Eines der Reiche der belebten Natur umfasst die einzelligen Lebewesen, die der Abteilung Bakterien zugeordnet sind. Die meisten ihrer Arten produzieren spezielle chemische Verbindungen - Exotoxine und Endotoxine. Ihre Klassifizierung, Eigenschaften und ihr Einfluss auf den menschlichen Körper werden in diesem Artikel untersucht.
Was sind Toxine
Substanzen (hauptsächlich protein- oder lipopolysaccharidischer Natur), die von einer Bakterienzelle nach ihrem Tod in die interzelluläre Flüssigkeit ausgeschieden werden, sind bakterielle Endotoxine. Wenn ein lebender prokaryotischer Organismus giftige Substanzen in die Wirtszelle produziert, werden solche Verbindungen in der Mikrobiologie als Exotoxine bezeichnet. Sie wirken zerstörerisch auf menschliche Gewebe und Organe, nämlich: Sie inaktivieren den Enzymapparat auf zellulärer Ebene, stören den Stoffwechsel. Endotoxin ist ein Gift, das lebende Zellen schädigt und dessen Konzentration sehr gering sein kann. In der Mikrobiologie sind etwa 60 von Bakterienzellen ausgeschiedene Verbindungen bekannt. Betrachten Sie sie genauer.
Lipopolysaccharid-Natur von Bakteriengiften
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Endotoxin ein Sp altprodukt der äußeren Membran gramnegativer Bakterien ist. Es ist ein Komplex, der aus einem komplexen Kohlenhydrat und einem Lipid besteht, das mit einer bestimmten Art von Zellrezeptor interagiert. Eine solche Verbindung besteht aus drei Teilen: Lipid A, einem Oligosaccharidmolekül und einem Antigen. Es ist die erste Komponente, die in den Blutkreislauf gelangt und die größte schädliche Wirkung hat, begleitet von allen Anzeichen einer schweren Vergiftung: dyspeptische Symptome, Hyperthermie, Läsionen des zentralen Nervensystems. Eine Blutvergiftung mit Endotoxinen tritt so schnell auf, dass sich im Körper ein septischer Schock entwickelt.
Ein weiteres im Endotoxin enth altenes Strukturelement ist ein Oligosaccharid, das Heptose enthält – C7H14O7. Beim Eintritt in den Blutkreislauf kann das zentrale Disaccharid ebenfalls eine Vergiftung des Körpers verursachen, jedoch in einer milderen Form, als wenn Lipid A in den Blutkreislauf gelangt.
Folgen des Einflusses von Endotoxinen auf den menschlichen Körper
Die häufigsten Auswirkungen von Bakteriengiften auf Zellen sind das thrombohämorrhagische Syndrom und der septische Schock. Die erste Art von Pathologie tritt aufgrund des Eintritts von Substanzen in das Blut auf - Toxine, die seine Gerinnungsfähigkeit verringern. Dies führt zu zahlreichen Schäden an Organen, die aus Bindegewebe bestehen - dem Parenchym, wie zum Beispiel Lunge, Leber, Nieren. In ihrem Parenchym kommt es zu multiplen Blutungen und in schweren Fällen zu Blutungen. Eine andere Art von PathologieDie Folge der Einwirkung von Bakteriengiften ist ein septischer Schock. Es führt zu einer Beeinträchtigung des Blut- und Lymphkreislaufs, deren Folgen Störungen des Transports von Sauerstoff und Nährstoffen zu lebenswichtigen Organen und Geweben sind: Gehirn, Lunge, Nieren, Leber.
Eine Person hat einen starken Anstieg lebensbedrohlicher Symptome, wie z. B. einen schnellen Blutdruckabfall, Hyperthermie und sich schnell entwickelndes akutes Herz-Kreislauf-Versagen. Ein dringender medizinischer Eingriff (Hormon- und Antibiotikatherapie) stoppt die Wirkung von Endotoxin und entfernt es schnell aus dem Körper.
