اندوتوکسین های باکتریایی GPM.1.2.4.0006.15 اندوتوکسین های باکتریایی کدام میکروارگانیسم ها حاوی اندوتوکسین هستند

فهرست مطالب مبحث "بیماری زایی میکروارگانیسم ها. ویروس زایی.":
1. بیماری زایی میکروارگانیسم ها. میکروارگانیسم های بیماری زا. میکروب های بیماری زا
2. میکروارگانیسم های فرصت طلب. میکروب های فرصت طلب پاتوژن های فرصت طلب میکروارگانیسم های غیر بیماری زا.
3. انگل های واجب. انگل های اختیاری انگل های تصادفی بیماری زایی. بیماری زایی چیست؟
4. بیماری زاست. حدت چیست؟ معیارهای بیماری زایی دوز کشنده (DL, LD). دوز عفونی (ID).
5. کنترل ژنتیکی بیماری زایی و حدت. کاهش ژنوتیپی در حدت. کاهش فنوتیپی در حدت. تضعیف.
6. عوامل بیماری زایی میکروارگانیسم ها. عوامل بیماری زایی میکروب ها. توانایی استعمار. چسبندگی. عوامل استعمار
7. کپسول به عنوان عامل بیماری زایی میکروارگانیسم ها. مهار آنزیم های میکروب ها به عنوان عوامل بیماری زایی تهاجم میکروارگانیسم ها.
8. سمی بودن میکروارگانیسم ها. سموم سموم جزئی سیتولیزین ها پروتوکسین ها
9. اگزوتوکسین ها. اگزوتوکسین های میکروارگانیسم ها طبقه بندی اگزوتوکسین ها گروه های اگزوتوکسین

تا حدودی، میکروارگانیسم‌های سمی (سموم ترشح‌کننده فعال) با باکتری‌های بیماری‌زا که دارای مواد سمی هستند که به طور ضعیفی در محیط منتشر می‌شوند، مقابله می‌کنند و به پیشنهاد R. Pfeiffer نامیده می‌شوند. اندوتوکسین ها.

اندوتوکسین ها- اجزای جدایی ناپذیر دیواره سلولی باکتری های گرم منفی؛ اکثر آنها تنها پس از مرگ سلول باکتری آزاد می شوند. آنها با مجموعه ای از پروتئین ها، باقی مانده های لیپید و پلی ساکارید نشان داده می شوند. همه گروه های مولکول مسئول تجلی اثر بیولوژیکی هستند اندوتوکسین.

فعالیت بیولوژیکی شبیه به برخی از واسطه های التهابی است. اندوتوکسمیمعمولاً با تب ناشی از آزاد شدن پیروژن های درون زا از گرانولوسیت ها و مونوسیت ها همراه است. اگر مقدار قابل توجهی از اندوتوکسین وارد جریان خون شود، امکان پذیر است شوک اندوتوکسین، معمولاً به مرگ بیمار ختم می شود.

اندوتوکسین های باکتریاییاثر ایمنی نسبتاً ضعیفی از خود نشان می دهند و سرم های ایمنی قادر به مسدود کردن کامل اثرات سمی آنها نیستند. برخی از باکتری ها می توانند به طور همزمان اگزوتوکسین ها را سنتز کرده و (در صورت مرگ) اندوتوکسین ها را آزاد کنند (به عنوان مثال، اشرشیاکلی سمی و ویبریو کلرا).

