге подавляет синтез белка в пораженной клетке. При этом к действию   N-гликозидазы одинаково чувствительны рибосомы как эукариот, так и прокариот.(5)

Бактериальные экзотоксины третьего типа могут нарушать функции различных клеточных белков, не вызывая непосредственной гибели клеток. Мишенями в клетке для этих токсинов служат вторичные посредники – рецепторные белки, вырабатывающие вещества, запускающие в клетке определенные серии ферментативных реакций. Активация или модификация под действием токсинов вторичных посредников может обусловить значительные нарушения процессов передачи сигналов, имеющих критическое значение в поддержании разнообразных функций клеток.(5)

Ряд патогенных бактерий (Vibrio cholerae, энтеротоксигенные  E.coli, Clostridium perfringens и др.) образуют так называемые энтеротоксины – токсины, которые специфически действуют на эпителий кишечника.(5) Энтеротоксины связываются со специфическими рецепторами мембран чувствительных клеток. Связанный токсин активизирует вторичные посредники – ферменты мембраннную аденилатциклазу или мембранную гуанилатциклазу, что вызывает резкое увеличение концентрации цАМФ (соответственно цГМФ) в клетке; это нарушает регуляторные процессы в клетке, вызывая аномальное повышение скорости переноса электролитов и в конечном счете их утечку из тканей.(2) Вместе с электролитами уходит и вода; потеря тканевой жидкости приводит к ацидозу и шоку. Описано два семейства энтеротоксинов: STa и STb; наиболее важным является семейство STa, к которому относится несколько родственных, но отличных друг от друга токсинов. Токсины семейства STa вырабатываются многими возбудителями заболеваний желудочно-кишечного тракта, в том числе V.cholerae и энтеротоксигенными E.coli. Гены, кодирующие STa у энтеротоксигенных E.coli, входят в состав плазмиды. SТa транслируется в виде молекулы, состоящей из 72 остатков аминокислот, которая после двукратного расщепления в процессе "созревания" токсина выделяется во внешнюю среду. Зрелые молекулы STa – небольшие пептиды, содержащие от 19 до 53 аминокислотных остатков. Токсины семейства STa имеют на    С-конце последовательность протяженностью 13 аминокислотных остатков, определяющую токсичность и термостабильность токсина. Шесть остатков цистеина в составе этой последовательности, связанных между собой тремя дисульфидными "мостиками", обусловливают токсичность этой молекулы.

Связывание STa со специфичным клеточным рецептором приводит к активации мембраннной гуанилатциклазы, которая в свою очередь превращает внутриклеточный ГМФ в циклический ГМФ. Такое увеличение концентрации цГМФ нарушает транспорт электролитов в кишечнике: подавляется абсорбция ионов натрия и повышается секреция ионов хлора. Изменения ионных потоков приводят к развитию секреторной диареи.(5)

В качестве мишени для токсинов в клетке часто выступает также другая группа  вторичных посредников - небольшие ГТФ-связывающие белки, которые являются регуляторами актинового цитоскелета. Семейство бактериальных экзотоксинов, модифицирующих эти белки, включает 2 группы. Большинство токсинов этого семейства, включая некоторые токсины Clostridium, инактивируют ГТФ-связывающие белки. Цитотоксический некротизирующий фактор (CNF) патогенных E.coli и дермонекротический токсин Bordetella являются уникальными представителями своего семейства, так как обладают способностью активировать ГТФ-связывающие белки. Патогенные E.coli продуцируют цитотоксический некротизирующий фактор 2 типов: СNF1 и СNF2. CNF1 сходен с CNF2 по аминокислотному составу на 99%. Далее будет рассмотрен только СNF1 в связи с его ролью в развитии внекишечных инфекций, вызванных E.coli. СNF1 синтезируется в виде гидрофильного полипептида с молекулярной массой примерно 115 кДа. Токсин имеет два различных четко выраженных домена: связывающий и ферментативный.   N-концевая часть CNF1 содержит домен, ответственный за связывание с клеткой мишенью; С-концевая часть представляет собой ферментативный домен токсина. Она имеет участок длиной 100 аминокислотных остатков, который является активным центром токсина.(5)

Первичное действие CNF1 в клетках заключается в дезаминировании остатка глутамина в позиции 63 в ГТФ-связывающем белке с образованием глутаминовой кислоты. Подобное изменение вызывает образование       активного ГТФ-связывающего белка, не способного гидролизовать ГТФ. В пораженных CNF1 клетках развивается ряд характерных явлений: складчатость мембраны, слипание и напряженность актиновых волокон, а также ДНК-репликация в отсутствии клеточного деления, в результате чего образуются гигантские многоядерные клетки.(5)

