Co to są toksyny bakteryjne?

Toksyny bakteryjne są produktami ubocznymi wytwarzanymi przez drobnoustroje chorobotwórcze, które zamieszkały w ciele. Bakteria może dostać się do gospodarza na różne sposoby, takie jak spożywanie zanieczyszczonej żywności lub wody. Bakterie można również wprowadzać przez błony śluzowe, albo przez bezpośredni kontakt ze źródłem, albo w wyniku wdychania bakterii przenoszonych przez powietrze. Rodzaj uwalnianych toksyn bakteryjnych zależy od gatunku atakujących bakterii.

Struktura komórkowa bakterii wpływa również na rodzaje wytwarzanych toksyn bakteryjnych. Podczas gdy wszystkie bakterie mają pojedyncze komórki, istnieje różnica między ich błonami zewnętrznymi, co powoduje dwie klasyfikacje bakterii: Gram-dodatnią lub Gram-ujemną. To rozróżnienie jest widoczne po poddaniu „plamie Gram”, która jest wstrzyknięciem fioletowego barwnika i późniejszym przemyciem alkoholem. Komórki, które zachowują barwnik, są Gram-dodatnie; te, które nie są Gram-ujemne.

Istnieje kilka rodzajów toksyn bakteryjnych, które mogą zainfekować ludzkie ciało w różnych miejscach. Na przykład enterotoksyny są toksycznymi białkami wytwarzanymi w jelitach. Neurotoksyny specyficznie atakują komórki nerwowe. Ponadto mogą być wytwarzane pewne enzymy, które mogą upośledzać funkcjonowanie metaboliczne. Istnieją jednak dwie podstawowe grupy toksyn bakteryjnych, do których powyższe ogólnie należą pod względem mechanizmu: egzotoksyny i endotoksyny.

Zarówno bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne wytwarzają egzotoksyny, z których niektóre są dość trujące. Na przykład tężec jest wywoływany przez toksynę bakteryjną wytwarzaną przez Clostridium tetani, która działa jak neurotoksyna. Zasadniczo nasilenie objawów i szybkość powrotu do zdrowia zależy od tego, w jaki sposób występuje infekcja. Jednak ustalono, że tylko niewielka ilość czystej toksyny okaże się śmiertelna. Na szczęście bakterie te, podobnie jak inne egzotoksyny, można przystosować do produkcji szczepionek zapobiegawczych.

Endotoksyny są uwalniane przez bakterie Gram-ujemne. Początkowo nie są tak agresywnie toksyczne jak egzotoksyny, ponieważ pozostają w dużej mierze zawarte w ścianach komórkowych bakterii. Jednak gdy komórki te kończą swój cykl życia i umierają, zwiększa się objętość krążącej toksyny. Ponadto nie można ich używać do produkcji szczepionek.

Normalnie organizm próbuje wyeliminować toksyny bakteryjne, zanim mogą wyrządzić szkodę. Układ odpornościowy jest pierwszą linią obrony, ale może zostać przytłoczony szybkością replikacji bakteryjnej. W rzeczywistości zapalenie jest wskazaniem, że występuje przerost bakteryjny. W takim przypadku układ odpornościowy zrobi następną najlepszą rzecz - usunie bakterie z drogi. Zazwyczaj komórki tłuszczowe są wybranymi miejscami przechowywania, co może prowadzić do powstawania torbieli i guzów.

Bez interwencji toksyny bakteryjne mogą ostatecznie gromadzić się do punktu, w którym wydostają się z komórek tłuszczowych do innych tkanek organizmu. Proces ten może potrwać lata, ale choroba zwyrodnieniowa jest często efektem końcowym. W rzeczywistości wiele schorzeń związanych z wiekiem i zaburzeń metabolicznych wiąże się z długotrwałym nagromadzeniem się tych toksyn, w tym chorobami serca, rakiem, zapaleniem stawów i cukrzycą.