Một trong những vương quốc của tự nhiên sống bao gồm các sinh vật sống đơn bào, được phân bổ cho bộ phận Vi khuẩn. Hầu hết các loài của chúng tạo ra các hợp chất hóa học đặc biệt - ngoại độc tố và nội độc tố. Phân loại, đặc tính và ảnh hưởng của chúng đối với cơ thể con người sẽ được nghiên cứu trong bài viết này.
Độc tố là gì
Các chất (chủ yếu có bản chất là protein hoặc lipopolysaccharid) do tế bào vi khuẩn tiết ra vào dịch gian bào sau khi chết là nội độc tố của vi khuẩn. Nếu một sinh vật nhân sơ sống tạo ra các chất độc hại vào tế bào vật chủ, thì trong vi sinh vật học, các hợp chất đó được gọi là ngoại độc tố. Chúng có tác động phá hủy các mô và cơ quan của con người, cụ thể là: làm bất hoạt bộ máy enzym ở cấp độ tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi chất. Nội độc tố là một chất độc có tác động gây tổn hại đến các tế bào sống và nồng độ của nó có thể rất nhỏ. Trong vi sinh vật học, khoảng 60 hợp chất do tế bào vi khuẩn tiết ra đã được biết đến. Hãy xem xét chúng chi tiết hơn.
Lipopolysaccharide bản chất của chất độc vi khuẩn
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nội độc tố là sản phẩm phân cắt của màng ngoài vi khuẩn Gram âm. Nó là một phức hợp bao gồm một carbohydrate và lipid phức tạp tương tác với một loại thụ thể cụ thể của tế bào. Một hợp chất như vậy bao gồm ba phần: lipid A, một phân tử oligosaccharide và một kháng nguyên. Nó là thành phần đầu tiên, đi vào máu, gây ra tác hại lớn nhất, kèm theo tất cả các dấu hiệu ngộ độc nặng: triệu chứng khó tiêu, tăng thân nhiệt, tổn thương hệ thần kinh trung ương. Nhiễm độc máu với nội độc tố xảy ra nhanh đến mức gây sốc nhiễm trùng trong cơ thể.
Một thành phần cấu trúc khác có trong nội độc tố là một oligosaccharide có chứa heptose - C7H14O7. Đi vào máu, disaccharide trung tâm cũng có thể gây nhiễm độc cho cơ thể, nhưng ở dạng nhẹ hơn nếu lipid A đi vào máu.
Hậu quả của sự ảnh hưởng của nội độc tố đối với cơ thể con người
Những tác động phổ biến nhất của chất độc vi khuẩn lên tế bào là hội chứng huyết khối và sốc nhiễm trùng. Loại bệnh lý đầu tiên xảy ra do sự xâm nhập vào máu của các chất - độc tố làm giảm khả năng đông máu của nó. Điều này dẫn đến nhiều tổn thương cho các cơ quan bao gồm mô liên kết - nhu mô, chẳng hạn như phổi, gan, thận. Trong nhu mô của chúng, xuất hiện nhiều nốt xuất huyết, và trong một số trường hợp nghiêm trọng, xuất huyết. Một loại bệnh lý khácdo tác động của chất độc vi khuẩn là sốc nhiễm trùng. Nó dẫn đến suy giảm lưu thông máu và bạch huyết, hậu quả của việc vi phạm vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng đến các cơ quan và mô quan trọng: não, phổi, thận, gan.
Một người tăng mạnh các triệu chứng đe dọa tính mạng, chẳng hạn như giảm nhanh huyết áp, tăng thân nhiệt và suy tim mạch cấp tính phát triển nhanh chóng. Can thiệp y tế khẩn cấp (liệu pháp nội tiết tố và kháng sinh) ngăn chặn hoạt động của nội độc tố và nhanh chóng loại bỏ nội độc tố khỏi cơ thể.