اگزونزیم ها

عوامل بیماری زایی مهم باید در نظر گرفته شود اگزونزیم ها(به عنوان مثال، لسیتیناز، هیالورونیداز، کلاژناز و غیره)، هموستاز سلول ها و بافت ها را مختل می کند که منجر به آسیب آنها می شود. توانایی تشکیل اگزونزیم ها تا حد زیادی تهاجمی باکتری ها - توانایی نفوذ به غشاهای مخاطی، بافت همبند و سایر موانع را تعیین می کند. به عنوان مثال، هیالورونیداز اسید هیالورونیک را که بخشی از ماده بین سلولی است، تجزیه می کند که باعث افزایش نفوذپذیری بافت های مختلف می شود. این آنزیم توسط باکتری های جنس کلستریدیوم، استرپتوکوک، استافیلوکوک و غیره سنتز می شود. نورآمینیداز غلبه بر لایه مخاطی، نفوذ به سلول ها و توزیع در فضاهای بین سلولی را تسهیل می کند. نورآمینیداز توسط ویبریوهای وبا و باسیل دیفتری ترشح می شود. همچنین بخشی از ویروس آنفولانزا است. آنزیم های باکتریایی که آنتی بیوتیک ها را تجزیه می کنند نیز باید در این گروه قرار گیرند.

سوپرآنتی ژن ها

برخی از سموم (به عنوان مثال، سم استرپتوکوک دیک یا انتروتوکسین استافیلوکوک) می توانند به عنوان سوپرآنتی ژن ها، باعث فعال شدن پلی کلونال کلون های مختلف لنفوسیت می شود. فعال سازی پلی کلونال با ترشح بیش از حد لنفوکین ها با ایجاد مسمومیت با واسطه سیتوکین همراه است.

اندوتوکسین ها فقط در باکتری های گرم منفی یافت می شوند. آنها توسط لیپوپلی ساکاریدها و پروتئین های مرتبط نشان داده می شوند. ویژگی اندوتوکسین ها این است که در حرارت پایدار هستند و پس از تخریب از سلول های باکتریایی آزاد می شوند. اندوتوکسین ها بر خلاف اگزوتوکسین ها عمل خاصی ندارند. سمیت و تب زایی آنها توسط لیپید A ایجاد می شود که بخشی از LPS است و ساختار مشابهی در باکتری های گرم منفی مختلف دارد. اثر تب زایی اندوتوکسین ها با اثر مستقیم آنها بر مراکز تنظیم کننده حرارت مغز مرتبط نیست. آنها باعث آزاد شدن مقداری ماده تب زا از لکوسیت های پلی مورفونکلئر می شوند. اندوتوکسین ها عوامل التهابی هستند. آنها نفوذپذیری مویرگی را افزایش می دهند و اثر مخربی روی سلول ها دارند. اثرات التهابی و تب زایی آنها غیر اختصاصی است. انواع تظاهرات مسمومیت با اندوتوکسین نه تنها به خود LPS، بلکه به دلیل آزادسازی ترکیبات فعال بیولوژیکی متعددی است که سنتز آنها را در انسان و حیوان (هیستامین، سروتونین، پروستاگلاندین ها، لکوترین ها و غیره) بیش از حد القا می کند. در کل 20). این مواد باعث ایجاد اختلال در اندام ها و بافت های مختلف می شوند.

هر سه جزء LPS - لیپید A، هسته پلی ساکارید و زنجیره جانبی آن از قندهای تکرار شونده - دارای خواص آنتی ژنی بارز هستند. LPS سنتز اینترفرون ها را تحریک می کند، سیستم مکمل را در طول مسیر کلاسیک فعال می کند، اثر میتوژنیک بر لنفوسیت ها و همچنین اثر آلرژی زا دارد. خواص سمی آن بر خلاف اگزوتوکسین ها با درمان با فرمالدئید از بین نمی رود و LPS به توکسوئید تبدیل نمی شود.

اگزوتوکسین ها آنها توسط باکتری های گرم مثبت و گرم منفی تولید می شوند. در باکتری های گرم مثبت، اگزوتوکسین ها به طور فعال از طریق CM و دیواره سلولی به محیط با استفاده از سیستم های ترشح ویژه ترشح می شوند. در باکتری های گرم منفی (Vibrio cholerae، E. coli سمی، سالمونلا)، برخی اگزوتوکسین ها (انتروتوکسین ها) فقط تحت شرایط خاصی مستقیماً در ارگانیسم آلوده سنتز می شوند و اغلب در سیتوپلاسم ذخیره می شوند و تنها پس از تخریب از سلول آزاد می شوند.

