Bakteriálne endotoxíny. GPM.1.2.4.0006.15 Bakteriálne endotoxíny Ktoré mikroorganizmy obsahujú endotoxíny

Obsah témy "Patogenita mikroorganizmov. Virulencia.":
1. Patogenita mikroorganizmov. Patogénne mikroorganizmy. Patogénne mikróby.
2. Oportunistické mikroorganizmy. Oportunistické mikróby. Oportunistické patogény. Nepatogénne mikroorganizmy.
3. Obligátne parazity. Fakultatívne parazity. Náhodné parazity. Patogenita. Čo je patogenita?
4. Virulencia. Čo je virulencia? Kritériá virulencie. Smrteľná dávka (DL, LD). Infekčná dávka (ID).
5. Genetická kontrola patogenity a virulencie. Genotypové zníženie virulencie. Fenotypové zníženie virulencie. Útlm.
6. Faktory patogenity mikroorganizmov. Faktory patogenity mikróbov. Schopnosť kolonizovať. Priľnavosť. Faktory kolonizácie.
7. Kapsula ako faktor patogenity mikroorganizmov. Inhibujúce enzýmy mikróbov ako faktory patogenity. Invazívnosť mikroorganizmov.
8. Toxigenita mikroorganizmov. Toxíny. Čiastočné toxíny. Cytolyzíny. Protoxíny.
9. Exotoxíny. Exotoxíny mikroorganizmov. Klasifikácia exotoxínov. Skupiny exotoxínov.

Toxigénnym mikroorganizmom (aktívne vylučujúcim toxíny) do určitej miery odporujú patogénne baktérie, ktoré majú toxické látky slabo difundujúce do okolia a nazývajú sa (na návrh R. Pfeiffera) endotoxíny.

Endotoxíny- integrálne zložky bunkovej steny gramnegatívnych baktérií; väčšina z nich sa uvoľní až po smrti bakteriálnej bunky. Sú reprezentované komplexom proteínov, lipidových a polysacharidových zvyškov. Všetky skupiny molekuly sú zodpovedné za prejav biologického účinku endotoxín.

Biologická aktivita sa podobá aktivite niektorých zápalových mediátorov; endotoxémiu zvyčajne sprevádzaná horúčkou spôsobenou uvoľňovaním endogénnych pyrogénov z granulocytov a monocytov. Ak sa do krvného obehu dostane značné množstvo endotoxínu, je to možné endotoxínový šok, ktorá sa zvyčajne končí smrťou pacienta.

Bakteriálne endotoxíny vykazujú relatívne slabý imunogénny účinok a imunitné séra nie sú schopné úplne blokovať ich toxické účinky. Niektoré baktérie môžu súčasne syntetizovať exotoxíny a uvoľňovať (keď umierajú) endotoxíny (napríklad toxigénne Escherichia coli a Vibrio cholerae).

Exoenzýmy

Mali by sa zvážiť dôležité faktory patogenity exoenzýmy(napríklad lecitináza, hyaluronidáza, kolagenáza a pod.), narúšajú homeostázu buniek a tkanív, čo vedie k ich poškodeniu. Schopnosť tvoriť exoenzýmy do značnej miery určuje invazívnosť baktérií – schopnosť prenikať cez sliznice, spojivové tkanivá a iné bariéry. Hyaluronidáza napríklad rozkladá kyselinu hyalurónovú, ktorá je súčasťou medzibunkovej látky, čím sa zvyšuje priepustnosť rôznych tkanív. Tento enzým je syntetizovaný baktériami rodov Clostridium, Streptococcus, Staphylococcus atď. Neuraminidáza uľahčuje prekonávanie hlienovej vrstvy, prienik do buniek a distribúciu v medzibunkových priestoroch. Neuraminidázu vylučuje cholera vibrios a difterický bacil; je tiež súčasťou vírusu chrípky. Do tejto skupiny treba zaradiť aj bakteriálne enzýmy, ktoré rozkladajú antibiotiká.

Superantigény

Niektoré toxíny (napríklad Dickov toxín streptokokov alebo enterotoxín stafylokokov) môžu pôsobiť ako superantigény, čo spôsobuje polyklonálnu aktiváciu rôznych klonov lymfocytov. Polyklonálna aktivácia je sprevádzaná hypersekréciou lymfokínov s rozvojom cytokínmi sprostredkovanej intoxikácie.

