Endotoksyna to Egzotoksyny i Endotoksyny

Spisu treści:

Endotoksyna to Egzotoksyny i Endotoksyny
Endotoksyna to Egzotoksyny i Endotoksyny
Anonim

Jedno z królestw żywej przyrody obejmuje jednokomórkowe organizmy żywe, przydzielone do wydziału bakterii. Większość ich gatunków wytwarza specjalne związki chemiczne – egzotoksyny i endotoksyny. Ich klasyfikacja, właściwości i wpływ na organizm człowieka zostaną omówione w tym artykule.

Co to są toksyny

Substancje (głównie o charakterze białkowym lub lipopolisacharydowym) wydzielane przez komórkę bakteryjną do płynu międzykomórkowego po jego śmierci to endotoksyny bakteryjne. Jeśli żywy organizm prokariotyczny wytwarza toksyczne substancje do komórki gospodarza, to w mikrobiologii takie związki nazywa się egzotoksynami. Działają destrukcyjnie na ludzkie tkanki i narządy, a mianowicie: dezaktywują aparat enzymatyczny na poziomie komórkowym, zaburzają metabolizm. Endotoksyna to trucizna, która ma szkodliwy wpływ na żywe komórki, a jej stężenie może być bardzo małe. W mikrobiologii znanych jest około 60 związków wydzielanych przez komórki bakteryjne. Rozważ je bardziej szczegółowo.

endotoksyna jest
endotoksyna jest

Lipopolisacharydowa natura trucizn bakteryjnych

Naukowcy odkryli, że endotoksyna jest produktem rozszczepienia zewnętrznej błony bakterii Gram-ujemnych. Jest to kompleks złożony ze złożonego węglowodanu i lipidu, który oddziałuje z określonym typem receptora komórkowego. Taki związek składa się z trzech części: lipidu A, cząsteczki oligosacharydu i antygenu. Jest to pierwszy składnik, który dostaje się do krwioobiegu, który powoduje największe szkodliwe działanie, któremu towarzyszą wszystkie objawy ciężkiego zatrucia: objawy dyspeptyczne, hipertermia, uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Zatrucie krwi endotoksynami następuje tak szybko, że w organizmie rozwija się wstrząs septyczny.

endotoksyny bakteryjne
endotoksyny bakteryjne

Innym elementem strukturalnym zawartym w endotoksynie jest oligosacharyd zawierający heptozę – C7H14O7. Dostając się do krwiobiegu, centralny disacharyd może również powodować odurzenie organizmu, ale w łagodniejszej postaci niż wtedy, gdy lipid A dostanie się do krwioobiegu.

Konsekwencje wpływu endotoksyn na organizm człowieka

Najczęstsze skutki trucizn bakteryjnych na komórki to zespół zakrzepowo-krwotoczny i wstrząs septyczny. Pierwszy rodzaj patologii występuje z powodu wejścia do krwi substancji - toksyn, które zmniejszają jej krzepliwość. Prowadzi to do licznych uszkodzeń narządów składających się z tkanki łącznej – miąższu, takich jak np. płuca, wątroba, nerki. W ich miąższu występują liczne krwotoki, aw ciężkich przypadkach krwawienie. Inny rodzaj patologiiw wyniku działania trucizn bakteryjnych jest wstrząs septyczny. Prowadzi to do upośledzenia krążenia krwi i limfy, czego konsekwencją jest naruszenie transportu tlenu i składników odżywczych do ważnych narządów i tkanek: mózgu, płuc, nerek, wątroby.

egzotoksyny i endotoksyny
egzotoksyny i endotoksyny

Osoba ma gwałtowny wzrost objawów zagrażających życiu, takich jak gwałtowny spadek ciśnienia krwi, hipertermia i szybko rozwijająca się ostra niewydolność sercowo-naczyniowa. Pilna interwencja medyczna (terapia hormonalna i antybiotykowa) zatrzymuje działanie endotoksyny i szybko usuwa ją z organizmu.

