Токсины

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТОКСИНЫ, токсичные вещества природные происхождения. Обычно к ТОКСИНЫ относят высокомол. соединения (белки, полипептиды и др.), при попадании которых в организм происходит выработка антител. Иногда ТОКСИНЫ называют также низкомолекулярный вещества (например, тетродотоксин и др. яды животных), которые более правильно относить к природные ядам.

В зависимости от источника происхождения различают ТОКСИНЫ микроорганизмов (например, ботулинические токсины, другие ТОКСИНЫ микроорганизмов), фитотоксины (рицин и другие ТОКСИНЫ растений) и зоотоксины (тайпотоксин, бунгаротоксины, пали-токсин и другие ТОКСИНЫ животных).

Одним из наиболее важных свойств ТОКСИНЫ является их высокая физиол. активность (см. табл.). Из известных ТОКСИНЫ наиболее токсичностью обладают ТОКСИНЫ бактерий, которые в основные и рассматриваются в этой статье.

Высокая активность ТОКСИНЫ бактерий обусловлена их способностью вызывать нарушения мол. механизмов в обменных и др. процессах при действии в организме в низких концентрациях, что связано с высоким сродством к биомишеням. ТОКСИНЫ бактерий обладают различные специфичностью к биомишеням разных органов и тканей. В соответствии с этим различают ТОКСИНЫ избират. системного действия и цитотоксичные в-за. К первым относят, например, нейротропные ТОКСИНЫ (ботулинические ТОКСИНЫ, бунгаротоксины и др.), кардиотропные ТОКСИНЫ (палитоксин и др.), миотропные (крототоксин и др.). К щгготоксичным ядам относят ТОКСИНЫ с менее выраженной тканевой специфичностью и вызывающие нарушения биохимический процессов, присущих любым клеткам (например, ТОКСИНЫ, вырабатываемые возбудителем газовой гангрены clostridium perfringens, разрушают клеточные мембраны и вызывают лизис различные клеток; рицин и некоторые другие ТОКСИНЫ нарушают синтез белков на рибосомах). В то же время некоторые ТОКСИНЫ обладают достаточно выраженной специфичностью к отдельным тканям (например, дифтерийный ТОКСИНЫ блокирует трансляцию в основные в нейронах и клетках миокарда).

Механизмы токсич. действия бактериальных ТОКСИНЫ различны. Например, среди нейротоксинов выделяют ТОКСИНЫ аксонального, пресинаптич. и постсинаптич. действия. К ТОКСИНЫ, блокирующим передачу нервного импульса через синапсы, относят, например, ботулинические ТОКСИНЫ и бунгаротоксины. Некоторые ТОКСИНЫ-специфический ингибиторы определенных ферментов (например, дифтерийный ТОКСИНЫ угнетает активность ферментов, участвующих в трансляции). Некоторые ТОКСИНЫ обладают ферментативной активностью (например, фосфолипаза, протеаза и др. ферменты, содержащиеся в ядах змей) и разрушают важные метаболиты и структурные элементы различные клетоколо

Среди ТОКСИНЫ бактерий различают экзо- и эндотоксины. Первые (например, ботулинический ТОКСИНЫ, дифтерийный и столбнячный ТОКСИНЫ) представляют собой обычно простые белки и выделяются в окружающую среду во время роста бактерий. Эту группу ТОКСИНЫ образуют грамположит. патогенные бактерии.

Эндотоксины (обычно сложные белки) находятся в наружных слоях клеточных стенок патогенных грамотрицат. бактерий, высвобождаются после их гибели и представляют собой продукты их метаболизма.

Для многих ТОКСИНЫ бактерий характерна четвертичная структура, в которой две субъединицы (домены) соединены дисуль-фидными связями. Субьединицы выполняют разные функции. Как правило, большая по мол. массе субъединица выполняет роль рецептофильного фрагмента молекулы, благодаря чему осуществляется специфический избират. сорбция ТОКСИНЫ на поверхности клеток (нейронов и др.). После рецепции ТОКСИНЫ на поверхности мембран клетки происходит локальное разрушение ее оболочки и разрыв дисульфидных связей между субъеди ницами. Затем внутрь клетки проникает меньшая по мол. массе субъединица, которая обусловливает токсич. действие.

Проводятся исследования по созданию так называемой химерных ТОКСИНЫ бактерий (их получают методами генетич. инженерии), которые содержат в молекуле домены разных токсинов. Таким образом можно получать ТОКСИНЫ, ранее не существовавшие в природе (например, ТОКСИНЫ, содержащие домены токсинов бактерий и фитотоксинов).

ТОКСИНЫ применяют в медицине для получения анатоксинов, сохраняющих антигенные свойства ТОКСИНЫ и применяемых для выработки иммунитета против них.

О растит. и животных ТОКСИНЫ см. также Яды животных, Яды растений.

Литература: Далин М. В., Фиш Н. Г., Белковые токсины микробов, М., 1980; The specificity and action of animal, bacterial and plant toxins, ed. by P. Cuatrecasas, v. 1 -3, L., 1976-78; 1Ъе animal, plant and microbial toxins, v. 1 -4, N. Y.-L., 1976-78.

Н. А. Лошадкин.