Характеристика бактериальных токсинов

Микро- организм	Токсин	Механизм действия	Мишень	Заболевание	Роль в развитии инфекции
Мембранотоксины
C. perfringens	О- перфринго- лизин	Образование пор	Холестерин	Газовая гангрена*	?
L. monocytogenes	О- листериолизин	-"-	-"-	Пищевые системные инфекции, менингит	(+)
S. pneumoniae	Пневмолизин	-"-	-"-	Пневмония*	(+)
E. coli	Гемолизин**	-"-	Плазмати- ческая мембрана	ИМВП	(+)
S. aureus	-токсин	-"-	-"-	Абсцессы*	(+)
S. pyogenes	О- стрептолизин	-"-	-"-	Тонзилло- фарингит, скарлатина*	?
Ингибиторы синтеза белков
C. diptheriae	Дифтерийный токсин	АДФ-рибозил- трансфераза	Фактор элонгации 2	Дифтерия	+
P. aeruginosa	Экзотоксин А	-"-	-"-	Пневмония*	(+)
E.coli S. dysenteriae	Токсин Шига	N-гликозидаза	28S рРНК	Геммораги- ческий колит, ГУС	+
Активаторы вторичных мессенджеров
E.coli	CNF	Деамидаза	Rho G-белки	ИМВП	?
	LT	АДФ-рибозил- трансфераза	G-белки	Диарея	+
	ST**	Стимулирует гуанилат- циклазу	Рецептор гуанилат- циклазы	-"-	+
	CLTD**	Блокирует G2	Неизвестно	-"-	(+)
	EAST	Подобен ST(?)	-"-	-"-	?
B.anthracis	Отечный фактор	Аденилат- циклаза	АТФ	Сибирская язва	+
B. pertussis	Дермонекро- тический токсин	Деамидаза	Rho G-белок	Ринит	(+)
	Коклюшный токсин	АДФ-рибозил- трансфераза	G-белки	Коклюш	+
C. botulinum	Токсин С2	-"-	Мономерный G-актин	Ботулизм	?
	Токсин С3	-"-	Rho G-белок	Ботулизм	?
C. difficile	Токсин А	Гликозил- трансфераза	Rho G-белок	Диарея/псев- домембра- нозный колит	(+)
	Токсин В	-"-	-"-	-"-	?
V.cholerae	Холерный токсин	АДФ-рибозил- трансфераза	G-белки	Холера	+
Активаторы иммунного ответа (суперантигены)
S.aureus	Энтеротоксин	Супер-антиген	Рецептор Т-клеток и ГКГС II	Пищевые интоксикации*	+
	Энтеротоксин	Супер-антиген (и сериновая протеаза?)	-"-	Синдром «ошпареннойкожи»*	+
	Токсин синдрома токсического шока	Супер-антиген	-"-	Синдром токсического шока*	+
S.pyogenes	Пирогенные экзотоксины	Супер-антигены	-"-	Скарлатина/ синдром токсического шока**	+
Протеазы
B.anthracis	Летальный фактор	Металло-протеаза	MARKK1/ MARKK2	Сибирская язва	+
C.botulinum	Нейро-токсины A-G	Zn-металло- протеазы	VAMP/синап-тобревин, SNAP-25, синтаксин	Ботулизм	+
C. tetani	Столбнячный токсин		VAMP/синап-тобревин	Столбняк	+

Примечания. CNF – цитотоксический некротизирующий фактор; LT – термолабильный токсин; ST – термостабильный токсин; CLTD – цитолетальный разрыхляющий токсин; EAST – термостабильный токсин энтероагрегативной E.coli; ГКГС II – главный комплекс гистосовместимости II класса; MAPKK – митогенактивируемая киназа протеинкиназ; VAMP – везикулоассоциированный мембранный белок; SNAP-25 – синаптосомальноассоциированный белок; ИМВП – инфекции мочевыводящих путей; ГУС – гемолитико-уремический синдром.

* Другие заболевания также связаны с данным микроорганизмом.

** Токсин продуцируют также бактерии других родов.

+ – имеются доказанные причинно-следственные взаимоотношения между токсином и заболеванием.

