Úvodní přednášky z předmětu TOXIKOLOGIE VŠCHT Praha Jedovatá stopa IV.
Bakteriální jedy Bakterie aktivně nebo při svém rozpadu uvolňují do okolí toxické látky, které poškozují hostitele a některé samy o sobě jsou schopny hostitele i usmrtit. Některé přispívají k patogenitě v součinnosti s dalšími faktory patogenity (jako např. Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus anthracis) nebo jsou hlavními faktory patogenity (Corynebacterium diphtheriae, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Vibrio cholerae). Toxické produkty bakteriálního metabolismu se nazývají toxické bakteriální proteiny nebo jednoduše bakteriální toxiny, dříve se užíval termín exotoxiny. Představují zvláštní třídu jedů tvořených mikroorganismy, jsou to bílkoviny antigenní a jejich toxicita je neutralizována specifickou protilátkou.
Bakterie Toxin Onemocnění Corynebacterium diphtheriae difterický toxin záškrt Clostridium tetani tetanotoxin tetanus Clostridium botulinum botulotoxin A - F botulismus Vibrio cholerae choleragen cholera Escherichia coli (enterotoxigenní) termolabilní a termostabilní enterotoxin cestovatelské průjmy Escherichia coli (enterohemoragické) verotoxin 1 a 2 hemoragické průjmy, hemolyticko-uremický syndrom (HUS) Shigella dysenteriae shigatoxin dysenterie Clostridium perfringens toxiny a (b, d, e, t, q), cytotoxický enterotoxin průjem, plynatá sněť Clostridium difficile toxin A a B pseudomembranózní colitis Staphylococcus aureus enterotoxin A - E epidermolytický toxin toxin a, b, k, d leukocidin toxin toxického šoku (TSST-1) Bacillus anthracis antraxový toxin antrax Bordetella pertussis pertussový toxin pertuse otrava z potravin, zvracení a průjem bulosní impetigo pyogenní infekce syndrom toxického šoku Arcanobacterium haemolyticum toxická D sfingomyelináza faryngitis, pyogenní infekce Corynebacterium ulcerans toxická D sfingomyelináza difterický toxin Pseudomonas aeruginosa A toxin sepse faryngitis faryngitis, pyogenní infekce
Nejprostudovanější je botulotoxin A, který má největší specifickou toxicitu, způsobenou zvýšenou afinitou k nervové tkáni 1 mikrogram krystalické formy představuje 200000 smrtelných dávek pro myš. Clostridium botulinum 4 biologicky odlišné skupiny klostridií. Produkují neurotoxin stejných fyziolog. vlastností, avšak různých antigenních typů A-G. Botulotoxiny jsou ničeny teplem, světlem, zářením a vysoce alkalickým prostředím. Nicméně přesto, že jsou polypeptidy, je jejich rezistence k rtg záření i teplu relativně vysoká. Ničí je až 10 minutový var. V kyselém prostředí (pod ph asi 5,5) se produkce toxinu zastavuje. Zato se tvoří byť omezeně při teplotách v běžných chladničkách tj. až do + 4 C. Nejčastější formou botulismu je alimentární intoxikace botulotoxinem již vytvořeným v potravině, nejčastěji v domácích masových, rybích i zeleninových konzervách a v komerčně vyráběných tzv. polokonzervách včetně různých omáček. Inkubační doba bývá 1-3 dny. Toxin se šíří do CNS k zakončení motorických nervů. Dochází k přerušení vedení vzruchu v cholinergních nervových vláknech v synapsích. Důsledkem jsou chabé obrny nejdříve svalů inervovaných mozkovými nervy. Dochází k dvojitému vidění, k poklesu víček, ovlivnění polykání, slinění, sekrece ve střevě a k postupným obrnám kosterních svalů. Proces končí poruchami dýchání a zástavou srdce.
Toxin C. tetani má 3 složky: tetanospasmin, tetanolyzin a enzym reninového účinku. Tetanus je onemocnění charakterizované křečemi kosterního svalstva. Obvyklá inkubační doba je asi týden. Kratší znamená zhoršenou prognózu. Mimořádně krátkou inkubaci má generalizovaný tetanus vzniklý z intoxikace velmi toxinogenním kmenem, kdy se předpokládá, že část toxinu je zanesena přímo do centrálního nervového systému. K lidským intoxikacím tetanospasminem dochází, jeli sporami C. tetani infikována hluboká rána (bodná nebo střelná), zhmožděná nebo se sníženou vitalitou tkání (dekubity, bércový vřed), nebo obsahující cizí těleso či zhnisaná. Clostridium tetani vyvolává svým neurotoxinem onemocnění zvané tetanus. C. tetani se nachází jako součást normální flory ve střevě savců, zejména koní. Může se také vyskytovat ve střevě některých lidí. Nachází se také v obdělávané půdě. Spasmy postihují nejdříve obličejové svaly (sardonický úsměv, trizmus) a pak se šíří i na ostatní kosterní svaly, nejdříve z nich postihují svaly zádové. Tělo se tak obloukovitě prohne dozadu (opistotonus).
Bacillus Anthracis Nejvnímavější k infekci jsou býložravci (zejména skot, ovce a kozy), poměrně méně vnímaví jsou lidé a prasata. K nejméně vnímavým druhům patří pes a kočka. Ptáci a studenokrevná zvířata jsou k tomuto bacilu téměř rezistentní. Klinické formy anthraxu jsou určovány branou vstupu infekce. Při průniku bakterií do kůže poraněním vzniká kožní forma s nápadnou hemoragickou nekrózou obklopenou puchýřky a edémem (pustula maligna - uhlák). Při vdechnutí spor se rozvíjí aspirační (plicní) forma s málo rozvinutou pneumonií, ale s těžkým postižením mediastina, které vzniká zanesením bacilů do lymfatické tkáně prostřednictvím makrofágů. Při požití masa infikovaných zvířat může vzniknout dnes vzácná gastrointestinální forma. Perorální infekce je ale nejčastější u zvířat požitím kontaminovaného krmiva. Při vyklíčení spóry vznikají lokální nekrózy a pomnožený původce proniká přes lymfatický systém do krevního systému a lokalizuje se přímo v kapilárách. Produkovaný toxin zvyšuje permeabilitu kapilár, čímž dochází k "zahuštění" krve a úniku tekutin do tkání. Postupně se rozvíjející septikémie, končí zpravidla náhlou smrtí vlivem kardiopulmonálního selhání. Infikovaný jedinec dále rozšiřuje původce všemi exkrety i nesraženou tmavou krví vytékající z přirozených tělních otvorů.