Een van de koninkrijken van de levende natuur omvat eencellige levende organismen, toegewezen aan het departement Bacteriën. De meeste van hun soorten produceren speciale chemische verbindingen - exotoxinen en endotoxinen. Hun classificatie, eigenschappen en invloed op het menselijk lichaam zullen in dit artikel worden bestudeerd.
Wat zijn gifstoffen
Stoffen (voornamelijk van eiwit- of lipopolysaccharide-aard) die door een bacteriële cel in de intercellulaire vloeistof worden uitgescheiden na zijn dood, zijn bacteriële endotoxinen. Als een levend prokaryotisch organisme giftige stoffen in de gastheercel produceert, worden dergelijke verbindingen in de microbiologie exotoxinen genoemd. Ze hebben een vernietigend effect op menselijke weefsels en organen, namelijk: ze inactiveren het enzymatische apparaat op cellulair niveau, verstoren de stofwisseling. Endotoxine is een-g.webp
Lipopolysaccharide aard van bacteriële vergiften
Wetenschappers hebben ontdekt dat endotoxine een splitsingsproduct is van het buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën. Het is een complex dat bestaat uit een complex koolhydraat en lipide dat een interactie aangaat met een specifiek type celreceptor. Zo'n verbinding bestaat uit drie delen: lipide A, een oligosacharidemolecuul en een antigeen. Het is de eerste component, die in de bloedbaan terechtkomt, die het grootste schadelijke effect veroorzaakt, vergezeld van alle tekenen van ernstige vergiftiging: dyspeptische symptomen, hyperthermie, laesies van het centrale zenuwstelsel. Bloedvergiftiging met endotoxinen treedt zo snel op dat septische shock in het lichaam ontstaat.
Een ander structureel element in endotoxine is een oligosacharide die heptose bevat – C7H14O7. De centrale disaccharide kan in de bloedbaan terechtkomen en kan ook vergiftiging van het lichaam veroorzaken, maar in een mildere vorm dan wanneer lipide A in de bloedbaan terechtkomt.
Gevolgen van de invloed van endotoxinen op het menselijk lichaam
De meest voorkomende effecten van bacteriële vergiften op cellen zijn trombohemorragisch syndroom en septische shock. Het eerste type pathologie treedt op als gevolg van het binnendringen in het bloed van stoffen - toxines die de coagulatie ervan verminderen. Dit leidt tot tal van schade aan organen bestaande uit bindweefsel - het parenchym, zoals bijvoorbeeld de longen, lever, nieren. In hun parenchym treden meerdere bloedingen op en in ernstige gevallen bloedingen. Een ander type pathologieals gevolg van de werking van bacteriële vergiften is septische shock. Het leidt tot een verstoorde bloed- en lymfecirculatie, met als gevolg schendingen van het transport van zuurstof en voedingsstoffen naar vitale organen en weefsels: de hersenen, longen, nieren, lever.
Een persoon heeft een sterke toename van levensbedreigende symptomen, zoals een snelle daling van de bloeddruk, hyperthermie en zich snel ontwikkelend acuut cardiovasculair falen. Dringende medische interventie (hormonale en antibiotische therapie) stopt de werking van endotoxine en verwijdert het snel uit het lichaam.
Onderscheidende kenmerken van exotoxinen
Voordat we de specifieke kenmerken van dit soort bacteriële vergiften verduidelijken, moeten we eraan herinneren dat endotoxine een van de componenten is van het celwandlysaat van een dode gramnegatieve bacterie. Exotoxinen worden gesynthetiseerd door levende prokaryote cellen, zowel Gram-positieve als Gram-negatieve. In termen van chemische structuur zijn het uitsluitend eiwitten met een klein molecuulgewicht. Men kan zeggen dat de belangrijkste klinische manifestaties die optreden in het proces van infectieziekten juist worden veroorzaakt door het schadelijke effect van exotoxinen, die worden gevormd als gevolg van het metabolisme van de bacterie zelf.
Microbiologische studies hebben een hogere virulentie van dit type bacteriële vergiften aangetoond in vergelijking met endotoxinen. De veroorzakers van tetanus, kinkhoest, difterie produceren giftigstoffen met een eiwitkarakter. Ze zijn thermoleerbaar en worden vernietigd wanneer ze gedurende 12-25 minuten worden verwarmd in het bereik van 70 tot 95 graden Celsius.
Soorten exotoxinen
De classificatie van dit type bacteriële vergiften is gebaseerd op het principe van hun effect op celstructuren. Er wordt bijvoorbeeld onderscheid gemaakt tussen membraantoxines, ze vernietigen het membraan van de gastheercel of verstoren de diffusie en het actieve transport van ionen die door de membraandubbellaag gaan. Er zijn ook cytotoxinen. Dit zijn vergiften die inwerken op het hyaloplasma van de cel en de assimilatie- en dissimilatiereacties verstoren die optreden in het cellulaire metabolisme. Andere verbindingen - vergiften "werken" zoals enzymen, bijvoorbeeld hyaluronidase (neurominidase). Ze onderdrukken het werk van het menselijke immuunsysteem, dat wil zeggen, ze inactiveren de productie van B-lymfocyten, monocyten en macrofagen in de lymfeklieren. Dus proteasen vernietigen beschermende antilichamen en lecithinase breekt lecithine af, dat deel uitmaakt van de zenuwvezels. Dit leidt tot een schending van de geleiding van bio-impulsen en als gevolg daarvan tot een afname van de innervatie van organen en weefsels.
Cytotoxinen kunnen fungeren als detergentia en de integriteit van de lipidelaag van het gastheercelmembraan vernietigen. Bovendien zijn ze in staat om zowel individuele lichaamscellen als hun verwante weefsels te vernietigen, waardoor de vorming van biogene aminen wordt veroorzaakt, die producten zijn van metabolische reacties en toxische eigenschappen vertonen.
Werkingsmechanisme van bacteriële vergiften
Microbiologische studies hebben aangetoond dat endotoxine een complex isstructuur met 2 moleculaire centra. De eerste hecht een giftige stof aan een specifieke celreceptor en de tweede, die het membraan splitst, komt rechtstreeks in het celhyaloplasma. Daarin blokkeert het toxine metabolische reacties: eiwitbiosynthese die optreedt in ribosomen, ATP-synthese uitgevoerd door mitochondriën en nucleïnezuurreplicatie. De hoge virulentie van bacteriële peptiden, in termen van de chemische structuur van hun moleculen, wordt verklaard door het feit dat sommige toxine-loci zich voordoen als de ruimtelijke structuur van stoffen in de cel, zoals neurotransmitters, hormonen en enzymen. Hierdoor kan het toxine "het cellulaire afweersysteem omzeilen" en snel doordringen in zijn cytoplasma. De cel is dus ongewapend tegen een bacteriële infectie, omdat hij het vermogen verliest om zijn eigen beschermende stoffen te vormen: interferon, gammaglobulinen, antilichamen. Opgemerkt moet worden dat de eigenschappen van endotoxinen en exotoxinen vergelijkbaar zijn in die zin dat beide soorten bacteriële vergiften inwerken op specifieke cellen van het lichaam, dat wil zeggen dat ze een hoge specificiteit hebben.