एंडोटॉक्सिन के विशिष्ट गुण। एंडोटॉक्सिन की रासायनिक संरचना

टॉक्सिजेनेसिस में रोगजनक बैक्टीरिया द्वारा विषाक्त पदार्थों का उत्पादन शामिल है। यह बैक्टीरिया के कारण होने वाले रोगों और रोगों के बच्चे के जन्म के मुख्य तरीकों में से एक है। विषाक्त पदार्थों की 2 श्रेणियां जो विभिन्न संक्रमणों और बीमारियों को जन्म देती हैं; एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन, और वे अपनी रासायनिक प्रकृति के आधार पर भिन्न होते हैं। एंडोटॉक्सिन लिपिड (लिपोपॉलीसेकेराइड) से बने बैक्टीरिया के विषाक्त पदार्थ होते हैं जबकि एक्सोटॉक्सिन प्रोटीन से बने होते हैं।

एंडोटॉक्सिन क्या हैं?

एंडोटॉक्सिन ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित लिपोपॉलीसेकेराइड हैं। एंडोटॉक्सिन कोशिकाओं से बंधे होते हैं और केवल तब उत्पन्न होते हैं जब कोशिकाओं को लाइस किया जाता है। एंटोटॉक्सिन ग्राम बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति के बाहरी आवरण में मौजूद होते हैं। एंडोटॉक्सिन को लिपोपॉलीसेकेराइड भी कहा जाता है और ई कोलाई, शिगेला, साल्मोनेला, स्यूडोमोनास, हीमोफिलस इन्फ्लूएंजा, निसेरिया और विब्रियो कोलेरा कोशिकाओं में मौजूद होते हैं। एंडोटॉक्सिन आमतौर पर कुछ एंटीबायोटिक दवाओं की कार्रवाई या फागोसाइटिक पाचन की क्रिया के कारण बैक्टीरिया के विकास से स्रावित होते हैं।

एंडोटॉक्सिन कम सक्रिय होते हैं और अपने सब्सट्रेट पर बहुत सक्रिय नहीं होते हैं। वे गर्मी प्रतिरोधी हैं। बैक्टीरिया की बाहरी दीवार बड़े अणुओं और अणुओं के लिए अभेद्य होती है जो पानी में नहीं घुल सकते और बाहरी वातावरण से अपनी रक्षा नहीं कर सकते।

ये विषाक्त पदार्थ इस सुरक्षात्मक गतिविधि का हिस्सा हैं। यह उपनिवेश के दौरान मेजबान पर कार्य करता है। इसके अलावा, एंडोटॉक्सिन कमजोर प्रतिजनता प्रदर्शित करते हैं।

एक्सोटॉक्सिन क्या हैं?

एक्सोटॉक्सिन विषाक्त पदार्थ होते हैं जो जीव के विकसित होने पर बाह्य रूप से जारी होते हैं। एक्सोटॉक्सिन संक्रामक विषाक्त पदार्थ हैं जो संक्रमण की जगह से शरीर के अन्य भागों में फैलते हैं और नुकसान पहुंचाते हैं। वे घुलनशील प्रोटीन हैं जो एंजाइम की तरह काम करते हैं। एक्सोटॉक्सिन कोशिकाओं को नष्ट करके या सामान्य सेलुलर चयापचय को बाधित करके मेजबान को नुकसान पहुंचाने में सक्षम है। एक्सोटॉक्सिन बहुत प्रभावी होते हैं और मेजबान को नुकसान पहुंचा सकते हैं। एक्सोटॉक्सिन उनके तेजी से विकास के कारण या सेल लिसिस के दौरान जारी किए जाते हैं। ग्राम + और ग्राम बैक्टीरिया दोनों एक्सोटॉक्सिन का उत्पादन करते हैं।

एक्सोटॉक्सिन एंडोटॉक्सिन की तुलना में अधिक जहरीले होते हैं और कुछ जीवाणु उपभेदों से भिन्न होते हैं। एक्सोटॉक्सिन केवल उस संक्रमण के लिए विशिष्ट बीमारियों का कारण बनते हैं। उदा. क्लोस्ट्रीडियम टेटानी टेटनस टॉक्सिन पैदा करता है। एक्सोटॉक्सिन की 3 मुख्य श्रेणियां हैं: एंटरोटॉक्सिन, न्यूरोटॉक्सिन और साइटोटोक्सिन। ये प्रकार गतिविधि के स्थान को इंगित करते हैं। जठरांत्र संबंधी मार्ग में एंटरोटॉक्सिक गतिविधि देखी जा सकती है। न्यूरोटॉक्सिन न्यूरॉन्स पर अपना कार्य करते हैं, जबकि साइटोटोक्सिन मेजबान सेल के कामकाज को बाधित करते हैं। एक्सोटॉक्सिन के कारण होने वाली कुछ स्वास्थ्य समस्याओं में हैजा, टेटनस और डिप्थीरिया शामिल हैं। एक्सोटॉक्सिन की प्रतिजनता काफी अधिक है। एक्सोटॉक्सिन प्रतिरक्षा प्रणाली को ट्रिगर करते हैं और विष को खत्म करने के लिए एंटीटॉक्सिन का स्राव करते हैं।

