Viena iš gyvosios gamtos karalysčių apima vienaląsčius gyvus organizmus, priskirtus Bakterijų departamentui. Dauguma jų rūšių gamina specialius cheminius junginius – egzotoksinus ir endotoksinus. Šiame straipsnyje bus nagrinėjama jų klasifikacija, savybės ir įtaka žmogaus organizmui.
Kas yra toksinai
Medžiagos (daugiausia b altymų arba lipopolisacharidų), kurias po mirties bakterijos ląstelė išskiria į tarpląstelinį skystį, yra bakteriniai endotoksinai. Jei gyvas prokariotinis organizmas gamina toksiškas medžiagas į šeimininko ląstelę, tai mikrobiologijoje tokie junginiai vadinami egzotoksinais. Jie destruktyviai veikia žmogaus audinius ir organus, būtent: inaktyvuoja fermentinį aparatą ląstelių lygmenyje, sutrikdo medžiagų apykaitą. Endotoksinas – gyvas ląsteles žalojantis nuodas, kurio koncentracija gali būti labai maža. Mikrobiologijoje žinoma apie 60 junginių, kuriuos išskiria bakterijos ląstelės. Apsvarstykite juos išsamiau.
Lipopolisacharidinis bakterijų nuodų pobūdis
Mokslininkai nustatė, kad endotoksinas yra gramneigiamų bakterijų išorinės membranos skilimo produktas. Tai kompleksas, susidedantis iš sudėtingų angliavandenių ir lipidų, kurie sąveikauja su tam tikro tipo ląstelės receptoriais. Toks junginys susideda iš trijų dalių: lipido A, oligosacharido molekulės ir antigeno. Būtent pirmasis komponentas, patekęs į kraują, sukelia didžiausią žalingą poveikį, kurį lydi visi sunkaus apsinuodijimo požymiai: dispepsiniai simptomai, hipertermija, centrinės nervų sistemos pažeidimai. Kraujo apsinuodijimas endotoksinais įvyksta taip greitai, kad organizme išsivysto septinis šokas.
Kitas struktūrinis elementas, įtrauktas į endotoksiną, yra oligosacharidas, turintis heptozės – C7H14O7. Į kraują patekęs centrinis disacharidas taip pat gali sukelti organizmo apsinuodijimą, tačiau lengvesne forma nei lipidas A patekus į kraują.
Endotoksinų poveikio žmogaus organizmui pasekmės
Dažniausias bakterinių nuodų poveikis ląstelėms yra trombohemoraginis sindromas ir septinis šokas. Pirmojo tipo patologija atsiranda dėl medžiagų – toksinų, mažinančių jo krešėjimą, patekimo į kraują. Tai sukelia daugybę organų, susidedančių iš jungiamojo audinio - parenchimos, tokių kaip, pavyzdžiui, plaučiai, kepenys, inkstai, pažeidimų. Jų parenchimoje atsiranda daugybinių kraujavimų, o sunkiais atvejais – kraujavimas. Kitas patologijos tipasatsirandantis dėl bakterinių nuodų veikimo yra septinis šokas. Dėl to sutrinka kraujo ir limfos apytaka, o to pasekmės yra deguonies ir maistinių medžiagų transportavimo į gyvybiškai svarbius organus ir audinius: smegenis, plaučius, inkstus, kepenis pažeidimai.
Žmogui smarkiai padaugėja gyvybei pavojingų simptomų, tokių kaip greitas kraujospūdžio kritimas, hipertermija ir greitai besivystantis ūminis širdies ir kraujagyslių sistemos nepakankamumas. Skubi medicininė intervencija (hormonų ir antibiotikų terapija) sustabdo endotoksino veikimą ir greitai pašalina jį iš organizmo.
Išskirtinės egzotoksinų savybės
Prieš išsiaiškindami šio tipo bakterinių nuodų specifiką, prisiminkime, kad endotoksinas yra vienas iš negyvos gramneigiamos bakterijos ląstelės sienelės lizato komponentų. Egzotoksinus sintetina gyvos prokariotinės ląstelės, tiek gramteigiamos, tiek gramneigiamos. Pagal cheminę struktūrą jie yra išskirtinai mažos molekulinės masės b altymai. Galima teigti, kad pagrindines klinikines apraiškas, pasireiškiančias infekcinių ligų procese, sukelia būtent žalingas egzotoksinų poveikis, kuris susidaro dėl pačios bakterijos metabolizmo.
Mikrobiologiniai tyrimai įrodė didesnį šio tipo bakterinių nuodų virulentiškumą, palyginti su endotoksinais. Stabligės, kokliušo, difterijos sukėlėjai gamina nuodingusb altyminio pobūdžio medžiagos. Jie yra termolabilūs ir sunaikinami, kai kaitinami 70–95 laipsnių Celsijaus temperatūroje 12–25 minutes.
Egzotoksinų rūšys
Šio tipo bakterinių nuodų klasifikacija grindžiama jų poveikio ląstelių struktūroms principu. Pavyzdžiui, išskiriami membranų toksinai, jie ardo ląstelės-šeimininkės membraną arba sutrikdo pro membranos dvisluoksnį praeinančių jonų difuziją ir aktyvų transportavimą. Taip pat yra citotoksinų. Tai nuodai, veikiantys ląstelės hialoplazmą ir sutrikdantys asimiliacijos bei disimiliacijos reakcijas, vykstančias ląstelių metabolizme. Kiti junginiai – nuodai „veikia“kaip fermentai, pavyzdžiui, hialuronidazė (neurominidazė). Jie slopina žmogaus imuninės sistemos darbą, tai yra, inaktyvuoja B limfocitų, monocitų ir makrofagų gamybą limfmazgiuose. Taigi proteazės naikina apsauginius antikūnus, o lecitinazė skaido lecitiną, kuris yra nervinių skaidulų dalis. Dėl to pažeidžiamas bioimpulsų laidumas ir dėl to sumažėja organų bei audinių inervacija.
Citotoksinai gali veikti kaip plovikliai, suardydami ląstelės šeimininkės membranos lipidinio sluoksnio vientisumą. Be to, jie gali sunaikinti ir atskiras kūno ląsteles, ir su jais susijusius audinius, todėl susidaro biogeniniai aminai, kurie yra medžiagų apykaitos reakcijų produktai ir pasižymi toksiškomis savybėmis.
Bakterinių nuodų veikimo mechanizmas
Mikrobiologiniai tyrimai parodė, kad endotoksinas yra kompleksasstruktūra, turinti 2 molekulinius centrus. Pirmasis prijungia nuodingą medžiagą prie specifinio ląstelės receptoriaus, o antrasis, suskaidęs jos membraną, patenka tiesiai į ląstelės hialoplazmą. Jame toksinas blokuoja medžiagų apykaitos reakcijas: b altymų biosintezę, vykstančią ribosomose, ATP sintezę, kurią atlieka mitochondrijos, ir nukleorūgščių replikaciją. Didelis bakterijų peptidų virulentiškumas, atsižvelgiant į jų molekulių cheminę struktūrą, paaiškinamas tuo, kad kai kurie toksinų lokusai maskuojasi kaip ląstelėje esančių medžiagų, tokių kaip neurotransmiteriai, hormonai ir fermentai, erdvinė struktūra. Tai leidžia toksinui "apeiti ląstelių gynybos sistemą" ir greitai prasiskverbti į jo citoplazmą. Taigi ląstelė yra neapginkluota prieš bakterinę infekciją, nes praranda gebėjimą formuoti savo apsaugines medžiagas: interferoną, gama globulinus, antikūnus. Reikėtų pažymėti, kad endotoksinų ir egzotoksinų savybės yra panašios tuo, kad abiejų tipų bakteriniai nuodai veikia specifines kūno ląsteles, tai yra, pasižymi dideliu specifiškumu.
