токсинної зброї
Токсинної зброї - засіб масового ураження людей, вражаючі дії яких засновані на використанні отруйних речовин біологічного походження; розглядається в зарубіжній літературі як вид біологічної чи хімічної зброї.
Токсини - біологічно активні речовини мікробного, рослинного і тваринного походження, що вражають чужорідну еукаріотичну клітку і не діють на клітини прокаріотів. Здатність до токсінообразованію найбільш широко поширена серед мікроорганізмів. Токсини тварин здебільшого продукуються представниками різних таксономічних груп безхребетних. У хребетних тварин це властивість найбільш виражено у плазунів, наприклад у змій. Здатність продукувати Т. виявлена також у вищих рослин. Властивість виробляти токсини робить мікроби патогенними, а деякі гриби, рослини і тварин - отруйними.
За хімічною природою більшість Т. мікроорганізмів, рослин і тварин представлена високомолекулярними сполуками (пептиди, білки, глікопротеїни), і той же час Т. грибків є компоненти переважно з низькою молекулярною масою. Прикладом можуть служити афлатоксини, які продукують видами пологів Aspergillus, а також тріхотеценовие мікотоксини, що виробляються видами пологів Fusarium, Trichoderma і Cephalosporium. Ці Т. володіють сильним канцерогенну дію. Хімічна природа Т. найпростіших вивчена слабо, проте є дані для припущення, що наприклад, такі види, як Trypanosoma cruzi, Giardia lamblia і Entamoeba histolytica, виробляють токсичні білки.
Велика подібність за молекулярною структурою і механізмом дії мають деякі рослинні Т. (абрін, рицин, модецін, віскулін) і токсичні білки (дифтерійний токсин, ентеротоксин Shigella dysenteriae) деяких патогенних бактерій.
Т. бактерій виробляються як патогенними, так і умовно-патогенними бактеріями і служать причиною виникнення різного роду патологічних станів. Залежно від виду вражається тканини Т. бактерій ділять на кілька груп; ентеротоксини, що вражають клітини тканин шлунково-кишкового тракту: нейротоксини, що вражають клітини нервової системи; лейкотоксини (наприклад, лейкоцідін), що вражають клітини імунної системи: пневмотоксіни, що вражають клітини легеневої тканини; кардіотоксіни, що вражають клітини серцевого м'яза.
За фізико-хімічними властивостями Т. бактерій відносяться до білків і пептидів. Деякі з них синтезуються бактеріальною клітиною у вигляді неактивного попередника (дифтерійний, ботулінічний токсин і ін.), Для переведення якого в активний стан потрібно стадія активації. Активація здійснюється за участю протеолітичних ферментів, які в умовах м'якого (обмеженого) протеолізу фрагментують полипептидную мета з утворенням двох пептидів (субодиниць А і В), що виконують при взаємодії токсину з кліткою-мішенню різні функції. Т.ч. фрагментованість, що супроводжується активацією, призводить до виникнення біфункціонального (або бінарної) молекулярної структури.
Т. бактерій, у яких функціонально-активна структура представлена однією поліпептідпой ланцюгом, названі простими; Т. мають субодиничних будова і складаються з декількох функціонально різних пептидів, -складні. Структура Т. бактерій тісно пов'язана з механізмом їх дії на еукаріотичну клітку.
За механізмом дії на еукаріотичну клітку Т. бактерій діляться на дві групи: що вражають клітку-мішень за посередництва деструкції клітинної мембрани і Т. впливають на клітину-мішень, вражаючи її життєво важливі регуляторні системи. Класичним прикладом Т. першої групи, що викликають деструкцію клітинної мембрани, служать так звані гемолізини (гемотоксини), що руйнують мембрани еритроцитів. Сюди ж відносяться тіолзавісімим Т. такі як пневмолізін, стрептолизин, тетанолізін і ін. Тіолзавісімим Т. представляють собою білки, що складаються з однієї поліпептидного ланцюга. Активний стан цих Т. проявляється тільки у відновленій формі, коли дисульфідний група білка при наявності тіолвосстанавлівающего агента переходить в сульфгідрильну. Мембранним рецептором для цих Т. на еукаріотичної клітці служить холестерин. Після зв'язування з холестерином в мембрані утворюються пори, через які витікає вміст клітини. При дії тіолзавісімим Т. на клітини судин порушується судинна проникність, що, як правило, супроводжується формуванням набряку.