चित्र 1 एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन की संरचना (आर्यल, 2015)

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन के बीच अंतर

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन की रासायनिक प्रकृति

एंडोटॉक्सिन

एंडोटॉक्सिन को ग्राम बैक्टीरिया लिपोपॉलीसेकेराइड के रूप में भी जाना जाता है। एंडोटॉक्सिन विभिन्न भौतिक और रासायनिक विशेषताओं वाले दो घटकों से बने होते हैं: एक हेटरोपॉलीसेकेराइड और एक सहसंयोजक संलग्न लिपिड जिसे लिपिड ए कहा जाता है।

बहिर्जीवविष

एक्सोटॉक्सिन बैक्टीरिया द्वारा स्रावित विषाक्त पदार्थ होते हैं और रसायन प्रोटीन से होता है।

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन में एंजाइम

एंडोटॉक्सिन

कैटालेज़, फ़ाइब्रोलिसिन, IgA/IgG प्रोटीज़

बहिर्जीवविष

Hyaluronidase, Collagenase, कुछ प्रोटीज, nuclease, neurminidase, कुछ प्रोटीज, फॉस्फोलिपेज़ A

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन का स्रोत

एंडोटॉक्सिन

एंडोटॉक्सिन ग्राम बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली द्वारा कोशिका लसीका के बाद ही स्रावित होते हैं। एंडोटॉक्सिन कोशिका भित्ति का एक अभिन्न अंग हैं।

बहिर्जीवविष

एक्सोटॉक्सिन कुछ ग्राम + और ग्राम बैक्टीरिया द्वारा स्रावित होते हैं

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन का स्थान

एंडोटॉक्सिन

यह कोशिका झिल्ली के भीतर मौजूद होता है और ग्राम कोशिका भित्ति के विश्लेषण के बाद ही निकलता है।

बहिर्जीवविष

यह कोशिका के बाहर ग्राम+ और ग्राम-बैक्टीरिया दोनों द्वारा स्रावित होता है।

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन से जुड़ी क्रिया का तरीका

अन्तर्जीवविष

TNF और Interlukin-1 . शामिल हैं

एक्सोटॉक्सिन

विभिन्न मोड

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन का गर्मी प्रतिरोध

अन्तर्जीवविष

एंडोटॉक्सिन एक घंटे के लिए 250oC पर गर्मी स्थिर और अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं

एक्सोटॉक्सिन

एक्सोटॉक्सिन को 600-800 डिग्री सेल्सियस (गर्मी के लिए जिम्मेदार) पर नष्ट किया जा सकता है। स्टेफिलोकोकल एंटरोटॉक्सिन को छोड़कर, वे अस्थिर हैं।

डिस्कवरी टेस्ट

अन्तर्जीवविष

लिमुला लिमू परीक्षण द्वारा पता लगाया गया।

एक्सोटॉक्सिन

वर्षा, एलिसा-आधारित विधियाँ, निष्प्रभावीकरण

प्रतिरक्षाजनकता

अन्तर्जीवविष

एंडोटॉक्सिन कमजोर इम्युनोजेनेसिटी दिखाते हैं। एंडोटॉक्सिन एंटीटॉक्सिन का उत्पादन नहीं करते हैं।

एक्सोटॉक्सिन

एक्सोटॉक्सिन बेहद इम्युनोजेनिक होते हैं। वे एक विनोदी प्रतिक्रिया का कारण बनते हैं (एंटीबॉडी विषाक्त पदार्थों को लक्षित करते हैं)। जब प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उत्तेजित किया जाता है, तो एक्सोटॉक्सिन विष को बेअसर करने के लिए एंटीटॉक्सिन छोड़ते हैं

विषाक्त क्षमता / टीके

अन्तर्जीवविष

विषाक्त पदार्थ नहीं बनाए जा सकते हैं और टीके उपलब्ध नहीं हैं।

एक्सोटॉक्सिन

फॉर्मलाडेहाइड के साथ उपचार द्वारा विषाक्त पदार्थों का उत्पादन किया जा सकता है, लेकिन उपचारित विषाक्त पदार्थ इम्यूनोजेनिक होते हैं। विषाक्त पदार्थों को टीकों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

सूक्ष्मजीवों के प्रति दृष्टिकोण

अन्तर्जीवविष

यह कोशिका भित्ति के बाहरी आवरण के LPS में स्थित होता है और कोशिका क्षति या कोशिका गुणन के दौरान स्रावित होता है।

एक्सोटॉक्सिन

एक विकासशील कोशिका का चयापचय उत्पाद।

रोग

एंडोटॉक्सिन

मूत्र मार्ग में संक्रमण, टाइफाइड बुखार, मेनिंगोकोक्सल मेनिन्जाइटिस, कोरोनरी धमनी की बीमारी, नवजात नेक्रोटाइज़िंग एंटरोकोलाइटिस, क्रोहन रोग और अल्सरेटिव कोलाइटिस, सिस्टिक फाइब्रोसिस, मेनिंगोकोसेमिया, ग्राम-नेगेटिव रॉड सेप्सिस, रक्तस्रावी झटका

