| Микроорганизмы | Экзотоксин | Мишень | Механизм действия |
| Cl.botulinum | Нейротоксин. | Нервно-мышечный синапс. | Подавляет выделение ацетилхолина. |
| Cl.perfringens | -токсин. | Любая ткань в месте поражения. | Лецитиназная активность (разрушает клетки). |
| C.difhtheriae | -токсин. | Любая ткань (по всему организму) | Подавляет синтез белка. |
| Sh.disenteriae | Энтеротоксин | Эпителий кишечника. | Нарушает регуляцию переноса электролитов, обезвоживая организм. |
| Bac.antracis Yer.pestis | «Токсин мор- ских свинок». | Любая ткань. | Неизучен. |
Те токсины, которые выделяются во время роста грамположительными бактериями, являются истинными экзотоксинами. Их не обнаружили не в цитоплазме, не в структуре тела. По всей вероятности их синтез происходит на связанных с мембраной рибосомах. Однако механизм, с помощью которого эти белки выходят сквозь клеточную стенку наружу, полностью неясен. Неясна до конца и функция экзотоксина. Установлено, что многие не токсигенные штаммы размножаются в клетке хозяина так же интенсивно, как и токсигенные. Причем гены, определяющие синтез экзотоксина, часто локализованы в плазмидах или профагах, а не на бактериальной хромосоме. Сейчас выяснено, что дифтерийный токсин, токсин Str.pyoqenes, энтеротоксин Staph. aureus, токсин Cl.botulinum типа «D» детермируется генами профага, а некоторые токсины E.coli - плазмидными генами. Потеря данного генетического материала ведет к утрате способности продуцировать токсин. При введении в бактериальную клетку такого детерменированного профага или плазмиды, образование токсина восстанавливается. Другим примером иллюстрирующим выше проведенный тезис, могут служить токсины Cl.botulinum типа «А» и «В», а также Е- и i-токсины Cl.perfringens. Они образуются в результате протеолитического расщепления более крупных нетоксичных полипептидов. Для этого необходимо, чтобы протеолитические ферменты, расщепляющие их, выделялись бактериями в культуральную среду (жидкая питательная среда для размножения бактерий).
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ЭКЗОТОКСИНОВ проявляется вмешательством в работу определенных функций, тканевых клеток или в разрушении некоторых субклеточных структур. Примером первого может служить дифтеритический токсин, продуцируемый Cor.diphthеriae. Он влияет на процессы синтеза ДНК, РНК и белка клетки. Подавление этих процессов происходит в результате того, что токсин инактивирует фермент трансферазу II. А так как этот фермент способствует переносу растущей полипептидной цепи с одной молекулы т-РНК на другую на поверхности рибосом, то разрушение трансферазы II и останавливает синтез белка. Примером разрушения субклеточных структур бактериальным токсином может служить токсин Cl.perfringens. По своей природе это лецитиназа. Она расщепляет лецитин, являющийся важным структурным компонентом клеточной мембраны. Его расщепление приводит к разрушению мембраны разнообразных тканевых клеток, что возможно и является причиной распада тканей при газовой гангрене. Лецитиназу продуцируют и микроорганизмы родов Bacillus, Staphyloccocus, входящие в группу пищевых токсикозов.
Представители группы пищевых токсикоинфекций (например: E.coli, Sal.typhimurium, Cl.perfringens), а так же возбудители холеры и бактериальной дизентерии продуцируют энтеротоксины (entero - кишка), которые специфически действуют на эпителий кишечника. Механизм их действия заключается в том, что эти вещества связываются со специфическими рецепторами мембраны эпителия. Связанный токсин активирует мембранную аденилатциклазу, это вызывает повышение концентрации в клетке циклического аденозинмонофосфата (АМФ), что в свою очередь вызывает повышение скорости переноса электролитов, т.е. утечку из тканевых структур. Вместе с ними уходит и вода. В результате происходит потеря тканевой жидкости, а это приводит к обезвоживанию организма и шоку. Если не восполнить потерю жидкости и электролитов циркулирующих в организме, то наступает смерть.
Механизм патогенетического действия эндотоксинов иной. Как уже указывалось выше, по своей химической природе это комплекс липополисахаридов с белками клеточных стенок грамотрицательных бактерий. Таким образом они идентичны О -антигенам (соматическим антигеном) целой клетки. Эндотоксины выделены из всех патогенных граммотрицательных бактерий. Для токсинов этой группы характерны два типа механизма активности - они вызывают повышение температуры тела (пирогенность) и являются токсичными. Этими двумя свойствами обладает липополисахаридная фракция токсина, белковая фракция имеет только антигенные свойства. Пирогенная активность липосахаридного комплекса высока. Введение его лошади весом в 700 кг в количестве 0,000001 г вызывает повышение температуры тела. Известно, что температура животного, человека регулируется определенными центрами в головном мозге. Однако , эндотоксины не действуют на эти центры. Они действуют на полиморфноядерные лейкоциты, вызывая освобождение пирогенного вещества. Химическая природа его до настоящего времени точно не ясна, но установлено, что оно и вызывает повышение температуры. Патогенетическое действие данной группы токсинов заключается и в том, что они увеличивают проницаемость капилляров и вызывают разрушение клеток, в свою очередь выделяются воспалительные агенты, которые так же участвуют в развитие патологического процесса. Механизм воспалительного процесса до конца не известен, возможно тут значительную роль играет не токсин (липополисахаридная часть эндотоксина), а аллерген - т.е. антигенный продукт микроорганизма (соматическая часть клетки), который индуцирует воспалительную аллергическую реакцию у сенсибилизированного макроорганизма.
