Bakteriálne endotoxíny. GPM.1.2.4.0006.15 Bakteriálne endotoxíny, v ktorých sa mikroorganizmy nachádzajú endotoxíny

Obsah predmetu "Patogenita mikroorganizmov. Virulencia.":
1. Patogenita mikroorganizmov. Patogénne mikroorganizmy. Patogénne mikróby.
2. Podmienečne patogénne mikroorganizmy. Oportunistické mikróby. oportúnne 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. Genotypový pokles virulencie. Fenotypový pokles virulencie. Útlm.
6. Faktory patogenity mikroorganizmov. Faktory mikrobiálnej patogenity. Schopnosť kolonizovať. Priľnavosť. kolonizačné faktory.
7. Kapsula ako faktor patogenity mikroorganizmov. Mikrobiálne inhibičné enzýmy ako faktor patogenity. Invazívnosť mikroorganizmov.
8. Toxigenita mikroorganizmov. Toxíny. Čiastočné toxíny. Cytolyzíny. Protoxíny.
9. Exotoxíny. Exotoxíny mikroorganizmov. Klasifikácia exotoxínov. skupiny exotoxínov.

Toxigénne mikroorganizmy (aktívne vylučujúce toxíny) sú do určitej miery proti patogénnym baktériám, ktoré majú toxické látky slabo difundujúce do okolia a sú pomenované (na návrh R. Pfeiffera) endotoxíny.

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

Biologická aktivita sa podobá aktivite niektorých zápalových mediátorov; endotoxémiu zvyčajne sprevádzaná horúčkou v dôsledku uvoľňovania endogénnych pyrogénov z granulocytov a monocytov. Ak sa do krvného obehu dostane značné množstvo endotoxínu, je to možné endotoxínový šok 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 vylučovať (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, difterický bacil; je tiež súčasťou vírusu chrípky. Do tejto skupiny treba zaradiť aj bakteriálne enzýmy, ktoré rozkladajú antibiotiká.

Superantigény

Niektoré toxíny (ako streptokokový Dickov toxín alebo stafylokokový enterotoxín) 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. Sú reprezentované lipopolysacharidmi a ich pridruženými proteínmi. Zvláštnosťou endotoxínov je, že sú termostabilné a po ich zničení sa uvoľňujú z bakteriálnych buniek. Endotoxíny, na rozdiel od exotoxínov, nemajú špecifický účinok. Ich toxicita a pyrogenita sú spôsobené lipidom 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 pôsobenie je 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, jadro polysacharidu 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, na rozdiel od exotoxínov, sa formalínom neodstránia a LPS sa nepremení na anatoxín.

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 Escherichia coli, Salmonella) sa niektoré exotoxíny (enterotoxíny) syntetizujú len za určitých podmienok priamo v infikovanom organizme a často sa ukladajú v cytoplazme, pričom sa z bunky uvoľňujú až po jej zničení.

Všetky známe bakteriálne exotoxíny sú proteíny, medzi nimi sú termolabilné a termostabilné. Ich hlavné vlastnosti sú spojené s proteínovou povahou exotoxínov: majú vysokú účinnosť (najsilnejšie toxíny v prírode sú mikrobiálneho pôvodu), vysokú selektivitu a s ňou spojenú špecifickosť účinku (obraz tetanu u laboratórnych zvierat je rovnaký , pri infikovaní patogénom aj jeho exotoxínom), ktoré sa prejavia po určitom latentnom období. Exotoxíny sú silné antigény a niektoré sú dokonca superantigény. Vyvolávajú v tele tvorbu protilátok, teda antitoxínov, ktoré neutralizujú ich pôsobenie. Pri liečbe formalínom sa exotoxíny neutralizujú a premieňajú na toxoidy. Anatoxíny 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. Je to jedna z hlavných metód pôrodu 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 tvorené lipidmi (lipopolysacharidmi), zatiaľ čo exotoxíny sú tvorené bielkovinami.

