Как определить стафилококковый энтеротоксин

Стафилококковый энтеротоксин А по природе своей является протеином с молекулярным весом 24-30 Kd, который может выступать в качестве аллергена. Проявлениями аллергических реакций на стафилококковый энтеротоксин А могут являться атопический дерматит, аллергический ринит, аллергический конъюнктивит, заболевания пищеварительной системы (аллергический стоматит, хейлит, гастрит, колит, гастроэнтерит). Определение специфического иммуноглобулина Е к данному аллергену в повышенном количестве указывает на наличие сенсибилизации организма к этому аллергену.

IgE к энтеротоксину А золотистого стафилококка, бактериальные токсины.

Staphylococcal enterotoxin A, ETA, IgE (o72).

МЕ/мл (международная единица на миллилитр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) – это бактерия, колонизирующая кожу и слизистые животных и человека. Носителями золотистого стафилококка являются 10-40% людей. Стафилококк часто вызывают инфекции кожи: фолликулит, фурункулы, рожу, абсцессы. К тяжелым инфекционным заболеваниям стафилококковой природы относят остеомиелит, пневмонию, эндокардит и сепсис. Кроме того, стафилококки являются причиной заболеваний, обусловленных продукцией токсинов. Токсины могут непосредственно влиять на организм, вызывая симптомы поражения кожи: "синдром ошпаренной кожи" у младенцев, стафилококковый гастроэнтерит. Ответной реакцией на попадание в организм чужеродных клеток является быстрая выработка иммуноглобулинов класса Е. На фоне аллергической реакции на энтеротоксин происходит поражение внутренних органов и тканей, сопровождающееся следующими симптомами: чихание; диарея; зуд и покраснение кожных покровов; головокружение; сонливость; одышка; сухой кашель; першение в горле; анафилактический шок; повышенное потоотделение; повышение температуры тела; отек Квинке; сыпь; конъюнктивит; увеличение размера вилочковой железы; обострение хронических заболеваний; мигрень.

Золотистый стафилококк продуцирует энтеротоксины, которые приводят к дисфункции организма на клеточном уровне, проявляющейся в виде воспаления дыхательных путей. Особенно опасен золотистый стафилококк в период беременности и грудного вскармливания. Как показывает медицинская практика, у пациентов, страдающих полипами в области носоглотки, атопической экземой, хроническим ринитом, повышен риск диагностирования стафилококковой инфекции. Иммунологическая диагностика позволяет с высокой точностью определить устойчивость организма к аллергену данного типа. Воздействие энтеротоксинов золотистого стафилококка вызывает продукцию специфических IgE. Энтеротоксин А индуцирует поликлональное образование IgE против сотен аллергенов, включая ингаляционные аллергены и энтеротоксины. Данные иммунологические реакции способствуют развитию хронического риносинусита с образованием полипов носа, более тяжелому течению атопического дерматита и экземы, бронхиальной астмы.

Для чего используется это исследование?

• Для диагностики аллергических заболеваний, связанных с сенсибилизацией к энтеротоксину А золотистого стафиллококка;
• для диагностики бактериальной экземы;
• для уточнения причин тяжелого течения атопического дерматита;
• для уточнения генеза хронического риносинусита, полипоза носа;
• для уточнения генеза бронхиальной астмы.

Когда назначается исследование?

• При симптомах аллергии (зуд и высыпания на коже, тяжелое течение атопического дерматита, экзема, хронический риносинусит, полипоз носа, бронхиальная астма и др.).

Что означают результаты?

Референсные значения: 0.00 - 0.10 МЕ/мл.

• аллергия на энтеротоксин А золотистого стафиллококка;
• сенсибилизация к энтеротоксину А золотистого стафиллококка с высоким риском развития аллергической реакции после укуса.

• отсутствие сенсибилизации к энтеротоксину А золотистого стафиллококка;
• исключение контакта с аллергеном.



Кто назначает исследование?

Аллерголог, педиатр, врач общей практики, терапевт, пульмонолог, дерматовенеролог, оториноларинголог.

