Хімічний склад

Складаються з білкових речовин, мають властивості ферментів, розщеплюються протеолітичними ферментами

Ліпополісахариди, складаються з гліцидоліпідопротеїнових комплексів, гліцидоліпідних і полісахаридних специфічних сполук

Чутливість до температури

Висока

Термостійка

Імуногенність

Висока, спричиняють утворення антитоксичних антитіл

Низька, антитіла не утворюються

Перехід в анатоксини

Під впливом формаліну (0,3-0,4%) і температури +38-40°С переходять в анатоксини

Під впливом формаліну і температури частково знешкоджуються

Токсичність

Високотоксичні, характеризуються вибірковим ураженням певних органів і тканин

Менш токсичні, вибіркова дія виражена слабко

Однак, біохіміки, поділ мікробних токсинів на групи, проводять у відповідності з даними про їх природу і хімічні властивості. Вони розрізняють групу простих і складних білків (протеотоксини), групу із стероїдною конфігурацією (афлотоксину) і групу ліпополісахаридних комплексів, токсичну активність яких визначає ліпідний компонент (ліпід А). Такий біохімічний, а надалі імунохімічний підхід дозволив теоретично і біохімічно обґрунтувати отримання антитоксинів (Е. Берінг, 1892р.). З їх допомогою змогли відрізнити один токсичний мікробний біополімер від іншого, мікробіологи - відрізнити in vitro (у пробірці) токсигенні штами від нетоксигенних, патофізіологи - розуміти (якоюсь мірою) механізм вражаючої дії токсинів. П.Ерліх (P. Ehrlich), використовуючи антитоксини, як молекулярні зонди, вперше виявив молекулярну характеристику мікробних токсинів. Пізніше Г. Рамон (G. Ramon) спираючись на його теоретичні розробки, організував виробництво анатоксинів. Дослідження з антитоксин дозволили провести поділ, диференціацію токсинів на серотипи (серогрупи, сероваріанти) відповідно до їх антигенної структури. Однак при серологічному аналізі доведена деяка ідентичність токсинів, що виробляються бактеріями різних видів і родів. З'ясувалося, що антигенно-родинними виявилися холерний токсин і термолабільні ентеротоксини, віднайдені E.coli, Sal.typhimurium. Встановлена антигенна схожість ентеротоксинів, що виділяються бактеріями видів Sh.plexneri і Sh.dysenteriaе. Високий ступінь подібності відзначається у токсинів (гемолізина) Cl.tetani, Bac.cereus і Diplococcus pneumonie і St.pyogenes, СL.perfringens [3, 4, 6].

Проведені імунологічні дослідження дозволяють розглядати мікробні токсини як сукупність серогруп, які подібні в якихось структурах за своєю молекулярною будовою. Стало зрозуміло, що мікробні токсини можна групувати не тільки за подібністю походження (ендо-або екзо-), хімічної природі (білки, ліпополісахариди), за подібністю в молекулярній організації, за його антигенної структури, але й тому, яку роль відіграють окремі структурні одиниці або молекули в патогенезі інтоксикації на клітинному або субклітинному рівнях. Так, наприклад виявлено, що екзотоксини шигелл, синьогнійної палички, дифтерійної бактерії майже однаковим чином блокують синтез білків на субклітинному рівні, причому два останніх виводять з ладу один і той же фермент - трансферазу II. Виявилася функціональна спільність холерного токсину і термолабільного токсину E.coli, вражаюча дія яких пов'язана зі здатністю активувати клітинну аденілатциклазу.

Завдяки методичним підходом з розділення (диференціації) мікробних токсинів за вказаним принципом були уточнені деякі особливості мікробних токсинів. Отримано дані, що вони окремими ділянками своїх молекул імітують (наслідують) структури ферментів, гормонів, нейромедіаторів макроорганізму. Можливо, ця особливість і забезпечує мікробним токсинам здатність втручатися в обмінні процеси у макроорганізму (людини).

Спираючись, на найбільш поширену, схему диференціації бактеріальних токсинів розглянемо, ту роль, яку вони відіграють у патогенезі як при токсикоінфекціях і токсикозах людини, так і при інших інфекційних хворобах. Патогенетичну дію екзотоксинів досить наочно представлено в таблиці 2.

Таблиця 2.

Основні екзотоксини і їх патогенетичний вплив

Мікроорганізми	Екзотоксин	Мішень	Механізм дії
Cl. botulinum	Нейротоксин	нервово-м'язовий синапс	пригнічує виділення ацетилхоліну
Cl. perfringens	-токсин	будь-яка тканина в місці ураження	лецитиназна активність (руйнує клітини)
C. diphtheriae	-токсин	будь-яка тканина (по всьому організму)	пригнічує синтез білка
Sh. disenteriae	Ентеротоксин	епітелій кишечника	порушує регуляцію перенесення електролітів, зневоднюючи організм
Bac. antracis Yer. pestis	«Токсин морських свинок»	будь-яка тканина	невивчений

Ті токсини, які виділяються під час росту грампозитивними бактеріями, є істинними екзотоксинами. Їх не виявили не в цитоплазмі, не в структурі тіла. Цілком ймовірно їх синтез відбувається на пов'язаних з мембраною рибосомах. Однак механізм, за допомогою якого ці білки виходять крізь клітинну стінку назовні, повністю неясний. Неясна до кінця і функція екзотоксину. Встановлено, що багато не токсигенних штамів розмножуються в клітині хазяїна так само інтенсивно, як і токсигенних. Причому гени, що визначають синтез екзотоксину, часто локалізовані в плазмідах або профаг, а не на бактеріальній хромосомі. Зараз з'ясовано, що дифтерійний токсин, токсин Str.pyoqenes, ентеротоксин Staph. aureus, токсин Cl.botulinum типу «D» детермінується генами профага, а деякі токсини E.coli - плазмідними генами. Втрата даного генетичного матеріалу веде до втрати здатності продукувати токсин. При введенні в бактеріальну клітину такого детерменінованого профага або плазміди, утворення токсину відновлюється. Іншим прикладом ілюструючим вище проведену тезу, може служити токсини Cl.botulinum типу «А» і «В», а також токсини Cl.perfringens. Вони утворюються в результаті протеолітичного розщеплення більших нетоксичних поліпептидів.

Для цього необхідно, щоб протеолітичні ферменти, що розщеплюють їх, виділялися бактеріями в культуральне середовище (рідке живильне середовище для розмноження бактерій).

Бактерії часто застосовують віднайдені ними токсичні речовини для того, щоб використовувати або вбити клітини організму господаря. Самі ж бактерії здатні захищатися від дії вироблюваних ними токсинів за допомогою спеціальних механізмів.