К четвертому типу экзотоксинов относятся нейротоксины, блокирующие передачу нервных импульсов в синапсах и тем самым нарушающие работу нервной системы. Наиболее важными представителями этой группы являются ботулотоксин Clostridium botulinum и тетаноспазмин (столбнячный нейротоксин) Clostridium tetani. Отличительной чертой этих токсинов является их необычайно высокая токсичность (подсчитано, что 3 килограммов ботулотоксина достаточно, чтобы убить всех людей на Земле).(1)

Ботулинистический токсин наиболее часто существует в природе в виде больших комплексов, включающих нейротоксин и один или несколько белков, которые обеспечивают защиту и стабильность молекулы токсина в желудочно-кишечном тракте. Тетаноспазмин не формирует комплексов с белками. Гены, кодирующие ботулотоксин и тетаноспазмин, могут быть локализованы на плазмидах или в составе бактериофагов. Нейротоксины синтезируются в виде неактивных полипептидов с молекулярной массой до 150 кДа; они высвобождаются при лизисе бактериальной клетки и активируются вне бактериальной клетки под воздействием протеолитических ферментов. Каждая активная молекула нейротоксина состоит из тяжелой (100 кДа) и легкой (50 кДа) цепочек, соединенных одной дисульфидной связью. Тяжелая цепочка содержит два домена: участок, ответственный за транслокацию токсина, расположенный в          N-концевой части, и область на C-конце, регулирующую связывание токсина с клеткой. Легкие цепочки ботулотоксина и тетаноспазмина содержат цинксвязывающие последовательности, необходимые для осуществления протеазной активности токсинов, зависящей от ионов цинка.(5)

Клеточными мишенями обоих нейротоксинов является группа белков, необходимых для стыковки и соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с последующим высвобождением нейромедиаторов. Ботулотоксин связывается с рецепторами на пресинаптической мембране моторных нейронов периферической нервной системы. Протеолиз белков-мишеней в этих нейронах ингибирует высвобождение нейромедиатора ацетилхолина, препятствуя таким образом мышечным сокращениям. Существует несколько видов ботулотоксина, поражающих различные белки-мишени: ботулотоксины B, D, F и G разрушают везикулоассоциированный мембранный протеин и синаптобревин; ботулотоксины А и Е поражают синаптосомально-ассоциированный белок; ботулотоксин C гидролизует синтаксин и синаптосомально-ассоциированный белок. Тетаноспазмин первоначально связывается с рецепторами пресинаптической мембраны моторных нейронов, но затем с помощью обратного везикулярного транспорта перемещается в спинной мозг, где может внедриться в тормозные и вставочные нейроны. Расщепление везикулоассоциированного мембранного протеина и синаптобревина в этих нейронах приводит к высвобождению нейромедиаторов глицина и γ-аминомасляной кислоты, которые в свою очередь вызывают мышечные сокращения. Различия в клинических проявлениях поражения ботулотоксином и тетаноспазмином (пониженный тонус мышц и спастический паралич соответственно) являются прямым следствием воздействия данных токсинов на различные нейроны и блокирования различных нейромедиаторов.(5)

К пятому типу экзотоксинов относятся бактериальные токсины, действующие на Т-клетки и антигенпрезентирующие клетки иммунной системы. Одна из больших групп этой категории токсинов – пирогенные токсины, обладающие свойствами суперантигенов. Их отличительные особенности – мощное стимулирующее действие на клетки иммунной системы, пирогенность (т.е. способность вызывать повышение температуры у организма-хозяина) и токсический шок.(2) Это группа токсинов включает в себя энтеротоксины Staphylococcus, пирогенные экзотоксины Streptococcus группы А и токсин TSST-1 Staphylococcus.(5) Токсины данной группы представляют собой термостабильные пептиды с молекулярной массой от 22 до 30 кДа, Все токсины, относящиеся к суперантигенам, имеют сходную биологическую активность, при этом среди членов данного семейства выделяется TSST-1, имеющий менее 30% гомологии по аминокислотному составу с другими токсинами данного семейства. Ген, кодирующий TSST-1, обычно локализован в хромосоме, в то же время у Staphylococcus aureus он входит в состав различных мобильных генетических элементов. Токсин синтезируется в виде молекулы-предшественника, состоящей из 234 аминокислотных остатков, причем первые 40 остатков являются сигнальной последовательностью, которая отщепляется в процессе образования зрелого токсина массой 22 кДа. Экспрессия TSST-1 зависит от концентрации кислорода, температуры, pH и уровня глюкозы. TSST-1 состоит из двух различных доменов – А (аминокислотные остатки 1-17 и 90-194) и В. TSST-1 не нуждается в ионах цинка в качестве кофактора, в отличие от других представителей своего семейства.(5)

