Αρχική Σελίδα > Ουσίες βλαβερές και δηλητηριώδεις. Μέρος Έκτο: Οι Τοξίνες στον Οργανισμό .Οι τοξίνες των μικροοργανισμών

Ουσίες βλαβερές και δηλητηριώδεις. Μέρος Έκτο: Οι Τοξίνες στον Οργανισμό .Οι τοξίνες των μικροοργανισμών

της Δήμητρας Σπανού , Χημικού, Καθηγήτριας 1ου Γυμνασίου Δάφνης

Τοξίνες θεωρούνται οποιεσδήποτε ουσίες βρίσκονται στον οργανισμό σε λάθος ποσότητα

Τοξίνες μπορεί να είναι πολλές ουσίες άχρηστες και βλαβερές για τον οργανισμό μας αλλά μπορεί να είναι ακόμα και χρήσιμες ουσίες όταν βρίσκονται σε πλεονάζουσα ποσότητα ή όταν ο ρόλος τους για τον οργανισμό, έχει πλέον εξαντληθεί

Η προέλευση των τοξινών

Οι άχρηστες ή πλεονάζουσες αυτές ουσίες μπορεί να έχουν διαφορετική προέλευση :

1.Οι διάφοροι ρύποι του περιβάλλοντος με τους οποίους αναγκαστικά ερχόμαστε σε επαφή,

2.Ουσίες που μπορεί να περιέχονται στις τροφές μας και δεν πρέπει να παραμένουν στον οργανισμό μας ,

3. Ακόμη ουσίες που άλλοι οργανισμοί έχουν ή δημιουργούν μέσα στον οργανισμό μας, σε μια συμβιωτική ή παρασιτική σχέση μαζύ του. Ο λόγος βέβαια για τις τελευταίες είναι για ουσίες που παράγουν μέσα στο σώμα μας οι μικροοργανισμοί και που κάποιες μπορεί να είναι βλαβερές.

Η χημική σύσταση των τοξινών

Χημικά οι ουσίες αυτές μπορεί να είναι πεπτιδικής φύσης ή αλκαλοειδή, ή άλλης μορφής οργανικές ουσίες,

Αλλά ακόμα πολλές ανόργανες ουσίες όπως ορισμένα μέταλλα όπως το κάδμιο, ο μόλυβδος ο υδράργυρος μπορεί να είναι πολύ τοξικά για τον οργανισμό μας.

Η απομάκρυνση των τοξικών ουσιών από το σώμα μας

Οι οργανισμοί έχουν διάφορα συστήματα αποβολής άχρηστων ουσιών . Γενικά μιλώντας, το κύριο όργανο για την διευθέτηση των προβλημάτων από τοξίνες είναι το ήπαρ. Για να ενισχυθεί ο ρόλος του στην αποτοξίνωση, πρέπει να γνωρίζουμε ότι,

Η αποτοξίνωση στον οργανισμό, μειώνεται με την πρόσληψη ζάχαρης γιατί αυτή αναστέλλει συνήθως την παραγωγή ενζύμων που χρησιμοποιούνται για την αποτοξίνωση και έτσι αποδυναμώνει την ηπατική λειτουργία.. Αντίθετα ενισχύεται από τροφές όπως τα σταυροειδή λαχανικά, (λάχανο, μπρόκολο κ.λ.π.) που είναι πλούσια σε σουλφοραφάνη ενισχύουν την παραγωγή τέτοιων ενζύμων.
Ακόμα μια δίαιτα χαμηλή σε υδατάνθρακες και πλούσια σε πρωτείνες υψηλής ποιότητας φέρνει αποτελέσματα, ιδιαίτερα με την προμήθεια του αμινιξέος κυστείνη που είναι απαραίτητο για την κατασκευή γλουταθειόνης.
Με την αποτοξίνωση αυξάνει η παραγωγή ελεύθερων ριζών που πρέπει να απομακρυνθούν γιατί καταστρέφουν χρήσιμες ουσίες και επίσης έχουν μεταλλαξιογόνα δράση. Το κύριο αντιοξειδωτικό ένζυμο, που απομακρύνει τις ελεύθερες ρίζες στο ήπαρ, είναι η γλουταθειόνη και άλλα ακόμα που υποστηρίζουν την λειτουργία του ήπατος, και άλλα πολύτιμα συστατικά όπως η βιταμίνη C, η βιταμίνη Ε, ο ψευδάργυρος (ιδιαίτερα σημαντικός για αντικαρκινιγόνο δράση), το λιποικό οξύ (γαιδουράγκαθο).