В даний час медики з Вашингтонського університету змогли описати один з таких захисних механізмів. Вчені наблизилися до створення нового способу боротьби з патогенними бактеріями, що припускає використання бактеріальних токсинів проти самих бактерій. Автори досліджень визначили структуру токсину, що виробляється бактеріями Streptococcus pyogenes (поширений вид стрептококів, що є причиною широкого спектру захворювань інфекційної природи), та відповідного антитоксину, який пов'язує токсичну речовину, роблячи його неактивним.

«Стрептококи, так би мовити, змушені виробляти антитоксин. Якщо вони не зможуть виробляти антитоксин, то, просто, загинуть »- говорить Крейг Сміт (Craig L. Smith, провідний автор досліджень). З цієї причини Крейг Сміт і його колеги спробували інактивувати антитоксичну речовина бактерій. Вчені звернули увагу на те, що у вільному стані антитоксин здатний змінювати свою конформацію.

«Цю особливість ми і хотіли використовувати» - говорить Томас Еленбергер (Thomas E. Ellenberger, завідувач кафедри біохімії та молекулярної біофізики медичної школи Вашингтонського університету). За його словами, хімічна речовина, яке здатне стабілізувати неактивну форму антитоксину, змогло б направити активність досліджуваного токсину проти самої бактерії.

У випадку з бактеріями Streptococcus pyogenes вчені розглядали токсин, відомий як бета-НАД +-глікогідролаза (SPN). Раніше нинішніми співавторами досліджень було встановлено, що токсичність SPN обумовлена здатністю даного з'єднання виснажувати всі запаси НАД +, який відіграє важливу роль у підтримці нормального протікання процесів клітинного метаболізму. Антитоксин, здатний інактивувати SPN, відомий як IFS (immunity factor for SPN), що блокує доступ SPN до клітинних запасів НАД +.

Визначивши структуру досліджуваного токсину, автори досліджень мають намір знайти активна речовина, яке здатне направити дію бактеріального токсину проти самих бактеріальних клітин, не дозволяючи Антитоксин інактивувати дію бактеріального токсину в необхідний для бактерій момент. За словами авторів, сама структура досліджуваного токсину говорить про те, як працює антитоксин, захищаючи бактеріальну клітину [3, 4, 6, 7].

2.1 Екзотоксини, їх властивості та механізм дії

Екзотоксини, секреторні білкові речовини, зазвичай проявляють ферментативну активність. Нерідко екзотоксини служать єдиним чинником вірулентності мікроорганізму, діють дистанційно (далеко за межами вогнища інфікування) і відповідальні за клінічні прояви інфекції (наприклад, ентеротоксини викликають діарею, нейротоксини - паралічі та інші неврологічні симптоми). Найбільшу токсичність проявляють ботулотоксин - 6кг токсину могли б убити все людство. Висока токсичність екзотоксинів обумовлена особливістю структури їх фрагментів, що імітують будову субодиниць гормонів, ферментів або нейромедіаторів хазяїна. В результаті екзотоксини виявляють властивості антиметаболітів, блокуючи функціональну активність природних аналогів. Екзотоксини проявляють високу імуногенність; у відповідь на їх введення утворюються специфічні нейтралізуючі АТ (антитоксини). За ступенем зв'язку з бактеріальною клітиною екзотоксини поділяють на 3 групи - А, В і С [3].

Група А - токсини, що секретуються в зовнішнє середовище (наприклад, токсин дифтерійної палички).

Група В - токсини, що частково секретуються в зовнішнє середовище і частково асоційовані з бактеріальною клітиною (наприклад, тетаноспозмін правцевої палички).

Група С - токсини, пов'язані з бактеріальною клітиною і вивільняються після її загибелі (наприклад, екзотоксини ентеробактерій) [6].

Екзотоксини характеризуються вкрай високою токсичністю і специфічністю дії. Молекули типових екзотоксинів складаються з двох субодиниць, одна з яких відповідає за зв'язування екзотоксину з клітиною, а друга, проникаючи в цитоплазму, спричиняє блокаду життєво важливих процесів. Наприклад, екзотоксин палички дифтерії припиняє синтез білка в клітині на рибосомах, блокуючи фактор елонгації. Екзотоксини продукуються переважно грам позитивними бактеріями - стафілококами, стрептококами, збудниками дифтерії, сибірки, клостридіями правця, газової гангрени, ботулізму. Серед грамнегативних бактерій білкові токсини продукуються збудниками холери, чуми, коклюшу.

Механізм дії екзотоксинів: цитотоксини блокують синтез білка на рибосомах, або пригнічують дію ферментів білкового синтезу. Мембранотоксини руйнують клітинні мембрани, спричиняючи гемоліз, лейколіз, цитоліз. Функціональні блокатори пригнічують функцію певних фізіологічних систем. Наприклад, екзотоксин холерного вібріона активує адинілатциклазу ентероцитів, у наслідок чого порушується проникність стінки кишки і розвивається діарейний синдром. Нейротоксини (токсини палички правця) блокують передачу нервових імпульсів. Ексфоліатини спричинюють некроз і відшарування епідермісу. Еритрогеніни - своєрідне ураження шкіри з яскраво вираженим почервонінням [6].

Екзотоксини є добрими антигенами, в організмі на них утворюються антитіла, що здатні їх нейтралізувати. Імунізуючи коней екзотоксинами одержують лікарські препарати антитіл - антитоксичні сироватки.

Під дією формаліну екзотоксини втрачають токсичні властивості, але зберігають антигенні та імуногенні. Препарати, одержані шляхом інактивації екзотоксинів формаліном, називають анатоксинами (токсоїдами). Анатоксини використовують як вакцинні препарати.

Екзотоксин проявляється втручанням в роботу певних функцій, тканинних клітин або в руйнуванні деяких субклітинних структур. Прикладом першого може служити дифтерійний токсин, який виробляється Cor.diphthеriae. Він впливає на процеси синтезу ДНК, РНК і білка клітини. Придушення цих процесів відбувається в результаті того, що токсин інактивує фермент трансферазу II. А так як цей фермент сприяє переносу зростаючого поліпептидного ланцюга з однієї молекули т-РНК на іншу на поверхні рибосом, то руйнування трансферази II і зупиняє синтез білка. Прикладом руйнування субклітинних структур бактеріальним токсином може служити токсин Cl.perfringens. За своєю природою це лецитиназа. Вона розщеплює лецитин, є важливим структурним компонентом клітинної мембрани. Його розщеплення призводить до руйнування мембрани різноманітних тканинних клітин, що можливо і є причиною розпаду тканин при газовій гангрені. Лецитиназу продукують і мікроорганізми родів Bacillus, Staphyloccocus, що входять до групи харчових токсикозів [1].

