Viena no dzīvās dabas valstībām ietver vienšūnas dzīvos organismus, kas iedalīti Baktēriju departamentā. Lielākā daļa to sugu ražo īpašus ķīmiskus savienojumus - eksotoksīnus un endotoksīnus. To klasifikācija, īpašības un ietekme uz cilvēka ķermeni tiks pētīta šajā rakstā.
Kas ir toksīni
Vielas (galvenokārt proteīna vai lipopolisaharīdu dabas), ko baktēriju šūna izdala starpšūnu šķidrumā pēc tās nāves, ir baktēriju endotoksīni. Ja dzīvs prokariotu organisms saimniekšūnā ražo toksiskas vielas, tad mikrobioloģijā šādus savienojumus sauc par eksotoksīniem. Tiem ir destruktīva ietekme uz cilvēka audiem un orgāniem, proti: tie inaktivē enzīmu aparātu šūnu līmenī, izjauc vielmaiņu. Endotoksīns ir inde, kas kaitīgi iedarbojas uz dzīvām šūnām, un tā koncentrācija var būt ļoti maza. Mikrobioloģijā ir zināmi aptuveni 60 baktēriju šūnu izdalītie savienojumi. Apsveriet tos sīkāk.
Baktēriju indes lipopolisaharīdi
Zinātnieki ir atklājuši, ka endotoksīns ir gramnegatīvo baktēriju ārējās membrānas šķelšanās produkts. Tas ir komplekss, kas sastāv no kompleksiem ogļhidrātiem un lipīdiem, kas mijiedarbojas ar noteikta veida šūnu receptoriem. Šāds savienojums sastāv no trim daļām: lipīda A, oligosaharīda molekulas un antigēna. Tas ir pirmais komponents, kas nonāk asinsritē, kas izraisa vislielāko postošo efektu, ko pavada visas smagas saindēšanās pazīmes: dispepsijas simptomi, hipertermija, centrālās nervu sistēmas bojājumi. Asins saindēšanās ar endotoksīniem notiek tik strauji, ka organismā attīstās septisks šoks.
Vēl viens endotoksīnā iekļautais strukturālais elements ir oligosaharīds, kas satur heptozi – C7H14O7. Nokļūstot asinsritē, centrālais disaharīds var izraisīt arī organisma intoksikāciju, taču maigākā formā nekā tad, ja lipīds A nonāk asinsritē.
Endotoksīnu ietekmes uz cilvēka organismu sekas
Baktēriju indes visizplatītākā ietekme uz šūnām ir trombohemorāģiskais sindroms un septiskais šoks. Pirmā veida patoloģija rodas sakarā ar vielu iekļūšanu asinīs - toksīniem, kas samazina tā koagulējamību. Tas noved pie daudziem bojājumiem orgānos, kas sastāv no saistaudiem - parenhīmas, piemēram, plaušām, aknām, nierēm. Viņu parenhīmā rodas vairākas asiņošanas un smagos gadījumos asiņošana. Cits patoloģijas veidsbaktēriju indes darbības rezultātā rodas septisks šoks. Tas noved pie traucētas asins un limfas cirkulācijas, kā rezultātā tiek traucēta skābekļa un barības vielu transportēšana uz dzīvībai svarīgiem orgāniem un audiem: smadzenēm, plaušām, nierēm, aknām.
Cilvēkam strauji palielinās dzīvībai bīstamu simptomu skaits, piemēram, straujš asinsspiediena pazemināšanās, hipertermija un strauji attīstās akūta sirds un asinsvadu mazspēja. Steidzama medicīniskā iejaukšanās (hormonālā un antibiotiku terapija) aptur endotoksīna darbību un ātri izvada to no organisma.
Eksotoksīnu atšķirīgās iezīmes
Pirms precizēt šāda veida baktēriju indes specifiku, atcerēsimies, ka endotoksīns ir viena no mirušas gramnegatīvās baktērijas šūnu sienas lizāta sastāvdaļām. Eksotoksīnus sintezē dzīvās prokariotu šūnas, gan grampozitīvās, gan gramnegatīvās. Ķīmiskās struktūras ziņā tie ir tikai olb altumvielas ar mazu molekulmasu. Var teikt, ka galvenās klīniskās izpausmes, kas rodas infekcijas slimību procesā, izraisa tieši eksotoksīnu kaitīgā iedarbība, kas veidojas pašas baktērijas metabolisma rezultātā.
Mikrobioloģiskie pētījumi ir pierādījuši, ka šāda veida baktēriju indes ir augstākas nekā endotoksīniem. Stingumkrampju, garā klepus, difterijas izraisītāji ražo indīgusproteīna rakstura vielas. Tiem ir termolabilitāte, un tie tiek iznīcināti, karsējot 70–95 grādos pēc Celsija 12–25 minūtes.
Eksotoksīnu veidi
Šā veida baktēriju indes klasifikācijas pamatā ir to ietekmes uz šūnu struktūrām princips. Piemēram, izšķir membrānas toksīnus, tie iznīcina saimniekšūnas membrānu vai izjauc caur membrānas divslāni ejošo jonu difūziju un aktīvo transportu. Ir arī citotoksīni. Tās ir indes, kas iedarbojas uz šūnas hialoplazmu un izjauc asimilācijas un disimilācijas reakcijas, kas notiek šūnu metabolismā. Citi savienojumi - indes "strādā" kā fermenti, piemēram, hialuronidāze (neirominidāze). Tie nomāc cilvēka imūnsistēmas darbu, tas ir, inaktivē B limfocītu, monocītu un makrofāgu veidošanos limfmezglos. Tātad proteāzes iznīcina aizsargājošās antivielas, un lecitināze sadala lecitīnu, kas ir daļa no nervu šķiedrām. Tas noved pie bioimpulsu vadīšanas pārkāpumiem, kā rezultātā samazinās orgānu un audu inervācija.
Citotoksīni var darboties kā mazgāšanas līdzekļi, iznīcinot saimniekšūnas membrānas lipīdu slāņa integritāti. Turklāt tie spēj iznīcināt gan atsevišķas ķermeņa šūnas, gan ar tām saistītos audus, izraisot biogēno amīnu veidošanos, kas ir vielmaiņas reakciju produkti un kuriem piemīt toksiskas īpašības.
Baktēriju indes darbības mehānisms
Mikrobioloģiskie pētījumi ir atklājuši, ka endotoksīns ir komplekssstruktūra, kas satur 2 molekulāros centrus. Pirmais piestiprina indīgu vielu noteiktam šūnas receptoram, bet otrais, sadalot tā membrānu, nonāk tieši šūnas hialoplazmā. Tajā toksīns bloķē vielmaiņas reakcijas: proteīnu biosintēzi, kas notiek ribosomās, ATP sintēzi, ko veic mitohondriji, un nukleīnskābju replikāciju. Baktēriju peptīdu augstā virulence to molekulu ķīmiskās struktūras ziņā ir izskaidrojama ar to, ka daži toksīnu loki maskējas kā šūnu vielu telpiskā struktūra, piemēram, neirotransmiteri, hormoni un fermenti. Tas ļauj toksīnam "apiet šūnu aizsardzības sistēmu" un ātri iekļūt tās citoplazmā. Tādējādi šūna ir neapbruņota pret bakteriālu infekciju, jo zaudē spēju pašai veidot aizsargvielas: interferonu, gamma globulīnus, antivielas. Jāņem vērā, ka endotoksīnu un eksotoksīnu īpašības ir līdzīgas ar to, ka abu veidu bakteriālās indes iedarbojas uz konkrētām organisma šūnām, tas ir, tām ir augsta specifika.