تمام اگزوتوکسین های باکتریایی شناخته شده پروتئین هستند، در میان آنها انواع حساس به حرارت و پایدار در برابر حرارت وجود دارد. خواص اصلی آنها با ماهیت پروتئینی اگزوتوکسین ها مرتبط است: آنها دارای قدرت بالایی هستند (قوی ترین سموم در طبیعت منشا میکروبی دارند)، انتخاب پذیری بالا و ویژگی عمل مرتبط است (تصویر کزاز در حیوانات آزمایشگاهی یکسان است، هر دو زمانی که آنها با پاتوژن و اگزوتوکسین آن آلوده می شوند) که پس از یک دوره نهفته مشخص ظاهر می شوند. اگزوتوکسین ها آنتی ژن های قوی هستند و برخی حتی سوپرآنتی ژن هستند. آنها باعث ایجاد آنتی بادی در بدن می شوند، یعنی آنتی توکسین ها، که اثر آنها را خنثی می کند. هنگامی که با فرمالین درمان می شود، اگزوتوکسین ها خنثی شده و به سموم تبدیل می شوند. سموم فاقد خواص سمی هستند، اما توانایی خود را در القای سنتز آنتی توکسین ها حفظ می کنند، بنابراین به طور گسترده ای برای ایجاد ایمنی مصنوعی در برابر دیفتری، کزاز، بوتولیسم و ​​سایر بیماری ها استفاده می شود.

سم زایی شامل تولید سموم توسط باکتری های بیماری زا است. این یکی از روش های اصلی انتقال بیماری ها و بیماری های ناشی از باکتری است. 2 دسته از سموم که منجر به عفونت ها و بیماری های مختلف می شود. اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها، و بسته به ماهیت شیمیایی آنها متفاوت است. اندوتوکسین ها سموم باکتریایی هستند که از لیپیدها (لیپوپلی ساکاریدها) تشکیل شده اند، در حالی که اگزوتوکسین ها از پروتئین ها تشکیل شده اند.

اندوتوکسین ها چیست؟

اندوتوکسین ها لیپوپلی ساکاریدهایی هستند که توسط باکتری های گرم منفی تولید می شوند. اندوتوکسین ها توسط سلول ها متصل می شوند و تنها زمانی تولید می شوند که سلول ها لیز شوند. انتوتوکسین ها در غشای خارجی دیواره سلولی در باکتری های گرم وجود دارند. اندوتوکسین ها لیپوپلی ساکارید نیز نامیده می شوند و در سلول های E coli، Shigella، Salmonella، Pseudomonas، Haemophilus influenza، Neisseria و Vibrio cholerae وجود دارند. اندوتوکسین‌ها معمولاً در اثر رشد باکتری‌ها به دلیل عملکرد برخی آنتی‌بیوتیک‌ها یا عمل هضم فاگوسیتیک ترشح می‌شوند.

اندوتوکسین ها فعالیت کمتری از خود نشان می دهند و روی بستر خود چندان فعال نیستند. آنها در برابر حرارت مقاوم هستند. دیواره بیرونی باکتری ها در برابر مولکول ها و مولکول های بزرگ غیرقابل نفوذ است که نمی توانند در آب حل شوند و از خود در برابر محیط خارجی محافظت کنند.

این سموم بخشی از این فعالیت محافظتی هستند. در طول استعمار روی میزبان عمل می کند. علاوه بر این، اندوتوکسین ها آنتی ژنی ضعیفی از خود نشان می دهند.

اگزوتوکسین ها چیست؟

اگزوتوکسین ها سمومی هستند که با رشد ارگانیسم به صورت خارج سلولی آزاد می شوند. اگزوتوکسین ها سموم مسری هستند که از محل عفونت به سایر قسمت های بدن سرایت کرده و باعث آسیب می شوند. آنها پروتئین های محلول هستند که به عنوان آنزیم عمل می کنند. اگزوتوکسین قادر است با از بین بردن سلول ها یا مختل کردن متابولیسم طبیعی سلولی، به میزبان آسیب برساند. اگزوتوکسین ها بسیار قوی هستند و می توانند به میزبان آسیب برسانند. اگزوتوکسین ها به دلیل رشد سریع یا در طول لیز سلولی آزاد می شوند. هم باکتری های گرم + و هم باکتری های گرم اگزوتوکسین تولید می کنند.