Представники групи харчових токсикоінфекцій (наприклад: E.coli, Sal.typhimurium, Cl.perfringens), а так само збудники холери та бактеріальної дизентерії продукують ентеротоксини (entero - кишка), які специфічно діють на епітелій кишечника. Механізм їх дії полягає в тому, що ці речовини зв'язуються зі специфічними рецепторами мембрани епітелію. Зв'язаний токсин активує мембранну аденілатциклазою, це викликає підвищення концентрації в клітині циклічного аденозинмонофосфату (АМФ), що в свою чергу викликає підвищення швидкості перенесення електролітів, тобто витік з тканинних структур. Разом з ними йде і вода. У результаті відбувається втрата тканинної рідини, а це призводить до зневоднення організму і шоку. Якщо не заповнити втрату рідини і електролітів циркулюючих в організмі, то настає смерть [7].

2.2 Ендотоксини, їх властивості та механізм дії

Патогенні властивості грамнегативних бактерій пов'язані з ліпополісахаридами клітинної стінки. Ці токсини називають ендотоксинами. Ендотоксин має складну структуру,його основою є полісахаридні нитки, зв'язані між собою дисахаридами і молекулами високомолекулярних жирних кислот (ліпід А). Токсична дія ліпополісахаридів залежить в основному від ліпіду А, проте у розвитку токсичного ефекту бере участь вся молекула.

Ендотоксини вивільняються з руйнуванням мікробної клітини. Вони термостабільні, не руйнуються з кип'ятінням та автоклавуванням. Через це відомі випадки інтоксикації при парентеральному введені розчинів, які до стерилізації були забруднені грамнегативними бактеріями. Порівняно з екзотоксинами ендотоксини менш токсичні. Вони малоспецифічні - ендотоксини різних бактерій виявляють однакову дію. На молекулярному рівні діють на енергетичні процеси в клітинах. Клінічними проявами інтоксикації ендотоксинами є зниження артеріального тиску, біль у м'язах, судоми, у тяжких випадках розвивається картина ендотоксичного шоку. Ендотоксини є слабими антигенами, антитіла на них утворюються слабо і не можуть нейтралізувати їх. Однак біотехнологічними методами вдалось отримати моноклональні антитіла, здатні нейтралізувати ліпополісахаридні токсини. Ендотоксини під дією формаліну не перетворюються на анатоксини [1, 6].

Токсичні властивості деяких бактерій пов'язані з високомолекулярними жирними кислотами, наприклад, факторами вірулентності туберкульозної палички є фтіонова і міколова кислоти.

Специфічні фактори вірулентності мають фітопатогенні мікроорганізми. До них належать ферменти, що спричиняють руйнування рослинних тканин. Целюлози і лігнінази руйнують оболонки клітин пектинази спричиняють поширення мікроорганізмів глибоко в тканину.

Ендотоксини -- токсичні речовини хвороботворних бактерій, які утворюються внаслідок загибелі та руйнуванні клітин мікроорганізмів в організмі хазяїна.

На відміну від екзотоксинів, дія ендотоксинів на організм не відрізняється специфічністю. Ендотоксини, отримані з різних видів мікроорганізмів при введенні в організм викликають більш-менш схожу клінічну картину. Потрапивши до організму, ці токсини починають діяти відразу, майже без інкубаційного періоду. У тварин після введення летальних доз ендотоксинів розвиваються слабкість, задишка, розлади кишечника (діарея), зниження температури. Загибель тварин спостерігається через кілька годин. Сироватка крові тварин, яким вводились ендотоксини не має високої антиендотоксичної активності та не повністю нейтралізує отруйні речовини ендотоксинів [3].

За хімічною природою ендотоксини є складними глюцидо-ліпідо-поліпептидними комплексами. Найбільш вивчені ендотоксини грамнегативних бактерій -- збудників черевного тифу, дизентерії, холери.

У лабораторії ендотоксини отримують руйнуванням клітин бактерій різноманітними способами. Серед них розтирання висушених клітин у розчинах кухонної солі, заморожування та відтаювання суспензії бактерій, руйнування ультразвуком, обробка трихлороцтовою кислотою тощо.

Механізм патогенетичної дії ендотоксинів дещо відрізняється від дії екзотоксинів. Як вказувалося вище, за своєю хімічною природою це комплекс ліпополісахаридів з білками клітинних стінок грамнегативних бактерій. Таким чином вони ідентичні О-антигенам (соматичним антигенам) цілої клітини. Ендотоксини виділені з усіх патогенних грамнегативних бактерій. Для токсинів цієї групи характерні два типи механізму активності - вони викликають підвищення температури тіла (пірогенність) і є токсичними. Цими двома властивостями володіє ліпополісахарідна фракція токсину, білкова фракція має тільки антигенні властивості. Пірогенна активність ліпосахарідного комплексу висока. Введення його коню вагою в 700 кг в кількості 0,000001 г викликає підвищення температури тіла. Відомо, що температура тварини, людини регулюється певними центрами в головному мозку. Однак, ендотоксини не діють на ці центри. Вони діють на поліморфноядерні лейкоцити, викликаючи звільнення пірогенної речовини. Хімічна природа його до теперішнього часу точно не ясна, але встановлено, що вона і викликає підвищення температури. Патогенетична дія даної групи токсинів полягає і в тому, що вони збільшують проникність капілярів і викликають руйнування клітин, в свою чергу виділяються запальні агенти, які так само беруть участь у розвитку патологічного процесу. Механізм запального процесу до кінця не відомий, можливо тут значну роль грає не токсин (ліпополісахарідна частина ендотоксину), а алерген - тобто антигенний продукт мікроорганізму (соматична частина клітини), який індукує запальну алергічну реакцію у сенсибілізованного макроорганізму [3, 7].

3. Екзотоксини патогенних для людини бактерій

До вашої уваги хочу привести таблицю 3, де представлені екзотоксини патогенних бактерій для людини.

Таблиця 3.

