Вопрос №26. Бактериальные токсины (стафилококковый энтеротоксин, ботулотоксины, и др.). Причины загрязнения пищевых продуктов

Токсины, соединения (часто белковой природы) бактериального, растительного или животного происхождения, способные при попадании в организм животных или человека вызывать заболевание или их гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов. Бактериальные токсины вызывают столбняк, бутулизм и др. болезни. Токсины применяют для получения анатоксинов.

Многие тяжелейшие клинические проявления бактериальных инфекций обусловлены синтезом высокоактивных химических веществ, называемых бактериальными токсинами. В частности, 2кг токсина Clostridium botulinum достаточно для уничтожения населения всего земного шара.

Бактериальные токсины подразделяются на два больших класса: эндотоксины и экзотоксины. Действие экзотоксинов можно сравнить с полетом стрелы, всегда поражающей мишень в одну точку. Действие эндотоксина напоминает эффект отброска камня в воду; волны расходятся во все стороны. Эндотоксин вызывает множество функциональных нарушений вследствие продукции большого количества медиаторов.

Пищевые отравления бактериальными токсинами - заболевания, возникающие после употребления продуктов, обсемененных различными микроорганизмами и содержащих бактериальные токсины. К ним относятся отравления токсинами ботулизма, Cl. perfringens и стафилококковые отравления.

Пищевые отравления стафилококкового происхождения связаны со штаммами патогенных стафилококков, способных продуцировать энтеротоксин. Они способны также образовывать гематоксины, гиалуронидазу, дают положительную реакцию плазмокоагуляции. При попадании в продукты (отлкадей, больных гнойничковыми заболеваниями, или аэрогенно от здоровых носителей стафилококков) они способны размножаться, что приводит к накоплению в продуктах энтеротоксина. Стафилококковые отравления чаще связаны с употреблением молока, молочных продуктов, мясных, рыбных, овощных блюд, тортов, пирожных, рыбных консервов в масле. Продукты, содержащие интеротоксин, по внешнему виду и запаху не отличаются от доброкачественных. Стафилококки переносят высокие концентрации соли и сахара. Если стафилококки погибают при прогревании до 80 гр. С, то энтеротоксин выдерживает прогревание до 100 гр. С в течение 1,5-2 ч. К энтеротоксину очень чувствительны котята и щенки, на которых проводят биологическую пробу. Микробы Cl. perfringens представляют собой крупные грамотрицательные палочки. Растут в анаэробных условиях, способны образовывать споры. По антигенным свойствам делятся на 6 серотипов (А, В, С, D, Е, F). Отравления чаще связаны с возбудителем типа А.

Стафилококковые отравления обусловлены только токсинами, могут возникать и отсутствие самого возбудителя (например, отравления продуктами, содержащими энтеротоксин). Энтеротоксин не разрушается пищеварительными ферментами и способен проникать через слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Учитывая короткий инкубационный период (до 2 ч), можно думать, что всасывание токсина происходит уже в желудке. Токсин вызывает активацию моторики желудочно-кишечного тракта, действует на сердечно-сосудистую систему (значительное снижение АД).

При отравлении токсинами клостридий наибольшее значение придается лецитиназе С (альфа-токсин). Токсины приводят к повреждению слизистой оболочки кишечника, нарушают его всасывательную функцию, гематогенно проникают в различные органы, связываются с митохондриями клеток печени, почек, селезенки, легких. Повреждается сосудистая стенка, что ведет к развитию геморрагического синдрома. В тяжелых случаях может развиться анаэробный сепсис. Инкубационный период при стафилококковых отравлениях чаще длится 1,5-2 ч, при отравлениях токсинами клостридий - от 6 до 24 ч. При стафилококковых отравлениях наиболее характерные признаки - режущая схваткообразная боль в подложечной области, рвота. Температура тела нормальная или субфебрильная. Поноса может не быть; кратковременное расстройство стула наблюдается примерно у половины больных. Типичны нарастающая слабость, бледность кожных покровов, похолодание конечностей, снижение АД. Может развиться коллаптоидное состояние. Однако даже при резко выраженной симптоматике начального периода к концу суток от начала болезни наступает выздоровление, лишь у отдельных больных в течение 2-3 дней сохраняется слабость.