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 vonkajšom obale bunkovej steny v gramových baktériách. 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 sú na svojom substráte menej aktívne a málo aktívne. 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 pri vývoji organizmu uvoľňujú extracelulárne. Exotoxíny sú nákazlivé toxíny, ktoré sa šíria z miesta infekcie do iných častí tela a spôsobujú poškodenie. Sú to rozpustné proteíny, ktoré pôsobia ako enzýmy. Exotoxín je schopný spôsobiť poškodenie hostiteľa zničením buniek alebo narušením normálneho bunkového metabolizmu. Exotoxíny sú veľmi účinné a môžu poškodiť 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 bakteriálnych kmeňov. 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, zatiaľ čo cytotoxíny narúšajú fungovanie hostiteľskej bunky. Niektoré zo zdravotných problémov 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.

choroba

endotoxíny

Infekcie močových ciest, týfus, meningokoková meningitída, ochorenie koronárnych artérií, neonatálna nekrotizujúca enterokolitída, Crohnova choroba a ulcerózna kolitída, cystická fibróza, meningokokémia, sepsa gramnegatívnej tyčinky, 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. Pyrogénna reakcia môže spôsobiť látky veľmi odlišného 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, 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 spojené navzájom krížovými väzbami 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, Kor a O-špecifický obvod.

O-špecifický reťazec Core Lipid A
Lipid A pozostáva z disacharidu, fosfátu a mastných kyselín. Mastné kyseliny, ktoré tvoria lipid A, môžu byť nasýtené alebo nenasýtené. Lipid A najčastejšie obsahuje kyseliny: palmitovú, laurovú, glutámovú, meristovú. Oblasť lipidu A je najkonštantnejšia oblasť molekuly LPS a jej štruktúra je podobná u mnohých baktérií.
O-špecifický reťazec lipopolysacharidy sú postavené z opakujúcich sa oligosacharidov. Najbežnejšie cukry, ktoré tvoria O-špecifický reťazec, sú glukóza, galaktóza a ramnóza. Táto oblasť molekuly jej dáva hydrofilné vlastnosti, vďaka ktorým sú LPS vysoko rozpustné vo vode. Polysacharidová časť je najvariabilnejšou časťou molekuly LPS. Tento fragment molekuly sa často nazýva O-antigén, pretože je to on, kto je zodpovedný za antigénnu aktivitu gramnegatívnych baktérií.
Kor- centrálna časť molekuly, ktorá viaže O-antigén na Lipid A. Formálne sa štruktúra jadra delí na vonkajšiu a vnútornú časť. Zloženie vnútornej časti jadra zvyčajne zahŕňa zvyšky L-glycero-O-mannoheptózy a kyseliny 2-keto-3-deoxyoktónovej (KDO). BWW obsahuje 8 atómov uhlíka a nenachádza sa takmer nikde inde v prírode.
Vonkajšia stena gramnegatívnych baktérií obsahuje okrem lipopolysacharidov aj proteíny (vonkajšia membrána pozostáva zo ¾ LPS a len z ¼ proteínových zložiek). 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 lipopolysacharidový prípravok. Pojem "bakteriálne endotoxíny" sa však s rovnakým úspechom používa na prirodzené endotoxíny, ktoré skončili v roztoku v dôsledku zničenia baktérií, a 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 µm). Preto môžu byť endotoxíny prítomné v hotových dávkových formách, aj keď sú vyrábané za aseptických podmienok a prešli finálnou sterilizáciou.
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 pre rozvoj pyrogénnej reakcie by ich koncentrácia mala byť 100-1000-krát väčšia. Termíny "pyrogén" a "endotoxín" sa zvyčajne používajú zameniteľné, a hoci nie všetky pyrogény sú endotoxíny, najvýznamnejšie sú endotoxíny gramnegatívnych baktérií.

KATEGÓRIE

POPULÁRNE ČLÁNKY

	Negácia nie so slovesami (v osobnom tvare, v infinitíve, v tvare gerundia) sa píše samostatne: nebrať, nebol, nevedieť, pomaly
	Prezentácia, správa o hlavných črtách filozofie renesancie
	Štýl beletrie
	Deti zeme Prezentácia Sme deti zeme pre záhradu
	Prezentácia na tému bariéry v komunikácii, prácu vykonali žiaci Bez komunikácie sa zomkneme do seba.

2022 "kingad.ru" - ultrazvukové vyšetrenie ľudských orgánov