اگزوتوکسین ها سمی تر از اندوتوکسین ها هستند و با گونه های خاصی از باکتری ها متفاوت هستند. اگزوتوکسین ها باعث بیماری های مختص این عفونت می شوند. به عنوان مثال کلستریدیوم تتانی سم کزاز تولید می کند. 3 دسته اصلی اگزوتوکسین ها وجود دارد: انتروتوکسین ها، نوروتوکسین ها و سیتوتوکسین ها. این انواع نشان دهنده محل فعالیت است. فعالیت انتروتوکسیک را می توان در دستگاه گوارش مشاهده کرد. نوروتوکسین ها عملکرد خود را بر روی نورون ها اعمال می کنند و سیتوتوکسین ها عملکرد سلول میزبان را مختل می کنند. برخی از اختلالات سلامتی ناشی از اگزوتوکسین ها عبارتند از وبا، کزاز و دیفتری. آنتی ژنی اگزوتوکسین ها بسیار زیاد است. اگزوتوکسین‌ها سیستم ایمنی را تحریک می‌کنند و آنتی‌توکسین‌هایی ترشح می‌کنند تا سم را از بین ببرند.

شکل 1. ساختار اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها (آریال، 2015)

تفاوت بین اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

ماهیت شیمیایی اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین ها

اندوتوکسین ها به عنوان لیپوپلی ساکاریدهای حاصل از باکتری های گرم نیز شناخته می شوند. اندوتوکسین ها از دو جزء با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متفاوت تشکیل شده اند: یک هتروپلی ساکارید و یک لیپید کووالانسی به نام لیپید A.

اگزوتوکسین ها

اگزوتوکسین ها سمومی هستند که توسط باکتری ها ترشح می شوند و ترکیب شیمیایی آن از پروتئین ها تشکیل شده است.

آنزیم های موجود در اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین ها

کاتالاز، فیبرولیزین، پروتئازهای IgA/IgG

اگزوتوکسین ها

هیالورونیداز، کلاژناز، پروتئاز خاص، نوکلئاز، نورآمینیداز، پروتئاز خاص، فسفولیپاز A

منبع اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین ها

اندوتوکسین ها توسط غشای سلولی باکتری های گرم تنها پس از لیز سلولی ترشح می شوند. اندوتوکسین ها بخشی جدایی ناپذیر از دیواره سلولی هستند.

اگزوتوکسین ها

اگزوتوکسین ها توسط باکتری های گرم + و گرم خاصی ترشح می شوند

محل اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین ها

در داخل غشای سلولی وجود دارد و تنها پس از لیز دیواره سلولی گرم آزاد می شود.

اگزوتوکسین ها

در خارج از سلول توسط هر دو باکتری گرم و گرم ترشح می شود.

نحوه عملکرد مرتبط با اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین

شامل TNF و Interlukin-1 است

اگزوتوکسین

حالت های مختلف

پایداری حرارتی اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اندوتوکسین

اندوتوکسین ها در دمای 250 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت در حرارت پایدار و نسبتاً پایدار هستند

اگزوتوکسین

اگزوتوکسین ها را می توان در دمای 600-800 درجه سانتی گراد (مسئول گرما) از بین برد. آنها ناپایدار هستند، به جز انتروتوکسین استافیلوکوک.

تست های تشخیص

اندوتوکسین

با آزمایش Limula limut تشخیص داده شد.

اگزوتوکسین

رسوبات، روش های مبتنی بر الایزا، خنثی سازی

ایمنی زایی

اندوتوکسین

اندوتوکسین ها ایمنی زایی ضعیفی از خود نشان می دهند. اندوتوکسین ها آنتی توکسین تولید نمی کنند.