बहिर्जीवविष

गैस गैंग्रीन, स्कार्लेट ज्वर, डिप्थीरिया, बोटुलिज़्म, टिटनेस, एंटीबायोटिक से जुड़े डायरिया, स्किन स्किन सिंड्रोम।

एंडोटॉक्सिन बनाम एक्सोटॉक्सिन का सारांश

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन के बीच अंतर नीचे दिए गए हैं:

एंडोटॉक्सिन और एक्सोटॉक्सिन के लिए तुलना तालिका

एंडोटॉक्सिन (ईटी) एक लिपोपॉलीसेकेराइड (एलपीएस) है जो सभी ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के बाहरी झिल्ली का एक अनिवार्य घटक है। एंडोटॉक्सिन को सैप्रोफाइटिक माइक्रोफ्लोरा के सेल पूल के आत्म-नवीकरण और / या एंटीबायोटिक चिकित्सा, खाद्य विषाक्तता, डिस्बैक्टीरियोसिस, आंतों के विषाक्त संक्रमण, आदि के परिणामस्वरूप हिंसक विनाश के परिणामस्वरूप आंतों के लुमेन में छोड़ा जाता है। के मॉडल में से एक ET की संरचना, अर्थात् साल्मोनेला टाइफिम्यूरियम का LPS, O. Westphal द्वारा प्रस्तावित, आरेख पर प्रस्तुत किया गया है (चित्र 1)।

एलपीएस सबयूनिट में तीन बड़े हिस्से होते हैं: ओ-चेन, आर-कोर और लिपिड ए। एलपीएस का बाहरी हिस्सा - ओ-चेन - ओलिगोसेकेराइड इकाइयों को दोहराते हुए बनाया गया है, जिसमें 3-4 शर्करा शामिल हैं। एलपीएस का यह हिस्सा बैक्टीरिया के ओ-एंटीजन की विशिष्टता को निर्धारित करता है और इसमें महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है विभिन्न प्रकारग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया।

मध्य क्षेत्र - आर-कोर एक ओलिगोसेकेराइड है, जिसकी संरचना ओ-श्रृंखला की संरचना की तुलना में कम परिवर्तनशील है। आर-कोर के सबसे स्थायी घटक एलपीएस के लिपिड भाग से सटे शर्करा हैं।

लिपिड ए एक रूढ़िवादी रासायनिक संरचना है और सभी ग्राम-नकारात्मक जीवाणुओं के एलपीएस के सामान्य जैविक गुणों को निर्धारित करता है। एंडोटॉक्सिन संश्लेषण की प्राकृतिक परिस्थितियों में, लिपिड ए एक कॉम्प्लेक्स में मौजूद होता है जिसमें केटोडॉक्सिओक्टुलोनिक एसिड के तीन अणु होते हैं। यह परिसर सभी एलपीएस की जैव रासायनिक संरचना का हिस्सा है। अलगाव में, यह ग्राम-नकारात्मक सूक्ष्मजीवों, तथाकथित री-म्यूटेंट के आनुवंशिक रूप से दोषपूर्ण उपभेदों में संश्लेषित होता है, और इसे री-ग्लाइकोलिपिड कहा जाता है। यह इस एलपीएस एंजाइम के साथ है कि एंडोटॉक्सिन की जैविक गतिविधि का लगभग पूरा स्पेक्ट्रम जुड़ा हुआ है।

चित्र एक। ग्राम-नकारात्मक जीवाणुओं की एलपीएस संरचना की योजना

एंडोटॉक्सिन में कई जैविक गुण होते हैं। एंडोटॉक्सिन की जैविक गतिविधि के प्रकारों की सूची:

- ल्यूकोसाइट्स और मैक्रोफेज की सक्रियता ;

- अंतर्जात पाइरोजेन उत्पादन की उत्तेजना, प्रतिपक्षी

ग्लुकोकोर्टिकोइड्स, इंटरफेरॉन, इंटरल्यूकिन्स,

ट्यूमर नेक्रोटाइज़िंग कारक (कैशेक्सिन) और अन्य मध्यस्थ;

- अमाइलॉइड सहित तीव्र चरण प्रोटीन के संश्लेषण की सक्रियता

गिलहरी;

- माइटोजेनिक प्रभाव;

- मायलोपोइजिस की सक्रियता;

- बी कोशिकाओं के पॉलीक्लोनल सक्रियण;

- प्रोवाइरस विकास की प्रेरण;

- ऊतक श्वसन का दमन;

- हाइपरलिपिडिमिया का विकास;

- पूरक प्रणाली की सक्रियता;

- प्लेटलेट्स और रक्त जमावट कारकों की सक्रियता;

- कोशिकीय मृत्यु;

- शवर्ट्समैन की स्थानीय और सामान्यीकृत घटना;

- प्रसार इंट्रावास्कुलर जमावट (डीआईसी);