Отравления, вызываемые тохсинами клостридий, протекают значительно тяжелее. Заболевание начинается с боли в животе, преимущественно в пупочной области; нарастает общая слабость, стул учащается до 20 раз и более, он обильный, водянистый, иногда в виде рисового отвара. Рвота и жидкий стул приводят иногда к выраженному обезвоживанию. В некоторых случаях возникает картина некротического энтерита. Летальность достигает 30%.

Диагноз стафилококкового отравления может быть поставлен на основании характерной симптоматики и эпидемиологических предпосылок (групповой характер заболеваний, связь с определенным продуктом). Для доказательства диагноза может быть использовано выделение стафилококка, продуцирующего энтеротоксин, из остатков пищи или содержимого желудка. При отравлении прогретой пищей наличие энтеротоксина устанавливают при помощи биологической пробы на котятах или: реакции преципитации. Доказательством отравления токсинами клостридий является обнаружение этих микроорганизмов в подозрительных продуктах, в промывных водах или рвотных массах.

Для удаления токсинов из организма промывают желудок водой или 5% раствором гидрокарбоната натрия, посла чего при стафилококковом отравлении можно назначить солевое слабительное. При развитии обезвоживания (отравление токсином клостридий) проводят комплекс мероприятий по регидратации. При среднетяжелой форме вводят в/в капельно изотонический раствор натрия хлорида или равные его объемы с 5% раствором глюкозы в количестве 1000-1500 мл. При тяжелых и очень тяжелых формах с успехом используется раствор "Трисоль". Состав его следующий: 1000 мл апирогенной стерильной воды, 5 г хлориде натрия, 4 г гидрокарбоната натрия и 1 г хлорида калия, "Трисоль" рекомендуется комбинировать с коллоидными растворами, которые способствуют выведению токсинов из организма, восстановлению мигроциркуляции. При стафилококковых отравлениях антибиотики на назначают. При отравлениях, вызванных клостридиями, учитывая возможность анаэробного сепсиса, назначают антибиотики широкого спектра действия (тетрациклины, левомицетин, эритромицин).

Прогноз при стафилококковых отравлениях благоприятный. При отравлениях токсинами клостридий прогноз серьезный, особенно при развитии анаэробного сепсиса.

Проводят мероприятия по уменьшению носительства стафилококков среди работников службы питания (предупреждение и лечение гнойничковых заболеваний, лечение хронических воспалительных заболеваний миндалин, верхних дыхательных путей). Не допускаются к работе лица, имеющие гнойничковые заболевания. Необходимо правильное хранение готовых блюд, исключающее размножение этих стафилококков. Для профилактики отравлений токсинами клостркдий основное значение имеет контроль за забоем скота, обработкой, хранением и транспортировкой мяса.

Энтеротоксины - группа экзотоксинов, вызывающих диарею и др. признаки острого кишечного заболевания. Более изучены холерный Э. (см. Холера), термолабильный Э. кишечной палочки, обладающие близким механизмом действия, связанным с активацией системы цАМФ -аденилатциклаза; токсины такого типа, по-видимому, выделяют некоторые штаммы S. typhimurium,K. pneumoniae, С. perfringens, С. difficile, S. aureus; токсин Шига (ядовитое вещество, оказывающее особенно заметное действие на желудочно-кишечныйтракт, вызывая у человека рвоту, понос и боль в животе.)