Литература

• Staphylococcus aureus (including Staphylococcal Toxic Shock Syndrome).Yok-Ai Que and Philippe Moreillon. Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases, Updated Edition, 196, 2237-2271.e9
• Staphylococcus aureus sensitization and allergic disease in early childhood: Population-based birth cohort study. Aida Semic-Jusufagic MD, Claus Bachert MD, PhD, Philippe Gevaert MD, Gabriele Holtappels BSc, Lesley Lowe PhD, Ashley Woodcock MD, FRCP, Angela Simpson MD, MRCP and Adnan Custovic MD, PhD. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2007-04-01, Volume 119, Issue 4, Pages 930-936.

Staphylococcus aureus продуцирует целый ряд экзопротеинов, которые способствуют колонизации и развитию заболевания. Почти все штаммы производят группу гемолизинов и цитотоксинов. Главная функция этих белков — превратить локальные ткани в питательные вещества, необходимые для бактериального роста. Стафилококки продуцируют энтеротоксины, которые являются факторами патогенности и играют важную роль во всех заболеваниях, вызываемых стафилококками, от фурункула до сепсиса. Первичная функция энтеротоксинов in vivo, возможно, заключается в подавлении иммунного ответа к стафилококкам.

Основными продуцентами стафилококковых энтеротоксинов (СЭ) являются штаммы S. aureus, однако в настоящее время показано, что способностью образовывать энтеротоксины обладают также штаммы S. epidermidis, S. haemolyticus, S. xylosu, S. caprae, S. intermedius и S. hyicus, встречающиеся у животных и изредка у людей.

Установлено, что приблизительно 40-50% штаммов стафилококков, выделенных от здоровых людей, продуцируют СЭ.

S. aureus образует 21 термостабильных иммунологически различных типов СЭ (SEA, SEB, SEC, SED, SEE, SEI I, SEG, SEI, SEJ, SEK, SEE, SEM, SEN, SEO, SEP, SEQ, SER, SES, SET, SEU, SEV). СЭ являются внеклеточными белками стафилококков и синтезируются в виде одной полипептидной цепи. Несмотря на то, что этот класс токсинов назван энтеротоксинами, в строгом смысле слова они ими не являются, так как не вызывают накопления жидкости в лигированной петле кишечника кролика или диарейного синдрома в экспериментах на лабораторных животных. В большей мере эти токсины вызывают рвоту.

Кроме того, они стимулируют митогенную активность и продукцию лимфокинов в Т-лимфоцитах, усиливают летальную активность эндотоксинов липополисахаридов грамотрицательных бактерий, а также вызывают повышение температуры и гипотензию. Эти последние свойства характерны для пирогенных токсинов стрептококков, с которыми СЭ имеют целый ряд общих свойств.

а) Генетическое детерминирование продукции стафилококковых энтеротоксинов. Гены СЭ находятся на плазмидах, бактериофагах и островках патогенности. Ген для SEA, SEE, SEG, SEI, SEH локализован в хромосоме бактериальной клетки, однако генетическое картирование указывает на различную локализацию гена на хромосоме. SEB, SEC, SED, SEG, SEM, SEO заключены в плазмиде, а гены SEK, SEL находятся в островках патогенности. В связи с тем, что гены СЭ содержатся в плазмидах, бактериофагах, они могут передаваться от одного штамма другому. Синтез энтерогоксина регулируется геномом, который является ответственным за синтез регуляторного белка. Экспрессия генов энтерогоксинообразования контролируется регуляторными системами (agr А и В, sar и катаболитной супрессией).

Каждый токсин продуцируется в виде белка-предшественника, содержащего аминотерминальную последовательность сигнала, которая отщепляется во время выхода из клетки. Известно, что agr контролирует транскрипты РНК II и РНК III, которые участвуют в регуляции генов в поздней логарифмической фазе роста. Показано, что agr А имеет гомологию с сигнальными бактериальными протеазами, a agrB — с про-теинкиназами. В одних случаях эти гены действуют как супрессоры, а в некоторых случаях — как позитивные регуляторы, однако каким образом они осуществляют регуляцию, не известно.

