Salah satu kerajaan alam hidup termasuk organisme hidup uniseluler, dialokasikan ke departemen Bakteri. Sebagian besar spesies mereka menghasilkan senyawa kimia khusus - eksotoksin dan endotoksin. Klasifikasi, sifat, dan pengaruhnya pada tubuh manusia akan dipelajari dalam artikel ini.
Apa itu racun
Zat (terutama yang bersifat protein atau lipopolisakarida) yang disekresikan oleh sel bakteri ke dalam cairan antar sel setelah kematiannya adalah endotoksin bakteri. Jika organisme prokariotik hidup menghasilkan zat beracun ke dalam sel inang, maka dalam mikrobiologi senyawa tersebut disebut eksotoksin. Mereka memiliki efek destruktif pada jaringan dan organ manusia, yaitu: mereka menonaktifkan peralatan enzimatik pada tingkat sel, mengganggu metabolisme. Endotoksin adalah racun yang memiliki efek merusak pada sel hidup, dan konsentrasinya bisa sangat kecil. Dalam mikrobiologi, sekitar 60 senyawa yang disekresikan oleh sel bakteri telah diketahui. Pertimbangkan mereka secara lebih rinci.
Lipopolisakarida sifat racun bakteri
Para ilmuwan telah menemukan bahwa endotoksin adalah produk pembelahan membran luar bakteri Gram-negatif. Ini adalah kompleks yang terdiri dari karbohidrat kompleks dan lipid yang berinteraksi dengan jenis reseptor sel tertentu. Senyawa tersebut terdiri dari tiga bagian: lipid A, molekul oligosakarida, dan antigen. Ini adalah komponen pertama, memasuki aliran darah, yang menyebabkan efek merusak terbesar, disertai dengan semua tanda keracunan parah: gejala dispepsia, hipertermia, lesi pada sistem saraf pusat. Keracunan darah dengan endotoksin terjadi begitu cepat sehingga syok septik berkembang di dalam tubuh.
Elemen struktural lain yang termasuk dalam endotoksin adalah oligosakarida yang mengandung heptosa – C7H14O7. Memasuki aliran darah, disakarida sentral juga dapat menyebabkan keracunan tubuh, tetapi dalam bentuk yang lebih ringan dibandingkan jika lipid A masuk ke aliran darah.
Konsekuensi pengaruh endotoksin pada tubuh manusia
Efek paling umum dari racun bakteri pada sel adalah sindrom trombohemorrhagic dan syok septik. Jenis patologi pertama terjadi karena masuknya zat - racun ke dalam darah yang mengurangi koagulabilitasnya. Hal ini menyebabkan banyak kerusakan pada organ yang terdiri dari jaringan ikat - parenkim, seperti, misalnya, paru-paru, hati, ginjal. Dalam parenkimnya, terjadi perdarahan multipel, dan pada kasus yang parah, perdarahan. Jenis patologi lainnyaakibat aksi racun bakteri adalah syok septik. Ini menyebabkan gangguan sirkulasi darah dan getah bening, yang konsekuensinya adalah pelanggaran pengangkutan oksigen dan nutrisi ke organ dan jaringan vital: otak, paru-paru, ginjal, hati.
Seseorang mengalami peningkatan tajam dalam gejala yang mengancam jiwa, seperti penurunan tekanan darah yang cepat, hipertermia, dan gagal jantung akut yang berkembang pesat. Intervensi medis yang mendesak (terapi hormonal dan antibiotik) menghentikan aksi endotoksin dan dengan cepat mengeluarkannya dari tubuh.
Fitur khas eksotoksin
Sebelum menjelaskan secara spesifik jenis racun bakteri ini, mari kita ingat kembali bahwa endotoksin adalah salah satu komponen lisat dinding sel bakteri gram negatif yang mati. Eksotoksin disintesis oleh sel prokariotik hidup, baik Gram-positif maupun Gram-negatif. Dalam hal struktur kimia, mereka secara eksklusif protein dengan berat molekul kecil. Dapat dikatakan bahwa manifestasi klinis utama yang terjadi dalam proses penyakit menular justru disebabkan oleh efek merusak eksotoksin, yang terbentuk sebagai hasil metabolisme bakteri itu sendiri.
Studi mikrobiologi telah membuktikan virulensi yang lebih tinggi dari jenis racun bakteri ini dibandingkan dengan endotoksin. Agen penyebab tetanus, batuk rejan, difteri menghasilkan racunzat yang bersifat protein. Mereka memiliki termolabilitas dan hancur ketika dipanaskan dalam kisaran 70 hingga 95 derajat Celcius selama 12-25 menit.
Jenis eksotoksin
Klasifikasi racun bakteri jenis ini didasarkan pada prinsip efeknya pada struktur sel. Misalnya, toksin membran dibedakan, mereka menghancurkan membran sel inang atau mengganggu difusi dan transpor aktif ion yang melewati bilayer membran. Ada juga sitotoksin. Ini adalah racun yang bekerja pada hialoplasma sel dan mengganggu reaksi asimilasi dan disimilasi yang terjadi dalam metabolisme sel. Senyawa lain - racun "bekerja" seperti enzim, misalnya, hyaluronidase (neurominidase). Mereka menekan kerja sistem kekebalan manusia, yaitu, mereka menonaktifkan produksi limfosit B, monosit dan makrofag di kelenjar getah bening. Jadi protease menghancurkan antibodi pelindung, dan lesitinase memecah lesitin, yang merupakan bagian dari serabut saraf. Ini mengarah pada pelanggaran konduksi bioimpuls, dan, sebagai akibatnya, penurunan persarafan organ dan jaringan.
Cytotoxins dapat bertindak sebagai deterjen, menghancurkan integritas lapisan lipid dari membran sel inang. Selain itu, mereka mampu menghancurkan sel-sel individu tubuh dan jaringan yang terkait, menyebabkan pembentukan amina biogenik, yang merupakan produk dari reaksi metabolisme dan menunjukkan sifat toksik.
Mekanisme kerja racun bakteri
Studi mikrobiologi telah menetapkan bahwa endotoksin adalah kompleksstruktur yang mengandung 2 pusat molekul. Yang pertama menempelkan zat beracun ke reseptor sel tertentu, dan yang kedua, membelah membrannya, masuk langsung ke hialoplasma sel. Di dalamnya, toksin memblokir reaksi metabolisme: biosintesis protein yang terjadi di ribosom, sintesis ATP yang dilakukan oleh mitokondria, dan replikasi asam nukleat. Tingginya virulensi peptida bakteri, dalam hal struktur kimia molekulnya, dijelaskan oleh fakta bahwa beberapa lokus toksin menyamar sebagai struktur spasial zat dalam sel, seperti neurotransmiter, hormon, dan enzim. Hal ini memungkinkan toksin untuk “melewati sistem pertahanan seluler” dan dengan cepat menembus ke dalam sitoplasmanya. Dengan demikian, sel tidak bersenjata melawan infeksi bakteri, karena kehilangan kemampuan untuk membentuk zat pelindungnya sendiri: interferon, gamma globulin, antibodi. Perlu dicatat bahwa sifat endotoksin dan eksotoksin serupa karena kedua jenis racun bakteri bekerja pada sel-sel tubuh tertentu, yaitu memiliki spesifisitas tinggi.
