Свойства и особенности токсинов бактерий

Довольно часто в основе развития бактериальной инфекции лежит действие токсинов. Они представляют собой специфические биологические вещества, которые воздействуют на организм и провоцируют развитие отравления. Токсины бактерий и их природа изучаются медиками с целью поиска противоядий.

Бактериальные токсины

Токсины представляют собой биологически активные вещества, которые повреждают клетку организма и приводят к ее гибели. Данные вещества могут быть растительной, микробной, животной природы, однако наиболее широко встречается данное свойство у бактерий. Свойство продуцировать яды характеризует бактерии как патогенные, а если речь идет о представителях растительной, грибковой, животной природы, то они считаются ядовитыми.

Химический состав

По характеру химического состава большая часть токсинов бактерий имеет в своей структуре высокомолекулярные вещества (гликопротеиды, белки, пептиды).

Биохимики в соответствии с химическими свойствами бактерий разделяют бактериальные яды на несколько групп:

  • протеотоксины – представлены группой белков простой или сложной конфигурации;
  • афлатоксины – имеют отличительную особенность в виде стероидной конфигурации;
  • липид А – группа комплексов из липополисахаридов, токсическая активность которых определяется липидом.

Данный биохимический, а также иммунохимический диагностические подходы позволили аргументировать действие антитоксинов. Их получение позволяет ученым-медикам различать один бактериальный биополимер токсического действия от другого. Также стало возможным определение in vitro токсигенных штаммов и нетоксигенных (в пробирке), степени и патофизиологических механизмов токсического воздействия на организм.

Введение токсина бактериями
Введение токсина бактериями

Пауль Эрлих первым определил молекулярные свойства токсинов бактерий, применяя антитоксины в качестве молекулярных зондов. Рамон Гастон, на основе его теоретических наработок, внедрил производство бактериальных анатоксинов.

Антитоксические исследования сделали возможным проводить дифференциальную диагностику токсинов бактерий с их разделением на серотипы (серологические варианты, группы), что определяется антигенными свойствами. Посредством серологического исследования доказана идентичность определенных серотипов бактерий различных родов и видов. Как установилось при исследованиях, родственными по антигенным свойствам являются продуцируемые E.coli и Sal.typhimurium термолабильные энтеротоксины и холерные токсические вещества.

Механизмы действия

Механизмы воздействия токсинов на зараженный живой организм бывают различного характера. Например, нейротоксины могут быть пре-, постсинаптического, а также аксонального воздействия. К веществам, которые блокируют синаптическую передачу импульса, относятся бунгаротоксины, ботулинические токсические вещества.

Определенные токсические продукты являются ингибиторами некоторых ферментов. Это могут быть протеаза, липаза, другие ферментативные вещества, которые разрушают структурные клеточные компоненты и метаболиты системного значения.

Активность

Высокая степень токсической активности бактерий обуславливается нарушением обмена веществ и прочих жизненных процессов на молекулярном уровне и при минимальных концентрациях. Токсические вещества характеризуются наличием специфичности к тканевым и органным биомишеням. Соответственно различают токсины цитотоксического и системного действия. К токсинам с системным воздействием относятся миотропные (крототоксин), нейротропные (бунгаротоксины, ботулотоксины), кардиотоксины (палитоксин). Примером цитотоксического яда может быть токсин с меньшей тканевой специфичностью (токсины, выделяемые бактериями газовой гангрены).

Клостридиум под микроскопом, возбудители газовой гангрены

Разделение по способу выделения ядов

Все отравляющие вещества, выделяемые бактериями, подразделяют на экзо- и эндотоксины. Разница между ними заключается в том, в какую среду продуцируются эти яды микроорганизмами.

Экзотоксины

Экзотоксины производятся как грамположительными, так и грамотрицательными микроорганизмами. Данные вещества белковой природы разделяются на мембранотоксины, цитотоксины, эритрогемины, эксфолианты, блокаторы функционального значения. Белковые токсические вещества оказывают следующие эффекты:

  • блокада белкового синтеза и других жизненных процессов клетки;
  • увеличение степени проницаемости клеточной мембраны;
  • нарушение клеточного взаимодействия.

По молекулярной структуре экзотоксины могут состоять из единой цепи из полипептидов либо из 2 фрагментов. В зависимости от связи экзогенных токсических веществ с бактерией различают три класса:

  • А – токсические вещества, которые выделяются во внешнюю окружающую среду;
  • В – частично имеют связь с клеткой, а частично продуцируют токсины наружу;
  • С – связанные с клеткой токсины, которые выходят наружу лишь при гибели бактерии.

Экзо- и эндотоксины

Экзотоксины характеризуются высокой степенью токсичности, которая утрачивается при нагревании и под действием формалина. Однако иммуногенное действие сохраняется. Подобные токсические вещества применяются в медицине (известны под названием анатоксины), с их помощью проводится профилактика гангрены, ботулизма, дифтерии, столбняка. Используются они для получения специальных анатоксических сывороток.

Эндотоксины

Эндотоксины представляют собой вещества, состоящие из липополисахаридов. Они располагаются в составе стенки грамотрицательных микробов, и выходят наружу в связи с гибелью клетки. Эндотоксины характеризуются меньшей токсичностью, термостабильностью. Данные вещества также активизируют выработку интерферонов, характеризуются выраженным аллергическим действием.

При попадании в живой организм небольших количеств эндотоксин активизирует фагоцитоз, стимулирует повышение иммунных свойств, пробуждает В-лимфоциты.

Гангренозные возбудители и их токсичность

Одной из наиболее агрессивных бактерий, которым присущи свойства образовывать токсины, являются клостридии. Они вызывают развитие газовой гангрены.

Газовая гангрена и ее последствия

Наиболее известна из них Clostridium perfringens. Эта бактерия может продуцировать 12 известных ферментов и энтеротоксин. К ферментам с доказанной токсичностью относятся токсины А, К и λ (лямбда). Возбудитель газовой гангрены воздействует на биологические мембраны организма больного, что проявляется развитием отека и тканевого аутолиза (саморазрушения). Каждый из ядов, которые выделяет микроб при газовой гангрене, обладает рядом эффектов. Основными среди них являются летальное, гемолитическое, дерматонекротизирующее действия. Энтеротоксин, выделяемый микробом при газовой гангрене, способствует развитию пищевых токсикоинфекций, проявляющихся рвотой, диареей, сыпью эритематозного характера на коже.

Все статьи на сайте носят исключительно ознакомительный характер. В статьях, описывающих ту или иную болезнь, нет призыва к действию. Если Вы обнаружили у себя подобные симптомы, Вам обязательно необходимо обратиться к врачу! Самолечение может быть опасным для Вашего здоровья!

Копирование материалов с сайта возможно только при использовании прямой активной ссылки на сайт proBakterii.ru. Фото и видео материалы не являются собственностью сайта.