б) Факторы, влияющие на продукцию стафилококковых энтеротоксинов и условия культивирования продуцентов. Стафилококки могут расти как на селективной среде, содержащей аминокислоты и ростовые факторы, так и на сложной белковой среде, однако замечено, что продукция СЭ на селективной среде значительно снижена. Не выявлено значительной разницы в питательных потребностях между токсигенными и неэнтеротоксигенными штаммами S. aureus.

Выбор среды для получения СЭ зависит во многом от того, для какой цели готовят энтеротоксин — для очистки или для его выявления.

При получении энтеротоксинов для последующей их очистки важным фактором является использование питательной среды, простой по составу, содержащей как можно меньше белков, способной легко диализоваться и обеспечивать высокий выход энтеротоксина.

Если же целью является выявление наличия энтеротоксинов у штаммов стафилококка, то рекомендуется использовать среды с высоким содержанием белков и пептидов.

Продукция СЭ происходит в более ограниченном диапазоне физико-химических факторов, чем рост стафилококков. Количество продуцируемого СЭ зависит от многих факторов, таких как вид пищевого продукта, pH, температура, водная активность, атмосферные условия и присутствие других микроорганизмов.

Следует отметить, что SEA и SEB продуцируются на различных стадиях роста стафилококков. Синтез SEA большей частью приходится на раннюю log-фазу роста. SEA ведет себя как основной метаболит (хотя приблизительно 20% токсина продуцируется во время начальной стационарной фазы), в то время как синтез SEB на 95% происходит в поздней log-фазе и ранней стационарной фазе роста. Отсутствие SEB до конца логарифмической фазы роста, его накопление в течение стационарной фазы и после изменения pH среды означает, что он является вторичным метаболитом. Хлорамфеникол и 2,4-динитрофенол препятствуют образованию SEA, но некоторые количества токсина вырабатываются неразмножающимися клетками в присутствии стрептомицина и пенициллина G. Показано, что рост стафилококков не обязательно коррелирует с продукцией СЭ.

Минимальная величина активности воды (aw) для продукции СЭ в искусственной среде несколько выше, чем минимум для роста стафилококков. Для SEB aw составляет 0,97, а для SEA — ниже 0,90. Водная активность, при которой идет синтез СЭ, находится в диапазоне от 0,83-0,991. Оптимум активности воды для продукции СЭ более 0,99. Стафилококки способны продуцировать СЭ при концентрации хлористого натрия до 10,0% (активность воды — 0,92). Концентрация хлористого натрия 12 % уже ингибирует синтез СЭ независимо от pH среды.

Продукция стафилококковых энтеротоксинов происходит в широком диапазоне pH (4,0-9,83). Оптимальным для продукции энтеротоксинов является pH 6,5-7,3. Однако при pH 5,0 штаммы стафилококков, продуцирующие SEB, образуют мало энтеротоксина при хорошем росте клеток, в то время как продукция SEA происходит в одинаковом количестве независимо от pH.

Размножение стафилококков в пищевых продуктах и образование энтеротоксина зависит также от температуры. Диапазон температуры, при которой идет продуцирование СЭ, — от 10 до 38НС, оптимум — при 35-38°С. Чем ниже температура, тем медленнее идет накопление возбудителя и энтеротоксина, при температуре 5-7°С этот процесс прекращается. При комнатной температуре в обсемененной стафилококками пище количество энтеротоксина, способное вызвать пищевое отравление, может накопиться, например, в котлетах в течение 3 ч, а в заварном креме — за 4 ч.

S. aureus считается требовательным микроорганизмом в отношении питательных веществ. Так, при исследовании энтеротоксинообразования у пяти штаммов S. aureus, которые продуцируют SEA, SEB или SEC, было установлено, что валин необходим для роста стафилококков, а аргинин и цистин — и для роста бактерий, и для продукции СЭ. Потребности в других аминокислотах при синтезе СЭ варьируют в зависимости от штамма. Глюкоза по-разному влияет на биосинтез различных типов СЭ. Так, 5% концентрация глюкозы в среде не влияет на продукцию SEA, но ингибирует продукцию SEB и SEC. Уксусная и молочная кислоты ингибируют продукцию СЭ. Ингибирующим действием на продукцию СЭ обладают молочнокислые бактерии — лактобациллы и микрококки, а также конкурирующая микрофлора.

