Endotoksiner

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. december 2017; checks kræver 7 redigeringer .

Endotoksiner  er bakterielle toksiske stoffer , der er strukturelle komponenter i visse bakterier og frigives kun under lysis (henfald) af bakteriecellen. Dette adskiller endotoksiner fra exotoksiner , opløselige forbindelser udskilt af en levende bakteriecelle.

Det vigtigste eksempel på endotoksiner er lipopolysaccharid eller lipooligosaccharid. Gram -negativt bakterielt lipopolysaccharid er blevet så omfattende undersøgt og så vidt brugt som endotoksin, at udtrykkene endotoksin og lipopolysaccharid ofte bruges i flæng.

Strukturen af ​​bakterielle endotoksiner

Bakterielle endotoksiner består af polysaccharid- og lipidfragmenter. Polysaccharidfragmentet indeholder en O-specifik kæde (O-antigen), som omfatter en gentagende sekvens af oligosaccharidenheder baseret på glycosylrester (op til 50), samt en kerne. Lipid A og den indre kerne af polysaccharidkomponenten af ​​endotoksiner er delvist phosphoryleret. Dette fører til, at endotoksiner i opløsninger med neutral eller basisk pH vil have en udtalt negativ ladning (pKa 1,3).

Molekylvægten af ​​monomererne af forskellige lipopolysaccharider kan variere inden for ret brede intervaller, hvilket forklares af variabiliteten af ​​den O-specifikke kæde. Kendte endotoksiner med molekylvægte fra 2,5 kDa (med en forkortet O-specifik kæde) til 70 kDa (med en meget lang O-specifik kæde). De fleste af lipopolysacchariderne har en molekylvægt på 10 til 20 kDa.

Det skal dog bemærkes, at monomere lipopolysaccharider kan danne supramolekylære strukturer på grund af ikke-polære interaktioner mellem lipid-"haler" såvel som på grund af dannelsen af ​​"tværbindinger" af phosphatgrupper med divalente kationer. I vandige opløsninger kan endotoksiner således aggregere til lamellære, kubiske eller omvendte hexagonale strukturer, såsom miceller eller vesikler. Diameteren af ​​sådanne strukturer når 0,1 μm, og molekylvægten er 1000 kDa. Bivalente kationer, såsom Ca 2+ og Mg 2+ , bidrager til dannelsen af ​​supramolekylære strukturer, mens detergenter, EDTA og proteiner tværtimod flytter ligevægten mod dannelsen af ​​monomere former.

O-antigen

Den O-specifikke kæde er unik for hver prokaryot stamme; det bidrager væsentligt til serologisk specificitet ved at inducere et immunrespons hos mennesker og dyr.

Core

Hovedbestanddelene i kernen er heptoserester (hexapyranose i den ydre del af kernen og L-glycero-D-mannoheptose i den indre del), samt 2-keto-3-deoxyoctonsyregruppen.

Lipid A

Lipidfragmentet af endotoksiner eller lipid A er den mindst variable og mest konserverede del. Lipid A er ansvarlig for endotoksisk aktivitet. Det manifesterer sig ved at stimulere produktionen og frigivelsen af ​​granulocytter og makrofager af endogene mediatorer, såsom bioaktive lipider, NO, cytokiner (f.eks. interleukin-1). Store koncentrationer af sådanne mediatorer i kroppen kan føre til mange forskellige patofysiologiske reaktioner, såsom feber, leukopeni, takykardi, hypotension, dissemineret intravaskulær koagulation osv. [1]

Endotoksin aggression

Tilstedeværelsen af ​​et glycolipid i molekylet af endotoksiner af forskellig oprindelse bestemmer fællesheden af ​​deres biologiske egenskaber. Fysiologiske koncentrationer af endotoksin svinger i et meget bredt område (fra tæt på nul til 1,0 EU/ml) og har en konstant tendens til at stige med alderen. Under fysiologiske forhold bærer 5-7% af cirkulerende leukocytter LPS på deres overflade. CD14/TLR4/MD2 -receptorkomplekset , der findes på makrofager og mange andre kropsceller, binder LPS.