Екзотоксини патогенних для людини бактерій

Продуцент	Токсин*
Bacillus anthracis	Комплексний летальний і набряклий фактори
Bordetella pertussis	Летальний і дермонекротизуючий
Clostridium botulinum	Ботулотоксини
Clostridium oedematiens (C. novyi)	Альфа-, летальний і дермонекротизуючий; бета-, летальний, дермонекротизуючий та гемолітичний; гамма-, летальний, дермонекротизуючий і гемолітичний; дельта-, гемолізин; епселон-, летальний і гемолітичний; дзета-, О2-залежний гемолізин
Clostridium perfringens	Альфа-, летальний, дермонекротизуючий і гемолітичний; бета-, летальний; гамма-, летальний; дельта-, летальний; епселон-, летальний і дермонекротизуючий; іота-, летальний і дермонекротизуючий; тета-, летальний, кардіотоксичний і гемолітичний; каппа-,летальний і протеолітичний; лямбда-, летальний і протеолітичний
Clostridium septicum	Альфа-, летальний і гемолітичний
Clostridium sordelli	Набряклий; геморагічний
Clostridium tetani	Тетаноспазмін, летальний і нейротоксичний; нейротоксин (не аналогічний тетаноспазміну); тетанолізин, летальний, кардіотоксичний і гемолітичний
Corynebacterium diphtheriae	Дифтерійний токсин,летальний і дермонекротизуючий
Escherichia coli	Термолабільний ентеротоксин;термостабільний ентеротоксин
Pseudomonas aeruginosa	Екзотоксин А
Staphylococcus aureus	Альфа-, летальний, дермонекротизуючий і гемолітичний; бета-,летальний і гемолітичний; гамма-, летальний і гемолітичний, дельта-, гемолізин; ексфоліатин; ентеротоксин
Streptococcus pyogenes	Токсин Діка, еритрогенний; стрептолізин О, летальний, гемолітичний і кардіотоксичний; стрептолізин S, летальний і гемолітичний
Vibrio cholerae	Хорероген, летальний і ентеротоксичний
Види Shigella	Ентеротоксин
Yersinia pestis	Мишачий токсин

* - Жирним шрифтом виділені екзотоксини, що викликають летальний результат у людей

Можна відмітити, що багато екзотоксинів, здібні викликати загибель людини [6]. (див. жирний шрифт у таблиці 3)

3.1 Ендотоксини та ендотоксинові агресія

Термін "ендотоксинова агресія" ( ЕА ) введена в наукову семантику для позначення патологічного процесу, що має певний симптомокомплекс, в ініціації та/або прогресуванні якого провідна роль належить ЛПС [8, 9, 10]. Вперше з ЕА людина стикається вже в перші години постнатального періоду при заселенні кишечника грамнегативною мікрофлорою. Клінічно ЕА проявляється у вигляді так званих ранніх реакцій адаптації, що розвиваються на тлі прогресуючого зниження активності гуморального ланки антиендотоксинового імунітету ( АЕІ ). При нормалізації показників АЕІ і концентрації плазмового ЛПС ранні реакції адаптації досить швидко купіруються [11, 12]. Схожа ситуація має місце і в осіб похилого та старечого віку при розвитку і регресі дисбіотичних процесів в кишечнику, зокрема, антибіотікіндикуванням дисбактеріозу [13]. Розвиток ЕА залежить не тільки і не стільки від присутності в загальному кровотоці надлишку ЛПС, скільки від недостатності АЕІ. Саме ЕТ -зв'язуючі системи крові не дають можливості ЛПС проявити свої патогенні властивості, а тому недостатність АЕІ є ключовою в трансформації фізіологічного явища - СЕЕ в патогенний процес - ЕА [14, 15].

Недостатність резервних можливостей ЕТ -зв'язуючих і виділяючих систем епізоду надлишку ЛПС у загальному кровотоці, яка визначається, в першу чергу, "запасами міцності" імунокомпетентних ( кістковий мозок, печінка тощо) і видільних (нирки, печінка та ін.. ) органів, є вирішальною у розвитку ЕА. Повторювані епізоди надходження з кишечника надлишкових кількостей ЕТ в загальний кровотік можуть призводити до надзвичайної за силою мобілізації резервних можливостей адаптаційних систем деасинхронізації біологічних ритмів клітин їх складових та бути причиною гострої або транзиторної поліорганної недостатності, тому що саме переміжна активність функціонуючих структур є основою стабільності роботи органів і систем.

Це стосується функціонування багатьох життєво важливих систем організму, до числа яких належить і імунна. Розвивається в цих умовах транзиторний імунодефіцит, що створює сприятливі умови для розвитку запальних захворювань, багато з яких починаються з одного з найбільш загальних і частих проявів ЕА - лихоманки. Оскільки ендотоксин - ексклюзивний носій пірогенності, а лихоманка - одне з найбільш загальних і частих проявів продромального періоду, ЕА можна кваліфікувати як передхвороба. Більш того, дуже широкий спектр патогенних властивостей ЕТ дозволяє припускати участь ЕА в патогенезі та інших загальних проявах як продромального періоду і загального адаптаційного синдрому, так і різних симптомів і синдромів багатьох інфекційних і неінфекційнних захворювань людини і тварин. ЕА може проявляти себе самими різноманітними клінічними, лабораторними і морфологічними маніфестами. При всій умовності ( механістичності ) такого поділу, воно все ж виправдано, оскільки дозволяє (як нам представляється ) більш системно підійти до викладу хоч і численних, але вельми розрізнених наукових фактів.

Зважаючи на те, що ЕА можна ідентифікувати як передхворобу, можна дещо зауважити. Передхворобу ми можемо характеризувати як "неспецифічність" своїх клінічних проявів, яка а priori передбачає наявність єдиного загальногенетичного фактора (одного або декількох), його зумовлюючого. Піонерськими в цьому напрямі з'явилися блискучі дослідження канадського вченого Ганса Сельє [16], який переконливо показав найважливішу роль реакції напруги гіпоталамо- гіпофізно - адреналінової системи в адаптації тварин до екстремальних умов, вплив загальних реакцій організму у відповідь на дію надзвичайних по силі подразників (стресорів) на процеси адаптації, розвиток продроми і хвороб адаптації. Ці дослідження дозволили загальним патологам розглядати адаптацію та патологію як єдиний процес, гранню між частинами якого і є продромальний період розвитку захворювання. Найбільш часті і загальні клінічні та лабораторні прояви продроми - ломота, біль у суглобах і слабкість, до яких, як правило, досить швидко приєднується лихоманка, лейкоцитоз та/або частий діурез. На перший погляд, далеко не всі з цих симптомів продроми можуть бути прямим наслідком зміненого гормонального статусу, якщо не враховувати здатність гіперкатехоламінемії шунтувати портальний кровотік і забезпечувати додаткове надходження кишкового ЕТ, минаючи печінку, в загальний кровотік. А ось надлишок ЛПС при абсолютній та/або відносній недостатності ендотоксин -зв'язуючих та/або виділяють систем може бути відповідальний за розвиток ЕА, для якої характерний весь симпатокомплекс продромального періоду. Це дуже наочно демонструє добре відомий навіть жителю факт зниження або відсутності лихоманки при частому сечовипусканні, при якому слабшають і лабораторні ознаки запалення ( лейкоцитоз). Пояснення цим фактам можна знайти у фундаментальних дослідженнях школи Отто Вестфаля [19], згідно з якими основним ЛПС - виділяючим органом є нирки.