Α. Δημιουργία τοξινών μέσα στον οργανισμό μας από μικροοργανισμούς

1. Στο πεπτικό σύστημα από επιβλαβείς μικροοργανισμούς

τι συμβαίνει όταν ο αριθμός των επιβλαβών μικροοργανισμών αυξάνεται

Στο πεπτικό μας και ιδιαίτερα στο έντερο, υπάρχει πλήθος μικροοργανισμών από τους οποίους, άλλοι από αυτούς είναι ωφέλιμοι (διασπούν ουσίες της τροφής μας ώστε να απορροφούνται ευκολότερα, , επεξεργάζονται άλλες και τις μετατρέπουν σε χρήσιμες, μεταβολίζουν άλλες προς ωφέλιμα για μας προιόντα). Άλλοι όμως είναι επιβλαβεις στην δράση τους και μπορεί η υπερβολική αύξηση του αριθμού τους να προκαλέσει προβλήματα κυρίως από τις τοξίνες που παράγουν από μεταβολισμό της τροφής τους.

Στο έντερο τρισεκατομμύρια βακτήρια ζουν συμβιωτικά ασκούν ευεργετική δράση, αναστέλλωντας ταυτόχρονα την ανάπτυξη πληθυσμών άλλων αντίστοιχα καταστροφικών βακτηρίων , τύπων ζυμομύκητων. Η λήψη αντιβιοτικών, τα σάκχαρα όπως η κοινή ζάχαρη αλλά και οι φρουτοχυμοί, ακόμα και το γάλα, το στρες, η ανεπαρκής ποσότητα στομαχικού οξέος, μπορεί να υπερπολλαπλασιάσουν τον αριθμό των ζυμομυκήτων. Αποτελέσματα από φουσκώματα και ανωμαλίες στις κενώσεις μέχρι κόπωση, σκοτείνιασμα του μυαλού, διάφορες λοιμώξεις κ.α.

Οι ουσίες που παράγουν οι ζυμομύκητες είναι δεκάδες, μεταξύ των οποίων η φορμαλδεύδη και η ακεταλδεύδη (που επηρρεάζει τις λειτουργίες του εγκεφάλου)

2. Μέσα στο σώμα μας από παθογόνους μικροοργανισμούς

κάποιες περιπτώσεις της επίδρασης των τοξινών των παθογόνων μικροοργανισμών

Από το κορυνοβακτηρίδιο της διφθερίτιδας

Corynebacterium diphtheriae παράγει την τοξίνη της διφθερίτιδας.

Η τοξίνη της διφθερίτιδας είναι μια ενιαία πολυπεπτιδική αλυσίδα 535 αμινοξέων σε σχήμα Υ που αποτελείται από δύο υποομάδες που συνδέονται με δισουλφιδικές γέφυρες , γνωστό ως τοξίνη ΑΒ. Κωδικοποιείται από ένα βακτηριοφάγο που έχει ενσωματωθεί στο βακτήριο .

Το τμήμα Α προσκολλάται στην κυτταρική μεμβράνη των ευκαριωτικών κυττάρων, και το τμήμα Β διεισδύει μέσα στο κύτταρο στο κυτταρόπλασμα.

Εκεί το αμινοτελικό του τμήμα (γνωστό σαν περιοχή C) προσθέτει μια ADP ριβόζη στο διφθαμίδο (τροποποιημένος αμινοξύ της πρωτείνης συνθετάση του αμινοα- κυλο-tRNA. που είναι υπέύθυνη για την σύνδεση των αμινιξέων στο tRNA ώστε να μεταφερθούν στα ριβοσώματα και να σχηματίσουν τις πρωτείνες των ευκαρυωτικών κυττάρων (EF-2) ) και έτσι τηνν αδρανοποιεί .

NAD ⁺ + πεπτίδιο diphthamide $\ rightleftharpoons$ νικοτιναμίδιο + πεπτίδιο Ν - (ADP-D-ριβοζυλ) diphthamide.

Με αυτό όμως, αναστέλλεται η παραγωγή πρωτεινών του κυττάρου-ξενιστή γιατί το ένζυμο έχει τροποποιηθεί και δεν λειτουργεί πλέον

Από το κλωστηρίδιο του τετάνου παράγεται μια τετανική τοξίνη, που επιδρά στις συνάψεις του νευρικού ιστού στην φαιά ουσία του εγκεφάλου και καταστέλει την ανασταλτικές συνάψεις και η δράση της εκδηλώνεται με σπασμούς.

