Endotoksyny bakteryjne. GPM.1.2.4.0006.15 Endotoksyny bakteryjne, w których występują endotoksyny drobnoustrojów

Spis treści przedmiotu „Patogeniczność mikroorganizmów. Wirulencja.”:
1. Patogeniczność mikroorganizmów. Mikroorganizmy chorobotwórcze. Mikroby chorobotwórcze.
2. Mikroorganizmy warunkowo chorobotwórcze. Mikroby oportunistyczne. patogeny oportunistyczne. Mikroorganizmy niepatogenne.
3. Pasożyty obowiązkowe. pasożyty fakultatywne. przypadkowe pasożyty. Patogeniczność. Czym jest patogenność?
4. Zjadliwość. Czym jest zjadliwość? Kryteria zjadliwości. Dawka śmiertelna (DL, LD). dawka zakaźna (ID).
5. Genetyczna kontrola patogeniczności i zjadliwości. Genotypowy spadek zjadliwości. Fenotypowy spadek zjadliwości. Osłabienie.
6. Czynniki patogeniczności drobnoustrojów. Czynniki patogeniczności drobnoustrojów. Zdolność do kolonizacji. Przyczepność. czynniki kolonizacji.
7. Kapsułka jako czynnik patogeniczności drobnoustrojów. Enzymy hamujące drobnoustroje jako czynnik patogeniczności. Inwazja mikroorganizmów.
8. Toksygenność drobnoustrojów. Toksyny. Częściowe toksyny. Cytolizyny. Protoksyny.
9. Egzotoksyny. Egzotoksyny mikroorganizmów. Klasyfikacja egzotoksyn. grupy egzotoksyn.

Do pewnego stopnia toksyczne mikroorganizmy (aktywnie wydzielające toksyny) przeciwstawiają się chorobotwórczym bakteriom, które mają toksyczne substancje słabo dyfundujące do środowiska i są nazwane (za sugestią R. Pfeiffera) endotoksyny.

Endotoksyny- integralne składniki ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych; większość z nich jest uwalniana dopiero po śmierci komórki bakteryjnej. Reprezentowany przez kompleks białek, reszt lipidowych i polisacharydowych. Za manifestację efektu biologicznego odpowiedzialne są wszystkie grupy cząsteczki. endotoksyna.

Aktywność biologiczna przypomina niektóre mediatory zapalne; endotoksemia zwykle towarzyszy mu gorączka z powodu uwolnienia endogennych pirogenów z granulocytów i monocytów. Jeśli znaczna ilość endotoksyny dostanie się do krwiobiegu, jest to możliwe wstrząs endotoksynowy zwykle kończące się śmiercią pacjenta.

Endotoksyny bakteryjne wykazują stosunkowo słabe działanie immunogenne, a surowice odpornościowe nie są w stanie całkowicie zablokować ich toksycznego działania. Niektóre bakterie mogą jednocześnie syntetyzować egzotoksyny i wydzielać (po śmierci) endotoksyny (na przykład toksynogenne Escherichia coli i Vibrio cholerae).

Egzoenzymy

Należy wziąć pod uwagę ważne czynniki patogenności egzoenzymy(np. lecytynaza, hialuronidaza, kolagenaza itp.), zaburzając homeostazę komórek i tkanek, co prowadzi do ich uszkodzenia. Zdolność do tworzenia egzoenzymów w dużej mierze determinuje inwazyjność bakterii – zdolność przenikania przez błony śluzowe, tkankę łączną i inne bariery. Na przykład hialuronidaza rozkłada kwas hialuronowy, który jest częścią substancji międzykomórkowej, która zwiększa przepuszczalność różnych tkanek. Enzym ten jest syntetyzowany przez bakterie z rodzajów Clostridium, Streptococcus, Staphylococcus itp. Neuraminidaza ułatwia pokonanie warstwy śluzu, wnikanie do komórek i dystrybucję w przestrzeniach międzykomórkowych. Neuraminidaza jest wydzielana przez cholerę vibrios, pałeczki błonicy; jest również częścią wirusa grypy. Do tej grupy należy również zaliczyć enzymy bakteryjne rozkładające antybiotyki.

Superantygeny

Niektóre toksyny (takie jak toksyna paciorkowcowa Dicka lub enterotoksyna gronkowcowa) mogą działać jako superantygeny, powodując poliklonalną aktywację różnych klonów limfocytów. Aktywacji poliklonalnej towarzyszy nadmierne wydzielanie limfokin z rozwojem zatrucia za pośrednictwem cytokin.