Besonderheiten von Exotoxinen
Bevor wir die Besonderheiten dieser Art von Bakteriengiften klären, erinnern wir uns daran, dass Endotoxin einer der Bestandteile des Zellwandlysats eines toten gramnegativen Bakteriums ist. Exotoxine werden von lebenden prokaryotischen Zellen, sowohl grampositiven als auch gramnegativen, synthetisiert. Von der chemischen Struktur her handelt es sich ausschließlich um Proteine mit kleinem Molekulargewicht. Man kann sagen, dass die wichtigsten klinischen Manifestationen, die im Verlauf von Infektionskrankheiten auftreten, gerade durch die schädigende Wirkung von Exotoxinen verursacht werden, die durch den Stoffwechsel des Bakteriums selbst gebildet werden.
Mikrobiologische Studien haben eine höhere Virulenz dieser Art von Bakteriengiften im Vergleich zu Endotoxinen nachgewiesen. Die Erreger von Tetanus, Keuchhusten, Diphtherie produzieren giftigSubstanzen mit Proteincharakter. Sie haben Thermolabilität und werden zerstört, wenn sie 12-25 Minuten lang im Bereich von 70 bis 95 Grad Celsius erhitzt werden.
Arten von Exotoxinen
Die Klassifizierung dieser Art von Bakteriengiften basiert auf dem Prinzip ihrer Wirkung auf Zellstrukturen. Beispielsweise werden Membrantoxine unterschieden, die die Wirtszellmembran zerstören oder die Diffusion und den aktiven Transport von Ionen stören, die durch die Membrandoppelschicht hindurchtreten. Es gibt auch Zytotoxine. Dies sind Gifte, die auf das Hyaloplasma der Zelle einwirken und die im Zellstoffwechsel ablaufenden Assimilations- und Dissimilationsreaktionen stören. Andere Verbindungen - Gifte "arbeiten" wie Enzyme, zum Beispiel Hyaluronidase (Neurominidase). Sie unterdrücken die Arbeit des menschlichen Immunsystems, dh sie inaktivieren die Produktion von B-Lymphozyten, Monozyten und Makrophagen in den Lymphknoten. So zerstören Proteasen schützende Antikörper und Lecithinase baut Lecithin ab, das Teil der Nervenfasern ist. Dies führt zu einer Verletzung der Leitung von Bioimpulsen und infolgedessen zu einer Abnahme der Innervation von Organen und Geweben.
Zytotoxine können als Detergenzien wirken und die Integrität der Lipidschicht der Wirtszellmembran zerstören. Darüber hinaus sind sie in der Lage, sowohl einzelne Körperzellen als auch ihre assoziierten Gewebe zu zerstören, wodurch die Bildung von biogenen Aminen verursacht wird, die Produkte von Stoffwechselreaktionen sind und toxische Eigenschaften aufweisen.
Wirkmechanismus von Bakteriengiften
Mikrobiologische Studien haben ergeben, dass Endotoxin ein Komplex istStruktur mit 2 molekularen Zentren. Die erste bindet eine giftige Substanz an einen bestimmten Zellrezeptor, und die zweite sp altet ihre Membran und dringt direkt in das Hyaloplasma der Zelle ein. Darin blockiert das Toxin Stoffwechselreaktionen: die in Ribosomen stattfindende Proteinbiosynthese, die von Mitochondrien durchgeführte ATP-Synthese und die Nukleinsäurereplikation. Die hohe Virulenz bakterieller Peptide in Bezug auf die chemische Struktur ihrer Moleküle erklärt sich aus der Tatsache, dass einige Toxinorte sich als räumliche Struktur von Substanzen in der Zelle, wie Neurotransmittern, Hormonen und Enzymen, tarnen. Dadurch kann das Toxin „das zelluläre Abwehrsystem umgehen“und schnell in sein Zytoplasma eindringen. Damit ist die Zelle gegen eine bakterielle Infektion gewappnet, da sie die Fähigkeit verliert, eigene Schutzstoffe zu bilden: Interferon, Gammaglobuline, Antikörper. Es sollte beachtet werden, dass die Eigenschaften von Endotoxinen und Exotoxinen darin ähnlich sind, dass beide Arten von Bakteriengiften auf spezifische Zellen des Körpers wirken, d. h. sie haben eine hohe Spezifität.