Resultatet af LPS-reaktionen med makroorganismeceller afhænger af dens koncentration. Moderat aktivering af celler og systemer ved lave doser af endotoksin med stigende dosis bliver til hyperaktivering, som er ledsaget af øget produktion af inflammatoriske cytokiner , øget aktivering af komplementsystemet og blodkoagulationsfaktorer, hvilket kan resultere i udvikling af så formidable komplikationer som f.eks. dissemineret intravaskulær koagulation (DIC), endotoksinchok og akut multipel organsvigt. [2]

Med overdreven indtagelse af endotoksin i det systemiske kredsløb under forhold med relativ insufficiens af LPS-bindende faktorer, såvel som med insufficiens af LPS-udskillende systemer (primært nyrerne), kan endotoksin manifestere dets adskillige patogene egenskaber. Det faktum, at overskydende LPS er involveret i patogenesen af ​​forskellige sygdomme, kaldes "endotoksin-aggression". Årsagerne til udviklingen af ​​endotoksin-aggression er meget forskellige: den mest almindelige er stress , såvel som eventuelle patologiske processer, der fører til en stigning i permeabiliteten af ​​tarmbarrieren (madforgiftning og akutte tarminfektioner, alkoholoverskud og dysbakteriose , usædvanligt fedtholdigt og krydret mad, akutte virusinfektioner, shock osv. .), portal hypertension og leversygdom, kronisk og akut nyresvigt (da nyrerne er det vigtigste LPS-udskillende organ). [3] [4]

Enterosorption er en overkommelig og sikker metode til at normalisere niveauet af endotoksin i blodet. Enterosorbenten i tarmen binder endotoksin og reducerer dets indtrængen gennem den enterohematiske barriere. [5] [6]

Andre endotoksiner

Et eksempel på andre endotoksiner end lipopolysaccharid er det insekticide delta-toksin fra Gram-positive Bacillus thuringiensis . Dette toksin er et protein, der syntetiseres af bacillen under sporedannelse og danner krystaller i bakteriesporen. Når en plante med sådanne sporer spises af insektlarver, fører proteolyse af dette protein til dannelsen af ​​et specifikt proteinprodukt, der er inkorporeret i membranen af ​​larve tarmepitelcellerne og danner en kationkanal, hvilket forårsager cellelyse og død. Delta-toksin er uskadeligt for mennesker, da det kræver specifik aktivering for manifestation af cytotoksicitet.

Endotoksinæmi

Tilstedeværelsen af ​​endotoksiner i blodet kaldes endotoksæmi. Med et stærkt immunrespons kan endotoksæmi føre til septisk shock .

Se også

Noter

  1. ↑ Bykovsky S. N., Gusarov D. A. "Rød" bioteknologi: fra videnskab til industri. - Forlaget "Pero", 2017. - 240 s. - ISBN 978-5-906909-22-0 .
  2. ↑ Yakovlev M. Yu. Dermatovenereology. National ledelse / Skripkin Yu. K., Butov Yu. S., Ivanova O. L. - M .: GEOTAR-Media, 2011. - P. 99-110 — 1052 s. — ISBN 978-5-9704-2305-9 .
  3. ↑ Yakovlev M. Yu. "Endotoksin-aggression" som en præsygdom eller en universel faktor i patogenesen af ​​sygdomme og dyr // Advances in Modern Biology. - 2003. - T. 123 , nr. 1 . - S. 31-40 .
  4. ↑ Yakovlev M. Yu. Elementer af endotoksin-teorien om human fysiologi og patologi // Human Physiology. - 2003. - T. 29 , nr. 4 . - S. 98-109 .
  5. ↑ Chernikhova E. A., Anikhovskaya I. A. Enterosorption som et vigtigt middel til at eliminere kronisk endotoksin-aggression  // Journal of Human Physiology. - 2006. - T. 33 , nr. 3 . - S. 135-136 .
  6. ↑ Shamov B. A. Malanicheva T. G. Korrektion af systemisk endotoxinæmi hos børn med atopisk dermatitis  // Journal "Attending Doctor". - 2011. - Nr. 4 .

Litteratur

Links