Endotoxíny sa nachádzajú iba v gramnegatívnych baktériách. Predstavujú ich lipopolysacharidy a pridružené proteíny. Zvláštnosťou endotoxínov je, že sú tepelne stabilné a po ich zničení sa uvoľňujú z bakteriálnych buniek. Endotoxíny, na rozdiel od exotoxínov, nemajú špecifický účinok. Ich toxicitu a pyrogenitu spôsobuje lipid A, ktorý je súčasťou LPS a má podobnú štruktúru v rôznych gramnegatívnych baktériách. Pyrogénny účinok endotoxínov nie je spojený s ich priamym účinkom na termoregulačné centrá mozgu. Vyvolávajú uvoľňovanie niektorých pyrogénnych látok z polymorfonukleárnych leukocytov. Endotoxíny sú zápalové činidlá; zvyšujú priepustnosť kapilár a pôsobia deštruktívne na bunky. Ich zápalové a pyrogénne účinky sú nešpecifické. Rôznorodosť prejavov otravy endotoxínmi je spôsobená nielen samotným LPS, ale aj uvoľňovaním mnohých biologicky aktívnych zlúčenín, ktorých syntézu vyvoláva u ľudí a zvierat (histamín, serotonín, prostaglandíny, leukotriény atď. celkom 20). Tieto látky spôsobujú poruchy v rôznych orgánoch a tkanivách.

Všetky tri zložky LPS – lipid A, polysacharidové jadro a jeho bočný reťazec opakujúcich sa cukrov – majú výrazné antigénne vlastnosti. LPS stimuluje syntézu interferónov, aktivuje komplementový systém pozdĺž klasickej dráhy, má mitogénny účinok na lymfocyty, ako aj alergénny účinok. Jeho toxické vlastnosti sa na rozdiel od exotoxínov neodstraňujú úpravou formaldehydom a LPS sa nepremieňa na toxoid.

Exotoxíny. Produkujú ich grampozitívne aj gramnegatívne baktérie. V grampozitívnych baktériách sa exotoxíny aktívne vylučujú cez KM a bunkovú stenu do prostredia pomocou špeciálnych sekrečných systémov. V gramnegatívnych baktériách (Vibrio cholerae, toxigénne E. coli, Salmonella) sa niektoré exotoxíny (enterotoxíny) syntetizujú len za určitých podmienok priamo v infikovanom organizme a často sa ukladajú v cytoplazme, z bunky sa uvoľňujú až po jej zničení.

Všetky známe bakteriálne exotoxíny sú proteíny, medzi nimi sú tepelne labilné a tepelne stabilné. Ich hlavné vlastnosti sú spojené s proteínovou povahou exotoxínov: majú vysokú účinnosť (najsilnejšie toxíny v prírode sú mikrobiálneho pôvodu), vysokú selektivitu as tým spojenú špecifickosť účinku (obraz tetanu u laboratórnych zvierat je rovnaký, a to ako pri sú infikované patogénom a jeho exotoxínom), čo sa prejaví po určitom latentnom období. Exotoxíny sú silné antigény a niektoré sú dokonca superantigény. Vyvolávajú v tele tvorbu protilátok, teda antitoxínov, ktoré neutralizujú ich účinok. Pri liečbe formalínom sa exotoxíny neutralizujú a premieňajú na toxoidy. Toxoidy nemajú toxické vlastnosti, ale zachovávajú si schopnosť indukovať syntézu antitoxínov, preto sa široko používajú na vytvorenie umelej imunity proti záškrtu, tetanu, botulizmu a iným ochoreniam.

Toxigenéza zahŕňa produkciu toxínov patogénnymi baktériami. Toto je jeden z hlavných spôsobov prenosu chorôb a chorôb spôsobených baktériami. 2 kategórie toxínov, ktoré vedú k rôznym infekciám a chorobám; endotoxíny a exotoxíny a líšia sa v závislosti od ich chemickej povahy. Endotoxíny sú bakteriálne toxíny zložené z lipidov (lipopolysacharidov), zatiaľ čo exotoxíny sú zložené z bielkovín.

Čo sú to endotoxíny?

Endotoxíny sú lipopolysacharidy produkované gramnegatívnymi baktériami. Endotoxíny sú viazané bunkami a sú produkované len vtedy, keď sú bunky lyzované. Entotoxíny sú prítomné vo vonkajšej membráne bunkovej steny u Gramových baktérií. Endotoxíny sa tiež nazývajú lipopolysacharidy a sú prítomné v bunkách E coli, Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Haemophilus influenza, Neisseria a Vibrio cholerae. Endotoxíny sa zvyčajne vylučujú bakteriálnym vývojom v dôsledku pôsobenia určitých antibiotík alebo pôsobením fagocytárneho trávenia.