Бактерицидное влияние молочно-кислой закваски происходит главным образом вследствие образования молочной кислоты и понижения pH, продукции перекисного кислорода, конкуренции за питательные вещества и иногда вследствие синтеза антимикробного вещества — низина, продуцируемого молочно-кислыми бактериями. Продукция SEB ингибируется твином-80, олеиновой кислотой, дезоксихолатом натрия, пенициллином, Д-циклосерином и бацитрацином, однако эти вещества не влияют значительно на рост.

Панкреатический гидролизат казеина повышает выработку СЭ по сравнению с кислотным гидролизатом казеина. Питательными основами являются кислотные и ферментативные гидролизаты белка, сердечно-мозговой настой, иногда с добавлением экстракта дрожжей. В качестве добавок используют аминокислоты, тиамин, никотиновую кислоту, соли. Примером такой среды является среда Е.Р. Касман, модифицированная Ф.С. Флуер и др.

Показано, что аэрированные культуры образуют в большем количестве СЭ и быстрее, чем статические культуры.

Происхождение штаммов стафилококков также влияет на токсигенность. Установлено, что штаммы S. aureus, выделенные от людей, чаще продуцируют SEA, в то время как штаммы стафилококков, выделенные от коров, продуцируют SEC или SED, от овец — SEC.

Количество образуемого СЭ зависит также от штаммов, которые могут резко отличаться друг от друга, и от типа энтеротоксина. Выход большинства энтеротоксинов может быть повышен селекцией колоний. Наибольшее количество энтеротоксина продуцируют штаммы стафилококков, образующие SEB. Так, клонированные селекционные штаммы могут продуцировать до 500 мкг/мл SEB, 60 мкг/мл типа SEC и до 10 мкг/мл SEA.

в) Физико-химические свойства. Стафилококковые энтеротоксины являются простыми полипептидными цепями, состоящими из 239-296 остатков аминокислот, их молекулярная масса — от 24 000-29 000 дальтон. СЭ имеют изоэлектрические точки в пределах 5,7-8,66.

Внутри полипептидная цепь СЭ связана дисульфидным мостиком, образующим так называемую дисульфидную петлю, которая играет важную роль в проявлении рвотного действия СЭ. Однако молекулы некоторых СЭ, таких как SEI, SEK, не имеют дисульфидной петли, и поэтому обладают более слабым рвотным действием.

г) Стабильность стафилококковых энтеротоксинов. Одним из наиболее важных свойств СЭ является их термоустойчивость. Они более устойчивы к повышенной температуре, чем другие бактериальные токсины и бактериальные клетки. Большинство СЭ выдерживают нагревание до 100°С. Инактивированные СЭ под действием температуры могут быть реактивированы. Наилучшие результаты реактивации получены после деактивации при 80°С, причем реактивация токсина происходит быстрее при 25°С, чем при 4°С. Более быстрая потеря активности токсина при 80 °С, чем при 100 °С, объясняется образованием агрегатов молекул токсина.

Резистентность к теплу у СЭ зависит от продолжительности экспозиции, от типа и концентрации энтеротоксина, от растворителя, в котором нагреваются энтеротоксины. Стафилококковые энтеротоксины более стабильны в неочищенном виде, чем в очищенном. SEB и SEC более термостабильны, чем SEA.

Имеются лишь отрывочные сведения о стабильности энтеротоксинов при хранении в различных средах. Так, SEB при хранении в 0,05 М фосфатном буфере при pH 4,0-7,3 сохраняет свою активность в течение недели. Энтеротоксин SEE при хранении в фосфатном буфере при pH 7,0 и температуре 2-5°С сохраняет серологическую активность в течение 6 мес. В сыре энтеротоксины сохраняют свою активность в течение 3 лет.

Способность энтеротоксинов вступать в реакции с гомологичными антисыворотками утрачивается при pH 1,85 и 12,0.