Т. другої групи, що вражають життєво важливі регуляторні системи, для того, щоб вразити клітку-мішень, повинні подолати мембрану і проникнути всередину клітини. Там вони досягають будь-якої найважливішою регуляторної системи і інактивують її. До цієї групи належать такі токсини, як дифтерійний, холерний і холероподібний, екзотоксин A Pseudomonas aeruginosa, ентеротоксин Sh. dysenteriae, частина клострідіальном Т. Для Т. зазначеної групи характерною рисою є біфункціональність структури. Іноді ці Т. називають бінарними. В основі їх молекулярної структури лежить так званий тип А-В моделі, що визначає їх біфункціональність. Перше важливе властивість таких Т. - здатність впізнавати чутливу еукаріотичну клітку і зв'язуватися з нею. Функцію впізнавання і зв'язування в бінарному Т. виконує компонент В (субодиниця В). Так, в холерному і холероподобних Т. компонент В дізнається комплементарний йому рецептор чутливої клітини - гангліозид GMI. З іншими структурами мембрани ці Т. не пов'язує. Т.ч. специфічність зв'язування Т. з поверхнею чутливою клітини обумовлена наявністю на її поверхні рецептора строго визначеної хімічної природи.
Після зв'язування Т. через компонент В з поверхнею клітини вся токсична молекула за допомогою ендоцитозу доставляється всередину клітини, де в дію вступає компонент А. Володіючи ферментативної активністю, компонент А взаємодіє всередині клітини з відповідним субстратом. Так, для компонента А холерного і холероподобних Т. субстратом служить один з білків аденілатциклази - найважливішої системи еукаріотичної клітини. Здійснюючи ферментативну модифікацію відповідного білка аденілатціклазной системи, компонент А холерогена (холерного Т.) змушує працювати всю цю систему по аномальному типу. У клітинах слизової оболонки тонкої кишки, які вражає холероген, порушення функції аденілатціклазной системи призводить до порушення обміну електролітів і як наслідок цього до розвитку характерних для холери змін.
Внутрішньоклітинної мішенню для дифтерійного Т. служить система біосинтезу білка еукаріотичної клітини. Після проходження через мембрану ферментативно-активна субодиниця А дифтерійного Т. здійснює рібозілірованіе одного з компонентів транскрипції і тим самим зупиняє біосинтез білка.
Інактивація (знешкодження) Т. бактерій досягається шляхом модифікації їх нативної структури. Існують різні способи модифікації токсичної молекули, але всі вони зводяться до зміни функції окремих частин токсичного білка. Модифікації Т. бактерій можна досягти генетичним шляхом, хімічним і фізико-хімічним впливом. Широко відоме знешкодження Т. бактерій формаліном зводиться до порушення просторової конфігурації токсичного білка за рахунок виникнення численних зшивок між окремими ділянками поліпептидного ланцюга Т. або його окремими субодиницями.
У зв'язку з розшифровкою молекулярної структури багатьох Т. бактерій розширилася область їх застосування в практичній медицині. Як і раніше, Т. залишилися важливими компонентами вакцинних препаратів, проте дані субодиничних будови, наприклад холерогена, дозволили розробити нове покоління субодиничних вакцин. Такі вакцини позбавлені реактогенності, що не перевантажені зайвими антигенними детермінантами і, що особливо важливо, розраховані на строго певну область імунної відповіді.
Вивчення природи і топографії антигенних детермінант Т. бактерій сприяло розвитку сучасних діагностичних методів (наприклад, імуноферментний метод, або метод молекулярних зондів). Встановлення генів, що контролюють продукцію окремих білкових токсинів, дозволило розробити ДНК-зонди, за допомогою яких здійснюється тестування токсигенних форм різних видів мікроорганізмів.
Т. бактерій використовують для конструювання так званих іммунотоксінов. У препаратах іммунотоксінов, призначених для лікування новоутворень, як вражаючого агента використовується ферментативно-активна субодиниця Т. (наприклад, субодиниця А дифтерійного Т.), а в якості компонента, що здійснює пошук чутливої клітини, - антитіло, отримане до одного з антигенів поверхні злоякісної клітини. Моделі таких химерних іммунотоксінов широко вивчаються.
Інша новий напрямок практичного застосування Т. полягає в використанні їх модифікованих форм, субодиниць або окремих фрагментів для цілей конкурентної терапії, заснованої на блокуванні відповідних рецепторних структур клітини, що беруть участь в зв'язуванні активного Т.
Бібліогр. Далін М.В. і Фіш Н.Г. Токсини мікроорганізмів, М. 1977, Езепчук Ю.В. Патогенність як функція біомолекул, М. 1985, бібліогр.
Енциклопедичний словник медичних термінів М. СЕ-1982-84, ПМП. БРЕ-94 м ММЕ. МЕ.91-96 р
Читайте також в Медичної енциклопедії:
Токсична дистрофія печінки клініко-морфологічний синдром, який характеризується великим (масивним або субмассівную) некрозом печінки, що супроводжується розвитком печінкової недостатності. Токсичний.
Токсичний туман => Токсигенність токсичний туман. Токсигенність.
Токсидермії ураження шкіри, що виникають в результаті попадання алергену в організм. Причинами розвитку Т. служать лікарські препарати, продукти харчування, хімічні речовини (п.