Бактериальные токсины. По большей части бактериальные токсины представляют собой высокомолекулярные биохимические соединения

По большей части бактериальные токсины представляют собой высокомолекулярные биохимические соединения, имеющие, как правило, белковую, полипептидную или липополисахаридную природу и обладающие антигенными свойствами. В настоящее время учеными выделены и изучены более 150 бактериальных токсинов.

Многие бактериальные токсины относятся к числу самых ядовитых из известных веществ. Это прежде всего ботулотоксин, холерные токсины, тетанотоксин, стафилококковые токсины, дифтерийные токсины и т. д. Ботулотоксин и стафилококковые токсины рассматривались раньше как возможные боевые отравляющие вещества. Бактериальные токсины действуют на разные органы и системы человека, однако преимущественно страдают нервная и сердечно-сосудистая системы, реже слизистые оболочки.

Бактерии могут продуцировать и токсические вещества относительно простого строения. Среди них формальдегид, ацетальдегид, бутанол. К числу таких веществ относится также и пиоцианин, выделяемый псевдомонадами.

Микотоксины (грибные токсины)

Химическое строение и биологическая активность микотоксинов чрезвычайно разнообразны. С практической точки зрения наибольший интерес представляют токсические вещества, продуцируемые микроскопическими грибами и способные заражать пищевые продукты человека и животных. К таковым относятся, в частности, некоторые эрготоксины, продуцируемые грибами (спорыньей (маточными рожками), афлатоксины и близкие им соединения, выделяемые грибами группы аспергиллюс, трихотеценовые микотоксины, продуцируемые несколькими родами грибов, преимущественно родом фузариум, охратоксины, патулин и другие.

Аналоги микотоксина эрготамина действуют на центральную нервную систему, вызывают спазм кровеносных сосудов и сокращение мускулатуры матки. В старые времена отравления зерном, зараженным микотоксинами спорыньи, нередко носили характер эпидемий. В настоящее время подобные эпидемии среди населения практически не встречаются. Отравление микотоксинами грибов случаются при попытке прервать с их помощью беременность. Аналогами эрготамина являются производные эрготина. Одним из наиболее известных производных эрготина является галлюциноген диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК), известный также под названием ЛСД.

Наиболее активными «производителями» другого вида микотоксинов — афлатоксинов являются микроскопические грибы Aspergillus flavus (отсюда и название их токсинов). Эти грибы нередко поражают зерновые растения: пшеницу, кукурузу и другие. Помимо высокой острой токсичности, афлатоксины в опытах на животных проявляют свойства канцерогенов.

Трихотеценовые токсины также обладают высокой токсичностью. Эти микотоксины проявляют бактерицидную, фунгицидную и инсектицидную активность. Отравление человека трихотеценовыми токсинами сопровождается поносом, рвотой и явлениями атаксии (нарушением походки и равновесия). Некоторое время рассматривалась возможность использования этих веществ в качестве химического оружия.

Многие высшие грибы также вырабатывают в своих плодовых телах токсические вещества раз личного химического строения с широким спектром физиологической активности. Наиболее опасными среди них являются микотоксины аманитины, аманины и фаллоидины, которые содержатся в бледной поганке и при случайном использовании этого гриба в пищу вызывают токсическое поражение печени и почек. Другими известными микотоксинами являются мускарин, гиромитрин, иботеновая кислота. Некоторые виды высших грибов синтезируют токсические вещества, обладающие выраженной галлюциногенной активностью, например псилоцин, псилоцибин.

Токсины высших растений (фитотоксины)

Высшие растения синтезируют огромное количество веществ, токсичных для человека, млекопитающих и других живых существ. Являясь продуктами обмена веществ растений, фитотоксины нередко выполняют для них защитные функции. Они, например, отпугивают потенциальных консументов, то есть представителей животного мира, которые могут их поедать. Однако по большей части значение фитотоксинов для жизнедеятельности растений остается для науки неизвестным. Фитотоксины представляют собой вещества с различным биохимическим строением и неодинаковой биологической активностью. Примерами растительных токсинов являются алкалоиды, органические кислоты, терпеноиды, липиды, гликозиды, сапонины, флавоноиды, кумарины, антрахиноны.

