Kurkime ateitį drauge!

 

Dr. Odeta Buzaitė

 

Biologinės kilmės nuodai

 1. Bakterijų nuodai: Tetanus ir Botulizmo toksinai

 

 

Šiuos toksinus gamina obligatiniai anaerobai Clostridium tetani ir Clostridium botulinum, tai dirvos mikroorganizmai. C.botulinum užkrečia maistą. Apsinuodijus tokiu maistu mirtingumas didelis (priklauso nuo toksino kiekio), paprastai įvykstantis dėl uždusimo įvykus kvėpavimo raumenų paralyžiui. Vaikams iki 6mėn. gali būti  chroniška infekcija nuo neapdoroto medaus, kai jie apsikrečia bakterijomis -žarnyne. Suaugusiems infekcijos žarnyne paprastai nebūna, nes priešinasi imuninė sistema ir natūrali mikroflora. Šios anaerobinės bakterijos gali augti giliose žaizdose – anoksinėse (bedeguoninėse) sąlygose. Pats mikrobas neplinta, bet toksinas gali patekti į nervines ląsteles ir sukelti tetanusą – raumenų sutraukimą.

Botulizmo toksinas yra viena  toksiškiausių žinomų medžiagų. 1mg šio toksino gali nužudyti 100000 jūros kiaulyčių. Yra 7 skirtingi botulino toksinai, iš jų bent du koduojami lizogeninių bakteriofagų, kurie specifiški bakterijoms C.botulinum. Pagrindinis toksino baltymas yra 150000 daltonų dydžio, jis sudaro kompleksą su kitais netoksiškais botulino baltymais, dėl ko susidaro beveik 1000000Dal dydžio biologiškai aktyvus toksinas. Toksinas jungiasi prie presinaptinių membranų motoriniuose neuronuose ir blokuoja acetilcholino išsiskyrimą. Kadangi nervinio impulso perdavimas vyksta acetilcholinui sąveikaujant su raumenų receptoriais, apnuodytas raumuo negauna signalo ir nesusitraukia – įvyksta paralyžius.

Tetanus toksinas –150000Daltonų dydžio. Toksinas transportuojamas motoriniais neuronais į stuburo smegenis, kur jungiasi prie slopinančiųtarpinių neuronų gangliozidų lipidų. Šie neuronai išskiria slopinantį neurotransmiterį, paprastai gliciną, kuris jungiasi prie motorinių receptorių. Šis glicino signalas paprastai sustabdo acetilcholino išskyrimą iš motorinių neuronų ir  slopina raumens susitraukimą, leisdamas raumens pluoštui atsipalaiduoti. Jei tetanus toksinas blokuoja glicino išsiskyrimą, motoriniai neuronai nebeslopinami, acetilcholinas išsiskiria be perstojo o apnuodyti raumenys susitraukia – prasideda spazmai, paralyžius. Jei paveikiama burnos raumenys, spazmas trikdo burnos judesių – trismus. Jei paveikiami kvėpavimo raumenys galima uždusti.

 

Enterotoksinai

 

Enterotoksinai – tai egzotoksinai (sekretuojami toksinai) išsiskiriantys plonajame žarnyne. Dažniausiai sukelia skysčių tekėjimą į žarnų ertmę, dėl ko vyksta viduriavimas. Enterotoksinus gamina daug bakterijų – apnuodijančios maistą – Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus ir žarnyno patogenai Vibrio cholerae, Eshcherichia coli, Salmonella enteridis.

 

Choleros toksinas

 

Tai susidedantis iš dviejų dalių, taip vadinamas AB toksinas. A komponentas 27200Dal, 5 B subvienetai kiekvienas 11600Dal, visas kompleksas 82200Dal. B subvienetas specifiškai jungiasi prie gangliozido GM1 (sudėtingas glikolipidas) epitelio citoplazminėje membranoje. Toksiškas yra A subvienetas, kuris aktyvuoja ląstelės enzimą adenilciklazę, kuris verčia ATP cikliniu AMP. cAMP   yra specifinis mediatorius, dalyvaujantis daugelyje ląstelių reguliavimo sistemų. Žinduolių organizmuose cAMP dalyvauja veikiant hormonams, perduodant signalus nervų sistemoje, uždegiminėse ir imuninėse reakcijose, pvz., alergijų metu. Padidėję cAMP kiekiai sukelia chloro ir bikarbonato jonų ekskreciją iš gleivių ląstelių į žarnyno liumeną. Jonų balanso pasikeitimas  sukelia vandens pritekėjimą į plonąjį žarnyną – didesnį nei vandens rezorbcija storajame žarnyne. Mirštama daugiausia nuo dehidratacijos, todėl sergant reikia gerti druskų tirpalus, tam, kad kompensuoti skysčio ir jonų praradimą.