Cechy charakterystyczne egzotoksyn

Zanim wyjaśnimy specyfikę tego typu trucizn bakteryjnych, przypomnijmy, że endotoksyna jest jednym ze składników lizatu ściany komórkowej martwej bakterii Gram-ujemnej. Egzotoksyny są syntetyzowane przez żywe komórki prokariotyczne, zarówno Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne. Pod względem budowy chemicznej są to wyłącznie białka o małej masie cząsteczkowej. Można powiedzieć, że główne objawy kliniczne występujące w przebiegu chorób zakaźnych są spowodowane właśnie niszczącym działaniem egzotoksyn, które powstają w wyniku metabolizmu samej bakterii.

działanie endotoksyny
działanie endotoksyny

Badania mikrobiologiczne wykazały wyższą zjadliwość tego typu trucizn bakteryjnych w porównaniu z endotoksynami. Czynniki wywołujące tężec, krztusiec, błonica wytwarzają trującesubstancje o charakterze białkowym. Charakteryzują się termolabilnością i ulegają zniszczeniu po podgrzaniu w temperaturze od 70 do 95 stopni Celsjusza przez 12-25 minut.

Rodzaje egzotoksyn

Klasyfikacja tego typu trucizn bakteryjnych opiera się na zasadzie ich wpływu na struktury komórkowe. Na przykład rozróżnia się toksyny błonowe, które niszczą błonę komórki gospodarza lub zakłócają dyfuzję i aktywny transport jonów przechodzących przez dwuwarstwę błony. Są też cytotoksyny. Są to trucizny, które działają na hialoplazmę komórki i zakłócają reakcje asymilacji i dysymilacji zachodzące w metabolizmie komórkowym. Inne związki - trucizny "działają" jak enzymy, np. hialuronidaza (neurominidaza). Hamują pracę układu odpornościowego człowieka, to znaczy inaktywują produkcję limfocytów B, monocytów i makrofagów w węzłach chłonnych. Tak więc proteazy niszczą ochronne przeciwciała, a lecytynaza rozkłada lecytynę, która jest częścią włókien nerwowych. Prowadzi to do naruszenia przewodzenia bioimpulsów, aw rezultacie do zmniejszenia unerwienia narządów i tkanek.

Cytotoksyny mogą działać jak detergenty, niszcząc integralność warstwy lipidowej błony komórkowej gospodarza. Ponadto są w stanie niszczyć zarówno pojedyncze komórki organizmu, jak i ich towarzyszące - tkanki, powodując powstawanie amin biogennych, które są produktami reakcji metabolicznych i wykazują właściwości toksyczne.

właściwości endotoksyn
właściwości endotoksyn

Mechanizm działania trucizn bakteryjnych

Badania mikrobiologiczne wykazały, że endotoksyna jest kompleksemstruktura zawierająca 2 centra molekularne. Pierwszy przyłącza trującą substancję do określonego receptora komórkowego, a drugi, rozszczepiając jego błonę, wchodzi bezpośrednio do hialoplazmy komórki. W nim toksyna blokuje reakcje metaboliczne: biosyntezę białek zachodzącą w rybosomach, syntezę ATP realizowaną przez mitochondria oraz replikację kwasów nukleinowych. Wysoką zjadliwość peptydów bakteryjnych pod względem budowy chemicznej ich cząsteczek tłumaczy się tym, że niektóre loci toksyn maskują przestrzenną strukturę substancji w komórce, takich jak neuroprzekaźniki, hormony i enzymy. Pozwala to toksynie „ominąć system obrony komórkowej” i szybko wniknąć do jej cytoplazmy. W ten sposób komórka jest nieuzbrojona przed infekcją bakteryjną, ponieważ traci zdolność do tworzenia własnych substancji ochronnych: interferonu, gamma globulin, przeciwciał. Należy zauważyć, że właściwości endotoksyn i egzotoksyn są podobne, ponieważ oba rodzaje trucizn bakteryjnych działają na określone komórki organizmu, czyli mają wysoką specyficzność.