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医学微生物学/细菌毒素
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{{Hierarchy header}} [[细菌毒素]](Toxin)按其来源、性质和作用的不同,可分为[[外毒素]]和[[内毒素]]两大类。 1.外毒素(Exotoxin):有些[[细菌]]在生长过程中,能产生外毒素,并可从菌体扩散到环境中。若将产生外毒素细菌的液体[[培养基]]用滤菌器过滤除菌,即能获得外毒素。 外毒素[[毒性]]强,小剂量即能使易感机体致死。如[[纯化]]的[[肉毒杆菌]]外毒素毒性最强,1mg可杀死2,000万只小白鼠;[[破伤风毒素]]对小白鼠的[[致死量]]为10-6mg;[[白喉毒素]]对豚鼠的致死量为10-3mg。 产生外毒素的细菌主要是某些[[革兰氏阳性菌]],也有少数是[[革兰氏阴性菌]],如志贺氏[[痢疾杆菌]]的[[神经毒素]]、[[霍乱弧菌]]的[[肠毒素]]等。外毒素具亲组织性,选择性地作用于某些组织和器官,引起特殊病变。例如[[破伤风杆菌]]、肉毒杆菌及[[白喉]][[杆菌]]所产生的外毒素,虽对[[神经系统]]都有作用,但作用部位不同,临床[[症状]]亦不相同。破伤风杆菌[[毒素]]能阻断[[胆碱能神经]]末梢[[传递介质]]([[乙酰胆碱]])的释放,[[麻痹]]运动神末梢,出现眼及咽肌等的麻痹;白喉杆菌外毒素有和[[周围神经]]末梢及特殊组织(如[[心肌]])的亲和力,通过抑制[[蛋白质合成]]可引起[[心肌炎]]、[[肾上腺出血]]及[[神经麻痹]]等。有些细菌的外毒素已证实为一种特殊酶。例如产气荚膜的甲种毒素是[[卵磷脂]]酶,作用在[[细胞膜]]的[[磷脂]]上,引起[[溶血]]和[[细胞]][[坏死]]等。 一般外毒素是[[蛋白质]],[[分子量]]27,000-900,000,不耐热。白喉毒素经加温58~60℃1~2小时,破伤风毒素60℃20分钟即可被破坏。外毒素可被[[蛋白酶]]分解,遇酸发生变性。在[[甲醛]]作用下可以脱毒成[[类毒素]],但保持[[抗原性]],能刺激机体产生特异性的[[抗毒素]]。 表6-1 细菌外毒素举例 {| class="wikitable" |- | | 细菌种类 | | [[革兰氏染色]] | | 引起[[疾病]] | | 毒素名称 | | 毒素作用方式 |- | | [[百日咳杆菌]] | | - | | [[百日咳]] | | [[百日咳毒素]] | | 坏死性 |- | | [[内毒]]杆菌 | | + | | [[肉毒中毒]] | | 6型特异性毒素① | | 麻痹(抑制乙酰胆碱释放) |- | rowspan="3" | Novyi氏[[水肿]]杆菌 | rowspan="3" | + | rowspan="3" | [[气性坏疽]] | | α-毒素 | | 坏死性 |- | | β-毒素 | | [[溶血性]]卵磷脂酶,坏死作用 |- | | δ-毒素 | | 溶血性 |- | rowspan="3" | 产生[[荚膜]]杆菌② | rowspan="3" | + | rowspan="3" | 气性坏疽 | | α-毒素 | | 溶血性卵磷脂酶,坏死性 |- | | β-毒素 | | 溶血性[[心脏]]毒素 |- | | λ-毒素 | | 溶[[蛋白]]性 |- | | 破伤风杆菌 | | + | | [[破伤风]] | | 破伤风溶血毒素<br /> 破伤风[[痉挛毒素]] | | 溶血性心脏毒素<br /> 引起[[骨骼肌]][[痉挛]] |- | | 白喉杆菌 | | + | | 白喉 | | 白喉毒素 | | 坏死性 |- | | [[鼠疫杆菌]] | | - | | [[鼠疫]] | | 鼠疫毒素 | | 可能坏死性 |- | | 志贺氏痢疾杆菌 | | - | | 菌痢 | | 神经毒素 | | [[出血]]性,麻痹性 |- | | 霍乱弧菌 | | - | | [[霍乱]] | | 肠毒素 | | 引起[[小肠]]过度分泌液体 |- | rowspan="5" | [[金黄色葡萄球菌]] | rowspan="5" | + | | [[食物中毒]] | | 肠毒素 | | [[呕吐]] |- | rowspan="4" | 化脓性[[感染]] | | α-毒素 | | 溶血性,杀白细胞性坏死性 |- | | β-毒素 | | 溶血性 |- | | δ-毒素 | | [[皮肤坏死]]性,溶血性,杀白细胞性 |- | | [[杀白细胞素]] | | 杀白细胞性 |} {| class="wikitable" |- | rowspan="4" | 化脓性[[链球菌]] | rowspan="4" | + | rowspan="4" | 化脓性感染与[[猩红热]] | | α-毒素 | | 溶血性 |- | | 红疹毒素 | | 猩红热[[红斑]](疹) |- | | 溶血毒素O | | [[细胞毒性]],溶血性 |- | | 溶血毒素S | | 收缩[[平滑肌]],溶血性 |} ① 毒素中C型与D型作用于低等动物。 ② 只例举由这种细菌产生的部分毒素。 2.内毒素(Eedotoxin):内毒素存在于菌体内,是菌体的结构成份。细菌在生活状态时不释放出来,只有当菌体[[自溶]]或用人工方法使细菌裂解后才释放,故称内毒素。大多数[[革兰氏阴性]]都有内毒素,如[[沙门氏菌]]、痢疾杆菌、[[大肠杆菌]]、[[奈瑟氏]][[球菌]]等。 (1)[[化学]]成份:内毒素是磷脂一多糖一蛋白质(Phospholid-polysaccharide-protein)[[复合物]],主要成份为[[脂多糖]](Lipopolysaccharide,LPS)。是[[细胞壁]]的最外层成分,覆盖在坚韧细胞壁的[[粘肽]]上。各种[[细菌内毒素]]的成份基本相同,都是由类脂A、核心[[多糖]]和菌体特异性多糖(O特异性多糖)三部分组成。类脂A是一种特殊的[[糖磷脂]],是内毒素的主要毒性成份。菌体特异多糖位于菌体胞壁的最外层,由若干重复的[[寡糖]]单位组成。多糖的种类与含量决定着细菌种、型的特异性,以及不同细菌间具有的[[共同抗原]]性。它还参与细菌的[[抗补体]]溶解作用。 内毒素耐热,加热100℃1小时不被破坏,必须加热160℃,经2~4小时或用强碱、强酸或[[强氧化剂]]煮沸30分钟才能[[灭活]]。内毒素不能用甲醛脱毒制成类毒素,但能刺激机体产生具有中和内毒素活性的[[抗体]]。 (2)内毒素的作用:内毒素对组织细胞的选择性不强,不同革兰氏阴性细菌的内毒素,引起的[[病理]]变和临床症状大致相同。 ①[[发热反应]]:内毒素作为外源性致热原(即热原质)作用于[[粒细胞]]和[[单核细胞]]等,使之释放内源性致热原,引起[[发热]]。 ②[[糖代谢]]紊乱:先发生[[高血糖]],转而为[[低血糖]],大量糖元消耗,可能与[[肾上腺素]]大量分泌有关。 ③[[血管]]舒缩机能紊乱:内毒素激活了血管活性物质(5-羟色胺、[[激肽释放酶]]与[[激肽]])的释放。[[末梢血]]管扩张,通透性增高,[[静脉回流]]减少,心脏输出量减低,导致[[低血压]]并可发生[[休克]]。因重要器官(肾、心、肝、肺与脑)供血不足而[[缺氧]],有机酸积聚而导致[[代谢性酸中毒]]。 ④[[弥漫性血管内凝血]](Disseminatedintravascular coagulation,DIC):内毒素能活化[[凝血]]系统的Ⅻ因子,当凝血作用开始后,使[[纤维蛋白原]]转变为[[纤维蛋白]],造成DIC;由于[[血小板]]与纤维蛋白原大量消耗,以及内毒素[[活化]][[胞浆]]素原为胞浆素,分解纤维蛋白,进而产生[[出血倾向]]。 ⑤施瓦兹曼现象(Shwartzmanphenomenon):可能是由内毒素引起DIC的一种特殊形式。将内毒素注入动物皮内,次日再以内毒素[[静脉注射]],数小时后第一次注射的局部[[皮肤]]出现坏死。如果二次均为静脉注射内毒素,就可出现DIC。现认为第一次剂量的内毒素封闭了[[单核吞噬细胞系统]],以至不能消除第二次注入的内毒素,故发生这种反应。亦可用炭粒代替第一次内毒素剂量以阻断单核吞噬细胞系统,或以[[肾上腺皮质]]类因醇处理,也可得同样结果。 此外,内毒素还能引起早期[[粒细胞减少]][[血症]],以后继发[[粒细胞增多]]血症;活化[[补体]]C3,引起由补体介导的各种反应等。 表6-2 外毒素与内毒素的主要区别 {| class="wikitable" |- | | 区别要点 | | 外毒素 | | 内毒素 |- | | 存在部位 | | 由活的细菌释放至细菌体外 | | 为细菌细胞壁结构成份,菌体崩解后释出 |- | | 细菌种类 | | 以革兰氏阳性菌多见 | | 革兰氏阴性菌多见 |- | | 化学组成 | | 蛋白质(分子量27,000~900,000) | | 磷脂一多糖一[[蛋白质复合物]](毒性主要为类脂A) |- | | 稳定性 | | 不稳定,60℃以上能迅速破坏 | | 耐热,60℃耐受数小时 |- | | 毒性作用 | | 强,微量对实验动物有致死作用(以ug计量)。各种外毒素有选择作用,引起特殊病变,不引起[[宿主]]发热反应。抑制蛋白质合成,有细胞毒性、[[神经]]毒性、紊乱水盐[[代谢]]等 | | 稍弱,对实验动物致死作用的量比外毒素为大。各种细菌内素的毒性作用大致相同。引起发热、弥漫性血管内凝血、粒细胞减少血症、施瓦兹曼现象等 |- | | 抗原性 | | 强,可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛处理,可脱毒成为类毒霉,仍有较强的抗原性,可用于人工自动[[免疫]] | | 刺激机体对多糖成份产生抗体,不形成抗毒素,不能经甲醛处理成为类毒素 |} ==参看== *[[细菌毒素]] {{Hierarchy footer}} {{医学微生物学图书专题}}
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