اگزوتوکسین

اگزوتوکسین ها به شدت ایمنی زا هستند. آنها باعث پاسخ هومورال می شوند (آنتی بادی هایی که سموم را هدف قرار می دهند). هنگامی که سیستم ایمنی بدن توسط اگزوتوکسین ها تحریک می شود، آنتی توکسین ها برای خنثی کردن سم آزاد می شوند

پتانسیل سمی / واکسن

اندوتوکسین

مواد سمی ساخته نمی شوند و هیچ واکسنی وجود ندارد.

اگزوتوکسین

سموم را می توان با درمان با فرمالدئید تولید کرد، اما سموم درمان شده ایمنی زا هستند. سموم را می توان به عنوان واکسن استفاده کرد.

ارتباط با میکروارگانیسم ها

اندوتوکسین

در LPS غشای خارجی دیواره سلولی قرار دارد و پس از آسیب سلولی یا در طی تکثیر سلولی ترشح می شود.

اگزوتوکسین

محصول متابولیک یک سلول در حال رشد

بیماری ها

اندوتوکسین ها

عفونت های دستگاه ادراری، تب حصبه، مننژیت مننگوکوکی، بیماری عروق کرونر، انتروکولیت نکروزان نوزاد، بیماری کرون و کولیت اولسراتیو، فیبروز کیستیک، مننگوکوکسمی، سپسیس با میله های گرم منفی، شوک هموراژیک

اگزوتوکسین ها

گانگرن گازی، مخملک، دیفتری، بوتولیسم، کزاز، اسهال مرتبط با آنتی بیوتیک، سندرم پوستی.

خلاصه ای از اندوتوکسین ها در مقابل اگزوتوکسین ها

تفاوت بین اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها در زیر آورده شده است:

جدول مقایسه اندوتوکسین ها و اگزوتوکسین ها

اصطلاح "پیروژن" از کلمه یونانی "pyreto" - تب گرفته شده است. پیروژن ها موادی هستند که می توانند باعث افزایش دمای بدن شوند. واکنش های تب زا می تواند توسط موادی با طبیعت و منشاء مختلف ایجاد شود. پیروژن ها شامل باکتری های گرم منفی و سموم آنها، باکتری های گرم مثبت و سموم آنها، ویروس ها و محصولات متابولیکی آنها و همچنین استروئیدها و ... هستند که در زمینه کنترل کیفی داروهای تزریقی از اهمیت عملی برخوردارند. اندوتوکسین های باکتریایی،که قطعاتی از دیواره خارجی باکتری های گرم منفی هستند.

باکتری های گرم منفی یک دیواره سلولی دو لایه دارند که یک غشای سیتوپلاسمی را احاطه کرده است. لایه اول یک غشای بسیار نازک (با ضخامت 1 نانومتر) غیر چربی است که از پپتیدوگلیکان تشکیل شده است. به آن گلیکوپپتید یا موکوپپتید نیز می گویند. این ماتریس پیچیده ای است که حاوی زنجیره های پلی ساکاریدی است که با اتصال زنجیره های پپتیدی کوتاه به یکدیگر متصل شده اند. لایه دوم دیواره سلولی یک غشای لیپیدی با ضخامت 7.5 نانومتر است. روی این غشای خارجی است که اندوتوکسین ها (لیپوپلی ساکاریدها) قرار دارند. مولکول های اندوتوکسین یکپارچگی ساختاری را فراهم می کنند و مسئول بسیاری از عملکردهای فیزیولوژیکی از جمله تعیین ویژگی های بیماری زا و آنتی ژنیک باکتری ها هستند. از نظر ساختاری، مولکول اندوتوکسین به سه قسمت تقسیم می شود: لیپید A, هستهو زنجیره O خاص.