Слідуючи елементарній логіці, іншим важливим ЕТ - виділяючим органом можна вважати шкіру, оскільки добре відомий факт зниження або нормалізації температури тіла йде слідом за рясним потовиділенням. Разом з тим, необхідно відзначити й іншу біологічну властивість ЛПС, яка може відігравати важливу роль в регуляції активності самої симпатоадреналової системи, в т.ч. за рахунок здатності ЕТ проникати в корковий шар наднирників (і, мабуть, гіпофіза) "на хвості" ліпопротеїдів високої щільності. Найбільш яскравою і незрозумілою для переважної кількості клініцистів різновидом ЕА є лихоманка неясного генезу, причину якої десятиліттями ( в 30 % випадків) клініцисти не можуть встановити. Дослідження Аніховскої показали, що для розвитку цієї лихоманки (у відсутність будь-яких верифікованих захворювань ) досить дисбактеріозу кишечнику і частих стресових ситуацій (або хронічного стресу).

Таким чином, ЕА можна кваліфікувати як передхворобу, трансформація якої в ту чи іншу нозологічну форму захворювання залежить від ряду чинників - насамперед, від конституціональної і/або придбаної схильності до того чи іншого захворювання, а при інфекційній патології також і від індивідуальних властивостей інфекційного агента, який при цих захворюваннях може бути й однією з головних причин розвитку ЕА. Серед найбільш частих причин ЕА можуть бути дисбактеріоз, хронічний стрес, пероральна антибактеріальна терапія, захворювання печінки, кишечника та інше [8, 12, 18, 20, 21, 22].

Схема розвитку эндотоксиновой агресії

3.2 Роль макроорганізму в інфекційному процесі, що обумовлена дією мікробних токсинів

Провідна роль у регулюванні і навіть виникненні інфекційного процесу належить макроорганізму. Такому погляду на інфекцію ми зобов'язані І.І.Мечникову, який вважав, що основним і головним у захисті макроорганізму від патогенних мікроорганізмів є макроорганізми. Л.Пастер, Е.Ру, Г.Рамон, Ж.Борде, вважали, що виникнення інфекції залежить від неспецифічної резистентності та накопичення гуморальних специфічних факторів імунітету - антитіл.

Із позиції Павловської фізіології, ми розглядаємо макроорганізми у єдності з довкіллям. Резистентність макроорганізмів до інфекції визначається умовами середовища, в якому він перебуває. Умови зовнішнього і соціального середовища можуть підвищувати або знижувати резистентність макроорганізму.

До соціальних факторів, які знижують резистентність макроорганізму, його імунологічну напруженість і готовність знешкодити патогенний мікроорганізм, належать: голодування, психічні і фізичні травми, перевтома, переохолодження, перенагрівання, санітарно-гігієнічні умови праці і побуту. Вплив на сприйнятливість макроорганізму до інфекції мають вік і стать. Стійкість до інфекцій у дітей до 6 місяців пов'язана зі слабким розвитком центральної нервової системи, а також наявністю гуморального імунітету (антитіл), який передався від матері до дитини. Діти більше, ніж дорослі, сприйнятливі до кишкових (дизентерія, колі ентерити), стрептококових та стафілококових інфекцій.

Слід зазначити, що голодування супроводжується порушенням білкового обміну, і це призводить до зниження активності, інтенсивності і завершеності фагоцитозу, а також сприяє зменшенню синтезу специфічних імуноглобулінів (антитіл).

У резистентності макроорганізму до інфекції важлива роль належить центральній нервовій системі. Відомо, що при енцефалітах, сказі уражується сама кора головного мозку, а при інтоксикаціях ботулінічним екзотоксином також уражуються ядра довгастого мозку.

У виникненні інфекційного процесу велике значення мають наднирники, загруднинна залоза та ін..

Велике значення в інфекційному процесі належить центральним (кістковий мозок, тимус) і периферійним органам імунітету (лімфатичні вузли, селезінка), де утворюються специфічні гуморальні фактори захисту (антитіла). Важливу роль відіграють макрофаги, які не тільки перетравлюють мікроорганізми, але й готують антигени для передачі їх разом з інтерлейкинами В-клітинами для забезпечення синтезу специфічних гаммаглобулінів (антитіл). Таким чином можливості виникнення і розвиток інфекційного процесу залежать не тільки від властивостей патогенного мікроба, але й від стану імунітету макроорганізму, що залежить від впливу факторів навколишнього середовища, а для людини - соціальних факторів.

Фізичні, хімічні, біологічні фактори можуть впливати як на мікроорганізм, так і на макроорганізм, а тому оточуюче середовище відіграє важливу роль в розвитку інфекційного процесу.

Вік людини. При багатьох інфекціях групами ризику є діти та люди похилого віку. Деякі інфекції навіть виділити в групу дитячих: кашлюк, кір, епідпаротит, вітряна віспа та ін.. Різна вікова резистентність до інфекційних захворювань залежить від характеру обміну речовин, особливостей імунітету макроорганізму (як вже згадувалось вище).

Стать. Відомо, що під час менструації, вагітності і пологів організм жінок стає сприйнятливішим до стафілококових і стрептококових інфекцій, а вірусний гепатит В тяжче перебігає у чоловіків.

Група крові (еритроцитарні антигени). Люди з І групою крові більш сприйнятливі до чуми, стафілококових інфекцій, сальмонельозу, а з ІІ групою - до віспи та грипу. У людей з групою крові І (Rh+) сальмонельоз має особливо тяжкий перебіг, легше його переносять люди з групою крові ІІІ (Rh-). Черевнотифозне носійство більш виражено в осіб з ІІ групою крові.

Стан ендокринної системи. Захворюваність щитоподібної та підшлункової залоз підвищує сприйнятливість до інфекцій.

Нормальна мікрофлора, яка знаходиться в стані антагонізму з патогенною мікрофлорою й стимулює розвиток імунної системи.

Повноцінність харчування. Незбалансоване харчування (гіповітаміноз, дефіцит мікроелементів. голодування) супроводжується порушенням білкового, вуглеводного, ліпідного обміну, що призводить до зменшення синтезу імуноглобуліну, зниження активності фагоцитів тощо.

Режим праці та відпочину. Фізична і розумова перевтома призводить до ослаблення активності фагоцитів.

Спадковість. У VI хромосомі виявлено гени які регулюють сприйнятливість (несприйнятливість) до інфекційних хвороб.

Стан нервової системи. Стреси знижують регулювальну функцію ЦНС, що підвищує ризик розвитку захворювання.

Соматичні захворювання: діабет, захворювання органів кровообігу, печінки, нирок, хронічні отруювання алкоголем, нікотином, наркотиками знижують опірність організму до інфекційних захворювань.

