ცოცხალი ბუნების ერთ-ერთი სამეფო მოიცავს უჯრედულ ცოცხალ ორგანიზმებს, რომლებიც გამოყოფილია ბაქტერიების განყოფილებაში. მათი სახეობების უმეტესობა გამოიმუშავებს სპეციალურ ქიმიურ ნაერთებს - ეგზოტოქსინებს და ენდოტოქსინებს. მათი კლასიფიკაცია, თვისებები და გავლენა ადამიანის სხეულზე ამ სტატიაში იქნება შესწავლილი.
რა არის ტოქსინები
ნივთიერებები (ძირითადად ცილოვანი ან ლიპოპოლისაქარიდური ხასიათისაა), რომლებიც გამოიყოფა ბაქტერიის უჯრედის მიერ მისი სიკვდილის შემდეგ უჯრედშორის სითხეში, არის ბაქტერიული ენდოტოქსინები. თუ ცოცხალი პროკარიოტული ორგანიზმი აწარმოებს ტოქსიკურ ნივთიერებებს მასპინძელ უჯრედში, მაშინ მიკრობიოლოგიაში ასეთ ნაერთებს ეგზოტოქსინები ეწოდება. ისინი დამანგრეველ ზემოქმედებას ახდენენ ადამიანის ქსოვილებსა და ორგანოებზე, კერძოდ: უჯრედულ დონეზე ახდენენ ფერმენტულ აპარატის ინაქტივაციას, არღვევენ ნივთიერებათა ცვლას. ენდოტოქსინი არის შხამი, რომელიც მავნე გავლენას ახდენს ცოცხალ უჯრედებზე და მისი კონცენტრაცია შეიძლება იყოს ძალიან მცირე. მიკრობიოლოგიაში ცნობილია ბაქტერიული უჯრედების მიერ გამოყოფილი 60-მდე ნაერთი. განიხილეთ ისინი უფრო დეტალურად.
ბაქტერიული შხამების ლიპოპოლისაქარიდური ბუნება
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ენდოტოქსინი არის გრამუარყოფითი ბაქტერიების გარე მემბრანის დაშლის პროდუქტი. ეს არის რთული ნახშირწყლებისა და ლიპიდისგან შემდგარი კომპლექსი, რომელიც ურთიერთქმედებს კონკრეტული ტიპის უჯრედის რეცეპტორებთან. ასეთი ნაერთი შედგება სამი ნაწილისაგან: ლიპიდი A, ოლიგოსაქარიდის მოლეკულა და ანტიგენი. ეს არის პირველი კომპონენტი, რომელიც შედის სისხლში, რომელიც იწვევს უდიდეს დამაზიანებელ ეფექტს, რომელსაც თან ახლავს მძიმე მოწამვლის ყველა ნიშანი: დისპეფსიური სიმპტომები, ჰიპერთერმია, ცენტრალური ნერვული სისტემის დაზიანება. ენდოტოქსინებით სისხლის მოწამვლა იმდენად სწრაფად ხდება, რომ ორგანიზმში სეპტიური შოკი ვითარდება.
ენდოტოქსინში შემავალი კიდევ ერთი სტრუქტურული ელემენტია ოლიგოსაქარიდი, რომელიც შეიცავს ჰეპტოზას - C7H14O7. სისხლძარღვში შეყვანისას ცენტრალურმა დისაქარიდმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს სხეულის ინტოქსიკაცია, მაგრამ უფრო მსუბუქი ფორმით, ვიდრე ლიპიდი A შედის სისხლში.
ენდოტოქსინების ზემოქმედების შედეგები ადამიანის ორგანიზმზე
უჯრედებზე ბაქტერიული შხამების ყველაზე გავრცელებული ზემოქმედებაა თრომბოჰემორაგიული სინდრომი და სეპტიური შოკი. პათოლოგიის პირველი ტიპი წარმოიქმნება სისხლში ნივთიერებების - ტოქსინების შეყვანის გამო, რომლებიც ამცირებენ მის შედედებას. ეს იწვევს შემაერთებელი ქსოვილისგან შემდგარი ორგანოების მრავალრიცხოვან დაზიანებას - პარენქიმას, როგორიცაა, მაგალითად, ფილტვები, ღვიძლი, თირკმელები. მათ პარენქიმაში მრავლობითი სისხლდენა ხდება, მძიმე შემთხვევებში კი სისხლდენა. სხვა ტიპის პათოლოგიაბაქტერიული შხამების მოქმედების შედეგად არის სეპტიური შოკი. ეს იწვევს სისხლისა და ლიმფის მიმოქცევის დარღვევას, რის შედეგადაც ხდება ჟანგბადის და საკვები ნივთიერებების ტრანსპორტირების დარღვევა სასიცოცხლო მნიშვნელობის ორგანოებსა და ქსოვილებში: ტვინში, ფილტვებში, თირკმელებში, ღვიძლში.
ადამიანს აღენიშნება სიცოცხლისთვის საშიში სიმპტომების მკვეთრი მატება, როგორიცაა არტერიული წნევის სწრაფი ვარდნა, ჰიპერთერმია და სწრაფად განვითარებადი მწვავე გულ-სისხლძარღვთა უკმარისობა. სასწრაფო სამედიცინო ჩარევა (ჰორმონალური და ანტიბიოტიკოთერაპია) აჩერებს ენდოტოქსინის მოქმედებას და სწრაფად გამოდევნის მას ორგანიზმიდან.
