TOSSINE TOSSINE
Azione patogena dei batteri mediata Azione patogena dei batteri mediata da fattori di virulenzada fattori di virulenza
Danno tissutale da enzimi degradativi
Produzione di tossine:
Esotossine Endotossine
Superantigeni
ESOTOSSINEESOTOSSINE
Sono prodotte da batteri Gram + e Gram - Proteine solubili, che vengono liberate nell’ambiente
circostante dal patogeno in fase di crescita. Spesso sono sintetizzate da patogeni particolari, che
spesso possiedono plasmidi o profagi portatori dei geni dell’esotossina
Sono termolabili, inattivabili a temperature di 60-80°C. Tra le sostanze più letali che si conoscano (tossiche a
dosi infinitesimali, pari a microgrammo per chilogrammo) Associate a malattie specifiche
ESOTOSSINEESOTOSSINE
Altamente immunogene e stimolanti la produzione di anticorpi neutralizzanti (antitossine).
Facilmente inattivabili dalla formaldeide, dallo iodio e da altre sostanze chimiche al fine di formare tossoidi (molecole non tossiche ma immunogene)
Incapaci di produrre febbre nell’ospite.Spesso indicate con il nome della malattia da
esse causata (per esempio, tossina difterica, tossina botulinica).
Le esotossine sono proteine
dimeriche costituite da:
Subunita’ A Subunita’ A
(active, e.g., tossico)
Subunità B Subunità B
(binding, e.g., legante)
Le subunità Bsubunità B si legano ai recettori cellulari
Le subunità Asubunità A si trasferiscono all’interno della cellula inducendo il danno cellulare
Principali gruppi di esotossinePrincipali gruppi di esotossine
Tossine neurotrope, tossina tetanica e botulinica
Enterotossine, tossina colerica, enterotossine di Escherichia coli
Tossine pantrope, tossina difterica, tossina di Shiga prodotta da Shigella dysenteriae
ENDOTOSSINEENDOTOSSINE
Tipiche dei batteri Gram -Sono termostabiliTossiche solo a dosi elevate (milligrammo per
chilogrammoDebolmente immunogeneIn genere simili, nonostante l’origineDi solito capaci di provocare febbre (sono
infatti pirogene), shock, coagulazione ematica, debolezza, diarrea, infiammazione, emorragia intestinale, fibrinolisi.
CONFRONTOCONFRONTOESOTOSSINEESOTOSSINE
Natura proteica, termolabili
Immunogeni Neutralizzabili da
anticorpi Profili d’azione molto
differenziati Estrema potenza Alcune sono attive per
ingestione
ENDOTOSSINEENDOTOSSINE Lipopolisaccaridi,
termostabili Immunogeni, ma
non neutralizabili da anticorpi
Profili d’azione poco differenziati
Meno potenti Inattive per
ingestione
Principali gruppi di esotossine- 1Principali gruppi di esotossine- 1(classificate per meccanismo d’azione)
Tossine che agiscono a livello della
superficie cellulare:
Le tossine emolitiche (emolisine o citolisine) enzimi che producono pori nella membrana cellulare,
digeriscono materiali cellulari, alterano la composizione della membrana
Principali gruppi di esotossine-2Principali gruppi di esotossine-2
Tossine che alterano il contenuto intracellulare di AMP- ciclico
(azione catalitica ADP-ribosilante):
tossina colerica tossina pertossica
tossina termolabile di E. coli
L’aumento dell’AMPc mediato dalla tossina
pertossica provoca diversi danni sulle diverse
cellule bersaglio (inibizione attività macrofagica,
leucocitosi, aumentata produzione di insulina)
Principali gruppi di esotossine-3Principali gruppi di esotossine-3
Tossine che inibiscono la sintesi
proteica cellulare
tossina diftericatossina di Shiga di Shigella dysenteriaetossina A di Pseudomonas aeruginosa
Tossina diftericaTossina difterica
Attività catalitica ADP-ribosilante con bersaglio Attività catalitica ADP-ribosilante con bersaglio rappresentato da EF-2rappresentato da EF-2
Principali gruppi di esotossine-4Principali gruppi di esotossine-4
Tossine neurotrope che interferiscono con il rilascio di neurotrasmettitori
tossina tetanica tossina botulinica
La tossina tetanicaLa tossina tetanica Agisce a livello del sistema nervoso centrale, Agisce a livello del sistema nervoso centrale,
bloccando l’impulso nervoso inibitore del bloccando l’impulso nervoso inibitore del
riflesso da stiramento muscolareriflesso da stiramento muscolare, per cui ad , per cui ad
ogni contrazione muscolare segue la ogni contrazione muscolare segue la
contrazione dei muscoli antagonisti con la contrazione dei muscoli antagonisti con la
contrattura spastica di tutta la muscolatura che contrattura spastica di tutta la muscolatura che
si traduce nell’incapacità funzionale della si traduce nell’incapacità funzionale della
stessa muscolatura (stessa muscolatura (paralisi spasticaparalisi spastica)) Diffonde al sistema nervoso centrale (Diffonde al sistema nervoso centrale (midollo midollo
spinalespinale) per ) per via centripetavia centripeta lungo le fibre lungo le fibre
nervose e si fissa a livello di nervose e si fissa a livello di recettori recettori
gangliosidicigangliosidici della della membrana dei motoneuronimembrana dei motoneuroni. .