Endotoxíny vykazujú menšiu aktivitu a nie sú príliš aktívne na svojom substráte. Sú tepelne odolné. Vonkajšia stena baktérií je nepriepustná pre veľké molekuly a molekuly, ktoré sa nedokážu rozpustiť vo vode a chrániť sa pred vonkajším prostredím.

Tieto toxíny sú súčasťou tejto ochrannej aktivity. Pôsobí na hostiteľa počas kolonizácie. Okrem toho endotoxíny vykazujú slabú antigenicitu.

Čo sú to exotoxíny?

Exotoxíny sú toxíny, ktoré sa uvoľňujú extracelulárne, keď sa telo vyvíja. Exotoxíny sú nákazlivé toxíny, ktoré sa šíria z miesta infekcie do iných častí tela a spôsobujú poškodenie. Sú to rozpustné proteíny, ktoré fungujú ako enzýmy. Exotoxín je schopný spôsobiť poškodenie hostiteľa zničením buniek alebo narušením normálneho bunkového metabolizmu. Exotoxíny sú veľmi silné a môžu spôsobiť poškodenie hostiteľa. Exotoxíny sa uvoľňujú v dôsledku ich rýchleho rastu alebo počas bunkovej lýzy. Gram+ aj gram-baktérie produkujú exotoxíny.

Exotoxíny sú toxickejšie ako endotoxíny a líšia sa od určitých kmeňov baktérií. Exotoxíny spôsobujú ochorenia špecifické len pre túto infekciu. Napr. Clostridium tetani produkuje tetanový toxín. Existujú 3 hlavné kategórie exotoxínov: enterotoxíny, neurotoxíny a cytotoxíny. Tieto typy označujú miesto činnosti. Enterotoxickú aktivitu možno pozorovať v gastrointestinálnom trakte. Neurotoxíny vykonávajú svoje funkcie na neurónoch a cytotoxíny narúšajú fungovanie hostiteľskej bunky. Niektoré zo zdravotných porúch spôsobených exotoxínmi zahŕňajú choleru, tetanus a záškrt. Antigenicita exotoxínov je pomerne vysoká. Exotoxíny spúšťajú imunitný systém a vylučujú antitoxíny, aby ničili toxín.

exotoxín

Metabolický produkt vyvíjajúcej sa bunky.

choroby

endotoxíny

Infekcie močových ciest, týfus, meningokoková meningitída, ochorenie koronárnych artérií, neonatálna nekrotizujúca enterokolitída, Crohnova choroba a ulcerózna kolitída, cystická fibróza, meningokokémia, sepsa s gramnegatívnymi tyčinkami, hemoragický šok

Exotoxíny

Plynová gangréna, šarlach, záškrt, botulizmus, tetanus, hnačka spojená s antibiotikami, kožný syndróm.

Súhrn endotoxínov vs. exotoxínov

Rozdiely medzi endotoxínmi a exotoxínmi sú uvedené nižšie:

Porovnávacia tabuľka pre endotoxíny a exotoxíny

Pojem „pyrogén“ pochádza z gréckeho „pyreto“ – horúčka. Pyrogény sú látky, ktoré môžu spôsobiť zvýšenie telesnej teploty. Pyrogénne reakcie môžu vyvolať látky rôzneho charakteru a pôvodu. Medzi pyrogény patria gramnegatívne baktérie a ich toxíny, grampozitívne baktérie a ich toxíny, vírusy a ich metabolické produkty, ako aj steroidy atď. V oblasti kontroly kvality injekčných liekov majú praktický význam bakteriálne endotoxíny,čo sú fragmenty vonkajšej steny gramnegatívnych baktérií.

Gramnegatívne baktérie majú dvojvrstvovú bunkovú stenu, ktorá obklopuje cytoplazmatickú membránu. Prvá vrstva je veľmi tenká (1 nm hrubá) nelipidová membrána pozostávajúca z peptidoglykánu. Nazýva sa tiež glykopeptid alebo mukopeptid. Ide o komplexnú matricu obsahujúcu polysacharidové reťazce navzájom spojené zosieťovaním krátkych peptidových reťazcov. Druhou vrstvou bunkovej steny je lipidová membrána s hrúbkou 7,5 nm. Práve na tejto vonkajšej membráne sa nachádzajú endotoxíny (lipopolysacharidy). Molekuly endotoxínu poskytujú štrukturálnu integritu a sú zodpovedné za mnohé fyziologické funkcie, vrátane určovania patogénnych a antigénnych vlastností baktérií. Štrukturálne je molekula endotoxínu rozdelená na tri časti - Lipid A, Core A O-špecifický reťazec.