Фактори навколишнього середовища, як вже згадувалось вище, також можуть впливати на розвиток інфекційної хвороби [2, 3, 5].

Охолодження, а також перегрівання тіла людини знижує резистентність організму до дії патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, порушують біокаталітичні реакції організму, послаблює стійкість до мікробів, що пов'язано зі зниженням активності фагоцитів та імунної системи в цілому до інфекційних агентів.

Переохолодження й підвищена вологість повітря порушують опірність усього організму, особливо слизових оболонок дихальних шляхів, що призводять до розвитку пневмоній та респіраторних захворювань.

Охолодження знижує стійкість організму людини і сприяє розвитку частих респіраторних бактеріальних і вірусних захворювань. Відомо, що ГРЗ найчастіше спостерігається в осінньо-зимовий період, а кишкові - у літній.

Крім температури та вологості значну роль відіграє дія ультрафіолетового випромінювання та іонізуючої радіації. Дія сонячних променів залежить від довжини хвилі, тривалості й інтенсивності аплікацій. Сонячне проміння сприятливо діє на організм і підвищує його стійкість до інфекційних захворювань. Однак тривале та інтенсивне опромінювання шкідливе для організму, воно спричинює розвиток імунодефіцитного стану, що знижує опірність до деяких патогенних мікробів (рецидиви малярії у людей, інфікованих плазмодіями, зумовлені дією тривалого сонячного опромінювання). А.Л.Чижевський своїми дослідженнями встановив (1965р.), що підвищена сонячна активність порушує функції серцево-судинної системи та нервово-психичної діяльності макроорганізму; це підвищує його сприйнятливість до патогенних мікроорганізмів.

Іонізуюча радіація знижує захисну функцію лімфоїдної тканини, макрофагів крові, зменшує бар'єрну функцію слизових оболонок (збільшує їх проникність), у наслідок чого мікроби нормальної мікрофлори можуть призвести до бактеріємії (циркуляції мікробів у крові). Доведено, що невеликі дози рентгенівського опромінення підвищують резистентність людей і тварин до різних захворювань, а підвищені дози знижують її, сприяють активізації умовно-патогенної мікрофлори, розвитку бактеріємії та септицемії. При цьому порушується проникність слизових оболонок, різко зменшується опірність бар'єрів, функціональна активність фагоцитів.

Особливу небезпечність для людини мають збільшені дози іонізуючих променів, які викликають глибокі зміни в кістковому мозку, де виробляються клітини імунної системи.

У людей у періоди сонячних спалахів, магнітних бур, відбувається збудження нервової системи, підвищується кров'яний тиск, загостюються хронічні захворювання.

На організм людини несприятливо впливають незадовільні гігієнічні умови побуту і праці. Вони знижують загальну опірність організму до інфекцій.

Забруднення навколишнього середовища відходами промисловості, викидами транспортних засобів, атомних електростанцій порушують реактивність і сприйнятливість організму людини. У наслідок інтенсивного забруднення повітря зросла кількість людей з хронічними захворюваннями дихальних шляхів (пневмонія, бронхіт, емфізема, астма). Наявність у повітрі пилу в якому багато силікатів, призводить до порушення цілості слизових оболонок дихальних шляхів, до збільшення інфікування різними мікробами, що сприяє виникненню хронічної пневмонії, актиномікозу та алергічних захворювань. Нестача кисню в приміщенні, надлишок вуглекислого газу та інших шкідливих газів спричинюють хронічне отруєння, сприяють розвитку туберкульозу. Знижують реактивність макроорганізму імунодепресанти, цитостатики, антиметаболіти та антибіотики [2, 3, 5].

Таким чином, можливість виникнення інфекцій залежить від вірулентності мікроорганізмів, стану макроорганізму та умов навколишнього середовища. Проведені під керівництвом А.А.Воробйова в Росії, А.Я.Циганенка в Україні і Росії дослідження впливу хімічних речовин на працівників хімічних комбінатів показали різке зниження фагоцитарного, клітинного і гуморального імунітету робітників, що сприяло у них підйому захворюваності, особливо дихальної системи. Нові проблеми поставлені у зв'язку з інтенсивним впровадженням нанотехнологій і забрудненням робочих зон і довкілля наночастинками.

Інфекційні хвороби - це передусім соціальна проблема людства. Ріст інфекційної захворюваності свідчить про економічне і соціальне неблагополуччя в суспільстві. До соціальних інфекційних захворювань відносять туберкульоз, лепру, сифіліс, трахому, гонорею, протозойні та кишкові інфекції. Під час природних катаклізмів і народних лих (землетрус, повінь, голод, війна) інфекційні хвороби масово поширюються, супроводжуючись високою смертністю. В еру науково-технічного прогресу фізичні, хімічні, біологічні і соціальні фактори впливають на еволюцію патогенних мікробів. Забруднення навколишнього середовища, інтенсивне застосовування лікарських препаратів, вакцин, значне скупчення населення у великих містах, розвиток транспортних засобів, господарське освоєння нових територій, широке використання у промисловості та сільському господарстві атомної енергії змінюють екологію в біосфері, сприяють залученню до інфекційного процесу раніше невідомих збудників, порушують реактивність і сприятливість людей до мікроорганізмів.

Інфекційний процес проявляється в єдності фізичних, хімічних, біологічних та соціальних факторів. Рівень і тяжкість захворювання, рівень смертності зміняться в кращу сторону, якщо життя кожної людини буде для суспільства найголовнішою матеріальною і духовною цінністю, бо воно прямо залежить від економічного потенціалу країни й матеріальної забезпеченості людей [6].

4. Визначення вірулентності мікроорганізмів, смертельної дії екзотоксинів та ендотоксинів

Майже в усіх бактеріологічних лабораторіях в дослідах на тваринах часто визначають патогенні й вірулентні властивості збудників інфекційних захворювань. Патогенність - це потенційна здатність певного виду мікроорганізмів викликати інфекційний процес. Вона не є абсолютною і стабільною. Ступінь або міру патогенності, як вже зазначалось, визначають вірулентністю. Для її кількісного визначення запропоновані три умовні одиниці вірулентності.

1. Dosis Letalis Minima (DLM) - мінімальна смертельна доза, тобто найменша кількість живих мікроорганізмів, або найменша доза токсину, яка здатна викликати загибель 95% тварин стандартної маси і віку через певний проміжок часу. Ця величина відносна й залежить від виду тварин. DLM для мишей, щурів, гвінейських свинок і кроликів буде різною.

2. Dosis Certa Letalis (DCL) - безумовно смертельна доза, яка викликає загибель 100% взятих у дослід тварин; вона також є відносною.