Стафилококковые энтеротоксины проявляют устойчивость к гидролизу такими ферментами, как трипсин, химотрипсин, ренин и папаин. Пепсин способен разрушать энтеротоксины при pH 2,0, но не при более высоких значениях.

д) Иммунологические свойства. Все известные типы СЭ обладают индивидуальной антигенной специфичностью, на чем основано отнесение их к 21 серотипу. Перекрестные реакции наблюдаются между SEA и SEE и гремя подтипами SEC₁, SEC₂, SEO₃.

Специфические антитела к SEA, SEB, SEC были обнаружены в сыворотках как здоровых людей, так и лиц, перенесших пищевое отравление стафилококковой этиологии, но значения циркулирующих в сыворотке крови антител к энтеротоксинам пока неизвестно. В исследованиях, проведенных в США, было обнаружено, что у 70% населения в сыворотке содержатся гемагглютинирующие антитела, а у 30% — преципитирующие. Эти показатели несколько отличаются от таковых у жителей Южной Азии: во всех пробах сывороток содержались гемагглютинирующие антитела и в 90% — преципитирующие антитела. Однако повышенный титр антител к СЭ не может предотвратить пищевого отравления. В опытах на обезьянах показано, что у животных с более высоким титром антител к СЭ пищевые отравления протекали всего лишь в более легкой форме. При этом антитела к одному типу СЭ не всегда могут проявлять защитные свойства против СЭ других типов.

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 11.11.2019

Стафилококки, в частности S. aureus продуцируют ряд токсинов, которые классифицируются на три группы : 1) Цитолитические - гемолизины и лейкоцидины; 2) Энтеротоксины и 3) Эксфолиативный токсин.

Гемолизины - 4 антигенно- различных токсина: a, b, g, d. Из всех них альфа- лизин, или альфа- токсин наиболее клинически важен. В культуре он продуцируется только в аэробных условиях, и его продукция усиливается высокой концентрацией диоксида углерода. Это протеин, который инактивируется при 60 о С, но имеет парадоксальное свойства восстанавливать свою активность при дальнейшем нагревании между 80 о и 100 о С. Это связано с тем, что токсин комбинирован с термолабильным ингибитором. При повышении температуры ингибитор инактивируется, высвобождая токсин. Сам ингибитор инактивируется при 60 градусах. В большей степени активен по отношению к эритроцитам барана, в меньшей человека. Он разрушает лизосомы, при этом повреждаются макрофаги и тромбоциты. Это является причиной повреждения циркуляторной системы, мышечной ткани и коры надпочечников. Он является токсоидом и благодаря этому стимулирует иммунитет к стафилококкам.

Альфа-токсин S.aureus может рассматриваться в качестве прототипа олигомеризующих порообразующих цитотоксинов. Ген, кодирующий альфа-токсин, находится в виде единичной копии в хромосоме большинства патогенных штаммов S.aureus, и его экспрессия регулируется внешними факторами на уровне транскрипции дополнительным геном регулятором (agr). Токсин синтезируется в виде молекулы-предшественника, состоящей из 319 аминокислот и имеющей на N-конце сигнальную последовательность из 26 аминокислотных остатков. Выделяемый готовый токсин (протомер) представляет собой гидрофильную молекулу молекулярной массой около 33 кДа, в которой отсутствуют остатки цистеина.

В настоящее время изучена кристаллографическая структура завершенной поры, образованной альфа-токсином. На поверхности плазматической мембраны 7 протомеров токсина образуют грибовидный гептамер (232 кДа), содержащий 3 различных домена. Домены, формирующие "шляпку" и "край", расположены на внешней поверхности плазматической мембраны, а домен "ножки" служит трансмембранным каналом.

Альфа-токсин обладает цитолитическими свойствами в отношении различных типов клеток, включая моноциты, лимфоциты, эритроциты, тромбоциты и эндотелиоциты человека. Различают три последовательные стадии повреждения клеточной мембраны под действием альфа-токсина. Протомеры токсина сначала связываются с мембраной клетки-мишени при помощи не установленных рецепторов или не специфически абсорбируются фосфатидилхолином или холестеролом, входящими в состав билипидного слоя мембраны. Во-вторых, связанные с мембраной протомеры олигомеризуются в нелитический гептамерный комплекс. И в заключение, гептамер претерпевает ряд конформационных изменений, конечным результатом которых является формирование "ножки", которая проникает сквозь цитоплазматическую мембрану. Через образовавшуюся пору происходит вход и выход небольших молекул и ионов, что ведет к набуханию и гибели клеток, имеющих ядро, или осмотическому лизису эритроцитов.