- एंडोटॉक्सिन शॉक और तीव्र बहु-अंग का विकास

अपर्याप्तता

एलपीएस में शोधकर्ताओं की महान रुचि न केवल इसकी अनूठी संरचना और जैविक गतिविधि के कारण है, जो विभिन्न प्रकार के प्रभावों में व्यापक है, बल्कि इस तथ्य के कारण भी है कि एक व्यक्ति ईटी के साथ निरंतर संपर्क में है, क्योंकि बड़ी संख्या में जीआर- आंत में बैक्टीरिया रहते हैं। कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि एक स्वस्थ व्यक्ति का बरकरार कॉलोनिक म्यूकोसा एक काफी विश्वसनीय अवरोध है जो बड़ी मात्रा में एलपीएस को रक्तप्रवाह में प्रवेश करने से रोकता है। प्रयोग में, शुद्ध ईटी आंतों के उपकला के माध्यम से प्रवेश नहीं करता था। इस संबंध में, यह आम तौर पर स्वीकार किया गया था कि सामान्य परिस्थितियों में आंत से एलपीएस रक्त प्रवाह में प्रवेश नहीं करता है या केवल पोर्टल शिरा प्रणाली में कम मात्रा में प्रवेश करता है, लेकिन प्रणालीगत परिसंचरण में नहीं। हालांकि, हाल के वर्षों में इस दृष्टिकोण में काफी बदलाव आया है। यूएसएसआर एकेडमी ऑफ मेडिकल साइंसेज के मानव आकृति विज्ञान संस्थान की चरम स्थितियों की पैथोलॉजिकल एनाटॉमी की प्रयोगशाला में एम। यू। याकोवलेव के निर्देशन में किए गए अध्ययनों ने पहली बार व्यावहारिक रूप से सामान्य परिसंचरण में आंतों के एलपीएस की उपस्थिति की स्थापना की। स्वस्थ लोग। बाद के अध्ययनों से पता चला है कि ईटी जीवन के पहले घंटों में नवजात शिशु के सामान्य परिसंचरण में प्रवेश करता है, और यह प्रक्रिया ग्राम-नकारात्मक माइक्रोफ्लोरा के साथ शिशु की आंतों के निपटान के साथ समकालिक है। इसके अलावा, इस बात के प्रमाण हैं कि एलपीएस पहले से ही गर्भाशय में भ्रूण के रक्त में प्रवेश कर सकता है।

रक्तप्रवाह में ईटी प्रवेश की प्रक्रिया आंतों के म्यूकोसा, डिस्बैक्टीरियोसिस और विभिन्न प्रभावों को नुकसान पहुंचाती है, जो आंत से अन्य अंगों और ऊतकों में बैक्टीरिया और उनके चयापचय उत्पादों के स्थानांतरण के साथ होती है।

एलपीएस मैक्रोऑर्गेनिज्म की लगभग सभी कोशिकाओं के साथ बातचीत कर सकता है। स्तनधारी कोशिकाओं की सतह पर प्रोटीन रिसेप्टर्स सीडी 14, सीडी 18, टोल रिसेप्टर्स और अन्य ईटी के लिए विशिष्ट हैं। इन रिसेप्टर्स के कार्य अलग हैं। जब सीडी18 रिसेप्टर प्रोटीन से बंधा होता है, तो एंडोटॉक्सिन पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर ल्यूकोसाइट्स (पीएमएन) के सक्रियण का कारण नहीं बनता है। उसी समय, रक्त प्लाज्मा के एलबीपी प्रोटीन (लिपोपॉलीसेकेराइड बाइंडिंग प्रोटीन) से आबद्ध होने पर, एलपीएस, इस प्रोटीन के साथ मिलकर, कोशिका की सतह पर सीडी14 रिसेप्टर के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे ल्यूकोसाइट्स की सक्रियता होती है। एंडोटॉक्सिन को टोल रिसेप्टर से बांधने से जन्मजात प्रतिरक्षा का सक्रियण होता है।