Από το Κλωστηρίδιο perfringens παράγεται η α τοξίνη ,που υδρολύει φωσφωρικούς δεσμούς της κυτταρικής μεμβράνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων και τα καταστρέφει.

Από το βακτήριο Δονάκιο της χολέρας παράγεται μια εντεροτοξίνη , που είναι μια πολύπλοκη πρωτείνη με τα αρχικά CTX, Ctx ή CT

που αποτελείται από έξη υποομάδες. Η μια από αυτές ενεργοποιεί την πρωτείνη G των μεμβρανιακών υποδοχέων των κυττάρων ενώ άλλες

προσροφώνται και δεσμεύεται από την μεμβράνη των επιθηλιακών κυττάρων στόχων. Μόλις συνδεθεί το σύμπλοκο της τοξίνης ενδοκυτταρώνεται από το κύτταρο και η δραστική υποομάδα απελευθερώνεται από την δράση μιας ομάδας δισουλφιδίων. Το αποτέλεσμα είναι να αναγνωριστεί η πρωτείνη αυτή από το ενδοπλασματικό δίκτυο σαν συνοδός-πρωτείνη δισουλφίδοισομεράσης. Μετά από μια σειρά αντιδράσεων η αδενυλική κυκλάση εμφανίζει αυξημένη δραστηριότητα , η ενδοκυτταρική συγκέντρωση κυκλικού AMP αυξάνεται και αυτό επιρρεάζει τις διαμεμβρανιακές πρωτείνες που ελέγχουν την εισροή ιόντων χλωρίου. Αυτό οδηγεί σε έκλυση νερού και ιόντων καλίου Νατρίου και όξινων ανθρακικών έξω από το κύτταρο προς τον εντερικό αυλό. Αυτό οδηγεί σε γρήγορη απώλεια νερού από το κύτταρο και σοβαρή αφυδάτωση.

Β. Τοξίνες που αναπτύσσονται σε ουσίες -τροφές μας από μύκητες και βακτήρια

Μεγάλη ομάδα ετεροκυκλικών ενώσεων που παράγονται από φυτά και βακτήρια

Η εργοταμίνη

Ο μύκητας ερυσίβη ή ερυσιβώδης όλυρος ή Claviceps purpurea είναι μύκητας που παρασιτεί σε ορισμένα δημητριακά και χλόες .

Σε δημητριακά εγκαθίσταται στην ωοθήκη των δημητριακών και μετατρέπεται στην συνέχεια σε σκληρό σωμάτιο το σκληρώτιο που μέσα συγκεντρώνονται αλκαλοειδή και λιπίδια. Το αλκαλοειδές που δημιουργείται είναι η εργοταμίνη , μια

αλκαλοειδής ουσία που εάν ληφθεί από ανθρώπους ή ζώα έχει βλαβερές επιπτώσεις στο νευρικό και το κυκλοφορικό σύστημα.

Συστολή των αγγείων του αίματος που οδηγούν μέχρι και γάγκραινα, Επιρρεάζουν και το νευρικό σύστημα και παραισθήσεις . Προκαλεί επίσης ημικρανίες λόγω της σύσπασης των αγγειίων των εξωκρανιακών αρτηριών. Η εραταμίνη είναι πεπτιδικό παράγωγο του λυσεργικού οξέος LSD

Αλλά οι αλκαλοειδείς ενώσεις που έχουν εξαχθεί και παραχθεί από αυτόν τον μύκητα και τις παραλλαγές του είναι πάρα πολλές και χαρακτηρίζονται σαν αλκαλοειδή της οικογένειας της εργολίνης

Η τοξίνη της Αλλαντίασης

Το βακτήριο Botulinum Clostridium . παράγει μια τοξίνη πρωτεινικής φύσης που προκαλεί μια σοβαρή παραλυτική ασθένεια, την αλλαντίαση, που προκαλείται κυρίως από τις αμαγείρευτες τροφές αλλά και από άλλες αιτίες (τραύμα, εισπνοή κ.α.) , ενώ στα βρέφη προκαλείται η εντερική αλλαντίαση.

