DANNO TISSUTALE
• La colonizzazione delle strutture esposte,
• Il superamento delle barriere,
• L’invasione dei tessuti profondi : comportano il danno anatomofunzionale dell’ospite.
• Responsabili del danno possono essere sia i mediatori dell’ospite
(pirogeni, enzimi lisosomiali, mediatori del sistema immune, etc..)
che i fattori intrinseci di virulenza dei microrganismi tra cui:
LE TOSSINE
….quindi
Le tossine sono responsabili del danno
localizzato o sistemico che può derivare da:
un effetto diretto sulle cellule dell’ospite
un effetto indiretto, mediato
all’interazione di tali molecole con
componenti umorali o cellulari dell’ospite
All’attività tossica sono spesso associate altre
funzioni che intervengono nel determinismo di
altri caratteri di virulenza.
ESEMPI:
La tossina di Bordetella pertussis favorisce
l’aderenza del ceppo alle cellule epiteliali.
Geni che codificano per la sintesi di tossine di
Escherichia coli enterotossici o di Vibrio cholerae
sono associati a geni che controllano la sintesi di
adesine, la cui espressione comporta, di
conseguenza, la capacità del ceppo di aderire alle
cellule ospiti e consentire alla tossina prodotta di
interagire con lo specifico target recettoriale.
CLASSIFICAZIONE
In passato sono state classificate in:
ESOTOSSINE Tossine di natura proteica,
prodotte in basse concentrazioni e liberate dalla
cellula in attivo metabolismo. TERMOLABILI
ENDOTOSSINE: Tossine di natura lipoproteica
(LPS) liberate in alte concentrazioni durante la lisi
cellulare. Termostabili
Tutto ciò non è vero e quindi non può essere, oggi,
mantenuta una rigida classificazione
Confronto
ESOTOSSINE
Natura proteica
Termolabili
Immunogeni
Neutralizzabili da anticorpi
Profili di azione molto differenziati
Estrema potenza
Alcune attive per ingestione
ENDOTOSSINE
Natura Lipopolisaccaridica
Termostabili
Immunogeni
Non neutralizzabili da anticorpi
Profili di azione poco differenziati
Meno potenti
Inattive per ingestione
ESOTOSSINE
Le esotossine sono di natura proteica e rappresentano importanti
fattori di virulenza in malattie, come la DIFTERITE, IL TETANO, IL
BOTULISMO, IL COLERA ETC, nelle quali la sintomatologia clinica è
legata esclusivamente al danno da esse prodotto.
Per la loro natura chimica sono termolabili, di solito vengono
inattivate da temperature superiori a 60°C.
Fortemente immunogene.
Mediante trattamento con formaldeide perdono il potere tossico,
conservando quello antigenico (anatossine), il che le rende utilizzabili
per la immunizzazione attiva (vaccinazione).
I vaccini a base di anatossina vengono utilizzati nella profilassi
attiva obbligatoria nei confronti di microrganismi responsabili di gravi
patologie nell’uomo, quali la difterite e il tetano
Classificazione delle esotossine
in base al bersaglio
NEUROTROPE ATTIVE
SULLE
CELLULE
DEL
SISTEMA
NERVOSO
Le più importanti sono quella tetanica e del carbonchio che sono
attive sulle cellule del SNC, mentre la botulinica è attiva su cellule
del sistema periferico.
ENTEROTOSSICHE ATTIVE SULLE CELLULE DELLA MUCOSA
INTESTINALE
Citotossiche: che causano danni evidenti alle cellule
Citotoniche, danni non evidenti.
PANTROPE ATTIVE SU TUTTE LE CELLULE, inibiscono la sintesi
proteica,Tossina difterica (prototipo). Inibisce la sintesi proteica e
causa necrosi dell'epitelio, tessuto nervoso, muscolo cardiaco e
rene.
Altre tossine specifiche
Possono essere classificate
in base alla loro attività
Tossine che agiscono a livello extracellulare:
la principale tossina che agisce a livello epidermico
è la tossina epidermolitica prodotta da
Staphylococcus aureus.
Tossine che agiscono sulle membrane cellulari:
sono le tossine citolitiche e le emolisine che portano
alla lisi cellulare attraverso diversi meccanismi.