Нейротоксины C.botulinum (BoNT серотипов A vG) и C.tetani (TeNT) формируют другую категорию бактериальных токсинов на основании сходства структуры, ферментативной активности и мишеней - клеток нервной системы. Токсины BoNT наиболее часто связаны с ботулизмом у новорожденных и пищевым ботулизмом и существуют в природе в виде больших комплексов, включающих нейротоксин и один или несколько белков, которые, как полагают, обеспечивают защиту и стабильность молекулы токсина в желудочно-кишечном тракте. TeNT, синтезируемый в ранах вегетативными формами C.tetani, не формирует комплексов с белками.

Гены, кодирующие BoNT и TeNT, локализованы на плазмидах (TeNT, BoNT/A, G и, возможно, B) или в составе бактериофагов (BoNT/C, D, E, F). Нейротоксины синтезируются в виде неактивных полипептидов с молекулярной массой до 150 кДа. Они высвобождаются при лизисе бактериальной клетки и активируются путем протеолитического расщепления незащищенной петли полипептида. Каждая активная молекула нейротоксина состоит из тяжелой (100 кДа) и легкой (50 кДа) цепочек, соединенных единичной бисульфидной связью. Тяжелая цепочка BoNT и TeNT содержит два домена: участок, ответственный за транслокацию токсина в N-концевой части, и область на C-конце, регулирующую связывание токсина с клеткой. Легкие цепочки BoNT и TeNT содержат цинксвязывающие последовательности, необходимые для осуществления протеазной активности токсина, зависящей от ионов цинка.

Клеточными мишенями BoNT и TeNT является группа белков, необходимых для стыковки и соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с последующим высвобождением нейромедиаторов. BoNT связываются с рецепторами на пресинаптической мембране моторных нейронов периферической нервной системы. Протеолиз белков-мишеней в этих нейронах ингибирует высвобождение ацетилхолина, препятствуя таким образом мышечным сокращениям. BoNT/B, D, F и G разрушают везикулоассоциированный мембранный протеин и синаптобревин; BoNT/A и E поражают синаптосомально-ассоциированный белок SNAP 25; BoNT/C гидролизует синтаксин и SNAP 25.

TeNT воздействует на центральную нервную систему, поражая два вида нейронов. Он первоначально связывается с рецепторами пресинаптической мембраны моторных нейронов, но затем с помощью обратного везикулярного транспорта перемещается в спинной мозг, где может внедриться в тормозные и вставочные нейроны. Расщепление везикулоассоциированного мембранного протеина и синаптобревина в этих нейронах приводит к высвобождению глицина и гамма-аминомаслянойкислоты, которые в свою очередь вызывают мышечные сокращения (контрактуры). Различия в клинических проявлениях интоксикации BoNT и TeNT (пониженный тонус мышц и спастический паралич соответственно) являются прямым следствием воздействия данных токсинов на различные нейроны и блокирования различных нейротрансмиттеров.

Некоторые бактериальные токсины действуют непосредственно на Т-клетки и антигенпрезентирующие клетки иммунной системы. При нарушении функций этих клеток, вызванном 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 AvE, G и H, пирогенные экзотоксины стрептококков группы А (серотипы AvC и F), суперантиген стрептококков группы А и стафилококковый TSST-1.[2]

Вопрос №33. Продукты питания, содержание биогенные амины

Парафармацевтики - это, как правило, продукты, содержащие минорные компоненты пищи - органические кислоты, биофлаваноиды, дубильные, фенольные соединения и олигопептиды, некоторые олигосахариды, так называемые натурпродукты. Их действие направлено на активацию и стимуляцию функции отдельных органов и систем в пределах физиологических границ (например, стимуляция секреторной, моторно-эвакуаторной функции кишечника пищевыми волокнами, стимуляция умственной и физической работоспособности адаптогенами, регуляция липидно-холестеринового обмена, функции центральной нервной и сердечно-сосудистой систем).

Однако физиологический уровень содержания активных компонентов многих парафармацевтиков в клетках и тканях организма неизвестен (биогенные амины, олигопептиды, гликозиды, органические кислоты, сапонины), как неизвестна и физиологическая потребность в них здорового человека. Более того, пока еще вообще не идентифицированы активные компоненты многих парафармацевтиков. Пример таких соединений - экстракты, получаемые из сложных комплексов пищевых и лекарственных растений и других видов природного сырья или смеси сухих лекарственных трав. Поэтому необходимы научные исследования эффективности парафармацевтиков.

