Կենդանի բնության թագավորություններից մեկը ներառում է միաբջիջ կենդանի օրգանիզմներ՝ հատկացված բակտերիաների բաժնին։ Նրանց տեսակների մեծ մասն արտադրում է հատուկ քիմիական միացություններ՝ էկզոտոքսիններ և էնդոտոքսիններ։ Դրանց դասակարգումը, հատկությունները և ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա կուսումնասիրվեն այս հոդվածում։
Ինչ են տոքսինները
Նյութերը (հիմնականում սպիտակուցային կամ լիպոպոլիսախարիդային բնույթ են կրում), որոնք բակտերիաների բջջի կողմից արտազատվում են միջբջջային հեղուկի մեջ նրա մահից հետո, բակտերիալ էնդոտոքսիններ են: Եթե կենդանի պրոկարիոտ օրգանիզմը թունավոր նյութեր է արտադրում ընդունող բջիջի մեջ, ապա մանրէաբանության մեջ այդպիսի միացությունները կոչվում են էկզոտոքսիններ։ Դրանք կործանարար ազդեցություն են ունենում մարդու հյուսվածքների և օրգանների վրա, մասնավորապես՝ բջջային մակարդակում ակտիվացնում են ֆերմենտային ապարատը, խաթարում նյութափոխանակությունը։ Էնդոտոքսինը թույն է, որը վնասակար ազդեցություն ունի կենդանի բջիջների վրա, և դրա կոնցենտրացիան կարող է շատ փոքր լինել։ Մանրէաբանության մեջ հայտնի են բակտերիաների բջիջների կողմից արտազատվող մոտ 60 միացություններ։ Դիտարկենք դրանք ավելի մանրամասն:
Բակտերիալ թույների լիպոպոլիսախարիդային բնույթ
Գիտնականները պարզել են, որ էնդոտոքսինը գրամ-բացասական բակտերիաների արտաքին թաղանթի ճեղքման արդյունք է: Այն բարդ ածխաջրերից և լիպիդից բաղկացած բարդույթ է, որը փոխազդում է բջիջների հատուկ տեսակի ընկալիչների հետ: Նման միացությունը բաղկացած է երեք մասից՝ լիպիդ A, օլիգոսաքարիդ մոլեկուլ և հակագեն։ Դա արյան մեջ ներթափանցող առաջին բաղադրիչն է, որն առաջացնում է ամենամեծ վնասակար ազդեցությունը, որն ուղեկցվում է ծանր թունավորման բոլոր նշաններով՝ դիսպեպտիկ ախտանիշներ, հիպերտերմիա, կենտրոնական նյարդային համակարգի ախտահարումներ։ Արյան թունավորումն էնդոտոքսիններով տեղի է ունենում այնքան արագ, որ մարմնում սեպտիկ ցնցում է առաջանում։
Էնդոտոքսինի մեջ ներառված մեկ այլ կառուցվածքային տարր է օլիգոսաքարիդը, որը պարունակում է հեպտոզա – C7H14O7. Մտնելով արյան մեջ՝ կենտրոնական դիսաքարիդը կարող է նաև առաջացնել մարմնի թունավորում, բայց ավելի մեղմ ձևով, քան եթե լիպիդ A-ն ներթափանցի արյան մեջ:
Էնդոտոքսինների ազդեցության հետևանքները մարդու օրգանիզմի վրա
Բակտերիալ թույների ամենատարածված ազդեցությունը բջիջների վրա թրոմբոհեմորագիկ համախտանիշն է և սեպտիկ շոկը: Առաջին տեսակի պաթոլոգիան առաջանում է արյան մեջ նյութերի` տոքսինների ներթափանցման պատճառով, որոնք նվազեցնում են դրա մակարդելիությունը: Սա հանգեցնում է շարակցական հյուսվածքից բաղկացած օրգանների՝ պարենխիմայի բազմաթիվ վնասվածքների, ինչպիսիք են, օրինակ, թոքերը, լյարդը, երիկամները: Նրանց պարենխիմում առաջանում են բազմաթիվ արյունազեղումներ, իսկ ծանր դեպքերում՝ արյունահոսություն։ Մեկ այլ տեսակի պաթոլոգիաբակտերիալ թույների գործողության արդյունքում առաջանում է սեպտիկ ցնցում: Դա հանգեցնում է արյան և ավշի շրջանառության խանգարման, որի հետևանքն է թթվածնի և սննդանյութերի տեղափոխումը կենսական կարևոր օրգաններ և հյուսվածքներ՝ ուղեղ, թոքեր, երիկամներ, լյարդ։
Մարդու մոտ կտրուկ աճում են կյանքին սպառնացող ախտանիշները, ինչպիսիք են արյան ճնշման արագ անկումը, հիպերթերմիան և արագ զարգացող սրտանոթային սուր անբավարարությունը: Անհետաձգելի բժշկական միջամտությունը (հորմոնալ և հակաբիոտիկ թերապիա) դադարեցնում է էնդոտոքսինի գործողությունը և արագ հեռացնում այն օրգանիզմից։
Էկզոտոքսինների տարբերակիչ հատկություններ
