Токсины, токсичные вещества природного происхождения. Обычно к токсинам относят высокомолекулярные соединения (белки, полипептиды и др.), при попадании которых в организм происходит выработка антител. Иногда токсинами называют также низкомолекулярные вещества (например, тетродотоксин и другие яды животных), которые более правильно относить к природным 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, палитоксин и другие токсины животных).
Одним из наиболее важных свойств токсинов является их высокая физиологическая активность (см. табл.). Из известных токсинов наиболее токсичностью обладают токсины бактерий, которые в основном и рассматриваются в этой статье.
Высокая активность токсинов бактерий обусловлена их способностью вызывать нарушения молекулярных механизмов в обменных и других процессах при действии в организме в низких концентрациях. что связано с высоким сродством к биомишеням. Токсины бактерий обладают различной специфичностью к биомишеням разных органов и тканей. В соответствии с этим различают токсины избирательного системного действия и цитотоксичные вещества. К первым относят, например, нейротропные токсины (ботулинические токсины, бунгаротоксины и др.), кардиотропные токсины (палитоксин и др.), миотропные (крототоксин и др.). К цитотоксичным ядам относят токсины с менее выраженной тканевой специфичностью и вызывающие нарушения биохимических процессов, присущих любым клеткам (например, токсины, вырабатываемые возбудителем газовой гангрены clostridium perfringens, разрушают клеточные мембраны и вызывают лизис различных 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 основном в нейронах и клетках миокарда).
Механизмы токсического действия бактериальных токсинов различны. Например, среди нейротоксинов выделяют токсины аксонального, пресинаптического и постсинаптического действия. К токсинам, блокирующим передачу нервного импульса через синапсы, относят, например, ботулинические токсины и бунгаротоксины. Некоторые токсины - специфические ингибиторы определенных ферментов (например, дифтерийный токсин угнетает активность ферментов, участвующих в трансляции). Некоторые токсины обладают ферментативной активностью (напр., фосфолипаза. протеаза и других ферменты, содержащиеся в ядах змей) и разрушают важные метаболиты и структурные элементы различных клеток.
Среди токсинов бактерий различают экзо- и эндотоксины. Первые (например, ботулинический токсин, дифтерийный и столбнячный токсин) представляют собой обычно простые белки и выделяются в окружающую среду во время роста бактерий. Эту группу токсинов образуют грамположительные патогенные бактерии.
Эндотоксины (обычно сложные белки) находятся в наружных слоях клеточных стенок патогенных грамотрицательных бактерий, высвобождаются после их гибели и представляют собой продукты их метаболизма.
Для многих токсинов бактерий характерна четвертичная структура, в которой две субъединицы (домены) соединены дисульфидными связями. Субьединицы выполняют разные функции. Как правило, большая по молярной массе субъединица выполняет роль рецептофильного фрагмента молекулы, благодаря чему осуществляется специфическая избирательная сорбция токсины на поверхности клеток (нейронов и др.). После рецепции токсинов на поверхности мембран клетки происходит локальное разрушение ее оболочки и разрыв дисульфидных связей между субъединицами. Затем внутрь клетки проникает меньшая по молекулярной массе субъединица, которая обусловливает токсическое действие.
Проводятся исследования по созданию так называемых химерных токсинов бактерий (их получают методами генетической инженерии), которые содержат в молекуле домены разных токсинов. Таким образом можно получать токсины, ранее не существовавшие в природе (напр., токсины, содержащие домены токсинов бактерий и фитотоксинов).
Токсины применяют в медицине для получения анатоксинов, сохраняющих антигенные свойства токсинов и применяемых для выработки иммунитета против них.
О растительных и животных токсинах см. также Яды животных, Яды растений.
Литоксины: 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.