La tossina agisce a La tossina agisce a livello pre-sinapticolivello pre-sinaptico
impedendo la impedendo la liberazione dei differenti liberazione dei differenti
neurotrasmettitori inibitorineurotrasmettitori inibitori, bloccando i processi , bloccando i processi
inibitori spinali.inibitori spinali.
La tossina tetanica:
Agisce a livello del sistema nervosocentrale bloccando lÕimpulso nervosoinibitore del riflesso da stiramentomuscolare, per cui ad ogni contrazionemuscolare segue la contrazione deimuscoli antagonisti con una contratturaspastica di tutta la muscolatura che sitraduce nellÕincapacit funzionale dellastessa muscolatura ( paralisi spastica).
La tox.tetanica diffonde al sistemanervoso centrale ( midollo spinale) pervia centripeta lungo le fibre nervose e sifissa a livello di recettori gangliosidicidella membrana dei motoneuroni. Latossina agisce a livello presinapticoimpedendo la liberazione dei differentineurotrasmettitori inibitori, bloccando iprocessi inibitori spinali.
Clostridium botulinum produce una endopeptidasi che blocca
il rilascio di acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare .
Si ha paralisi muscolare. La tossina botulinica, come
la tossina tetanica, scinde la sinaptobrevina interferendo così
con la formazione delle vescicole sinaptiche.
Clostridium botulinum
Proprietà Proprietà
delle delle
tossine tossine
batteriche di batteriche di
tipo A–Btipo A–B
Fattori di Fattori di
virulenza virulenza
degli degli
stafilococchistafilococchi
• Sull’inibizione delle tossine batteriche si basa
la risposta immunitaria attiva dei principali
vaccini antibatterici
• Le tossine batteriche sono il principali
bersaglio della sieroprofilassi
Le anatossine o tossoidiLe anatossine o tossoidi sono tossine
proteiche batteriche alle quali è stato
artificialmente eliminato il potere tossico
preservando le proprietà antigeniche
•Sono i costituenti dei principali vaccini
antibatterici (vaccino antitetanico, antidifterico e
antipertosse)
Le tossine batteriche-2
L’endotossina e’ il lipolisaccaride (LPS)
che costituisce il rivestimento esterno dei
batteri Gram negativi
E’ prodotta quindi dai solo batteri Gram–
Parete cellulare dei gram-negativi
Parete cellulare dei gram-negativi
LIPOPROTEINA DI BROWN:
legame covalente tra il
peptidoglicano e la membrana
esterna
LIPOPROTEINA DI BROWN:
legame covalente tra il
peptidoglicano e la membrana
esterna
Lipopolysaccharide
Lipid A• Glucosamine disaccharide
• Beta hydroxy fatty acids
Core • Heptoses• Ketodeoxyoctonic acid
O-antigenHighly variablen
Lipide ALipide A:
formato da un disaccaride di glucosammina fosforilata e acidi grassi, e’ responsabile dell’attivita’ endotossica dell’LPS
Lipide ALipide A:
formato da un disaccaride di glucosammina fosforilata e acidi grassi, e’ responsabile dell’attivita’ endotossica dell’LPS
Antigene OAntigene O: polisaccaride lineare formato da 50-100 unita’ saccaridiche, permette di distinguere tra sierotipi (ceppi) di una stessa specie batterica
Core:
polisaccaride ramificato essenziale per la struttura del batterio
Le diverse attività del lipopolisaccarideLe diverse attività del lipopolisaccaride
Tossicità mediata da endotossineTossicità mediata da endotossine
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