Endotoksyny znajdują się tylko w bakteriach Gram-ujemnych. Są one reprezentowane przez lipopolisacharydy i związane z nimi białka. Osobliwością endotoksyn jest to, że są one termostabilne i są uwalniane z komórek bakteryjnych po ich zniszczeniu. Endotoksyny w przeciwieństwie do egzotoksyn nie mają specyficznego działania. Ich toksyczność i pirogenność są spowodowane lipidem A, który jest częścią LPS i ma podobną strukturę u różnych bakterii Gram-ujemnych. Pirogenne działanie endotoksyn nie jest związane z ich bezpośrednim wpływem na ośrodki termoregulacji mózgu. Indukują uwalnianie pewnej substancji pirogennej z leukocytów wielojądrzastych. Endotoksyny są czynnikami zapalnymi; zwiększają przepuszczalność naczyń włosowatych i działają destrukcyjnie na komórki. Ich działanie zapalne i pirogenne jest niespecyficzne. Różnorodność przejawów zatrucia endotoksyną wynika nie tylko z samego LPS, ale także z uwalniania licznych związków biologicznie czynnych, których syntezę indukuje u ludzi i zwierząt (histamina, serotonina, prostaglandyny, leukotrieny itp., więcej niż 20 w sumie). Substancje te powodują zaburzenia w różnych narządach i tkankach.

Wszystkie trzy składniki LPS - lipid A, rdzeń polisacharydu i jego boczny łańcuch powtarzających się cukrów - mają wyraźne właściwości antygenowe. LPS stymuluje syntezę interferonów, aktywuje układ dopełniacza na drodze klasycznej, działa mitogennie na limfocyty, a także działa alergizująco. Jego właściwości toksyczne, w przeciwieństwie do egzotoksyn, nie są usuwane przez traktowanie formaliną, a LPS nie zamienia się w anatoksynę.

Egzotoksyny. Są produkowane zarówno przez bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne. W bakteriach Gram-dodatnich egzotoksyny są aktywnie wydzielane przez CM i ścianę komórkową do środowiska za pomocą specjalnych systemów wydzielania. U bakterii Gram-ujemnych (Vibrio cholerae, toksynogenne Escherichia coli, Salmonella) niektóre egzotoksyny (entotoksyny) są syntetyzowane tylko w określonych warunkach bezpośrednio w zakażonym organizmie i często są przechowywane w cytoplazmie, uwalniając się z komórki dopiero po jej zniszczeniu.

Wszystkie znane egzotoksyny bakteryjne to białka, wśród nich są termolabilne i termostabilne. Ich główne właściwości są związane z proteinową naturą egzotoksyn: mają wysoką siłę działania (najsilniejsze toksyny w przyrodzie są pochodzenia mikrobiologicznego), wysoką selektywność i związaną z tym specyficzność działania (obraz tężca u zwierząt laboratoryjnych jest taki sam , zarówno w przypadku zakażenia patogenem, jak i jego egzotoksyną), które objawiają się po pewnym okresie utajenia. Egzotoksyny są silnymi antygenami, a niektóre są nawet superantygenami. Indukują powstawanie w organizmie przeciwciał, czyli antytoksyn, które neutralizują ich działanie. Po leczeniu formaliną egzotoksyny są neutralizowane i przekształcane w toksoidy. Anatoksyny pozbawione są właściwości toksycznych, ale zachowują zdolność do indukowania syntezy antytoksyn, dlatego są szeroko stosowane do tworzenia sztucznej odporności przeciwko błonicy, tężcowi, zatruciu jadem kiełbasianym i innym chorobom.

Toksygeneza polega na wytwarzaniu toksyn przez bakterie chorobotwórcze. Jest to jedna z głównych metod porodu chorób i chorób wywołanych przez bakterie. 2 kategorie toksyn, które prowadzą do różnych infekcji i chorób; endotoksyny i egzotoksyny, a różnią się one w zależności od ich charakteru chemicznego. Endotoksyny to toksyny bakteryjne zbudowane z lipidów (lipopolisacharydów), podczas gdy egzotoksyny zbudowane są z białek.

Czym są endotoksyny?

Endotoksyny to lipopolisacharydy wytwarzane przez bakterie Gram-ujemne. Endotoksyny są wiązane przez komórki i są wytwarzane tylko wtedy, gdy komórki ulegają lizie. Entotoksyny są obecne w zewnętrznej powłoce ściany komórkowej bakterii gram. Endotoksyny są również nazywane lipopolisacharydami i są obecne w komórkach E coli, Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Haemophilus influenza, Neisseria i Vibrio cholerae. Endotoksyny są zwykle wydzielane przez rozwój bakterii w wyniku działania niektórych antybiotyków lub w wyniku trawienia fagocytarnego.