Мощное иммуностимулирующее свойство суперантигенов является прямым результатом связывания токсина с различными участками молекул основного фактора гистосовместимости, расположенных на поверхности антигенпрезентирующих клеток, и специфическими рецепторами Т-клеток. В целом действие суперантигенов проявляется в резком увеличении численности Т-клеток и массовом высвобождении лимфоцитарных и моноцитарных лимфокинов, что вызывает гипотензию, высокую температуру тела и диффузную сыпь, которые характерны для синдрома токсического шока.(5)

Эндотоксины

Общая характеристика

Эндотоксины – это бактериальные токсины, прочно связанные с бактериальной клеткой. Эндотоксины – это интегральные компоненты клеточных стенок грамотрицательных бактерий, представляющие собой комплексы липополисахаридов с белками; в составе данного комплекса липополисахаридная часть обладает токсичностью и пирогенной активностью, а белковая – антигенной активностью. В отличие от экзотоксинов, эндотоксины представляют собой нормальные компоненты бактериальной клетки; они прочно связаны с бактериальной клеткой и высвобождаются только после ее гибели. Эндотоксины выделены из всех патогенных грамотрицательных бактерий; грамположительные бактерии эндотоксинов не образуют. Эндотоксины по антигенной активности идентичны соматическим антигенам целой клетки; антигенная активность эндотоксинов низкая, гомологичными антитоксинами  эндотоксины нейтрализуются не полностью.(2) Эндотоксины устойчивы к действию высоких температур, не инактивируются формальдегидом. Эндотоксины, в отличие от экзотоксинов, оказывают неспецифическое (общетоксическое) действие на поражаемый организм и имеют сходную для всех эндотоксинов биологическую активность; токсичность практически всех эндотоксинов сравнительно низка и составляет около 0.1 от токсичности стрихнина. Некоторые бактерии могут одновременно синтезировать экзотоксины и выделять (при гибели) эндотоксины (например, V.сholerae).(1)

Механизм действия эндотоксинов.

Эндотоксины (точнее, их липополисахаридная фракция) обладают двумя видами активности: пирогенностью и токсичностью. Пирогенная активность эндотоксинов весьма велика: введение их в количестве 10-6 г вызывает заметное повышение температуры тела у лошади весом 700 кг. Температура тела животного регулируется с помощью механизмов, которые контролируются определенными центрами в головном мозге; эндотоксины при введении в кровь нарушают эту регуляторную систему и вызывают повышение температуры. Эндотоксины не действуют непосредственно на терморегуляторные центры головного мозга, а вызывают высвобождение эндогенного пирогенного вещества из полиморфноядерных лейкоцитов, которое и вызывает повышение температуры.

Воспалительное действие эндотоксинов неспецифично.(2) Эндотоксины – это мощные стимуляторы синтеза цитокинов, которые усиливают реакцию на эндотоксин, активируя нейтрофилы, эндотелиальные клетки, тромбоциты и вызывая выброс других медиаторов: фактора активации тромбоцитов, эйкозаноидов, компонентов комплемента, кининов, гистамина, эндорфинов. Эндотоксины активируют внутренний механизм свертывания и систему фибринолиза, что ведет к отложению фибрина в микроциркуляторном русле.(5)

Следует сказать, что пирогенный и токсический эффекты эндотоксинов вносят свой вклад в общую картину заболевания, но не определяют специфические симптомы болезни. Повышение температуры тела и токсикоз могут сопровождать тяжелые инфекции, вызываемые бактериями, которые не содержат эндотоксинов (например, схожее с эндотоксинами биологическое действие имеют упоминавшиеся выше токсины-суперантигены).(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

Информационные источники:

1.      Медицинская микробиология. Под ред. В.И.Покровского. М., 2005;

2.      Мир микробов, т.3. Р.Стейнер, Э.Эдельберг, Дж.Ингрэм. М., 1979;

3.      Микробиология. Н.Г.Асонов. Москва, 1989;

4.      Микроорганизмы, токсины и эпидемии. М.В.Супотницкий. М., 2001г.;

    а также материалы из сети Интернет (5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

   

 

 

 

 

 

4

 

Информация о работе Бактериальные токсины