काफी हद तक, एलपीएस की जैविक गतिविधि ल्यूकोसाइट्स, मैक्रोफेज, एंडोथेलियल कोशिकाओं और अन्य के साथ इसकी बातचीत के कारण होती है। मानव रक्त में मुख्य ईटी-स्वीकार करने वाला कोशिका तत्व पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर ल्यूकोसाइट्स (पीएमएन) है। एलपीएस और ल्यूकोसाइट्स के बीच कई प्रकार की बातचीत ज्ञात है। कोशिकाओं के झिल्ली घटकों के साथ एलपीएस की हाइड्रोफोबिक संरचनाओं की बातचीत ईटी की कार्रवाई के तहत उपस्थिति और न्यूट्रोफिल की सतह पर एंडोथेलियल-ल्यूकोसाइट आसंजन अणुओं (ईएलएएम) की सामग्री पर निर्भर हो सकती है। विशेष रूप से, चयनकर्ताओं को ELAM कहा जाता है। ई-सेलेक्टिन (ELAM-1) न्यूट्रोफिल और अन्य फागोसाइट्स के प्लाज्मा झिल्ली पर मौजूद होता है। L-selectin (VCAM-1 संवहनी आसंजन अणु) मोनोसाइट्स और लिम्फोसाइटों पर पाया जाता है और दानेदार ल्यूकोसाइट्स पर नहीं पाया जाता है। चिपकने वाले अणु VCAM-1 के लिए लिगैंड धीमी प्रतिक्रिया वाले एंटीजन हैं - VLA (a4, b4), जो लिम्फोसाइट्स और मोनोसाइट्स पर भी पाए जाते हैं। PMN साइटोकिन्स, इंटरल्यूकिन-1b (IL-Ib) और ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर (TNF-a) जारी करके और VCAM-1 के संश्लेषण को बढ़ाकर LPS की कार्रवाई का जवाब देते हैं। VCAM-1 आसंजन में शामिल है विभिन्न प्रकार केबी-सेल बाइंडिंग सहित लिम्फोसाइट्स। गैर-दानेदार ल्यूकोसाइट्स का आसंजन झिल्ली इम्युनोग्लोबुलिन (ICAM-1, ICAM-2) द्वारा प्रदान किया जाता है जो लिम्फोसाइट से जुड़े एंटीजन - LFA-1 से बंधते हैं। E-selectin और VCAM-1 की तरह, ICAM-1 एग्रानुलोसाइट्स पर तभी निर्मित होता है, जब वे ET के संपर्क में आने पर IL-1 और TNF-α द्वारा उत्तेजित होते हैं। लुईस चूहों पर अध्ययन में, एंडोटॉक्सिन द्वारा एंडोटॉक्सिन द्वारा ICAM-1 अभिव्यक्ति के माध्यम से IL-2, TNF-a और IFN-g के साथ उपचार पर प्रेरित किया गया था। ICAM-1 के प्रभाव को मजबूत करना ल्यूकोसाइट्स के आसंजन में निहित है, जिनमें से मोनोसाइट्स (लगभग 80%) और टी-लिम्फोसाइट्स (8% से 20% तक) प्रबल होते हैं। ल्यूकोसाइट्स का अधिकतम आसंजन ईटी के संपर्क के क्षण से 6 घंटे तक नोट किया जाता है और 72 घंटे तक रहता है। फिर मोनोसाइट्स और लिम्फोसाइट्स सक्रिय एंडोथेलियल कोशिकाओं के अंतरकोशिकीय चैनलों के माध्यम से संवहनी दीवार में सक्रिय रूप से प्रवेश करते हैं।

ल्यूकोसाइट्स के साथ ईटी की बातचीत की अगली विशेषता ल्यूकोसाइट्स के एफसी रिसेप्टर्स पर स्थानीयकृत एंटीबॉडी द्वारा एलपीएस का एफसी-निर्भर बंधन है। इस प्रकार की बातचीत से फागोसाइटोसिस और ईटी की निष्क्रियता होती है।

खरगोशों को 0.25 मिलीग्राम की खुराक पर ET देने के बाद, 40 प्रतिशत परिसंचारी PMN में 1-1.5 घंटे में LPS का पता चलता है। उसी समय, वे नष्ट नहीं होते हैं, जैसा कि पहले माना जाता था, लेकिन माइक्रोकिर्युलेटरी बेड के सीमांत पूल में पुनर्वितरित किया जाता है।

ET स्पष्ट रूप से स्वस्थ वयस्कों, नवजात शिशुओं और उनकी माताओं के रक्त में ग्रैन्यूलोसाइट्स की सतह पर पाया जा सकता है। एंजाइम-लिंक्ड इम्युनोसॉरबेंट परख (एलिसा) के उपयोग से पता चला है कि स्वस्थ लोगों के पतले रक्त स्मीयरों में, रक्तप्रवाह में एलपीएस को बाध्य करने वाले लगभग 3-4% पीएमएन पाए जाते हैं। इसके अलावा, लगभग 5% PMN ET को इन विट्रो में बाँधने में सक्षम होते हैं जब स्मीयरों का LPS के साथ उपचार किया जाता है, अर्थात। स्वस्थ लोगों में ग्रैन्यूलोसाइट्स द्वारा एंडोटॉक्सिन बाइंडिंग का भंडार होता है।

