אחת ממלכות הטבע החי כוללת אורגניזמים חיים חד-תאיים, המוקצים למחלקת החיידקים. רוב המינים שלהם מייצרים תרכובות כימיות מיוחדות - אקזוטוקסינים ואנדוטוקסינים. סיווגם, תכונותיהם והשפעתם על גוף האדם נלמד במאמר זה.
מהם רעלים
חומרים (בעיקר בעלי אופי חלבוני או ליפופוליסכריד) המופרשים על ידי תא חיידקי לנוזל הבין-תאי לאחר מותו הם אנדוטוקסינים חיידקיים. אם אורגניזם פרוקריוטי חי מייצר חומרים רעילים לתוך התא המארח, אז במיקרוביולוגיה תרכובות כאלה נקראות אקזוטוקסינים. יש להם השפעה הרסנית על רקמות ואיברים אנושיים, כלומר: הם משביתים את המנגנון האנזימטי ברמה התאית, משבשים את חילוף החומרים. אנדוטוקסין הוא רעל בעל השפעה מזיקה על תאים חיים, וריכוזו יכול להיות קטן מאוד. במיקרוביולוגיה ידועות כ-60 תרכובות המופרשות על ידי תאי חיידקים. שקול אותם ביתר פירוט.
טבעי ליפופוליסכריד של רעלים חיידקיים
מדענים מצאו שאנדוטוקסין הוא תוצר מחשוף של הממברנה החיצונית של חיידקים גראם-שליליים. זהו קומפלקס המורכב מפחמימה מורכבת ושומנים המקיימים אינטראקציה עם סוג מסוים של קולטן תאים. תרכובת כזו מורכבת משלושה חלקים: ליפיד A, מולקולת אוליגוסכריד ואנטיגן. זהו המרכיב הראשון, הנכנס לזרם הדם, שגורם להשפעה המזיקה הגדולה ביותר, מלווה בכל סימני הרעלה חמורה: תסמינים דיספפטיים, היפרתרמיה, נגעים של מערכת העצבים המרכזית. הרעלת דם עם אנדוטוקסינים מתרחשת כל כך מהר עד שמתפתח הלם ספטי בגוף.
אלמנט מבני נוסף הכלול באנדוטוקסין הוא אוליגוסכריד המכיל הפטוזה – C7H14O7. בכניסה לזרם הדם, הדו-סוכר המרכזי עלול לגרום גם להרעלת הגוף, אך בצורה קלה יותר מאשר אם שומנים A חודר לזרם הדם.
השלכות השפעת האנדוטוקסינים על גוף האדם
ההשפעות הנפוצות ביותר של רעל חיידקים על תאים הן תסמונת תרומבוהמורגית והלם ספטי. הסוג הראשון של פתולוגיה מתרחש עקב כניסה לדם של חומרים - רעלים המפחיתים את קרישתו. זה מוביל לנזקים רבים לאיברים המורכבים מרקמת חיבור - הפרנכימה, כמו, למשל, הריאות, הכבד, הכליות. בפרנכימה שלהם מתרחשים שטפי דם מרובים, ובמקרים חמורים, דימום. סוג אחר של פתולוגיהכתוצאה מפעולה של רעלים חיידקיים הוא הלם ספטי. זה מוביל לפגיעה בזרימת הדם והלימפה, שהשלכותיה הן הפרות של הובלת חמצן וחומרי תזונה לאיברים ורקמות חיוניות: המוח, הריאות, הכליות, הכבד.
לאדם יש עלייה חדה בתסמינים מסכני חיים, כמו ירידה מהירה בלחץ הדם, היפרתרמיה ואי ספיקת לב וכלי דם חריפה המתפתחת במהירות. התערבות רפואית דחופה (טיפול הורמונלי ואנטיביוטי) עוצרת את פעולת האנדוטוקסין ומוציאה אותו במהירות מהגוף.