Исходя из этого, следует помнить, что применять парафармацевтики, состоящие из трав или их компонентов, надо очень осторожно, поскольку реакции организма могут оказаться неадекватными: более сильными, чем нужно, или ослабленными либо извращенными.

Парафармацевтики не относятся к лекарствам и не могут их заменять. Основное отличие их от лекарств: количество действующего начала в суточной дозе парафармацевтика не должно превышать разовую терапевтическую дозу этого вещества в случае, когда оно применяется в химически чистом виде в качестве лекарственного средства (приказ Минздрава России №117 от 15.04.97 г.). Парафармацевтики в большинстве своем являются источниками природных компонентов пищи, чаще не обладающих питательной ценностью. Однако в силу способности мягко регулировать функции отдельных органов и систем они также рассматриваются как незаменимые факторы питания. К парафармацевтикам относятся и продукты, приготовленные на основе композиций особых видов микроорганизмов, предназначенные для нормализации и поддержания микробиоценоза кишечника (эубиотики/пробиотики). Парафармацевтики классифицируются как пищевые продукты и реализуются в свободной продаже. При их использовании в качестве вспомогательной терапии заболеваний или в качестве профилактических средств перед применением необходима консультация врача-специалиста. Парафармацевтики имеют широкий диапазон используемых доз и низкую вероятность токсических и побочных эффектов. Однако у людей с хроническими заболеваниями может наблюдаться индивидуальная непереносимость некоторых компонентов препарата.

С лекарствами парафармацевтики сближает то, что они выпускаются в виде таблеток или капсул, экстрактов, настоев, порошков, сиропов. Основой лекарства могут быть те же активные вещества, что и содержащиеся в парафармацевтике, но их дозы в последнем существенно ниже, чем в лекарственной форме.

Сегодня можно с уверенностью сказать, что биологически активным добавкам к пище принадлежит будущее. Возможно, в скором времени они позволят эффективно осуществлять профилактику многих заболеваний.

Проблема оценки качества продовольствия сегодня представляется достаточно важной для сохранения здоровья населения в условиях ухудшения экологической обстановки. Значительную долю продуктов, поступающих на стол человека занимают мясные продукты – белковые компоненты животного происхождения. Процессы биохимического распада белков, содержащихся в мясе и мясных продуктах, приводят к ухудшению потребительских свойств мясных изделий, ухудшая экологию питания человека. Ряд веществ, в первую очередь гистамин, серотонин, тирамин и кадаверин. Образующихся в результате биодеградации может служить для тестирования безопасности продовольствияю Количество этих веществ в пищевых продуктах обычно различается и колеблется от < 1 до 2500 мг/кг. Уровень содержания биогенных аминов >100 мг в кг продукта вреден для здоровья человека.

Проведено изучение биохимического состояния различных продуктов, в состав которых включена говядина и свинина, которые подвергали хранению при различных температурах и длительности и использовали для последующей идентификации образующегося в процессе хранения характерного диамина – кадаверина храматографическим методом. Определены условия образования указанных веществ в динамике и статике. Проведенные исследования показывают, что наблюдается практически пропорциональная зависимость содержания кадаверина от времени выдержки образцов. Исходные образцы говядины и свинины, проанализированные методом тонкослойной хроматографии, в сравнении со стандартом чистого кадаверина, содержали от 10 до 14 мг кадаверина на кг массы образца. Количество этого вещества в зависимости от условий хранения и обработки продукции возрастало в 3 – 10 раз.

Проведенные исследования позволяют осуществлять использование в качестве “сигнального” вещества кадаверина для последующей разработки физико-химического метода идентификации биохимического состояния мяса и оценки свежести мясной продукции.[3]