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एंडोटॉक्सिन केवल ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में पाए जाते हैं। वे लिपोपॉलेसेकेराइड और उनके संबंधित प्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। एंडोटॉक्सिन की ख़ासियत यह है कि वे थर्मोस्टेबल होते हैं और उनके विनाश के बाद बैक्टीरिया कोशिकाओं से मुक्त होते हैं। एंडोटॉक्सिन, एक्सोटॉक्सिन के विपरीत, एक विशिष्ट क्रिया नहीं करते हैं। उनकी विषाक्तता और पाइरोजेनिसिटी लिपिड ए के कारण होती है, जो एलपीएस का हिस्सा है और विभिन्न ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में समान संरचना है। एंडोटॉक्सिन का पाइरोजेनिक प्रभाव मस्तिष्क के थर्मोरेगुलेटरी केंद्रों पर उनके प्रत्यक्ष प्रभाव से जुड़ा नहीं है। वे पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर ल्यूकोसाइट्स से कुछ पाइरोजेनिक पदार्थ की रिहाई को प्रेरित करते हैं। एंडोटॉक्सिन भड़काऊ एजेंट हैं; वे केशिकाओं की पारगम्यता को बढ़ाते हैं और कोशिकाओं पर विनाशकारी प्रभाव डालते हैं। उनकी भड़काऊ और पाइरोजेनिक क्रिया निरर्थक है। एंडोटॉक्सिन विषाक्तता की अभिव्यक्तियों की विविधता न केवल एलपीएस के कारण होती है, बल्कि कई जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों की रिहाई के कारण भी होती है, जिसका संश्लेषण यह मनुष्यों और जानवरों (हिस्टामाइन, सेरोटोनिन, प्रोस्टाग्लैंडीन, ल्यूकोट्रिएन, आदि) में प्रेरित करता है। कुल 20)। ये पदार्थ विभिन्न अंगों और ऊतकों में गड़बड़ी पैदा करते हैं।

एलपीएस के सभी तीन घटक - लिपिड ए, पॉलीसेकेराइड का मूल और इसकी दोहराई जाने वाली शर्करा की साइड चेन - में एंटीजेनिक गुण होते हैं। एलपीएस इंटरफेरॉन के संश्लेषण को उत्तेजित करता है, शास्त्रीय मार्ग के साथ पूरक प्रणाली को सक्रिय करता है, लिम्फोसाइटों पर एक माइटोजेनिक प्रभाव होता है, साथ ही एक एलर्जीनिक प्रभाव भी होता है। इसके जहरीले गुण, एक्सोटॉक्सिन के विपरीत, फॉर्मेलिन उपचार द्वारा नहीं हटाए जाते हैं, और एलपीएस एनाटॉक्सिन में नहीं बदल जाता है।

एक्सोटॉक्सिन। वे ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया दोनों द्वारा निर्मित होते हैं। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में, एक्सोटॉक्सिन सक्रिय रूप से सीएम और सेल की दीवार के माध्यम से विशेष स्रावी प्रणालियों का उपयोग करके पर्यावरण में स्रावित होते हैं। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (विब्रियो कोलेरा, टॉक्सिजेनिक एस्चेरिचिया कोलाई, साल्मोनेला) में, कुछ एक्सोटॉक्सिन (एंटरोटॉक्सिन) केवल कुछ शर्तों के तहत सीधे संक्रमित जीव में संश्लेषित होते हैं और अक्सर कोशिका द्रव्य में संग्रहीत होते हैं, इसके विनाश के बाद ही कोशिका से मुक्त होते हैं।

सभी ज्ञात जीवाणु एक्सोटॉक्सिन प्रोटीन होते हैं, उनमें थर्मोलैबाइल और थर्मोस्टेबल होते हैं। उनके मुख्य गुण एक्सोटॉक्सिन की प्रोटीन प्रकृति से जुड़े हैं: उनके पास एक उच्च शक्ति है (प्रकृति में सबसे मजबूत विषाक्त पदार्थ माइक्रोबियल मूल के हैं), उच्च चयनात्मकता और इससे जुड़ी कार्रवाई की विशिष्टता (प्रयोगशाला जानवरों में टेटनस की तस्वीर समान है) , दोनों जब एक रोगज़नक़ और उसके एक्सोटॉक्सिन से संक्रमित होते हैं), जो वे एक निश्चित अव्यक्त अवधि के बाद प्रकट होते हैं। एक्सोटॉक्सिन मजबूत एंटीजन होते हैं, और कुछ सुपरएंटिजेन भी होते हैं। वे शरीर में एंटीबॉडी के निर्माण को प्रेरित करते हैं, अर्थात, एंटीटॉक्सिन जो उनकी क्रिया को बेअसर करते हैं। जब फॉर्मेलिन के साथ इलाज किया जाता है, तो एक्सोटॉक्सिन बेअसर हो जाते हैं और टॉक्सोइड्स में परिवर्तित हो जाते हैं। एनाटॉक्सिन वंचित हैं विषाक्त गुण, लेकिन एंटीटॉक्सिन के संश्लेषण को प्रेरित करने की उनकी क्षमता को बनाए रखते हैं, इसलिए उन्हें डिप्थीरिया, टेटनस, बोटुलिज़्म और अन्य बीमारियों के खिलाफ कृत्रिम प्रतिरक्षा बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