3. Dosis Letalis50 (DL50) - кількість мікроорганізмів (або токсину), яка викликає загибель 50% взятих у дослід тварин. Остання величина є статистично найбільш достовірною летальною дозою. Вона визначається на основі обробки конкретних результатів загибелі тварин за методом Ріда і Менча, у якому реалізуються кумулятивні принципи обліку результатів

Інколи визначають і мінімальну інфікуючи дозу (ІД50), тобто найменшу кількість мікробів, яка викликає захворювання у 50% заражених тварин.

Титрування мінімальних смертельних доз, як правило, проводять на білих мишах, як найбіль доступних і дешевих тваринах (рідко на гвінейських свинках і кроликах). Мікроби (токсини) вводять внутрішньоочеревинно або внутрішньовенно. Щоб отримати стабільні результати використовують тварин стандартної маси і віку. Мишей відбирають масою 16-18г, гвінейських свинок 200-250г, кроликів - 1500г.

Завись бактерій для зараження готують із молодих агарових культур після 18-20 годин їх вирощування в термостаті. Для цього в пробірку з культурою на скошеному агарі вносять 5мл ізотонічного розчину хлориду натрію й ретельно струшують. Частину густого змиву переносять в іншу пробірку такого ж діаметру, як і пробірка зі стандартом мутності. Завись розводять 0,85% розчином хлориду натрію до мутності, яка відповідає вибраному стандартові.

Централізованим шляхом готують такі еталонні стандарти мутності: №5 - на 5 одиниць мутності, що відповідає 500млн мікробів у 1мл; №9 - 900млн мікробів в 1мл; №10 - 1млрд мікробів в 1мл; №11 - 1,1млрд мікробів в 1мл. Виготовляють також стандарти мутності для коклюшних бактерій на 9,10 і 11млрд мікробів в 1мл.

При визначенні вірулентності мікроорганізмів, як правило виготовляють вихідну завись, в якій знаходиться 1млрд бактерій в 1мл. Тоді для введення миші 100млн мікробів беруть 0,1мл зависі, для введення 200млн - 0,2мл і т.д. Стандартизовані зависі готують так, щоб бажані дози бактерій містились в однакових об'ємах, а загальної кількості їх повинно вистачати на всю групу тварин (наприклад, по 0,2мл на 4-6 тварин).

Через 24-48 годин після зараження відмічають кількість тварин, що загинули в кожній групі і вираховують DL50 за методом Ріда і Менша.

Наприклад, із наведених в таблиці даних видно, що DL50 знаходиться між розведеннями зависі мікробів 10-5 і 10-6. Для точного підрахунку DL50 визначають величину x(ікс), яку додають до логарифму того розведення, яке менше 50% дози (у наведеному прикладі 5) за формулою:

,

де А - % тварин, які загинули від розведення менше 50% (у даному випадку 66,7%); В - % тварин, що загинули від розведення більше 50% дози (за даними таблиці - 33,3%). Підставивши у формулу отримані числові значення, одержимо:

Таблиця 4.

Обчислення DL50 за методом Ріда і Менча

Розведення зависі мікробів	Кількість заражених тварин	З них загинуло :	З них вижило:	% тварин, що загинули
10-4	6	6	0	100
10-5	6	4	2	66,7
10-6	6	2	4	33,3
10-7	6	0	6	0

Отже DL50 відповідатиме розведенню зависі 10-5,5. Враховуючи,що при серійних розведеннях послідовно з пробірки в пробірку переноситься 0,1 мл матеріалу (тобто, додається до 0,9 мл ізотонічного розчину), в 1 мл вихідної зависі бактерій міститься 106,5 DL50 [2].

Висновок

Ми можемо підвести підсумок курсової роботи на тему «Бактеріальні екзо- та ендотоксини». Зробимо аналіз усіх пройдених нами розділів.

Для більшості представників мікросвіту характерною є одноклітинна будова. Бактеріальна клітина оточена оболонкою (а в окремих випадках -- цитоплазматичною мембраною) і містить цитоплазму та різні органели. За будовою і хімічним складом оболонка бактеріальної клітини суттєво відрізняється від клітинної оболонки еукаріотів. Її складають специфічні полімерні комплекси, яких немає в клітинних структурах інших організмів. Обов'язковим структурним компонентом бактеріальної клітини є цитоплазматична мембрана, яка відокремлює цитоплазму від клітинної оболонки.

Мікробіологічні інсектициди забезпечили новий летальний фактор для боротьби з деякими рослиноїдними шкідниками сільськогосподарських культур або лісу. Рівень чисельності популяції шкідника не впливає на ефективність цих препаратів. Патогени, що зустрічаються в природі, також відіграють значну роль у скороченні популяцій шкідників, причому масштаби придушення знов-таки коливалися,у залежності від часу і району.

Методи виділення з мікроорганізмів речовин, які могли б діяти на патогенні мікроорганізми та були екологічно безпечними, має досить багато переваг в порівняння з іншими препаратами.

Патогеннiсть i вiрулентнiсть бактерiй:

Патогенність - це видова здатність певних мікроорганізмів викликати інфекційний процес.

Вірулентність - це ступінь патогенності. Вона є штамовою ознакою і визначається метаболічною активністю бактерійних клітин, їх компонентів і продуктів, які пригнічують захисні механізми господаря.

Фактори вірулентності: адгезивність, інвазивність, токсиноутворення, капсулоутворення, наявність агресинів.

Для характеристики патогенних мікроорганізмів встановлені одиниці вірулентності.

DLМ (Dosis letalis minima) - мінімальна смертельна доза. Це та найменша кількість мікробів або їх токсинів, яка при зараженні викликає загибель 90-95 % чутливих тварин.

DCL (Dosis certа letalis) - найменша доза, яка викликає смерть 100 % взятих у дослід тварин.

LD50 (Dosis letalis50) - доза, що вбиває половину заражених тварин. Вона э найбільш об'єктивною, точною і прийнятою в лабораторних дослідженнях.

Вірулентність - це якісна, індивідуальна ознака даного штаму. Вірулентність бактерій може бути посилена, послаблена і навіть зовсім втрачена. При цьому інші їх властивості не змінюються. Посилення вірулентності досягають пасажами культури через організм чутливих тварин, різними генетичними методами. Послаблення - шляхом багаторазових пересівів культури на несприятливих середовищах, дією підвищеної температури, бактеріофагів, хімічних речовин, імунних сироваток тощо. Такий підхід часто використовують при виготовленні живих вакцин та інших бактерійних препаратів.

