Bakterijski toksini

Glej tudi: zastrupitev z bakterijami

Kaj je bakterijski toksin?

Bakterijski toksini, škodljive molekule, ki jih proizvajajo bakterije, so razdeljeni v dve veliki skupini, to so ENDOTOKSINI in EXOTOKSINI.

Endotoksini so strukturne sestavine bakterije, značilne in izključne za GRAM negativne bakterije; sestavljeni so iz lipida A (notranja plast liposaharida LPS, ki pa predstavlja najbolj zunanji del membrane, ki obdaja celično steno). Sproščajo se, ko bakterija odmre, in so v tem pogledu nevarnejše od eksotoksinov.
Eksotoksini niso strukturne komponente, ampak preprosto snovi, ki jih bakterija sprosti od zunaj; proizvajajo jih tako GRAM + kot GRAM -, vendar so značilne in izključujejo vsako bakterijo (v nasprotju z endotoksini). Zato je vsak eksotoksin odgovoren za ima drugačen simptomatski učinek in podpira specifičnost morbidne slike.

EKZOTOKSINI ENDOTOKSINI Beljakovinska narava, zato topna v vodi Lipidna narava Termolabile (uničijo se s toploto) Termostabilna (zelo odporna na visoke T °)

Denaturirano, če se zdravi s snovmi

primerne kemikalije, kot so kisline

Bolj odporen Proizvajata tako GRAM + kot GRAM - Tipično in izključno za GRAM -

Spodbujajo proizvodnjo našega telesa

specifična protitelesa (so odlični antigeni)

Ne spodbujajo proizvodnje protiteles in se ne razstrupljajo (so slabi antigeni).

ANATOKSINI so eksotoksini, ki so izgubili toksičnost, vendar so ohranili lastnosti antigena; posledično lahko te snovi spodbudijo proizvodnjo protiteles, ne da bi škodile organizmu (nekatera cepiva).

Eksotoksini

Bakterija jih odstrani od zunaj in se lahko razširijo v gostitelju; na primer, Clostridium tetani ostane omejen na mesto okužbe in od tam sprošča toksine, ki skozi krvni obtok dosežejo centralni živčni sistem.

Eksotoksini so lahko monomerni, dimerni ali multimerni; večina je dimernega tipa in je kot taka sestavljena iz peptida A, ki je toksični del, in peptida B, ki deluje kot receptor za ciljno celico. Ti dve podenoti sta povezani s sulfidnim mostom, ki se zlomi takoj, ko se podenota B veže na celični receptor in tako podenoti A omogoči vstop v celico.

Na podlagi mehanizma delovanja, značilnega za določene organe ali telesne strukture, ločimo citolitične, ciliostatične, nevrotropne, enterotoksične, pantropne in superantigene eksotoksine.

CITOLITSKI EKZOTOKSINI: ali hemolizini; tvorijo kanale v plazemski membrani, skozi katere celica izgubi vodo in soli, dokler ne umre zaradi osmotske lize. Primer je stafilokok aureus, odgovoren za kožne bolezni (akne, vre itd.) In zastrupitev s hrano; proizvaja različne toksine, vključno z alfa z citolitično aktivnostjo.

CILIOSTATSKI EKZOTOKSINI: delujejo na ciliarni epitel sluznice, blokirajo njihovo gibanje in olajšajo kolonizacijo bakterij; značilen je toksin oslovskega kašlja.

NEUROTROPNI EKZOTOKSINI: značilne primere navajata toksin botulina in tetanusa; prvi deluje na periferni živčni sistem, na ravni živčno -mišičnega stika, zavira sproščanje acetilholina s posledično smrtjo zaradi mlahave paralize (en gram je dovolj, da ubije 10 milijonov ljudi, glej tudi botulin). Eksotoksin tetanusa pa deluje na centralni živčni sistem, na ravni sinaps, kjer blokira sproščanje nevrotransmiterjev, ki zavirajo živčni impulz; posledično gostitelj umre zaradi spastične paralize.

Enterotoksični ali enteropatogeni eksotoksini: običajno povzročajo bruhanje in drisko. Tipičen primer je "eksotoksin kolere, ki deluje predvsem na ravni tankega črevesa, aktivira encim, imenovan adenilat ciklaza, in vodi do prekomerne proizvodnje in kopičenja cikličnega AMP. Posledično se izmenjava vode in elektrolitov celico, do smrti posameznika zaradi hude dehidracije.

EKZOTOKSINI PANTROPA: zavirajo sintezo beljakovin; primer toksina davice.

SUPERANTIGENI: motijo zaščitni mehanizem imunskega sistema, kar povzroča pretiran vnetni odziv, s prekomerno proizvodnjo vnetnih citokinov in pojavom vročine, hiperkatabolizmom beljakovin, vse do hemodinamičnega šoka.

Endotoksini

Sestavljajo jih lipid A, ki po sproščanju v velikih količinah po smrti bakterije povzroči vrsto negativnih simptomov, najprej dvig temperature (pravijo, da imajo endotoksini "visoko pirogenost". Ti simptomi so posredovani). s sproščanjem snovi z močnim vnetnim delovanjem (kot so nekateri prostaglandini in interlevkin-1). Potem sledi "aktiviranje mehanizmov, ki vodijo v strjevanje krvi in periferno vazodilatacijo, s povečanjem prepustnosti kapilar (nastanek edema in možen hipodinamični šok pri ljudeh, ki že trpijo zaradi nizkega krvnega tlaka). Kljub temu velja, da so majhne odmerki endotoksinov izvajajo dejavnosti, ki so delno ali v celoti koristne za gostitelja, saj pozitivno spodbujajo delovanje imunskega sistema. Pravzaprav bakterije GRAM, prisotne v našem črevesju, nenehno sproščajo majhne količine endottozinov.

Endotoksini so izjemno odporni na toploto in fizikalne dejavnike; zato so onesnaževalci okolja pogosti.