Среди фитотоксинов особенно многочисленен класс алкалоидов. Алкалоиды — это азотсодержащие органические основания. В настоящее время известно несколько тысяч алкалоидов, многие из которых обладают высокой токсичностью для человека и млекопитающих.

Ниже представлены названия некоторых наиболее известных алкалоидов, в скобках даны названия растений их содержащих:

• конин (болиголов);

• никотин (табак);

• лобелин (лобелия);

• гиосциамин (белена);

• скополамин (скополия);

• платифиллин, сенецифиллин (крестовник);

• эхинопсин (мордовник);

• папаверин, морфин, кодеин (мак);

• даурицин (луносемянник);

• хелидонин, сангвинарин (чистотел);

• галантамин (подснежник);

• винкамин (барвинок);

• пилокарпин (пилокарпус);

• кофеин, теофиллин (чай, кофе);

• аконитин (борец);

• соланин (картофель);

• эфедрин (эфедра);

• колхицин (безвременник).

Среди гликозидов наиболее известны сердечные гликозиды. Эти биохимические соединения, производимые растениями самых разнообразных видов, обладают высокой токсичностью. Их токсичность имеет избирательное действие на сердечную мышцу человека. Сапонины обладают раздражающим действием на слизистые оболочки, а при попадании в кровь вызывают гемолиз эритроцитов. Кумарины обладают антикоагулянтным и фотосенсибилизирующим действием на наш организм.

Многие токсические вещества растительного происхождения широко используются в медицине, например, атропин, галантамин, строфантин, физостигмин, дигитоксин и многие, многие другие. Ряд фитотоксинов вызывает вредные пристрастия и является излюбленным средством «для получения кайфа» у токсикоманов и наркоманов. Среди них: кокаин, никотин, гармин, морфин, канабиноиды и другие.

Нередко продукты жизнедеятельности растений могут быть для нас аллергенами. Отдельные растительные токсины обладают канцерогенной активностью. Например, сафрол и близкие ему соединения, содержащиеся в черном перце, соланин, находящийся в проросшем картофеле, фенолы и хиноны, часто встречающиеся в многочисленных растениях. Некоторые фитотоксины содержатся в растениях в ничтожных количествах и могут оказывать токсический эффект лишь в форме специально приготовленных препаратов, другие вызывают интоксикацию при поедании растений, которые их содержат.

Токсины животных (зоотоксины)

Любой живой организм синтезирует огромное количество биологически активных веществ, которые после выделения, очистки и введения другим организмам в определенных дозах могут вызывать тяжелые интоксикации. Однако часть животных самых разных семейств, родов и видов содержат в органах и тканях чрезвычайно токсичные вещества, что позволяет выделить их в особую группу ядовитых (опасных) животных. Некоторые животные являются вторично-ядовитыми, поскольку не продуцируют, но аккумулируют яды, поступающие из окружающей среды (моллюски, накапливающие в тканях сакситоксин, синтезируемый одноклеточными организмами). Часть биологически активных веществ, вырабатываемых животными, является так называемыми пассивными зоотоксинами, оказывающими действие при поедании животного-продуцента. Другие — активные токсины. Они вводятся в организм жертвы с помощью специального аппарата (жала, зубов, игл и т. д.). Ежегодно от укусов ядовитых животных в мире погибает несколько тысяч человек.

Высокотоксичные соединения относительно простого строения обнаружены в тканях некоторых насекомых, моллюсков, рыб и земноводных. Отдельные представители этих веществ рассматривались как возможные боевые отравляющие вещества (сакситоксин, тетродотоксин, батрахотоксин, буфотенин и другие).