Розглянуті мною фактори і параметри патогенності і вірулентності схильні до фенотипових і генотипових змін. Можемо підкреслити, що причинами таких змін являються ефекти різних фізичних та хімічних факторів. У першу чергу патогенні властивості бактерій знаходяться під контролем хромосомних і плазмідних генів. Здібність до утворення екзотоксинів детермінують позахромосомні tox-гени конвертуючих бактеріофагів і плазмід (наприклад, синтез дифтерійного гістотоксина, ботулітичного нейротоксина тощо). Утворення ендотоксинів кодують хромосомні гени.

Щодо інфекційних хвороб, то - це широка група захворювань, які спричиняються хвороботворними бактеріями, вірусами, грибками. В Україні майже 25% всіх захворювань населення припадає на інфекції. Сьогодні в нашій країні регулярно реєструються спалахи епідемій грипу, дизентерії, кліщового енцефаліту, сказу та ін., щомісяця реєструється до 500 нових випадків ВІЛ- інфекції.

Інфекційні захворювання виникають за наявності трьох основних факторів: джерела інфекції, сприятливих умов для поширення збудників та схильної до захворювання людини. Якщо вилучити із цього ланцюга хоча б одну ланку, епідемічний процес припиняється. Отже, метою попереджувальних заходів є вплив на джерело інфекції, щоб зменшити засівання зовнішнього середовища, локалізувати поширення мікробів, а також підвищити рівень стійкості населення до захворювань.

За даними ВООЗ, інфекційні захворювання набули стійкої тенденції до поширення. В країні щорічно через інфекційні захворювання за медичною допомогою офіційно звертаються майже 10млн. чоловік (90% цієї кількості припадає на грип та гострі респіраторні захворювання).

Слово "токсин" відбулося від грецького слова toxіkon, що значить отруту. В часи Ерліха токсинами називали всі речовини, які виробляли бактерії і викликали при ін'єкції такі ж симптоми, як при ін'єкції живих мікробів. У даному випадку, як це часто буває в біології, чим менше відомо про саме явище, тим зрозуміліше здається термін. Він одержав різне значення у фармакології, бактеріології, хімії, мікології і т.д.

Токсином називають звичайно будь-який отрутний або шкідливий продукт, виділюваний живим організмом, а в науковому розумінні (особливо в бактеріології) токсинами вважають спеціальний клас антигенних отрут клітинного походження з високою молекулярною масою. Отрути визначають як «будь-які речовини органічної або неорганічної природи, що при заковтуванні, вдиханні, поглинанні через шкіру або парентеральної ін'єкції викликають ушкодження тканин або порушення нормальних фізіологічних функцій». Тваринні отрути, що вводяться при ужаленні або укусі, визначаються терміном "веноми". Це суміші різних, хімічно неспоріднених компонентів, у число яких можуть входити один або більше токсинів у науковому розумінні цього терміна.

Токсини й в обивательському й у науковому розумінні класифікуються по-різному відповідно різним критеріям. Кожна класифікація проведена з відмінної від інших точки зору і з урахуванням тільки одного з можливих критеріїв. Як наслідок те саме з'єднання може бути віднесене до різних класів відповідно до критерію, обраним для класифікації. Найбільш вживані три критерії: 1) анатомічний - за місцем, де клітина виробляє токсини; 2) механізм або місце дії в організмі хазяїна і 3) структура молекули токсину.

Розрізняють дві головні групи токсинів у залежності від того, де них виявляють або де вони виробляються в бактеріальній клітці: а) ендотоксини укладені усередині бактеріальної клітки, з якої їх можна екстрагувати; б) екзотоксини - це розчинні сполуки, виділені з бактеріальної клітини під час її активного росту в субстраті.

Ендотоксини

У мікробіології ендотоксини розглядають як окрему групу. Приставка "ендо" означає, що вони повинні вироблятися усередині клітини. Фактично ендотоксини є частиною оболонки бактеріальної клітини, їх можна екстрагувати трихлоцтовою кислотою або феноловою водою. Токсичний макромолекулярний комплекс має (молекулярна маса до 106 і 107 і звичайно складається з трьох фракцій - протеїну (білка), ліпіду і полісахариду. Фракції можна розділити, хоча виключення ліпідів приводить до втрати токсичності. Полісахаридна фракція визначає антигенну властивість, яка пояснює імунологічну специфічність ендотоксину.

Ін'єкція ендотоксину сприйнятливому хазяїнові викликає типові синдром-лихоманку, лейкопенію, шкірну реакцію, шок і смерть.

Механізми дії ендотоксинів вивчалися широко, але результати усе ще невизначені. Передбачається, що токсична дія виражається тільки в антигенності, на яку організм хазяїна відповідає реакціями, звичайно подібними з алергійною або анафілактичною реакцією. Миші, вирощені без звичайних кишкових патогенів, несприйнятливі звичайним чином до ендотоксинів, і, отже, їх реактивність залежить від наявності звичайної кишкової мікрофлори.

Важко застосувати термін "ендотоксин" у його розумінні до токсинів ентомопатогенів. У медичній мікробіології цим терміном позначають дуже спеціалізовану групу токсинів, механізм дії яких заснований на виразній реакції сприйнятливого хазяїна - гуморальної реакції, а не на прямій фармакологічній дії ендотоксину. Фактично ендотоксини складають частина поверхні клітки, і приставка "ендо" лише пояснює, що токсин зв'язаний з бактеріальною клітиною на відміну від екзотоксинів, які виділяються у субстрат.

Екзотоксини

Класичні екзотоксини виділяються в субстрат бактеріальними клітинами у фазі їх активного росту. В даний час екзотоксини можна охарактеризувати рядом властивостей: 1) вони являють собою окремі антигени, тобто імунохімічно це чисті хімічні речовини; 2) вони переходять у культуральний фільтрат, тобто не зв`язані бактеріальною клітиною; 3) вони являють собою білки з високою молекулярною масою і 4) у малих дозах вони здатні специфічним чином ушкоджувати сприйнятливого хазяїна.

Зараз уже відомо, що виділення екзотоксинів за межі клітини відбувається не відразу, оскільки це білки, що утворюються усередині клітини на рибосомах. Так, наприклад, вихід токсину з молодих клітин Clostrіdіum botulіnum (тип А) у дев'ять разів більше виходу його з фільтрату. Ця обставина використана для одержання великих кількостей ботулінового токсину стандартним способом.

Іншим, ще не вирішеним питанням є механізм виділення токсину з клітини в середовище. Оскільки деякі токсини це великі молекули (молекулярна маса їх досягає 106), важко уявити, що токсин може шляхом простої дифузії пройти через оболонку цитоплазми і клітини. У світлі сучасних знань ми можемо очікувати наявності якогось механізму проникнення, або якихось "отворів" у клітинній оболонці, або і того й іншого. Однак ні того ні іншого не було встановлено і потрібно набагато більше доказів.