Кроме того, отмечено, что при образовании пор запускаются вторичные процессы, которые также могут обусловить развитие патологических последствий. Эти процессы включают активацию эндонуклеаз, увеличение экзоцитоза тромбоцитов, высвобождение цитокинов и медиаторов воспаления. На примере нескольких экспериментальных моделей на животных было показано, что альфа-токсин является фактором вирулентности S.aureus, однако его точная роль в развитии стафилококковых заболеваний у человека остается неясной.

[Другими порообразующими токсинами являются RTX-токсины грамотрицательных бактерий (гемолизины E. coli) и стрептолизин O, выделяемый S.pyogenes].

Бетта-лизин S. aureus гемолитичен для бараньих эритроцитов, но не для человеческих и кроличьих. Он является сфингомиелиназой и разрушает клеточные мембраны. Продуцируется в аэробных и анаэробных условиях.

Гамма-лизины - наиболее слабые токсины, но действует на все типы эритроцитов от различных млекопитающих.

Дельта-лизин - литичен только для человеческих и нелитичен для бараньих и кроличьих эритроцитов. Действует как детергент, растворяя структурные липиды ЦПМ.

Альфа- и дельта- лизины найдены только у штаммов из клинического материала от человека, тогда как бета- лизины найдены и у штаммов других животных.

Лейкоцидины - токсины состоящие из двух фракций S и F, токсичны только в присутствии обеих фракций, но не по одиночке. Являются летальнымы для лейкоцитов многих животных. Мишенью для них является трифосфоинозитид в мембранах лейкоцитов.

Стафилококковые энтеротоксины (SEA, SEB, SECn, SED, SEE, SEG, SEH, и SEI) отвечают за манифестацию стафилококковой пищевой токсикоинфекции, проявляющейся в рвоте, тошноте, диарее в течение 6 часов после употребления контаминированной пищи. Токсин резистентен к пищеварительным ферментам, термостабилен. Инактивируется медленно (10-40 минут) только при 100 о , что зависит от его концентрации или источника (среды) нахождения. Молоко и молочные продукты наиболее частые источники отравления. Идентифицировано 8 типов токсинов A, B, C1, C2, D, E, G, H и I. Тип, который ранее назывался F типом, в настоящее время называется TSST-1 (токсин синдрома токсического шока).

Энтеротоксины могут иметь другие биологические эффекты - пирогенный, митогенный, тромбоцитопенический, гипотензивный и цитотоксический.

Пищевые токсикоинфекции, вызванные приемом пищи, которая была ранее контаминирована Staphytlococcus aureus, являются одной из форм гастроэнтеритов, клинически проявляющихся рвотой /с/ или /без/ диареи. Это состояние называется стафилококковым пищевым отравлением (СПО) и следует за приемом пищи, которая была предварительно загрязнена S. aureus, и в которой таким образом произошло накопление SЕs (стафилококковые энтеротоксины). Признаки системной токсичности (лихорадка и низкое давление) редко наблюдаются в случаях СПО. Кроме того, СПО – обычно разрешается за короткое время (в пределах от 24 до 48 часов от появления первых симптомов). Не ясно, развивается ли долговременная устойчивость к СПО у людей. Однако, антитела к одному типу SE не обязательно обуславливают устойчивость к СПО вызванными другими серотипами токсинов. В некоторых случаях, антитела, против одного SE могут перекрестно реагировать против другого SE. Например, антитела к SEB могут защищать против SEC, потому что эти два SEs имеют перекрестные антитело-связывающее эпитопы.