(+) – роль данных токсинов в патогенезе показана на животных моделях или на клеточной культуре.

? – роль данных токсинов в патогенезе неизвестна.

Роль экзотоксинов в патогенезе заболеваний.

1. Многие факторы вирулентности продуцируются только патогенными штаммами и отсутствуют у авирулентных штаммов (энтеротоксины E. coli).

2. Штаммы одного вида могут продуцировать один (С. diphtheriae, С. tetani, В. anthracis) или несколько типов токсина, различающихся по иммунохимическим свойствам, но сходных по молекулярной структуре и механизму действия:

• V. cholerae — холероген и шигеллоподобный токсин;

• S. aureus —энтеротоксины типов А и В;

• Е. coli — LT–энтеротоксин,ST–энтеротоксин и шигеллоподобный токсин;

• 7 типов нейротоксинов С. botulinum.

3. Сходная клиническая картина заболеваний, вызываемых патогенными штаммами различных видов бактерий, связана с их способностью продуцировать одинаковые типы токсинов или различные типы токсинов со сходным механизмом действия. Четко эта закономерность прослеживается в отношении холероподобных диарей. Диарейный синдром развивается за счет холероподобных токсинов, обладающих сходными антигенными свойствами, молекулярной структурой и механизмом действия, обнаруженных у V. сhоlerae, НАГ–вибрионов, С. jejuni.

Более тяжелую холероподобную диарею вызывают термостабильные энтеротоксины (ST–энтеротоксины), которые продуцируют патогенные штаммы Е. coli, К. pneumoniae, Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis.

4. Различные клинические формы инфекционных заболеваний, вызываемые разными патогенными штаммами одного вида бактерий, связаны с их способностью продуцировать различные типы токсинов.

Различные штаммы S. aureus могут продуцировать один из 7 типов энтеротоксинов, которые вызывают энтеротоксемию. Другие штаммы S. aureus могут продуцировать два типа эксфолиатинов. Причиной синдрома стафилококкового токсического шока является «токсин синдрома стафилококкового токсического шока».

У Е. coli обнаружено 8 типов токсинов, при этом прослеживается закономерность:

• штаммы, продуцирующие LT–энтеротоксин, вызывают холероподобную диарею,

• штаммы, продуцирующие ST–энтеротоксин, вызывают более тяжелую диарею,

• штаммы, продуцирующие шигеллоподобный токсин, вызывают дизентерия-подобное заболевание.

5. Клиническая картина заболеваний не во всех случаях зависит от типа токсина, который продуцирует конкретный штамм. Дифтерийный токсин обнаружен у С. diphtheriae, С. ulcerans, С. pseudotuberculosis, шигеллезный — у S. dysenteriae, S. flexneri, E. coli, V. cholerae, V. parahaemolyticus, C. jejuni, НАГ–вибрионов. Шигеллоподобный токсин обнаружен у многих штаммов холерного вибриона, хотя они в основном вызывают холеру.

Эндотоксины

Характеристика эндотоксинов.

1. Липополисахаридные комплексы КС, главным образом Грам- бактерий, освобождаются только после гибели бактерий. Существенной частью эндотоксина считается липид А, однако токсические свойства эндотоксина определяются всей молекулой ЛПС, поскольку один липид А менее токсичен, чем молекула ЛПС в целом. Образо­вание эндотоксинов присуще энтеробактериям, бруцеллам, риккетсиям, чумной палочке.

2. Менее токсичны, чем экзотоксины.

3. Неспецифичны: в сыворотке крови переболевших людей и при иммунизации животных различными ЛПС обнаруживаются антитела низкой специфичности и наблюдается сходная клиническая картина.

4. Действуют быстро.

5. Являются гаптенами или слабыми антигенами, обладают слабой иммуногенностью. Сыворотка животного, иммунизированного эндотоксином, обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.

6. Термостабильны, не инактивируются температурой, при нагревании активность эндотоксина повышается.

7. Не инактивируются химически (не переходят в анатоксины при обработке формалином).

Сравнительная характеристика бактериальных токсинов приведена в табл. 42.

Таблица 42