Az élő természet egyik birodalma egysejtű élő szervezeteket foglal magában, amelyek a baktériumok osztályához tartoznak. A legtöbb fajuk speciális kémiai vegyületeket - exotoxinokat és endotoxinokat - termel. Besorolásukat, tulajdonságaikat és az emberi szervezetre gyakorolt hatásukat ebben a cikkben tanulmányozzuk.
Mik azok a toxinok
Azok az anyagok (főleg fehérje vagy lipopoliszacharid természetűek), amelyeket a baktériumsejt halála után kiválaszt az intercelluláris folyadékba, bakteriális endotoxinok. Ha egy élő prokarióta szervezet mérgező anyagokat termel a gazdasejtbe, akkor a mikrobiológiában az ilyen vegyületeket exotoxinoknak nevezik. Pusztító hatással vannak az emberi szövetekre és szervekre, nevezetesen: sejtszinten inaktiválják az enzimatikus apparátust, megzavarják az anyagcserét. Az endotoxin olyan méreg, amely káros hatással van az élő sejtekre, koncentrációja nagyon kicsi is lehet. A mikrobiológiában körülbelül 60 baktériumsejtek által kiválasztott vegyület ismeretes. Fontolja meg őket részletesebben.
A bakteriális mérgek lipopoliszacharid természete
A tudósok azt találták, hogy az endotoxin a Gram-negatív baktériumok külső membránjának hasadási terméke. Ez egy összetett szénhidrátból és lipidből álló komplex, amely kölcsönhatásba lép egy adott típusú sejtreceptorral. Egy ilyen vegyület három részből áll: lipid A-ból, oligoszacharid molekulából és antigénből. Ez az első, a véráramba kerülő komponens, amely a legnagyobb károsító hatást okozza, a súlyos mérgezés minden jelével együtt: dyspeptikus tünetek, hipertermia, központi idegrendszeri elváltozások. Az endotoxinokkal történő vérmérgezés olyan gyorsan történik, hogy szeptikus sokk alakul ki a szervezetben.
Az endotoxin másik szerkezeti eleme egy heptózt tartalmazó oligoszacharid – C7H14O7. A véráramba kerülve a központi diszacharid a szervezet mérgezését is okozhatja, de enyhébb formában, mintha a lipid A a véráramba kerülne.
Az endotoxinok emberi szervezetre gyakorolt hatásának következményei
A bakteriális mérgek sejtekre gyakorolt leggyakoribb hatásai a thrombohemorrhagiás szindróma és a szeptikus sokk. A patológia első típusa az anyagok vérébe való bejutása miatt fordul elő - toxinok, amelyek csökkentik annak koagulálhatóságát. Ez a kötőszövetből álló szervek – a parenchyma – számos károsodásához vezet, mint például a tüdő, a máj, a vesék. Parenchymájukban többszörös vérzés, súlyos esetekben vérzés lép fel. A patológia másik típusabakteriális mérgek hatásából eredő szeptikus sokk. Károsodott vér- és nyirokkeringéshez vezet, aminek a következménye az oxigén és a tápanyagok létfontosságú szervekhez és szövetekhez való szállításának megsértése: agy, tüdő, vese, máj.
Egy személynél élesen megnövekednek az életveszélyes tünetek, mint például a gyors vérnyomásesés, hipertermia és gyorsan kialakuló akut szív- és érrendszeri elégtelenség. A sürgős orvosi beavatkozás (hormonális és antibiotikus terápia) leállítja az endotoxin hatását, és gyorsan eltávolítja azt a szervezetből.
Az exotoxinok megkülönböztető jellemzői
Mielőtt tisztáznánk az ilyen típusú bakteriális mérgek sajátosságait, ne feledjük, hogy az endotoxin egy elh alt gram-negatív baktérium sejtfal-lizátumának egyik összetevője. Az exotoxinokat élő, Gram-pozitív és Gram-negatív prokarióta sejtek szintetizálják. Kémiai szerkezetüket tekintve kizárólag kis molekulatömegű fehérjékről van szó. Elmondható, hogy a fertőző betegségek folyamatában fellépő fő klinikai megnyilvánulásokat éppen az exotoxinok káros hatása okozza, amelyek magának a baktériumnak az anyagcseréje eredményeként képződnek.
Mikrobiológiai vizsgálatok kimutatták, hogy az ilyen típusú bakteriális mérgek nagyobb virulenciát mutatnak, mint az endotoxinok. A tetanusz, szamárköhögés, diftéria kórokozói mérgező anyagokat termelnekfehérje jellegű anyagok. Termolabilitásuk van, és 12-25 percig 70-95 Celsius-fok között hevítve megsemmisülnek.
Exotoxinok típusai
Az ilyen típusú bakteriális mérgek osztályozása a sejtszerkezetre gyakorolt hatásukon alapul. Megkülönböztetik például a membrántoxinokat, amelyek tönkreteszik a gazdasejt membránját, vagy megzavarják a membrán kettős rétegén áthaladó ionok diffúzióját és aktív transzportját. Vannak citotoxinok is. Ezek olyan mérgek, amelyek a sejt hialoplazmájára hatnak, és megzavarják a sejtanyagcserében fellépő asszimilációs és disszimilációs reakciókat. Egyéb vegyületek – a mérgek úgy „működnek”, mint az enzimek, például a hialuronidáz (neurominidáz). Elnyomják az emberi immunrendszer munkáját, vagyis inaktiválják a B-limfociták, monociták és makrofágok termelődését a nyirokcsomókban. Tehát a proteázok elpusztítják a védő antitesteket, a lecitináz pedig lebontja a lecitint, amely az idegrostok részét képezi. Ez a bioimpulzusok vezetésének megsértéséhez, és ennek eredményeként a szervek és szövetek beidegzésének csökkenéséhez vezet.
A citotoxinok detergensként működhetnek, tönkretéve a gazdasejt membrán lipidrétegének integritását. Ezenkívül képesek elpusztítani mind a test egyes sejtjeit, mind a társított szöveteket, biogén aminok képződését okozva, amelyek metabolikus reakciók termékei és mérgező tulajdonságokkal rendelkeznek.
A bakteriális mérgek hatásmechanizmusa
Mikrobiológiai vizsgálatok kimutatták, hogy az endotoxin komplex2 molekulaközpontot tartalmazó szerkezet. Az első egy mérgező anyagot köt egy adott sejtreceptorhoz, a második pedig, felhasítva a membránját, közvetlenül a sejt hialoplazmájába kerül. Ebben a toxin blokkolja a metabolikus reakciókat: a riboszómákban előforduló fehérje bioszintézist, a mitokondriumok által végzett ATP szintézist és a nukleinsav replikációt. A bakteriális peptidek nagy virulenciája molekuláik kémiai szerkezetét tekintve azzal magyarázható, hogy egyes toxinlókuszok a sejtben lévő anyagok, például neurotranszmitterek, hormonok és enzimek térszerkezeteként álcázzák magukat. Ez lehetővé teszi a toxin számára, hogy „megkerülje a sejtvédelmi rendszert”, és gyorsan behatoljon a citoplazmájába. Így a sejt fegyvertelen a bakteriális fertőzéssel szemben, mivel elveszíti saját védőanyagainak képzési képességét: interferont, gamma-globulinokat, antitesteket. Megjegyzendő, hogy az endotoxinok és az exotoxinok tulajdonságai hasonlóak abban, hogy mindkét típusú bakteriális méreg a test meghatározott sejtjeire hat, vagyis nagy a specifitásuk.