Характеристика экзотоксинов

1. Вещества белковой природы, секретируются микробной клеткой прижизненно или связаны с ней, характерны для Грам+ и Грам- бактерий, аэробов и анаэробов. Основные симптомы заболеваний, вызываемых C. diphtheriae (дифтерия), B. pertussis (коклюш), V. cholerae (холера), B. anthracis (сибирская язва), C. botulinum (ботулизм), C. tetani (столбняк) и энтерогеморрагической E. coli (кровавая диарея и гемолитико-уремический синдром), являются результатом действия экзотоксинов.

2. Обладают высокой активностью и проявляют свой эффект в ничтожных концентрациях по сравнению с другими факторами патогенности. Типичный алгид — наиболее острая форма холеры — развивается при введении добровольцам per os 25 мкг очищенного холерного энтеротоксина. Клиническая картина стафилокковой энтеротоксемии развивается у человека при введении препаратов энтеротоксинов А и В в дозах 20 и 500 нг на 1 кг массы тела соответственно. Токсическая доза дифтерийного токсина для детей составляет менее 100 мкг на 1 кг массы тела. Токсические дозы ботулинического и столбнячного токсинов составляют соответственно 1 и 2,5 нг на 1 кг массы тела.

3. Высокоспецифичны, изменяют нормальный метаболизм клеток хозяина.

4. Имеют латентный период действия (в это время они циркулируют в крови), а затем связываются с мембранами чувствительных клеток и проникают в эти клетки. Клеточные рецепторы для разных токсинов неодинаковы, фиксируются:

– на холинсодержащих рецепторах: О–стрептолизин, пневмолизин, тетанолизин;

– на ганглиозидах определенного типа: энтеротоксин кишечных бактерий, холероген, ботулотоксин, тетаноспазмин;

– на фосфолипидах клеточной мембраны: дифтерийный экзотоксин.

Токсический эффект осуществляется только после связывания экзотоксинов с чувствительными клетками-мишенями организма. До момента фиксации в тканях экзотоксины могут быть нейтрализованы специфическими антитоксическими антителами, поэтому принципиальное значение имеет ранее проведение серотерапии при заболеваниях, где основным фактором патогенности является экзотоксины (дифтерия, столбняк, ботулизм, анаэробная раневая инфекция, стафилококковый токсикоз).

5. Экзотоксины являются сильными антигенами, высокоиммуногенны. Они вызывают образование специфических нейтрализующих антител — антитоксинов.

6. По чувствительности к температуре различают экзотоксины:

– термолабильные: дифтерийный(60⁰С–1ч), столбнячный(60⁰С–20мин);

– термостабильные: ботулинический (кипячение 10–30мин), стафилококковый (кипячение 2,5–3ч).

7. Под действием формалина при 37⁰С некоторые экзотоксины подвергаются инактивации (токсичность утрачивается, иммуногенность сохраняется) и превращаются в анатоксины. Анатоксины используют:

– в качестве вакцин для профилактики заболеваний (дифтерии, столбняка, ботулизма, стафилококкового токсикоза, сибирской язвы, коклюша);

– в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения антитоксических сывороток.

8. Другие сферы применения экзотоксинов в медицине:

– применение ботулинического нейротоксина в косметических целях для уменьшения глубоких морщин, при лечении мышечной гиперактивности (косоглазие, дистония мышц шеи и гортани, писчий спазм, гемифасциальный спазм, тремор и тики). Микродозы инъекций очищенного токсина в определенные точки вызывают паралич мышц и устраняют мышечный спазм. Терапию следует постоянно продолжать, так как действие токсина продолжается только несколько месяцев;

– использование протеолитической активности стрептокиназы для восстановления проходимости тромбированных артерий при инфаркте миокарда;

– использование дифтерийного экзотоксина и экзотоксина А Pseudomonas spp. в качестве цитотоксических компонентов иммунотоксинов (сочетают ферментативно активную часть молекулы токсина и моноклональные антитела) для лечения больных с В–клеточными лимфомами, лейкемией и при трансплантации костного мозга (клинические испытания);

– использование цитотоксинов в терапии онкозаболеваний (напр., Stx–токсин связывается с гликолипидом CD77 (экспрессируется В–клетками некоторых В–клеточных лимфом) и «очищает» костный мозг мышей от злокачественных CD77+ В–клеток перед аутологичной пересадкой костного мозга).