Все SEs вызывают рвоту у приматов при оральном введении. Проникшие с пищей SEs не приводят к выраженной энтеротоксэмии, если не использованы чрезвычайно высокие дозы токсинов. В отличие от SEs, оральное введение TSST-1 не вызывает рвоты у обезьян, но с другой стороны возникают системные признаки TSS (стафилококкового токсического шока) когда токсин вводится per or кроликам. Несмотря на его оральную токсичность, TSST-1 не был признан с медицинской точки зрения энтеротоксином. Это связано с тем что TSST-1 восприимчив к действию пепсина и может поэтому быть менее устойчив в кишке по сравнению с SEs. С другой стороны в кишечнике рецепторы для SEs и TSST различаются. Альтернативная гипотеза заключается в том, что весь орально вводимый TSST-1 быстро входит в системное кровообращение не достигая таким образом нижних отделов пищеварительного тракта.

Гастроэнтериты, спровоцированные SEs, ассоциированы с характерными гистологическими нарушениями в различных областях гастроинтестинального трактата, но наиболее серьезные повреждения появляются в желудке и верхней части тонкой кишки. В этих областях наблюдается гиперемия слизистой с проникновением нейтрофилов в эпителиальный слой и lamina propria. В просвете 12-перстной кишки наблюдается накопление слизистогнойного экссудата. В тощей кишке наблюдается расширение крипт и разрушение или исчезновение границы щеточной каймы. В lamina propria тощей кишки появляются обширные нейтрофильные и макрофагальные инфильтраты.

Известно, что цель для SЕs, связь с которой токсинов приводит к появлению рвотного эффекта расположена в брюшной полости, где существуют предполагаемые клеточные рецепторы для SEs. Так как эти рецепторы еще не идентифицированы, остается много неясного относительно ранних событий в патогенезе СПО. Ведущая гипотеза – заключается в том, что рвота возникает в ответ на SE-обусловленное воспаление. Признаки СПО высоко коррелируют с генерированием множества провоспалительных медиаторов, включая простагландин E2, лейкотриен B4, и 5-гидроксиэйкозатетраеноевой кислоты. Цистеиниловые лейкотриены, типа лейкотриена E4, также вовлечены как критические посредники в СПО. Неясно, синтезируются ли эти посредники непосредственно или косвенно в ответ на SEs. В конечном счете, рвотная реакция в ответ на SEs зависит от активации медуллярного рвотного центра, который стимулируется импульсами, переданными через блуждающий нерв (n. vagus) и симпатическую нервную систему.

Несколько групп исследователей считают, что первичными источниками воспалительных медиаторов, синтезируемых и секретируемых в течение СПО, являются тучные клетки. Одна текущая гипотеза заключается в том, что SEs вызывают дегрануляцию тучных клеток после прямой адгезии токсина на рецепторах этих клеток, а не через типичный IgE - опосредованный процесс активации тучных клеток. С другой стороны есть результаты, которые указывают, на то что активация тучных клеток in vivo требует, совместной адгезии на них SEs в комплексе с некими костимулирующими сигналами. Альтернативно, существует нейрогенная модель, в которой тучные клетки стимулируются нейропептидами, которые секретируются сенсорными нервами. Одним из предполагаемых пептидов активирующий тучные клетки и который, как показано, вовлечен в SEB-обусловленную токсичность, была субстанция P. Однако в других исследованиях не было обнаружено адгезии SEA к нервной ткани в гастроинтестинальном тракте у крыс. Этот результат подвергает сомнению теорию о нейропептидном механизме действия SEs. В заключении можно отметить, что роль тучных клеток в СПО подтверждена, однако механизмы, через которые SEs вызывают дегрануляцию тучных клеток, остаются пока не выясненными. Однако понятно, что механизмы действия энтеротоксинов у S. aureus значительно отличается от механизма действия экзоэнтеротоксинов, например, у энтеротоксигенных кишечных палочек и у холерного вибриона.

Эксфолиативные токсины (ETA и ETB) - вызывают эксфолиативные повреждения, при которых внешний слой эпидермиса отделяется от ниже лежащих тканей. Разрушает межклеточные связи (десмосомы) и способствует инвазии ткани без повреждения клетки. При этом образуются межтканевые щели, заполненные жидкостью. Проявляется образованием пузырей. (Болезнь новорожденных или детей младше 5 лет - болезнь Ritter). В настоящее время известно два типа токсинов - термостабильный, синтез которого контролируется хромосомными генами и термолабильный - плазмидами.