Так как целью данного издания является учебное справочное пособие по пищевым токсикоинфекциям и токсикозам, мы не будем рассматривать весь механизм патогенеза при различных инфекционных болезнях, а ограничимся выше приведенной информацией.
Бактерии рода Esherichia имеют фекальное происхождение и являются постоянными обитателями кишечника человека и животных, широко распространены во внешней среде (вода, почва и т.п.). Болезнь, вызываемая патогенными штаммами кишечной палочки называется, эширихиозом. Тяжесть проявления болезни зависит от состояния здоровья человека, количества бактерий, находящихся в продукте питания им съеденного и степени патогенности (болезнетворности) этих бактерий
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА. Честь открытия данной бактерии принадлежит T. Escherich - профессору, педиатру клиники детских болезней в Гарце. Он искал возбудителя «детской холеры», свирепствовавшей в то время, в 1885 г. выделил из кала больного ребенка данный микроорганизм. В 1891-1893 гг. при бактериологическом исследовании фекальных масс телят больных «белым поносом», была выделена похожая бактерия. Позднее, в1927 г. А. Адамс высказал мнение, что микроорганизм, вызывающий диспепсию у детей, аналогичен возбудителю энтерита у телят. В настоящее время установлено, что есть общие штаммы микроорганизмов, вызывающие болезнь как у животных, так и у людей. В 1937 г род Escherichia включён в состав семейства Enterobacteriaceae, а с 1958 г. решением Международного комитета по номенклатуре бактерий признан типовым родом семейства
Однако не все штаммы кишечной палочки могут вызывать болезнь. Различия между бактериями, вызывающими заболевание и неболезнетворными бактериями, определяют по их антигенной формуле. Так например, свирепствовавшее в 1996 г. в Японии пищевое отравление, вызвавшее заболевание почти у 10 тысяч человек произошло в результате контаминации пищи кишечной палочкой серотипа (по антигенной формуле) 0–157:Н–7.
МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ (ВНЕШНИЙ ВИД) И КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА. При микроскопии, после окраски мазков по методу Грама, можно увидеть средних размеров палочки грамотрицательные (красного цвета). Бактерии спор не образуют, значит, они не устойчивы к воздействию высоких температур. У большинства штаммов имеются капсулы или микрокапсулы. Есть подвижные и неподвижные штаммы бактерий. Это важный признак, используемый для построения антигенной формулы и серологической идентификации выделенной бактериальной культуры. Его образуют прямые палочковидные бактерии размерами 1,1-1,5х2,0-6,0 мкм; в мазках располагаются одиночно или парами. Аэробы или факультативные анаэробы; температурный оптимум для роста — 37оС. Ферментируют глюкозу и другие углеводы с образованием кислоты или кислоты и газа. По способности утилизировать лактозу выделяют ферментирующие и не ферментирующие эшерихии (в том числе газонеобразующие); они различаются также по серологическим свойствам, подвижности, чувствительности к фагам и антибиотикам. Оксидаза-отрицательны, каталаза-положительны Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательна; не образуют H2S; не проявляют уреазную и липазную активность; восстанавливают нитраты. Желатину не гидролизуют, молоко сворачивают без пептонизации. Часто редуцируют красители. Входят в состав микрофлоры толстой кишки теплокровных, пресмыкающихся и рыб.
Эшерихии выделяют бактериоцины - колицины, наиболее хорошо изучены у Е. coli, вызывающие гибель филогенетически родственных бактерий. Установлено, что колициногения более характерна для патогенных кишечных палочек. На плотных средах образуют плоско-выпуклые опалово-мутные S-колонии 0,3-0,5 см в диаметре с ровными или слегка волнистыми краями, либо сухие плоские R-колонии с неровными краями. В проходящем свете S-колонии иногда выглядят зернистыми; колонии патогенных штаммов более мутные. Иногда образуются слизистые М-колонии или мелкие колонии, напоминающие таковые у сальмонелл и шигелл. На жидких средах растут диффузно, вызывая помутнение и образование осадка, либо плёнки или пристеночного кольца. На средах Гисса могут образовывать газ. На селективно-дифференциальных средах колонии принимают цвет, соответствующий окраске среды. На агаре Эндо эшерихии, ферментирующие лактозу, образуют фуксиново-красные колонии с металлическим блеском (либо без него), неферментирующие — бледно-розовые или бесцветные с тёмным центром. На среде Левина бактерии первой группы образуют тёмно-синие с металлическим блеском колонии, а второй - бесцветные. На среде Плоскирева — соответственно красные с жёлтым оттенком и бесцветные, на агаре Мак Конки — красные и бесцветные.