Endotoksyny są mniej aktywne i mało aktywne na swoim podłożu. Są odporne na ciepło. Zewnętrzna ściana bakterii jest nieprzepuszczalna dla dużych molekuł i molekuł, które nie mogą rozpuszczać się w wodzie i ochronić się przed środowiskiem zewnętrznym.

Te toksyny są częścią tej ochronnej aktywności. Działa na żywiciela podczas kolonizacji. Ponadto endotoksyny wykazują słabą antygenowość.

Czym są egzotoksyny?

Egzotoksyny to toksyny uwalniane pozakomórkowo wraz z rozwojem organizmu. Egzotoksyny to zakaźne toksyny, które rozprzestrzeniają się z miejsca infekcji do innych części ciała i powodują uszkodzenia. Są to rozpuszczalne białka, które działają jak enzymy. Egzotoksyna jest zdolna do powodowania uszkodzeń gospodarza poprzez niszczenie komórek lub zakłócanie normalnego metabolizmu komórkowego. Egzotoksyny są bardzo skuteczne i mogą zaszkodzić gospodarzowi. Egzotoksyny są uwalniane w wyniku ich szybkiego wzrostu lub podczas lizy komórek. Zarówno bakterie Gram+, jak i Gram wytwarzają egzotoksyny.

Egzotoksyny są bardziej toksyczne niż endotoksyny i różnią się od niektórych szczepów bakterii. Egzotoksyny powodują tylko choroby specyficzne dla tej infekcji. Np. Clostridium tetani wytwarza toksynę tężcową. Istnieją 3 główne kategorie egzotoksyn: enterotoksyny, neurotoksyny i cytotoksyny. Te typy wskazują lokalizację działania. W przewodzie pokarmowym można zaobserwować działanie enterotoksyczne. Neurotoksyny oddziałują na neurony, a cytotoksyny zaburzają funkcjonowanie komórki gospodarza. Niektóre problemy zdrowotne spowodowane przez egzotoksyny obejmują cholerę, tężec i błonicę. Antygenowość egzotoksyn jest dość wysoka. Egzotoksyny uruchamiają układ odpornościowy i wydzielają antytoksyny, aby zniwelować toksynę.

egzotoksyna

Produkt metaboliczny rozwijającej się komórki.

choroba

endotoksyny

Infekcje dróg moczowych, dur brzuszny, meningokokowe zapalenie opon mózgowych, choroba wieńcowa, martwicze zapalenie jelit u noworodków, choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, mukowiscydoza, meningokokemia, posocznica Gram-ujemnych pręcików, wstrząs krwotoczny

Egzotoksyny

Zgorzel gazowa, szkarlatyna, błonica, zatrucie jadem kiełbasianym, tężec, biegunka związana z antybiotykami, zespół skórny.

Podsumowanie endotoksyn a egzotoksyny

Poniżej podano różnice między endotoksynami a egzotoksynami:

Tabela porównawcza endotoksyn i egzotoksyn

Termin „pirogen” pochodzi od greckiego „pyreto” – gorączka. Pirogeny to substancje, które mogą powodować wzrost temperatury ciała. Reakcja pirogenna może powodować powstawanie substancji o bardzo różnym charakterze i pochodzeniu. Pirogeny obejmują bakterie Gram-ujemne i ich toksyny, bakterie Gram-dodatnie i ich toksyny, wirusy i ich produkty przemiany materii, a także sterydy itp. W dziedzinie kontroli jakości leków do wstrzykiwań, endotoksyny bakteryjne, które są fragmentami zewnętrznej ściany bakterii Gram-ujemnych.

Bakterie Gram-ujemne mają dwuwarstwową ścianę komórkową, która otacza błonę cytoplazmatyczną. Pierwsza warstwa to bardzo cienka (grubość 1 nm) nielipidowa błona składająca się z peptydoglikanu. Jest również nazywany glikopeptydem lub mukopeptydem. Jest to złożona matryca zawierająca łańcuchy polisacharydowe połączone ze sobą wiązaniami krzyżowymi krótkich łańcuchów peptydowych. Druga warstwa ściany komórkowej to błona lipidowa o grubości 7,5 nm. To na tej zewnętrznej błonie znajdują się endotoksyny (lipopolisacharydy). Cząsteczki endotoksyn zapewniają integralność strukturalną i odpowiadają za wiele funkcji fizjologicznych, w tym określanie właściwości patogennych i antygenowych bakterii. Strukturalnie cząsteczka endotoksyny jest podzielona na trzy części - Lipid A, Cor oraz Obwód specyficzny dla O.

