Экзо- и эндотоксины

Согласно классификации Берджи, царство Procaryotae делят на 4 отдела (а не на два /Photobacteria et Scotobacteria/, как ранее):

1. Fermicutes (фирмикуты)

– бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные;

2. Gracilicutes (грациликуты)

– бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные;

3. Tenericutes (тенерикуты)

– бактерии «мягкие», нежные, без ригидной клеточной стенки, включая микоплазм;

4. Mendosicutes (мендозикуты)

– архебактерии, отличаются дефектной клеточной стенкой, особым строением рибосом, рРНК; среди них нет возбудителей инфекционных заболеваний.

Огромное практическое значение среди методик окраски бактерий имеет методика, предложенная в 1884 году Х. Граммом. Все патогенные микроорганизмы до недавнего времени разделяли на грамположительные, окрашиваемые по Грамму в сине-фиолетовый цвет и грамотрицательные, окрашиваемые в красный цвет. Особенности окраски зависят от структуры клеточной стенки бактерии, поэтому более целесообразно разделять бактерии в зависимости от особенностей клеточной стенки, а не от их окраски, связанной с этими особенностями, тем более, что не все бактерии, имеющие «грамотрицательную» клеточную стенку окрашиваются по Грамму в красный цвет и наоборот.

Таким образом, все патогенные микроорганизмы делятся на 2 группы:

Структура бактериальной клетки

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и нуклеотида. Дополнительные структуры: капсула, микрокапсула, жгутики, реснички, плазмиды, споры и т.д.

Клеточная стенка – прочная, упругая, придаёт бактериям определённую форму, сдерживает высокое осмотическое давление в бактериальной клетке. Толщина клеточной стенки у грациликут 15-20 нм, у фирмикут – 50 нм (т.е. у фирмикут клеточная стенка в 2-4 раза толще).

В клеточной стенке фирмикутсодержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Большая часть массы (40-90%) клеточной стенки этих микроорганизмов составляет пептидогликан (муреин, мукопептид), ковалентно связанный с тейхоевыми кислотами (от греч. teichos – стенка), молекулы которых представляют собой цепи из 8-50 остатков глицерола и рибитола, соединенных фосфатными мостиками.

Пептидогликан представлен параллельно распложенными молекулами гликана, состоящего из остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных гликозидной связью, типа b (1à4). Лизоцим, являясь ацетилмурамидазой, разрывает эти связи.

Гликановые молекулы соединены пептидной связью, поэтому этот полимер назван пептидогликан.

Элементы пептидогликана являются отличительными особенностями бактерий и отсутствуют у человека.

Способность фирмикут при окраске по Грамму удерживать генциановый виолетовый в комплексе с йодом (сине-фиолетовая окраска бактерий) связана со свойством многослойного пептидогликана взаимодействовать с красителем. Кроме того, последующая обработка спиртом вызывает сжимание пор в пептидогликане и задержку красителя в клеточной стенке.

В клеточной стенке грациликутпептидогликана содержится меньше (5-10%). В состав их клеточной стенки входит наружная мембрана, связывающаяся посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана.

Наружная мембрана представляет собой волнообразную трёхслойную структуру, сходную с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран служит билипидный слой.

Наружная мембрана является ассиметричной мозаичной структурой, представленной липополисахаридами, фосфолипидами и белками.

С её внешней стороны расположен липополисахарид, состоящий из 3-х компонентов:

1. Липид А;
2. Стержневая часть или ядро;
3. О-специфическая часть (образована повторяющимися олигосахаридными последовательностями).

ЛПС «заякорён» в наружной мембране липоидом А, обуславливающем токсичность ЛПС и отождествляемому с эндотоксином. О-антиген определяет серогруппу, серовар бактерии.

Экзотоксины

Экзотоксины

– белки, представляющие биофункциональную структуру, т.к. они имеют транспортную группу, которая взаимодействует со специфическим рецептором клетки и токсическую группу (активатор), которая проникает внутрь клетки и блокирует жизненно важные процессы.