Η επίδρασή της στον οργανισμό, (αλλαντίαση), ξεκινά με αίσθημα κόπωσης, κράμπες, αδυναμία στην όραση, ναυτία και συνεχίζει με αδυναμία στους βραχίωνες στο στήθος και στα πόδια. Η τοξίνη μπορεί να ελευθερωθεί από τα σπόρια στο έδαφος ή από τα βακτήρια μέσα στο έντερο στα νήπια εφ όσον εισάγεται με την τροφή τους. Με Αλλαντίαση μπορεί να μολυνθούν και πληγές. Σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικά προβλήματα έως και θάνατο.

Η δηλητηριώδης δράσης της συνδέεται με το γεγονός ότι, η τοξίνη του βακτηρίου αυτού, εμποδίζει την διαβίβαση του νευρικού σήματος μέσω του νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη.

Ο νευροδιαβιβαστής ακετυλοχολίνη, απελευθερώνονται στο μεσοκυττάριο χώρο, (των νευρικών ή μυικών κυττάρων) και αλληλεπιδρά με τους μετασυναπτικούς υποδοχείς του μυϊκού κυττάρου ή νευρωνικού, ώστε παραμένει συνδεδεμένη για όσο χρόνο που απαιτείται για την μετάδοση του παλμού. Αργότερα αποδεσμεύεται πάλι και αποδομείται από την κατάλληλη για εστεράσης σε χολίνης και οξικό οξύ.

Υπάρχουν δυο τυποι υποδοχέων της ακετυλοχολίνης ο νικοτινικός και ο μουσκαρινικός. Διάφορες ειδικές ουσίες (φαρμακευτικές ή νευροτοξίνες) προσδένονται στον έναν ή στον άλλο υποδοχέα και επιρεάζουν την διαβίβαση

Η τοξίνη αυτή χρησιμοποιείται επίσης για ιατρικούς, καλυντικούς καί ερευνητικούς λόγους. Υπάρχουν δύο τύποι που κυρίως χρησιμοποιούνται η τοξίνη Αλλαντίασης τύπου Α και τύπου Β. Η τύπου Α ( Botulinum) είναι πάρα πολύ επικίνδυνη.

Στην ιατρική χρησιμοποιήθηκε σε νευρομυικές ασθένειες και ημικρανίες, ενώ στην κοσμετική (αργότερα) για την εξαφάνιση των ρυτίδων (Botox).

Οι κίνδυνοι από το Botox είναι ότι μπορεί να εξαπλωθεί από το σημείο της ένεσης προκαλώντας έως και θάνατο

Οι αλφατοξίνες

Οι μύκητες gillius flayus, Aspergillius flavus, Aspergillius parasiticus Aspergilliusnomius σε ξηρά φρούτα, μπαχαρικά, σιτηρά τυριά και γάλα υπό κατάλληλες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας. παράγουν τις αλφατοξίνες

α τοξίνες που βρίσκονται στο γάλα μολυσμένων ζώων

Κατά τον μεταβολισμό μυκοτοξινών Β1 σε ζωοτροφές που μολύνουν μυρηκαστικά ζώα παράγονται άλλες τοξίνες οι Μ1 και Μ2 που παιρνούν στο γάλα και από το γάλα μπορεί να περάσουν στον άνθρωπο. Η αλφατοξίνη Μ1 θεωρείται για τον άνθρωπο τοξική και καρκινογόνος. Δεν επιρεάζεται από την παστερίωση ούτε από τις κατεργασίες του γάλατος και περνά στα προιόντα του

Κυανοτοξίνες

Παράγονται από τα κυανοβακτήρια κατατάσσονται χημικά σε τρεις κατηγορίες κυκλικά πεπτίδια, αλκαλοειδή και λιποπολυσακχαρίτες.

Από τα κυκλικά πενταπεπτίδια οι νοντουραλίνες αναστέλλουν τις πρωτεινικές φωσφατάσες φυτών και θηλαστικών προκαλώντας υπερφωσφωρυλίωση και αποδιοργάνωση σημαντικών μηχανισμών των κυττάρων. Η δράση τους εντοπίζεται στο ήπαρ

Από τα αλκαλοειδήτων κυανοβακτηρίων, το κυκλικό πεπτίδιο ανατοξίνη α δρα στον νικοτινικό υποδοχέα της ακετυλοχολίνης . Αυτό προκαλεί μόνιμη διέγερση των μυικών ινών και σπασμούς

Όμως οι τοξίνες από μικροοργανισμούς είναι ένα θέμα τόσο εκτεταμένο ώστε να ξεφεύγει από το πνεύμα και τις δυνατότητες αυτού του δημοσιεύματος και έτσι οι πληροφορίες που δόθηκαν είναι μόνο ενδεικτικές .