Նախքան այս տեսակի բակտերիալ թույների առանձնահատկությունները պարզելը, հիշենք, որ էնդոտոքսինը մահացած գրամ-բացասական բակտերիայի բջջային պատի լիզատի բաղադրիչներից մեկն է: Էկզոտոքսինները սինթեզվում են կենդանի պրոկարիոտ բջիջների կողմից՝ ինչպես գրամ դրական, այնպես էլ գրամ-բացասական: Քիմիական կառուցվածքով դրանք բացառապես փոքր մոլեկուլային քաշ ունեցող սպիտակուցներ են։ Կարելի է ասել, որ հիմնական կլինիկական դրսևորումները, որոնք առաջանում են վարակիչ հիվանդությունների ընթացքում, պայմանավորված են հենց էկզոտոքսինների վնասակար ազդեցությամբ, որոնք ձևավորվում են բուն բակտերիաների նյութափոխանակության արդյունքում։
Մանրէաբանական ուսումնասիրություններն ապացուցել են այս տեսակի բակտերիալ թույների ավելի բարձր վիրուլենտություն՝ համեմատած էնդոտոքսինների հետ: Տետանուսի, կապույտ հազի, դիֆթերիայի հարուցիչները թունավոր են առաջացնումսպիտակուցային բնույթի նյութեր. Ջերմակայունություն ունեն և քայքայվում են 12-25 րոպե 70-ից 95 աստիճան ջերմաստիճանում տաքացնելիս։
Էկզոտոքսինների տեսակները
Այս տեսակի բակտերիալ թույների դասակարգումը հիմնված է բջջային կառուցվածքների վրա դրանց ազդեցության սկզբունքի վրա: Օրինակ՝ առանձնանում են թաղանթային տոքսինները, դրանք ոչնչացնում են հյուրընկալող բջջային թաղանթը կամ խաթարում են թաղանթային երկշերտով անցնող իոնների դիֆուզիան և ակտիվ տեղափոխումը։ Կան նաև ցիտոտոքսիններ։ Սրանք թույներ են, որոնք գործում են բջջի հիալոպլազմայի վրա և խաթարում են յուրացման և դիսիմիլացիոն ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում բջջային նյութափոխանակության մեջ։ Այլ միացություններ՝ թունավորները «աշխատում են» ինչպես ֆերմենտները, օրինակ՝ հիալուրոնիդազը (նեյրոմինիդազ): Նրանք ճնշում են մարդու իմունային համակարգի աշխատանքը, այսինքն՝ ապաակտիվացնում են ավշային հանգույցներում B լիմֆոցիտների, մոնոցիտների և մակրոֆագների արտադրությունը։ Այսպիսով, պրոթեզերոնները ոչնչացնում են պաշտպանիչ հակամարմինները, իսկ լեցիտինազը քայքայում է լեցիտինը, որը նյարդաթելերի մի մասն է: Սա հանգեցնում է բիոիմպուլսների անցկացման խախտման և, որպես հետևանք, օրգանների և հյուսվածքների նյարդայնացման նվազմանը։
Ցիտոտոքսինները կարող են գործել որպես լվացող միջոց՝ քայքայելով ընդունող բջիջների մեմբրանի լիպիդային շերտի ամբողջականությունը: Ավելին, նրանք կարողանում են ոչնչացնել մարմնի ինչպես առանձին բջիջները, այնպես էլ նրանց հարակից հյուսվածքները՝ առաջացնելով բիոգեն ամինների ձևավորում, որոնք նյութափոխանակության ռեակցիաների արտադրանք են և ցուցաբերում են թունավոր հատկություններ։
Բակտերիալ թույների գործողության մեխանիզմ
Մանրէաբանական հետազոտությունները պարզել են, որ էնդոտոքսինը բարդույթ է2 մոլեկուլային կենտրոն պարունակող կառուցվածք։ Առաջինը թունավոր նյութ է կապում կոնկրետ բջջային ռեցեպտորին, իսկ երկրորդը, պառակտելով նրա թաղանթը, անմիջապես մտնում է բջջի հիալոպլազմա: Դրանում թույնը արգելափակում է նյութափոխանակության ռեակցիաները՝ սպիտակուցի կենսասինթեզը, որը տեղի է ունենում ռիբոսոմներում, ATP-ի սինթեզը, որն իրականացվում է միտոքոնդրիումներով, և նուկլեինաթթվի վերարտադրությունը: Բակտերիալ պեպտիդների բարձր վիրուլենտությունը, իրենց մոլեկուլների քիմիական կառուցվածքի առումով, բացատրվում է նրանով, որ որոշ տոքսինների տեղաբաշխումներ դիմակավորված են որպես բջջում գտնվող նյութերի տարածական կառուցվածք, ինչպիսիք են նեյրոհաղորդիչները, հորմոնները և ֆերմենտները: Սա թույլ է տալիս թույնին «շրջանցել բջջային պաշտպանական համակարգը» և արագ ներթափանցել իր ցիտոպլազմա: Այսպիսով, բջիջը անզեն է բակտերիալ վարակի դեմ, քանի որ կորցնում է սեփական պաշտպանիչ նյութերը` ինտերֆերոն, գամմա գլոբուլիններ, հակամարմիններ ձևավորելու ունակությունը: Հարկ է նշել, որ էնդոտոքսինների և էկզոտոքսինների հատկությունները նման են նրանով, որ բակտերիալ թույների երկու տեսակներն էլ գործում են մարմնի կոնկրետ բջիջների վրա, այսինքն՝ ունեն բարձր սպեցիֆիկություն։