TSST (токсин синдрома токсического шока у S. aureus) - синдром токсического шока - мультисистемное заболевание, которое проявляется лихорадкой, гипотензией, миалгией, рвотой, диареей, гиперемией слизистых и эритематозной сыпью с отшелушиванием (десквамацией). Все эти симптомы ассоциированы с инфекцией слизистой, вызванной штаммами S.aureus. В основном возникает у молодых женщин детородного периода при использовании определенного типа высоко адсорбирующих тампонов. TSST член семейства суперантигенов, которые обладают способностью стимулировать Т-клетки, фактор некроза опухоли и кроме этого индуцируют цитокин интерлейкин-1.

Некоторые бактериальные токсины действуют непосредственно на Т-клетки и антигенпрезентирующие клетки иммунной системы. При нарушении функций этих клеток, вызванных токсином, развиваются заболевания. Одна из больших групп этой категории токсинов - пирогенные токсины, обладающие свойствами суперантигенов (PTSAg). Их отличительная особенность - мощное стимулирующее действие на клетки иммунной системы, пирогенность и усиление эндотоксического шока. Эти термостабильные токсины с молекулярной массой от 22 до 30 кДа включают стафилококковые энтеротоксины серотипов от A до E, G и H, стафилококковый TSST-1, пирогенные экзотоксины стрептококков группы А (серотипы от А до C и F), суперантиген стрептококков группы А.

Все токсины, относящиеся к PTSAg, имеют сходную биологическую активность, при этом среди членов данного семейства выделяется TSST-1, имеющий менее 30% гомологии по аминокислотному составу с другими токсинами данного семейства. Ген, кодирующий TSST-1, локализован на хромосоме и в тоже время у штаммов S.aureus ген tst входит в состав различных мобильных генетических элементов. Токсин синтезируется в виде молекулы-предшественника, состоящей из 234 аминокислотных остатков, причем первые 40 остатков являются сигнальной последовательностью, которая отщепляется в процессе образования зрелого токсина массой 22 кДа.

Экспрессия TSST-1 зависит от концентрации кислорода, температуры, pH и уровня глюкозы и регулируется agp локусом S.aureus. По данным кристаллографического анализа, TSST-1 так же, как и ряд других токсинов, относящихся к PTSAg, состоит из двух различных доменов, но в отличие от других членов семейства TSST-1 не нуждается в ионах цинка в качестве кофактора.

В целом мощное иммуностимулирующее свойство PSTAg является прямым результатом связывания токсина с различными участками снаружи от пептидсвязывающего участка молекул главного комплекса гистосовместимости второго класса (расположенных на поверхности антигенпрезентирующих клеток) и специфических участков на рецепторах Т-клеток. В частности, В домен TSST-1 сначала связывается с a-цепью молекул человеческого лейкоцитарного антигена DR1, в то время как А домен специфически связывается с V-b2-элементами рецепторов Т клеток.

Связывание TSST-1 с V-b-2 элементами рецепторов Т-клеток приводит к массивной пролиферации (до 20%) периферических Т-клеток - явление, которое радикально изменяет набор V-b- у Т-клеток. Т-клетки, образовавшиеся в результате пролиферации, могут существовать в состоянии анергии или подвергаются апоптозу. Пролиферация Т-клеток сопровождается массивным высвобождением лимфоцитарных (интерлейкин [ИЛ]-2, a-фактор некроза опухолей, g-интерферон) и моноцитарных (ИЛ-1, ИЛ-6, a-фактор некроза опухолей) цитокинов. Они вызывают гипотензию, высокую температуру тела и диффузную эритематозную сыпь, которые характерны для синдрома токсического шока. На протяжении длительного времени TSST-1 рассматривают как ключевую субстанцию в развитии синдрома стафилококкового токсического шока, однако в последние годы его стали связывать и с развитием синдрома Кавасаки - ведущей причины приобретенных пороков сердца у детей в США.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском: