Unul dintre regnurile naturii vii include organismele vii unicelulare, alocate departamentului de bacterii. Majoritatea speciilor lor produc compuși chimici speciali - exotoxine și endotoxine. Clasificarea, proprietățile și influența lor asupra corpului uman vor fi studiate în acest articol.
Ce sunt toxinele
Substanțele (în principal de natură proteică sau lipopolizaharidă) secretate de o celulă bacteriană în fluidul intercelular după moartea acesteia sunt endotoxine bacteriene. Dacă un organism procariot viu produce substanțe toxice în celula gazdă, atunci în microbiologie astfel de compuși sunt numiți exotoxine. Au un efect distructiv asupra țesuturilor și organelor umane și anume: inactivează aparatul enzimatic la nivel celular, perturbă metabolismul. Endotoxina este o otravă care are un efect dăunător asupra celulelor vii, iar concentrația sa poate fi foarte mică. În microbiologie, sunt cunoscuți aproximativ 60 de compuși secretați de celulele bacteriene. Luați-le în considerare mai detaliat.
Natura lipopolizaharidă a otrăvurilor bacteriene
Oamenii de știință au descoperit că endotoxina este un produs de scindare al membranei exterioare a bacteriilor Gram-negative. Este un complex format dintr-un carbohidrat complex și lipide care interacționează cu un anumit tip de receptor celular. Un astfel de compus este format din trei părți: lipida A, o moleculă de oligozaharidă și un antigen. Este prima componentă, care intră în sânge, care provoacă cel mai mare efect dăunător, însoțită de toate semnele intoxicației severe: simptome dispeptice, hipertermie, leziuni ale sistemului nervos central. Otrăvirea sângelui cu endotoxine are loc atât de rapid încât șocul septic se dezvoltă în organism.
Un alt element structural inclus în endotoxină este o oligozaharidă care conține heptoză – C7H14O7. Intrând în fluxul sanguin, dizaharida centrală poate provoca, de asemenea, intoxicația organismului, dar într-o formă mai blândă decât dacă lipida A intră în sânge.
Consecințele influenței endotoxinelor asupra corpului uman
Cele mai frecvente efecte ale otrăvurilor bacteriene asupra celulelor sunt sindromul trombohemoragic și șocul septic. Primul tip de patologie apare din cauza pătrunderii în sânge a unor substanțe - toxine care îi reduc coagulabilitatea. Acest lucru duce la numeroase leziuni ale organelor constând din țesut conjunctiv - parenchim, cum ar fi, de exemplu, plămânii, ficatul, rinichii. În parenchimul lor apar hemoragii multiple, iar în cazurile severe, sângerări. Un alt tip de patologierezultat din acţiunea otrăvurilor bacteriene este şocul septic. Conduce la circulația sanguină și limfatică afectată, ale căror consecințe sunt încălcări ale transportului de oxigen și nutrienți către organele și țesuturile vitale: creier, plămâni, rinichi, ficat.
O persoană are o creștere bruscă a simptomelor care pun viața în pericol, cum ar fi scăderea rapidă a tensiunii arteriale, hipertermia și insuficiența cardiovasculară acută în curs de dezvoltare. Intervenția medicală urgentă (terapie hormonală și antibiotică) oprește acțiunea endotoxinei și o elimină rapid din organism.
Trăsături distinctive ale exotoxinelor
Înainte de a clarifica specificul acestui tip de otrăvuri bacteriene, să ne amintim că endotoxina este una dintre componentele lizatului peretelui celular al unei bacterii gram-negative moarte. Exotoxinele sunt sintetizate de celulele procariote vii, atât Gram-pozitive, cât și Gram-negative. În ceea ce privește structura chimică, acestea sunt exclusiv proteine cu o greutate moleculară mică. Se poate spune că principalele manifestări clinice care apar în procesul bolilor infecțioase sunt cauzate tocmai de efectul dăunător al exotoxinelor, care se formează ca urmare a metabolismului bacteriei în sine.
Studiile microbiologice au dovedit o virulență mai mare a acestui tip de otrăvuri bacteriene în comparație cu endotoxinele. Agenții cauzali ai tetanosului, tusei convulsive, difteriei produc otrăvitorisubstanţe de natură proteică. Au termolabilitate și sunt distruse atunci când sunt încălzite în intervalul de la 70 la 95 de grade Celsius timp de 12-25 de minute.
Tipuri de exotoxine
Clasificarea acestui tip de otrăvuri bacteriene se bazează pe principiul efectului lor asupra structurilor celulare. De exemplu, se disting toxinele membranare, ele distrug membrana celulei gazdă sau perturbă difuzia și transportul activ al ionilor care trec prin stratul dublu al membranei. Există și citotoxine. Acestea sunt otrăvuri care acționează asupra hialoplasmei celulei și perturbă reacțiile de asimilare și disimilare care apar în metabolismul celular. Alți compuși - otrăvurile „funcționează” ca enzimele, de exemplu, hialuronidază (neurominidaza). Ele suprimă activitatea sistemului imunitar uman, adică inactivează producția de limfocite B, monocite și macrofage în ganglionii limfatici. Deci proteazele distrug anticorpii de protecție, iar lecitinaza descompune lecitina, care face parte din fibrele nervoase. Acest lucru duce la o încălcare a conducerii bioimpulsurilor și, ca urmare, la o scădere a inervației organelor și țesuturilor.
Citotoxinele pot acționa ca detergenți, distrugând integritatea stratului lipidic al membranei celulei gazdă. În plus, ele sunt capabile să distrugă atât celulele individuale ale corpului, cât și asociații lor - țesuturi, provocând formarea de amine biogene, care sunt produse ale reacțiilor metabolice și prezintă proprietăți toxice.
Mecanismul de acțiune al otrăvurilor bacteriene
Studiile microbiologice au stabilit că endotoxina este un complexstructura care contine 2 centri moleculari. Primul atașează o substanță otrăvitoare la un receptor celular specific, iar al doilea, împărțindu-și membrana, intră direct în hialoplasma celulară. În ea, toxina blochează reacțiile metabolice: biosinteza proteinelor care are loc în ribozomi, sinteza ATP efectuată de mitocondrii și replicarea acidului nucleic. Virulența ridicată a peptidelor bacteriene, în ceea ce privește structura chimică a moleculelor lor, se explică prin faptul că unii loci de toxine se mascară drept structura spațială a substanțelor din celulă, cum ar fi neurotransmițătorii, hormonii și enzimele. Acest lucru permite toxinei să „ocolească sistemul celular de apărare” și să pătrundă rapid în citoplasmă. Astfel, celula este dezarmată împotriva unei infecții bacteriene, deoarece își pierde capacitatea de a forma propriile substanțe protectoare: interferon, gama globuline, anticorpi. Trebuie remarcat faptul că proprietățile endotoxinelor și exotoxinelor sunt similare prin aceea că ambele tipuri de otrăvuri bacteriene acționează asupra anumitor celule ale corpului, adică au o specificitate ridicată.