מאפיינים ייחודיים של אקזוטוקסינים
לפני שנבהיר את הפרטים הספציפיים של סוג זה של רעלים חיידקיים, הבה נזכיר שאנדוטוקסין הוא אחד המרכיבים של הליזאט של דופן התא של חיידק גרם שלילי מת. אקזוטוקסינים מסונתזים על ידי תאים פרוקריוטים חיים, הן גראם חיובי והן גראם שלילי. מבחינת המבנה הכימי, הם אך ורק חלבונים בעלי משקל מולקולרי קטן. ניתן לומר כי הביטויים הקליניים העיקריים המתרחשים בתהליך של מחלות זיהומיות נגרמים דווקא מהשפעתם המזיקה של אקזוטוקסינים, הנוצרים כתוצאה מחילוף החומרים של החיידק עצמו.
מחקרים מיקרוביולוגיים הוכיחו ארסיות גבוהה יותר של סוג זה של רעלים חיידקיים בהשוואה לאנדוטוקסינים. הגורמים הגורמים לטטנוס, שעלת, דיפתריה מייצרים רעיליםחומרים בעלי אופי חלבוני. יש להם יכולת חום והם נהרסים בחימום בטווח של 70 עד 95 מעלות צלזיוס למשך 12-25 דקות.
סוגי אקזוטוקסינים
הסיווג של סוג זה של רעלים חיידקיים מבוסס על עקרון השפעתם על מבני תאים. לדוגמה, רעלני ממברנה נבדלים, הם הורסים את קרום התא המארח או משבשים את הדיפוזיה וההובלה הפעילה של יונים העוברים דרך דו-שכבת הממברנה. יש גם ציטוטוקסינים. אלו הם רעלים הפועלים על ההיאלופלזמה של התא ומשבשים את תגובות ההטמעה וההתפרקות המתרחשות במטבוליזם התא. תרכובות אחרות - רעלים "פועלים" כמו אנזימים, למשל, היאלורונידאז (נוירומינידאז). הם מדכאים את העבודה של מערכת החיסון האנושית, כלומר, הם משביתים את הייצור של לימפוציטים מסוג B, מונוציטים ומקרופאגים בבלוטות הלימפה. אז פרוטאזות הורסים נוגדנים מגנים, ולציתינאז מפרק לציטין, שהוא חלק מסיבי העצב. זה מוביל להפרה של הולכה של ביו-אימפולסים, וכתוצאה מכך, לירידה בעצבוב של איברים ורקמות.
ציטוטוקסינים יכולים לפעול כחומרי ניקוי, ולהרוס את שלמות שכבת הליפיד של קרום התא המארח. יתרה מכך, הם מסוגלים להרוס גם תאים בודדים של הגוף וגם את המקורבים להם - רקמות, מה שגורם להיווצרות אמינים ביוגניים, שהם תוצרים של תגובות מטבוליות ומפגינים תכונות רעילות.
מנגנון הפעולה של רעלים חיידקיים
מחקרים מיקרוביולוגיים קבעו שאנדוטוקסין הוא מורכבמבנה המכיל 2 מרכזים מולקולריים. הראשון מצמיד חומר רעיל לקולטן תא מסוים, והשני, מפצל את הממברנה שלו, נכנס ישירות לתוך ההיאלופלזמה של התא. בו, הרעלן חוסם תגובות מטבוליות: ביוסינתזה של חלבון המתרחשת בריבוזומים, סינתזת ATP המתבצעת על ידי מיטוכונדריה ושכפול חומצות גרעין. הארסיות הגבוהה של פפטידים חיידקיים, במונחים של המבנה הכימי של המולקולות שלהם, מוסברת בעובדה שכמה לוקוסים של רעלנים מתחפשים למבנה המרחבי של חומרים בתא, כמו נוירוטרנסמיטורים, הורמונים ואנזימים. זה מאפשר לרעלן "לעקוף את מערכת ההגנה התאית" ולחדור במהירות לתוך הציטופלזמה שלו. לפיכך, התא אינו חמוש מפני זיהום חיידקי, שכן הוא מאבד את היכולת ליצור חומרי הגנה משלו: אינטרפרון, גמא גלובולינים, נוגדנים. יש לציין שתכונות האנדוטוקסינים והאקזוטוקסינים דומות בכך ששני סוגי הרעלים החיידקיים פועלים על תאים ספציפיים בגוף, כלומר, יש להם סגוליות גבוהה.