زنجیره O-specific Core Lipid A
لیپید Aاز دی ساکارید، فسفات و اسیدهای چرب تشکیل شده است. اسیدهای چرب تشکیل دهنده لیپید A می توانند اشباع یا غیر اشباع باشند. اسیدهایی که اغلب در لیپید A وجود دارند عبارتند از: پالمتیک، لوریک، گلوتامیک و مریستیک. ناحیه لیپید A ثابت ترین ناحیه مولکول LPS است و ساختار آن در بسیاری از باکتری ها مشابه است.
زنجیره O خاصلیپوپلی ساکاریدها از الیگوساکاریدهای تکراری ساخته می شوند. رایج ترین قندهایی که زنجیره O-specific را تشکیل می دهند گلوکز، گالاکتوز و رامنوز هستند. این بخش از مولکول به آن خاصیت آبدوستی می دهد که به همین دلیل LPS در آب بسیار محلول است. بخش پلی ساکارید متغیرترین بخش مولکول LPS است. این قطعه از مولکول اغلب آنتی ژن O نامیده می شود، زیرا مسئول فعالیت آنتی ژنی باکتری های گرم منفی است.
هسته- قسمت مرکزی مولکول که آنتی ژن O را به لیپید A متصل می کند. به طور رسمی، ساختار هسته به دو بخش خارجی و داخلی تقسیم می شود. بخش داخلی هسته معمولاً حاوی بقایای ال-گلیسررو-O-مانوهپتوز و 2-کتو-3-دئوکسیوکتونیک اسید (KDO) است. KDO حاوی 8 اتم کربن است و تقریباً در هیچ جای دیگری در طبیعت یافت نمی شود.
علاوه بر لیپوپلی ساکاریدها، دیواره خارجی باکتری های گرم منفی نیز شامل پروتئین ها می شود (غشای خارجی ¾ LPS است و تنها ¼ آن از اجزای پروتئینی است). این پروتئین ها همراه با LPS، کمپلکس های پروتئین-لیپوپلی ساکارید با اندازه ها و وزن های مولکولی متفاوت را تشکیل می دهند. این کمپلکس ها اندوتوکسین های باکتریایی نامیده می شوند. آماده‌سازی‌های خالص‌شده که به‌عنوان استاندارد استفاده می‌شوند، فاقد قطعات پپتیدی هستند و یک آماده‌سازی خالص از لیپوپلی‌ساکارید را نشان می‌دهند. با این حال، اصطلاح "اندوتوکسین های باکتریایی" به همان اندازه برای اندوتوکسین های طبیعی که در محلول در نتیجه تخریب باکتری ها ظاهر می شوند و برای آماده سازی LPS خالص به کار می رود.
دیواره بیرونی یک باکتری گرم منفی می تواند تا 3.5 میلیون مولکول LPS داشته باشد. پس از مرگ او، همه آنها در راه حل قرار می گیرند. اندوتوکسین های باکتری های گرم منفی حتی پس از مرگ باکتری ها نیز مولکول های فعال بیولوژیکی باقی می مانند. مولکول اندوتوکسین در دما پایدار است و به راحتی چرخه استریلیزاسیون اتوکلاو را تحمل می کند. اندازه کوچک مولکول های اندوتوکسین به آنها اجازه می دهد تا به راحتی از غشاهایی که برای استریل کردن محلول ها استفاده می شود (0.22 میکرون) عبور کنند. بنابراین، اندوتوکسین‌ها می‌توانند در فرم‌های دوز نهایی وجود داشته باشند، حتی آنهایی که در شرایط آسپتیک تولید می‌شوند و تحت استریل‌سازی نهایی قرار می‌گیرند.
اندوتوکسین های باکتریایی، پیروژن های بسیار فعال (قوی) هستند. برای ایجاد حمله تب، وجود اندوتوکسین های باکتریایی در محلول انفوزیون با غلظت 1 نانوگرم در میلی لیتر (حدود 10 EU/ml) کافی است. سایر تب زاها کمتر فعال هستند و برای ایجاد پاسخ تب زا، غلظت آنها باید 100-1000 برابر بیشتر باشد. به طور معمول، اصطلاحات "پیروژن ها" و "اندوتوکسین ها" به جای یکدیگر استفاده می شوند و اگرچه همه پیروژن ها اندوتوکسین نیستند، مهم ترین آن ها آندوتوکسین های باکتری های گرم منفی هستند.