चावल। ग्राम-नकारात्मक जीवाणुओं की कोशिका भित्ति की योजनाबद्ध संरचना

ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरियाएक बिलीयर कोशिका भित्ति होती है जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली को घेरे रहती है। पहली परत एक बहुत पतली (1 एनएम मोटी) गैर-लिपिड झिल्ली है, जिसमें पेप्टिडोग्लाइकन।इसे ग्लाइकोपेप्टाइड या म्यूकोपेप्टाइड भी कहा जाता है। यह एक जटिल मैट्रिक्स है जिसमें छोटी पेप्टाइड श्रृंखलाओं के क्रॉस-लिंक द्वारा एक दूसरे से जुड़े पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाएं होती हैं। कोशिका भित्ति की दूसरी परत लिपिड झिल्ली 7.5 एनएम मोटी। यह इस बाहरी झिल्ली पर है कि एंडोटॉक्सिन (लिपोपॉलीसेकेराइड) स्थित हैं। एंडोटॉक्सिन के अणुसंरचनात्मक अखंडता प्रदान करते हैं, कई के लिए जिम्मेदार हैं शारीरिक कार्य, बैक्टीरिया के रोगजनक और एंटीजेनिक गुणों को निर्धारित करने सहित।

संरचनात्मक रूप से, एंडोटॉक्सिन अणु को तीन भागों में विभाजित किया जाता है - लिपिड ए, कोर और ओ-विशिष्ट श्रृंखला (चित्र। नीचे)।

ओ-विशिष्ट श्रृंखलालिपोपॉलीसेकेराइड्स ऑलिगोसेकेराइड्स को दोहराने से बनता है। ओ-विशिष्ट श्रृंखला बनाने वाली सबसे आम शर्करा ग्लूकोज, गैलेक्टोज और रमनोज हैं। अणु का यह क्षेत्र इसे हाइड्रोफिलिक गुण देता है, जिसके कारण एलपीएस पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है। पॉलीसेकेराइड हिस्सा एलपीएस अणु का सबसे परिवर्तनशील हिस्सा है। अक्सर अणु के इस टुकड़े को ओ-एंटीजन कहा जाता है, क्योंकि यह वह है जो ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की एंटीजेनिक गतिविधि के लिए जिम्मेदार है।

कोर- अणु का मध्य भाग जो ओ-एंटीजन को लिपिड ए से बांधता है। औपचारिक रूप से, कोर संरचना को बाहरी और आंतरिक भागों में विभाजित किया जाता है। कोर के आंतरिक भाग की संरचना में आमतौर पर एल-ग्लिसरो-ओ-मैनोहेप्टोस और 2-कीटो-3-डीऑक्सीऑक्टोनिक एसिड (केडीओ) के अवशेष शामिल होते हैं। BWW में 8 कार्बन परमाणु होते हैं और प्रकृति में लगभग कहीं नहीं पाए जाते हैं।

लिपिड एएक डिसैकराइड, फॉस्फेट और से बना है वसायुक्त अम्ल. लिपिड ए क्षेत्र एलपीएस अणु का सबसे स्थिर क्षेत्र है, और इसकी संरचना कई बैक्टीरिया में समान है।

लिपोपॉलीसेकेराइड के अलावाग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की बाहरी दीवार में प्रोटीन भी शामिल होता है (बाहरी झिल्ली में एलपीएस का होता है, और प्रोटीन घटकों का केवल होता है)। ये प्रोटीन, एलपीएस के साथ, विभिन्न आकारों और आणविक भार के प्रोटीन-लिपोपॉलीसेकेराइड परिसरों का निर्माण करते हैं। इन परिसरों को कहा जाता है बैक्टीरियल एंडोटॉक्सिन . मानकों के रूप में उपयोग की जाने वाली शुद्ध तैयारी पेप्टाइड टुकड़ों से रहित होती है और एक शुद्ध लिपोपॉलीसेकेराइड तैयारी का प्रतिनिधित्व करती है। हालांकि, शब्द "बैक्टीरियल एंडोटॉक्सिन" प्राकृतिक एंडोटॉक्सिन के लिए समान सफलता के साथ लागू होता है जो बैक्टीरिया के विनाश के परिणामस्वरूप समाधान में समाप्त हो गए हैं, और शुद्ध एलपीएस तैयारी के लिए।

एक ग्राम-नकारात्मक जीवाणु की बाहरी दीवार में 3.5 मिलियन एलपीएस अणु हो सकते हैं। उसकी मृत्यु के बाद, वे सभी समाधान में समाप्त हो जाते हैं। ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया के एंडोटॉक्सिन बैक्टीरिया की मृत्यु के बाद भी जैविक रूप से सक्रिय अणु बने रहते हैं। एंडोटॉक्सिन अणु थर्मोस्टेबल है और आसानी से आटोक्लेव नसबंदी चक्र का सामना कर सकता है। एंडोटॉक्सिन अणुओं का छोटा आकार उन्हें समाधान (0.22 माइक्रोन) को जीवाणुरहित करने के लिए उपयोग की जाने वाली झिल्लियों से आसानी से गुजरने की अनुमति देता है। इसलिए, एंडोटॉक्सिन तैयार खुराक रूपों में मौजूद हो सकते हैं, भले ही वे सड़न रोकनेवाला परिस्थितियों में उत्पादित हों और अंतिम नसबंदी से गुजरे हों।