TOSSINE A-B
tossine binarie
Sono tossine che presentano analogie strutturali e
biochimiche.
Sono costituite da due componenti (2 peptidi):
subunità B (binding)/ subunità A (active)
La subunità B (binding) media il legame al
recettore della cellula ospite, favorendo la
penetrazione della subunità A (active), responsabile
di attività enzimatiche che si esplicano nella cellula
bersaglio con conseguente danno.
Subunità o peptide A
rappresenta la tossina vera e propria. L’attività enzimatica
della subunità A si può esprimere con diversi meccanismi che
vanno da un’attività ADP-ribosilante (es.tossina colerica,
pertossica, difterica) ad un’attività proteolitica (tossina
tetanica e botulinica).
Subunità o peptide B
è responsabile della penetrazione intracellulare del peptide A
attivato.
B
A
B
A
I due peptidi sono legati
da ponti disolfurici che
vengono scissi dalle
proteasi dell’ospite. Se i
due peptidi vengono
inoculati singolarmente sono
del tutto innocui .
MECCANISMO D’AZIONE DELLE ESOTOSSINE
Le tossine rilasciate dai batteri si legano a specifici
recettori presenti su cellule bersaglio ed esplicano i
loro effetti biologici:
a) formando pori o canali transmembrana sulle
membrane integre. (tossine di tipo I)
b) danneggiando la membrana cioè agendo
enzimaticamente sui fosfolipidi di membrana
(Fosfolipasi C, emolisina termolabile di Pseudomonas
aeruginosa). (tossine di tipo II)
c) penetrando direttamente nel citoplasma delle cellule
ospiti, attraverso un meccanismo di endocitosi
recettore-mediato. (tossine di tipo III)
TOSSINE BATTERICHE DI TIPO A–B
Attività ADP- ribosilante
Molte tossine hanno attività ADP-ribosilante.
Il processo della ribosilazione consiste nell’aggiunta di
un riboso sulla proteina bersaglio attraverso una
molecola di NAD. È una modificazione post-traduttiva.
Tossina colerica
• Paradigma di tossina binaria
• 5 monomeri B circondano un monomero A
• Le parti B, reagendo con i recettori
specifici,modificano allostericamente il
complesso, traslocando attraverso la
membrana cellulare il polipeptide A, che si
scinde in una parte enzimatica attiva, ADPribosilante una proteina di membrana che
controlla l’AMP ciclasi
E’ UN ESEMPIO DI TOSSINA DI TIPO III
Tossine (neurotrope) che interferiscono
con il rilascio di neurotrasmettitori:
tossina tetanica
Meccanismo d’azione della
tossina tetanica: blocco delle
sinapsi inibitorie della
contrazione muscolare
riflessa
tossina botulinica
Meccanismo di azione della
tossina botulinica: blocco della
trasmissione dell’impulso a livello
della giunzione neuromuscolare
Leucocidine
Sono tossine prodotte principalmente da
Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa
Hanno azione citotossica esclusivamente nei confronti
dei macrofagi e dei leucociti polimorfonucleati.
Il meccanismo d’azione consiste in una stimolazione
irreversibile della Fosfolipasi C che provoca una massiva
mobilitazione di Ca ++.
A sua volta questo provoca la fosforilazione di una
proteina della membrana lisosomiale che perde la sua
struttura e libera gli enzimi nel citosol, con conseguente
morte cellulare.
INIBIZIONE DELLE ESOTOSSINE
Sull’inibizione delle tossine batteriche si basa la
risposta immunitaria attiva dei principali vaccini
antibatterici
Le tossine batteriche sono il principali bersaglio
della sieroprofilassi
ANATOSSINE
Le 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)
SI POSSONO DEFINIRE COME:
L’endotossina classica è il LIPOPOLISACCARIDE inserito
nella membrana esterna dei Gram negativi
Lipide A di:
Salmonella enterica serovar
typhimurium
Le endotossine sono induttori non
specifici dell’infiammazione;
Inducono il rilascio di citochine,
stimolano varie cellule a produrre
delle citochine, incluse IL-1 e TNF.
L’attività tossica è dose-dipendente
Attivano il C’ della via alternativa
del complemento.
POSSIBILE ENDOTOSSINA