Prieš aktyvuodamas adenilkinazę, A subvienetas pirma pats turi būti aktyvuojamas ląstelinio fermento, kuriam reikalingas NAD+ ir ATP. Toksiną koduoja du genat ctxA ir ctxB, jų ekspresiją pozityviai reguliuoja toxR geno produktas – transmembraninis baltymas, kuris taip pat kontroliuoja ir kitų virulentiškumo faktorių, kaip išorinių membranos baltymų ir pilių genų ekpresiją.

Manoma kad choleros toksinas gali būti senovinis hormonas.

Išvalyti B subvienetai gali būti priešnuodžiu prieš toksiną, jei pavartojami prieš infekciją, nes užblokuoja gangliozido receptorius.

 

Kiti enterotoksinai

 

Patogeninių Escherichia ir Salmonella toksinai veikia panašiai ir antikūnai prieš choleros toksiną inhibuoja ir juos. Todėl manoma kad jų sudėtis panaši. Be to tarp E.coli ir Vibrio toksinų 75proc. genų sekų homologija. E.coli toksinas – konjugacinėje plazmidėje, o Vibrio – chromosomoje, bet perduodamas konjugacijos būdu.

Maistą apnuodijančių bakterijų S.aureus, C.perfringens ir B.cerrerus toksinai gali skirtis. S.aureus toksinas superantigeninis – stimuliuoja didelius imuninteto limfocitų kiekius ir sukelia žarnyno uždegimą.

 

Endotoksinai

 

Gramneigiamų bakterijų sienelių lipopolisacharidai daugeliu atveju yra toksiški. Jie patenka į organizmą kai bakterinė ląstelė lizuojama. Neblogai ištirti Escherichia, Shigella, Salmonella toksinai.

 

Savybės

Egzotoksinų

Endotoksinų

cheminės

Baltymai, ekskretuojami Gram+ ar Gram– bakterijų, daugiausia jautrūs karščiui

Gram- bakterijų lipopolisacharidiniai – lipopoliproteininiai kompleksai – išorinės membranos dalis patekus po ląstelių lizės, labai atsparūs karščiui

Veikimo pobūdis, simptomai

Specifiniai, jungiasi prie ląstelių receptorių ar kitų struktūrų, pagal poveikį – enterotoksinai, citotoksinai, neurotoksinai

Poveikis bendras: karščiavimas, viduriavimas, vėmimas

Toksiškumas

Didelis, dažnai mirtini

Silpnas, retai baigiasi mirtim

Imunogeniškumas

Labai imunogeniški, stimuliuoja antikūnų (antitoksinų) gamybą

Silpnai imunogeniški, imuninis atsakas nepakankamas tam kad juos neutralizuotų

Temperatūros kėlimas

Nesukelia karščiavimo

Pirogeninis, dažnai sukelia karščiavimą

 

Endotoksinų struktūra ir funkcija

 

Gyvūnams sukelia eilę fiziologinių efektų. Karščiavimas – beveik universalus simptomas, kadangi endotoksinas stimuliuoja šeimininko ląsteles, kad jos  gamintų endogeninius pirogenus, kurie veikia temperatūrą kontroliuojantį centrą smegenyse. Be to, gali atsirasti viduriavimas, limfocitų, leukocitų sumažėjimas. Didelės endotoksino dozės gali sukelti audinių nekrozės. Visgi endotoksinai daug mažiau toksiški už egzotoksinus. Pvz., kad užmušti 50% testinės pelių populiacijos (LD50) reikia 200-400mkg endotoksino pelei, o botuliяьщ ещлыштщ – tik 25pg (milijoną kartų mažiau).

Polisacharidinė lipopolisacharidų (LPS) dalis nulemia tirpumą ir imunogeniškumą. In vivo toksiškumui reikalinga tiek lipidinė dalis tiek polisacharidinė.

 


Naturales Scientiae Omnibus