बैक्टीरियल एंडोटॉक्सिन बेहद सक्रिय (मजबूत) पाइरोजेन हैं। ज्वर के हमले के विकास के लिए, बैक्टीरिया एंडोटॉक्सिन की उपस्थिति आसव समाधान 1 एनजी/एमएल की सांद्रता पर (http://forums.rusmedserv.com/archive/index.php/t-98927.html देखें)। अन्य पाइरोजेन कम सक्रिय होते हैं, और पाइरोजेनिक प्रतिक्रिया के विकास के लिए, उनकी एकाग्रता 100-1000 गुना अधिक होनी चाहिए। आम तौर पर "पाइरोजेन" और "एंडोटॉक्सिन" शब्द एक दूसरे के स्थान पर उपयोग किए जाते हैं और हालांकि सभी पाइरोजेन एंडोटॉक्सिन नहीं होते हैं, सबसे महत्वपूर्ण ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के एंडोटॉक्सिन होते हैं।

रोमकूप बनाने वाले टॉक्सिन्स . इनमें बैक्टीरियल टॉक्सिन्स शामिल हैं जो मेजबान प्लाज्मा झिल्ली में डालने और उसमें ट्रांसमेम्ब्रेन पोर्स बनाकर कार्य करते हैं, जिससे कोशिका को लसीका की ओर ले जाता है। ऐसे विषाक्त पदार्थों को उनके अणुओं में बड़ी संख्या में दोहराव की उपस्थिति के कारण आरटीएक्स परिवार भी कहा जाता है। उनकी क्रिया का तंत्र एस। ऑरियस अल्फा-टॉक्सिन के उदाहरण पर अच्छी तरह से पता लगाया गया है, जिसे ओलिगोमेराइजिंग पोयर-फॉर्मिंग साइटोटोक्सिन के प्रोटोटाइप के रूप में माना जाता है।

जहरीले अणु की क्रिया का संगठन और तंत्र. अधिकांश विषाक्त पदार्थ ए-बी संरचनाएं हैं। यह संरचना दो घटकों की उपस्थिति का सुझाव देती है - बी-सबयूनिट, जो मेजबान सेल की सतह पर रिसेप्टर के लिए विष के बंधन में शामिल है और मेजबान सेल में विष के परिवहन की सुविधा प्रदान करता है; और ए-सबयूनिट - मेजबान सेल में एंजाइमेटिक (विषाक्त) गतिविधि दिखा रहा है। बी डोमेन की संरचना लक्ष्य रिसेप्टर्स की संरचना पर निर्भर करती है जिसके साथ विष परस्पर क्रिया करता है। ए-सबयूनिट बी की तुलना में अधिक संरक्षित हैं, खासकर उन क्षेत्रों में जो उनकी एंजाइमेटिक गतिविधि के लिए महत्वपूर्ण हैं

चावल। जीवाणु विषाक्त पदार्थों की क्रिया का तंत्र

ए। एस ऑरियस अल्फा-टॉक्सिन द्वारा कोशिका झिल्ली को नुकसान।सेल के सीपीएम के बाद, मशरूम की तरह अल्फा टॉक्सिन का एक डंठल लक्ष्य सेल में डाला जाता है और सेल से आयनों का एक प्रवाह, या इसके विपरीत, आयनों का बहिर्वाह (क्रमशः अंधेरे और हल्के सर्कल के रूप में दर्शाया जाता है) का कारण बनता है। C. शिगा टॉक्सिन (Stx) द्वारा कोशिका प्रोटीन संश्लेषण का निषेध। होलोटॉक्सिन, जिसमें एक एंजाइमेटिक रूप से सक्रिय सबयूनिट (ए) होता है, एक रिसेप्टर (जीबी 3) के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करता है। फिर ए-सबयूनिट, जिसमें एन-ग्लाइकोसिडिक गतिविधि होती है, 28S राइबोसोमल आरएनए से एडेनोसाइन अवशेषों को काट देता है, जो प्रोटीन संश्लेषण को रोकता है। सी. जीवाणु विषाक्त पदार्थों के उदाहरण जो दूसरे संदेशवाहक मार्गों को सक्रिय करते हैं*। थर्मोस्टेबल एंटरोटॉक्सिन (एसटी) को गनीलेट साइक्लेज रिसेप्टर से बांधने से एचएमपी में वृद्धि होती है, जो इलेक्ट्रोलाइट्स के प्रवाह को उलट देती है। एडीपी-राइबोसाइलेशन या ग्लाइकोसिलेशन (क्रमशः) के माध्यम से, सी। बोटुलिनम एक्सोएंजाइम सी 3 और सी। डिफिसाइल टॉक्सिन्स ए (सीडीए) और बी (सीडीबी) छोटे जीटीपी-बाइंडिंग प्रोटीन को निष्क्रिय करते हैं। ई. कोलाई से साइटोटोक्सिक नेक्रोटाइज़िंग फ़ैक्टर (CNF) और जीनस बोर्डेटेला से डर्मोनक्रोटिक टॉक्सिन (DNT) डिमिनेशन के माध्यम से प्रभावकों की नाकाबंदी को सक्रिय करते हैं।

* सेकेंड मेसेंजर (सेकंड मेसेंजर) छोटे सिग्नल अणु होते हैं, जो सेल में सिग्नल ट्रांसमिशन सिस्टम के घटक होते हैं।