Đặc điểm riêng biệt của ngoại độc tố
Trước khi làm rõ các chi tiết cụ thể của loại chất độc vi khuẩn này, chúng ta hãy nhớ lại rằng endotoxin là một trong những thành phần của chất phân giải thành tế bào của một loại vi khuẩn gram âm đã chết. Ngoại độc tố được tổng hợp bởi các tế bào nhân sơ sống, cả Gram dương và Gram âm. Về cấu trúc hóa học, chúng chỉ là những protein có trọng lượng phân tử nhỏ. Có thể nói, các biểu hiện lâm sàng chính xảy ra trong quá trình bệnh truyền nhiễm chính xác là do tác động gây hại của ngoại độc tố, được hình thành do quá trình chuyển hóa của chính vi khuẩn.
Các nghiên cứu vi sinh đã chứng minh độc lực của loại chất độc vi khuẩn này cao hơn so với nội độc tố. Các tác nhân gây bệnh uốn ván, ho gà, bạch hầu sinh ra độcchất có bản chất protein. Chúng có khả năng chịu nhiệt và bị phá hủy khi đun nóng trong khoảng 70 đến 95 độ C trong 12-25 phút.
Các loại ngoại độc tố
Việc phân loại loại chất độc vi khuẩn này dựa trên nguyên tắc tác động của chúng lên cấu trúc tế bào. Ví dụ, độc tố màng được phân biệt, chúng phá hủy màng tế bào chủ hoặc phá vỡ sự khuếch tán và vận chuyển tích cực của các ion đi qua lớp kép của màng. Ngoài ra còn có độc tố tế bào. Đây là những chất độc tác động lên hyaloplasm của tế bào và phá vỡ các phản ứng đồng hóa và phân hủy xảy ra trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Các hợp chất - chất độc khác "hoạt động" giống như các enzym, ví dụ, hyaluronidase (neurominidase). Chúng ngăn chặn hoạt động của hệ thống miễn dịch của con người, tức là chúng vô hiệu hóa việc sản xuất tế bào lympho B, bạch cầu đơn nhân và đại thực bào trong các hạch bạch huyết. Vì vậy, protease phá hủy các kháng thể bảo vệ, và lecithinase phá vỡ lecithin, là một phần của các sợi thần kinh. Điều này dẫn đến vi phạm quá trình dẫn truyền bioimpulse, và kết quả là làm giảm khả năng hoạt động của các cơ quan và mô.
Cytotoxin có thể hoạt động như chất tẩy rửa, phá hủy tính toàn vẹn của lớp lipid của màng tế bào vật chủ. Hơn nữa, chúng có thể phá hủy cả các tế bào riêng lẻ của cơ thể và các tế bào liên kết của chúng - các mô, gây ra sự hình thành các amin sinh học, là sản phẩm của các phản ứng trao đổi chất và thể hiện các đặc tính độc hại.
Cơ chế hoạt động của chất độc vi khuẩn
Các nghiên cứu vi sinh đã xác định rằng nội độc tố là một phức hợpcấu tạo chứa 2 tâm phân tử. Chất đầu tiên gắn một chất độc vào một thụ thể cụ thể của tế bào, và chất thứ hai, tách màng của nó, xâm nhập trực tiếp vào hyaloplasm của tế bào. Trong đó, chất độc ngăn chặn các phản ứng trao đổi chất: sinh tổng hợp protein xảy ra trong ribosome, tổng hợp ATP do ty thể thực hiện và sao chép axit nucleic. Độc lực cao của peptit vi khuẩn, về mặt cấu trúc hóa học của các phân tử của chúng, được giải thích là do một số locus độc tố giả dạng cấu trúc không gian của các chất trong tế bào, chẳng hạn như chất dẫn truyền thần kinh, hormone và enzym. Điều này cho phép chất độc “vượt qua hệ thống phòng thủ tế bào” và nhanh chóng xâm nhập vào tế bào chất của nó. Do đó, tế bào không có vũ khí chống lại nhiễm trùng do vi khuẩn, vì nó mất khả năng hình thành các chất bảo vệ của chính nó: interferon, gamma globulin, kháng thể. Cần lưu ý rằng đặc tính của nội độc tố và ngoại độc tố giống nhau ở chỗ cả hai loại chất độc của vi khuẩn đều hoạt động trên các tế bào cụ thể của cơ thể, tức là chúng có tính đặc hiệu cao.