Токсины
ТОКСИНЫ, токсичные
в-ва прир. происхождения. Обычно к токсинам относят высокомол. соединения (белки,
полипептиды и др.), при попадании к-рых в организм происходит выработка антител.
Иногда токсинами наз. также низкомол. в-ва (напр., тетродотоксин и др. яды животных),
к-рые более правильно относить к прир. ядам.
В зависимости от источника
происхождения различают токсины микроорганизмов (напр., ботулинические токсины,
другие токсины микроорганизмов), фитотоксины (рицин и другие токсины растений)
и зоотоксины (тайпотоксин, бунгаротоксины, пали-токсин и другие токсины животных).
Одним из наиб. важных св-в
токсинов является их высокая физиол. активность (см. табл.). Из известных токсинов наиб.
токсичностью обладают токсины бактерий, к-рые в осн. и рассматриваются в этой статье.
Высокая активность токсинов бактерий
обусловлена их способностью вызывать нарушения мол. механизмов в обменных и
др. процессах при действии в организме в низких концентрациях, что связано с
высоким сродством к биомишеням. Токсины бактерий обладают разл. специфичностью к
биомишеням разных органов и тканей. В соответствии с этим различают токсины избират.
системного действия и цитотоксичные в-за. К первым относят, напр., нейротропные
токсины (ботулинические токсины, бунгаротоксины и др.), кардиотропные токсины (палитоксин и
др.), миотропные (крототоксин и др.). К щгготоксичным ядам относят токсины с менее
выраженной тканевой специфичностью и вызывающие нарушения биохим. процессов,
присущих любым клеткам (напр., токсины, вырабатываемые возбудителем газовой гангрены
clostridium perfringens, разрушают клеточные мембраны и вызывают лизис разл.
клеток; рицин и нек-рые другие токсины нарушают синтез белков на рибосомах). В то
же время нек-рые токсины обладают достаточно выраженной специфичностью к отдельным
тканям (напр., дифтерийный токсин блокирует трансляцию в осн. в нейронах и клетках
миокарда).
Механизмы токсич. действия
бактериальных токсинов различны. Напр., среди нейротоксинов выделяют токсины аксонального,
пресинаптич. и постсинаптич. действия. К токсинам, блокирующим передачу нервного импульса
через синапсы, относят, напр., ботулинические токсины и бунгаротоксины. Нек-рые токсины-специфич.
ингибиторы определенных ферментов (напр., дифтерийный токсин угнетает активность
ферментов, участвующих в трансляции). Нек-рые токсины обладают ферментативной активностью
(напр., фосфолипаза, протеаза и др. ферменты, содержащиеся в ядах змей) и разрушают
важные метаболиты и структурные элементы разл. клеток.
Среди токсинов бактерий различают
экзо- и эндотоксины. Первые (напр., ботулинический токсин, дифтерийный и столбнячный
токсины) представляют собой обычно простые белки и выделяются в окружающую среду
во время роста бактерий. Эту группу токсинов образуют грамположит. патогенные бактерии.
Эндотоксины (обычно сложные
белки) находятся в наружных слоях клеточных стенок патогенных грамотрицат. бактерий,
высвобождаются после их гибели и представляют собой продукты их метаболизма.
Для многих токсинов бактерий
характерна четвертичная структура, в к-рой две субъединицы (домены) соединены
дисуль-фидными связями. Субьединицы выполняют разные ф-ции. Как правило, большая
по мол. массе субъединица выполняет роль рецептофильного фрагмента молекулы,
благодаря чему осуществляется специфич. избират. сорбция токсинов на пов-сти клеток
(нейронов и др.). После рецепции токсинов на пов-сти мембран клетки происходит локальное
разрушение ее оболочки и разрыв дисульфидных связей между субъединицами.
Затем внутрь клетки проникает меньшая по мол. массе субъединица, к-рая обусловливает
токсич. действие.
Проводятся исследования
по созданию т. наз. химерных токсинов бактерий (их получают методами генетич. инженерии),
к-рые содержат в молекуле домены разных токсинов. Таким образом можно получать
токсины, ранее не существовавшие в природе (напр., токсины, содержащие домены токсинов
бактерий и фитотоксинов).
Токсины применяют в медицине
для получения анатоксинов, сохраняющих антигенные св-ва токсинов и применяемых для
выработки иммунитета против них.
О растит. и животных токсинах
см. также Яды животных, Яды растений.
Лит.: Далин М. В.,
Фиш Н. Г., Белковые токсины микробов, М., 1980; The specificity and action of
animal, bacterial and plant toxins, ed. by P. Cuatrecasas, v. 1 -3, L., 1976-78;
1Ъе animal, plant and microbial toxins, v. 1 -4, N. Y.-L., 1976-78.
Н. А. Лошадкин.