O-špecifický reťazec Core Lipid A
Lipid A pozostáva z disacharidov, fosfátov a mastných kyselín. Mastné kyseliny, ktoré tvoria lipid A, môžu byť nasýtené alebo nenasýtené. Najbežnejšie kyseliny v lipide A sú: palmitová, laurová, glutámová a meristická. Oblasť lipidu A je najkonštantnejšia oblasť molekuly LPS a jej štruktúra je podobná u mnohých baktérií.
O-špecifický reťazec lipopolysacharidy sú vytvorené z opakujúcich sa oligosacharidov. Najbežnejšie cukry, ktoré tvoria O-špecifický reťazec, sú glukóza, galaktóza a ramnóza. Táto časť molekuly jej dodáva hydrofilné vlastnosti, vďaka ktorým je LPS vysoko rozpustný vo vode. Polysacharidová časť je najvariabilnejšou časťou molekuly LPS. Tento fragment molekuly sa často nazýva O-antigén, pretože je zodpovedný za antigénnu aktivitu gramnegatívnych baktérií.
Core- centrálna časť molekuly, ktorá viaže O-antigén na Lipid A. Formálne sa štruktúra jadra delí na vonkajšiu a vnútornú časť. Vnútorná časť jadra zvyčajne obsahuje zvyšky L-glycero-O-mannoheptózy a kyseliny 2-keto-3-deoxyoktónovej (KDO). KDO obsahuje 8 atómov uhlíka a nenachádza sa takmer nikde inde v prírode.
Vonkajšia stena gramnegatívnych baktérií obsahuje okrem lipopolysacharidov aj proteíny (vonkajšia membrána je ¾ LPS a iba ¼ sú proteínové zložky). Tieto proteíny spolu s LPS tvoria proteín-lipopolysacharidové komplexy rôznych veľkostí a molekulových hmotností. Práve tieto komplexy sa nazývajú bakteriálne endotoxíny. Purifikované prípravky, ktoré sa používajú ako štandardy, neobsahujú peptidové fragmenty a predstavujú čistý prípravok lipopolysacharidu. Pojem „bakteriálne endotoxíny“ sa však rovnako dobre používa na prirodzené endotoxíny, ktoré sa objavujú v roztoku v dôsledku bakteriálnej deštrukcie, ako aj na čisté prípravky LPS.
Vonkajšia stena jednej gramnegatívnej baktérie môže obsahovať až 3,5 milióna molekúl LPS. Po jej smrti všetky skončia v riešení. Endotoxíny gramnegatívnych baktérií zostávajú biologicky aktívnymi molekulami aj po smrti baktérií. Molekula endotoxínu je teplotne stabilná a ľahko znáša sterilizačný cyklus v autokláve. Malá veľkosť molekúl endotoxínu im umožňuje ľahko prejsť cez membrány používané na sterilizáciu roztokov (0,22 mikrónov). Preto môžu byť endotoxíny prítomné v hotových dávkových formách, dokonca aj tých, ktoré sa vyrábajú za aseptických podmienok a podstupujú konečnú sterilizáciu.
Bakteriálne endotoxíny sú mimoriadne aktívne (silné) pyrogény. Na rozvoj febrilného záchvatu postačuje prítomnosť bakteriálnych endotoxínov v infúznom roztoku v koncentrácii 1 ng/ml (asi 10 EU/ml). Ostatné pyrogény sú menej aktívne a na rozvoj pyrogénnej reakcie musí byť ich koncentrácia 100-1000-krát vyššia. Typicky sa pojmy „pyrogény“ a „endotoxíny“ používajú zameniteľne, a hoci nie všetky pyrogény sú endotoxíny, najvýznamnejšie sú endotoxíny gramnegatívnych baktérií.

KATEGÓRIE

POPULÁRNE ČLÁNKY

	Cituje výroky o ruských vládcoch cároch a cisároch
	Vymažte náhodné prvky a uvidíte: svet je krásny, aký krásny je tento svet.
	Filozofické výroky
	Citáty a aforizmy o mori
	Svetlana Alexievich: biografia, osobný život a kreativita

2023 „kingad.ru“ - ultrazvukové vyšetrenie ľudských orgánov