Łańcuch O-specyficzny Rdzeń Lipid A
Lipid A składa się z disacharydu, fosforanu i kwasów tłuszczowych. Kwasy tłuszczowe tworzące Lipid A mogą być nasycone lub nienasycone. Najczęściej Lipid A zawiera kwasy: palmitynowy, laurynowy, glutaminowy, merystynowy. Region lipidu A jest najbardziej stałym regionem cząsteczki LPS, a jego struktura jest podobna u wielu bakterii.
Łańcuch O-specyficzny lipopolisacharydy zbudowane są z powtarzających się oligosacharydów. Najczęstsze cukry tworzące łańcuch O-specyficzny to glukoza, galaktoza i ramnoza. Ten region cząsteczki nadaje jej właściwości hydrofilowe, dzięki czemu LPS są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Część polisacharydowa jest najbardziej zmienną częścią cząsteczki LPS. Często ten fragment cząsteczki nazywany jest antygenem O, ponieważ to on jest odpowiedzialny za aktywność antygenową bakterii Gram-ujemnych.
Cor- centralna część cząsteczki, która wiąże antygen O z lipidem A. Formalnie struktura rdzenia dzieli się na część zewnętrzną i wewnętrzną. Skład wewnętrznej części rdzenia zawiera zwykle reszty kwasu L-glicero-O-mannoheptozy i kwasu 2-keto-3-deoksyoktonowego (KDO). BWW zawiera 8 atomów węgla i nie występuje prawie nigdzie indziej w przyrodzie.
Oprócz lipopolisacharydów w zewnętrznej ścianie bakterii Gram-ujemnych znajdują się również białka (błona zewnętrzna składa się w ¾ z LPS, a tylko w ¼ ze składników białkowych). Białka te wraz z LPS tworzą kompleksy białkowo-lipopolisacharydowe o różnej wielkości i masie cząsteczkowej. To właśnie te kompleksy nazywane są endotoksynami bakteryjnymi. Oczyszczone preparaty stosowane jako wzorce są pozbawione fragmentów peptydowych i stanowią czysty preparat lipopolisacharydowy. Jednak termin „endotoksyny bakteryjne” jest stosowany z równym powodzeniem do naturalnych endotoksyn, które znalazły się w roztworze w wyniku niszczenia bakterii, jak i do czystych preparatów LPS.
Zewnętrzna ściana jednej bakterii Gram-ujemnej może zawierać do 3,5 miliona cząsteczek LPS. Po jej śmierci wszyscy kończą w rozwiązaniu. Endotoksyny bakterii Gram-ujemnych pozostają biologicznie aktywnymi cząsteczkami nawet po śmierci bakterii. Cząsteczka endotoksyny jest stabilna w temperaturze i łatwo wytrzymuje cykl sterylizacji w autoklawie. Niewielki rozmiar cząsteczek endotoksyn umożliwia im łatwe przechodzenie przez membrany używane do sterylizacji roztworów (0,22 µm). Dlatego endotoksyny mogą być obecne w gotowych postaciach dawkowania, nawet jeśli są wytwarzane w warunkach aseptycznych i zostały poddane końcowej sterylizacji.
Endotoksyny bakteryjne są niezwykle aktywnymi (silnymi) pirogenami. Do rozwoju napadu gorączki wystarcza obecność endotoksyn bakteryjnych w roztworze do infuzji w stężeniu 1 ng/ml (około 10 EU/ml). Inne pirogeny są mniej aktywne, a dla rozwoju odpowiedzi pirogennej ich stężenie powinno być 100-1000 razy większe. Zazwyczaj terminy „pirogen” i „endotoksyna” są używane zamiennie i chociaż nie wszystkie pirogeny są endotoksynami, najbardziej znaczące są endotoksyny bakterii Gram-ujemnych.

KATEGORIE

USG klatki piersiowej

POPULARNE ARTYKUŁY

	Dziesięć znaków miłości mężczyzny do kobiety - Zachowanie kochanka
	Cztery etapy życia i śmierci w Ajurwedzie
	Najbardziej romantyczne i kochające znaki zodiaku
	Jak zrozumieć, że kobieta cię nie kocha (znaczniki, że czas poszukać nowej)?
	„Biały Szum” i negocjacje ze światem umarłych

2022 „kingad.ru” - badanie ultrasonograficzne narządów ludzkich