Uno de los reinos de la naturaleza viva incluye organismos vivos unicelulares, asignados al departamento de bacterias. La mayoría de sus especies producen compuestos químicos especiales: exotoxinas y endotoxinas. En este artículo se estudiará su clasificación, propiedades e influencia en el cuerpo humano.
Qué son las toxinas
Las sustancias (principalmente de naturaleza proteica o lipopolisacárido) secretadas por una célula bacteriana en el líquido intercelular después de su muerte son endotoxinas bacterianas. Si un organismo procariótico vivo produce sustancias tóxicas en la célula huésped, en microbiología tales compuestos se denominan exotoxinas. Tienen un efecto destructivo en los tejidos y órganos humanos, a saber: inactivan el aparato enzimático a nivel celular, interrumpen el metabolismo. La endotoxina es un veneno que tiene un efecto dañino en las células vivas y su concentración puede ser muy pequeña. En microbiología, se conocen alrededor de 60 compuestos secretados por células bacterianas. Considéralos con más detalle.
Naturaleza de los lipopolisacáridos de los venenos bacterianos
Los científicos han descubierto que la endotoxina es un producto de escisión de la membrana externa de las bacterias Gram-negativas. Es un complejo que consiste en un carbohidrato complejo y un lípido que interactúa con un tipo específico de receptor celular. Dicho compuesto consta de tres partes: lípido A, una molécula de oligosacárido y un antígeno. Es el primer componente, que ingresa al torrente sanguíneo, el que causa el mayor efecto dañino, acompañado de todos los signos de intoxicación grave: síntomas dispépticos, hipertermia, lesiones del sistema nervioso central. El envenenamiento de la sangre con endotoxinas ocurre tan rápidamente que se desarrolla un shock séptico en el cuerpo.
Otro elemento estructural incluido en la endotoxina es un oligosacárido que contiene heptosa: C7H14O7. Al ingresar al torrente sanguíneo, el disacárido central también puede causar intoxicación del cuerpo, pero en una forma más leve que si el lípido A ingresara al torrente sanguíneo.
Consecuencias de la influencia de las endotoxinas en el cuerpo humano
Los efectos más comunes de los venenos bacterianos en las células son el síndrome trombohemorrágico y el shock séptico. El primer tipo de patología ocurre debido a la entrada en la sangre de sustancias, toxinas que reducen su coagulabilidad. Esto conduce a numerosos daños en los órganos que consisten en tejido conectivo: el parénquima, como, por ejemplo, los pulmones, el hígado y los riñones. En su parénquima se producen múltiples hemorragias y, en casos graves, sangrado. Otro tipo de patología.resultante de la acción de los venenos bacterianos es el shock séptico. Conduce al deterioro de la circulación sanguínea y linfática, cuyas consecuencias son violaciones del transporte de oxígeno y nutrientes a los órganos y tejidos vitales: el cerebro, los pulmones, los riñones, el hígado.
Una persona tiene un fuerte aumento de los síntomas que amenazan la vida, como una caída rápida de la presión arterial, hipertermia y una insuficiencia cardiovascular aguda que se desarrolla rápidamente. La intervención médica urgente (terapia hormonal y antibiótica) detiene la acción de la endotoxina y la elimina rápidamente del cuerpo.
Características distintivas de las exotoxinas
Antes de aclarar las particularidades de este tipo de venenos bacterianos, recordemos que la endotoxina es uno de los componentes del lisado de la pared celular de una bacteria gramnegativa muerta. Las exotoxinas son sintetizadas por células procariotas vivas, tanto Gram-positivas como Gram-negativas. En cuanto a su estructura química, son exclusivamente proteínas de pequeño peso molecular. Se puede decir que las principales manifestaciones clínicas que ocurren en el proceso de las enfermedades infecciosas son causadas precisamente por el efecto dañino de las exotoxinas, que se forman como resultado del metabolismo de la propia bacteria.
Los estudios microbiológicos han demostrado una mayor virulencia de este tipo de venenos bacterianos en comparación con las endotoxinas. Los agentes causantes del tétanos, tos ferina, difteria producen venenosustancias de naturaleza proteica. Tienen termolabilidad y se destruyen cuando se calientan en un rango de 70 a 95 grados centígrados durante 12 a 25 minutos.
Tipos de exotoxinas
La clasificación de este tipo de venenos bacterianos se basa en el principio de su efecto sobre las estructuras celulares. Por ejemplo, se distinguen las toxinas de membrana, destruyen la membrana de la célula huésped o interrumpen la difusión y el transporte activo de iones que pasan a través de la bicapa de la membrana. También hay citotoxinas. Estos son venenos que actúan sobre el hialoplasma de la célula e interrumpen las reacciones de asimilación y disimilación que ocurren en el metabolismo celular. Otros compuestos: los venenos "funcionan" como enzimas, por ejemplo, hialuronidasa (neurominidasa). Suprimen el trabajo del sistema inmunitario humano, es decir, inactivan la producción de linfocitos B, monocitos y macrófagos en los ganglios linfáticos. Entonces, las proteasas destruyen los anticuerpos protectores y la lecitinasa descompone la lecitina, que forma parte de las fibras nerviosas. Esto conduce a una violación de la conducción de bioimpulsos y, como resultado, a una disminución de la inervación de órganos y tejidos.
Las citotoxinas pueden actuar como detergentes, destruyendo la integridad de la capa lipídica de la membrana de la célula huésped. Además, pueden destruir tanto las células individuales del cuerpo como sus asociados, los tejidos, lo que provoca la formación de aminas biogénicas, que son productos de reacciones metabólicas y exhiben propiedades tóxicas.
Mecanismo de acción de los venenos bacterianos
Estudios microbiológicos han establecido que la endotoxina es un complejoestructura que contiene 2 centros moleculares. El primero une una sustancia venenosa a un receptor celular específico y el segundo, al dividir su membrana, ingresa directamente al hialoplasma celular. En él, la toxina bloquea las reacciones metabólicas: la biosíntesis de proteínas que se produce en los ribosomas, la síntesis de ATP llevada a cabo por las mitocondrias y la replicación de ácidos nucleicos. La alta virulencia de los péptidos bacterianos, en términos de la estructura química de sus moléculas, se explica por el hecho de que algunos loci de toxinas se hacen pasar por la estructura espacial de sustancias en la célula, como neurotransmisores, hormonas y enzimas. Esto permite que la toxina “puente el sistema de defensa celular” y penetre rápidamente en su citoplasma. Así, la célula queda desarmada frente a una infección bacteriana, ya que pierde la capacidad de formar sus propias sustancias protectoras: interferón, gammaglobulinas, anticuerpos. Cabe señalar que las propiedades de las endotoxinas y las exotoxinas son similares en el sentido de que ambos tipos de venenos bacterianos actúan sobre células específicas del cuerpo, es decir, tienen una alta especificidad.