ეგზოტოქსინების გამორჩეული თვისებები
ამ ტიპის ბაქტერიული შხამების სპეციფიკის გარკვევამდე, გავიხსენოთ, რომ ენდოტოქსინი არის მკვდარი გრამუარყოფითი ბაქტერიის უჯრედის კედლის ლიზატის ერთ-ერთი კომპონენტი. ეგზოტოქსინები სინთეზირდება ცოცხალი პროკარიოტული უჯრედების მიერ, გრამდადებითი და გრამუარყოფითი. ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, ისინი მხოლოდ მცირე მოლეკულური წონის პროტეინებია. შეიძლება ითქვას, რომ ძირითადი კლინიკური გამოვლინებები, რომლებიც იჩენს თავს ინფექციური დაავადებების პროცესში, გამოწვეულია სწორედ ეგზოტოქსინების მავნე ზემოქმედებით, რომლებიც წარმოიქმნება თავად ბაქტერიის მეტაბოლიზმის შედეგად.
მიკრობიოლოგიურმა კვლევებმა დაამტკიცა ამ ტიპის ბაქტერიული შხამების უფრო მაღალი ვირულენტობა ენდოტოქსინებთან შედარებით. ტეტანუსის, ყივანახველა, დიფტერიის გამომწვევი აგენტები შხამიან წარმოშობსცილოვანი ბუნების ნივთიერებები. მათ აქვთ თერმოგამძლეობა და ნადგურდებიან 70-დან 95 გრადუს ცელსიუსამდე გაცხელებისას 12-25 წუთის განმავლობაში.
ეგზოტოქსინების ტიპები
ამ ტიპის ბაქტერიული შხამების კლასიფიკაცია ეფუძნება უჯრედულ სტრუქტურებზე მათი ზემოქმედების პრინციპს. მაგალითად, განასხვავებენ მემბრანულ ტოქსინებს, ისინი ანადგურებენ მასპინძლის უჯრედის მემბრანას ან არღვევენ მემბრანული ორშრიანი იონების დიფუზიას და აქტიურ ტრანსპორტირებას. ასევე არის ციტოტოქსინები. ეს არის შხამები, რომლებიც მოქმედებენ უჯრედის ჰიალოპლაზმაზე და არღვევენ ასიმილაციის და დისიმილაციის რეაქციებს, რომლებიც ხდება უჯრედულ მეტაბოლიზმში. სხვა ნაერთები - შხამები "მუშაობენ" ფერმენტების მსგავსად, მაგალითად, ჰიალურონიდაზა (ნეირომინიდაზა). ისინი თრგუნავენ ადამიანის იმუნური სისტემის მუშაობას, ანუ ააქტიურებენ B ლიმფოციტების, მონოციტების და მაკროფაგების გამომუშავებას ლიმფურ კვანძებში. ასე რომ, პროტეაზები ანადგურებს დამცავ ანტისხეულებს, ლეციტინაზა კი ანადგურებს ლეციტინს, რომელიც ნერვული ბოჭკოების ნაწილია. ეს იწვევს ბიოიმპულსების გამტარობის დარღვევას და, შედეგად, ორგანოებისა და ქსოვილების ინერვაციის დაქვეითებას.
ციტოტოქსინებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც სარეცხი საშუალებები, ანადგურებენ მასპინძელი უჯრედის მემბრანის ლიპიდური ფენის მთლიანობას. გარდა ამისა, მათ შეუძლიათ გაანადგურონ როგორც სხეულის ცალკეული უჯრედები, ასევე მათი ასოცირებული ქსოვილები, რაც იწვევს ბიოგენური ამინების წარმოქმნას, რომლებიც მეტაბოლური რეაქციების პროდუქტებია და ავლენენ ტოქსიკურ თვისებებს.
ბაქტერიული შხამების მოქმედების მექანიზმი
მიკრობიოლოგიურმა კვლევებმა დაადგინა, რომ ენდოტოქსინი არის კომპლექსისტრუქტურა, რომელიც შეიცავს 2 მოლეკულურ ცენტრს. პირველი ამაგრებს მომწამვლელ ნივთიერებას კონკრეტულ უჯრედულ რეცეპტორს, ხოლო მეორე, მისი მემბრანის გაყოფით, პირდაპირ უჯრედის ჰიალოპლაზმაში შედის. მასში ტოქსინი ბლოკავს მეტაბოლურ რეაქციებს: ცილის ბიოსინთეზს, რომელიც ხდება რიბოსომებში, ატფ-ის სინთეზს, რომელსაც ახორციელებს მიტოქონდრიები და ნუკლეინის მჟავას რეპლიკაცია. ბაქტერიული პეპტიდების მაღალი ვირულენტობა, მათი მოლეკულების ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, აიხსნება იმით, რომ ზოგიერთი ტოქსინის ლოკუსი ასახავს უჯრედში არსებული ნივთიერებების სივრცულ სტრუქტურას, როგორიცაა ნეიროტრანსმიტერები, ჰორმონები და ფერმენტები. ეს საშუალებას აძლევს ტოქსინს "გვერდის ავლით უჯრედების თავდაცვის სისტემას" და სწრაფად შეაღწიოს მის ციტოპლაზმაში. ამრიგად, უჯრედი შეუიარაღებელია ბაქტერიული ინფექციის წინააღმდეგ, რადგან ის კარგავს უნარს შექმნას საკუთარი დამცავი ნივთიერებები: ინტერფერონი, გამა გლობულინები, ანტისხეულები. უნდა აღინიშნოს, რომ ენდოტოქსინებისა და ეგზოტოქსინების თვისებები მსგავსია იმით, რომ ორივე ტიპის ბაქტერიული შხამი მოქმედებს სხეულის სპეციფიკურ უჯრედებზე, ანუ აქვთ მაღალი სპეციფიკა.
