Tossine batteriche Le tossine batteriche si dividono in esotossine ed endotossine

Esotossine 1) Tossine che agiscono sulla superficie della cellula eucariotica 2) Tossine che si legano a recettori superficiali e agiscono su targets intracellulari 3) Tossine che vengono iniettate dal batterio all’interno della cellula eucariotica

1) TOSSINE CHE AGISCONO SULLA SUPERFICIE CELLULARE - a livello della membrana plasmatica 3 CLASSI: a) Tossine formanti PORI (Emolisine e Leucotossine)‏ b) Tossine che causano danno alle membrane attraverso una attività enzimatica Agiscono tutte alterando la fisiologia e/o la struttura della membrana, determinando la lisi della cellula. c) Tossine con effetto detergente dul doppio strato lipidico

Tossina Difterica (DT)‏ Prodotta da Corynebacterium diphtheriae il quale si moltiplica nelle superficie delle cellule epiteliali del corpo (naso, gola, pelle) e non penetra nei tessuti circostanti. Causa necrosi delle cellule della mucosa con formazione di essudato infiammatorio e pseudomembrane La DT diffonde sptt. al cuore e al SN La DT è responsabile dell’insorgenza della patologia DT detossificata è utilizzata nella formulazione del vaccino C. diphtheriae è l’agente eziologico della difterite. Questi batteri colonizzano le membrane mucose del tratto respiratorio superiore perché vi aderiscono fortemente attraverso adesine. Lì producono una neuraminidasi che libera l’acido N- acetilneuraminico da glicolipidi e glicoproteine della superficie cellulare per produrre piruvato che viene utilizzato come nutriente. C. diphtheriae produce una proteasi che inattiva IgA. Solo ceppi tossino genici (che portano il gene tox contenuto in corinefagi) sono patogeni. La lisogenizzazione porta a tossicità.

Meccanismo d’azione della tossina difterica

ADP-ribosilazione del Fattore di Elongazione 2 da parte della Tossina Difterica Il residuo di His-715 viene modificato post-trasduzionalmente in diphthamide. La diftamide viene ADP-ribosilata e questo basta a far si che la funzione di EF-2 sia inibita. Si stima che circa 1500 nuove molecole di EF-2 vengano sintetizzate da una cellula epiteliale per ora e che 1 Molecola di DT- A ADP-ribosili Circa duemila molecole di EF-2 per ora. Quindi…….. : a) Conseguenze cellulari b) Conseguenze generali  BLOCCO DELLA SINTESI PROTEICA  MORTE DELLA CELLULA La DT è una delle più potenti tossine batteriche: esperimenti in vitro hanno dimostrato che una singola molecola di di subunità A enzimaticamente attiva è in grado di uccidere una cellula

ANTISIERO Tossina difterica ottenuta per filtrazione dalle colture (vecchie) viene riscaldata per attenuarne l’attività ed iniettata in cavalli a più riprese in modo da far si che l’animale diventi iper-immune. Si raccoglie il sangue e se ne separa il siero. Il siero antidifterico veniva usato come antidoto nei pazienti affetti da difterite. Terapia non sempre efficace perché gli anticorpi neutralizzanti la tossina non entrano dentro le cellule e molto pericolosa perchè il siero di cavallo è di per se immunogeno capace di indurre malattia da siero e reazioni allergiche.

Gaston Ramon (1886-1963)‏ 1923 produce il tossoide difterico

Tossina colerica Prodotta da Vibrio cholerae, G- a virgola V. cholerae è introdotto con liquidi e cibi contaminati e aderisce ai microvilli intestinali senza mai invadere l’epitelio dove produce la tossina e altri fattori di virulenza La motilità e l’adesione dipendono dalle proteine flagellari che assicurano un’efficace colonizzazione batterica. Una emagglutinina mettaloproteinasi è importante per il distacco del batterio dalle cellule epiteliali.

Il colera è una malattia epidemica caratterizzata da diarrea massiva per alterazione dei meccanismi fisiologici dell’assorbimento intestinale di H2O e ioni La perdita di molti litri di liquidi al giorno causa: -perdita di coscienza per minor irrorazione sanguigna cerebrale -acidemia -ipoglicemia -ipocalemia per perdita di ioni K+ con le feci -se non trattato con soluzioni glucosate il soggetto muore per collasso cardiaco e shock ipovolemico

La tossina colerica è una proteina di 87 kDa costituita da una subunità A e da 5 sununità B. La B si lega a recettori cellulari, i gangliosidi GM1 ed aiuta l'internalizzazione della subunità A nel citosol della cellula. Nel citosol il frammento A traferisce una unità di ADP-ribosio, prelevata dal NAD, ad una proteina regolatrice dell'attività dell'enzima adenilato ciclasi. L'adenilato ciclasi viene così resa attiva e produce ininterrottamente cAMP. Come conseguenza le cellule dell'epitelio intestinale riversano continuamente acqua e ioni sodio nel lume dell'intestino.

TETANUS BOTULISM SNC spastic paralysis SNP flaccid paralisys La tossina tetanica diffonde attraverso i neuroni motori e risale al sistema nervoso centrale. Essa interagisce con gangliosidi presenti sulla superficie cellulare dei neuroni del midollo spinale. Blocca il rilascio di neurotrasmettitori a livello presinaptico, si ha una prevalenza delle stimolazioni eccitatorie con induzione di contrazioni spastiche permanenti. La tossina botulinica interagisce con recettori sui neuroni periferici e blocca l'attività delle terminazioni nervose periferiche causando paralisi flaccida. BOTULISM SNP flaccid paralisys

Extremely potent toxins: LD50: 0.1-1 ng/Kg SYNTAXIN Extremely potent toxins: LD50: 0.1-1 ng/Kg

Endotossine Sono componenti tossici della parete batterica Sono costituite da un fosfolipide, un polisaccaride e una proteina. L'endotossina classica è il lipopolisaccaride (LPS) inserito nella membrana esterna dei Gram negativi Sono meno potenti delle esotossine Sono prive di attività enzimatica Sono resistenti al riscaldamento e alla formalina Hanno profili di azione tossica non differenziati (l'azione è simile anche se i batteri sono di famiglie diverse)‏ Inducono tolleranza aspecifica (che si manifesta anche nei confronti di altre esotossine)‏ Sono immunogene ma non antigeniche (non sono neutralizzate da anticorpi)‏

Endotossine Provocano l'innalzamento della temperatura Sono induttori non specifici dell'infiammazione (stimolano la produzione di citochine). Attivano la via alternativa del complemento (formano complessi con molte proteine plasmatiche).