內(nèi)毒素的生物學(xué)活性是怎么樣的？

細(xì)菌內(nèi)毒素即脂多糖（LPS）是由脂質(zhì)和多糖組成的大分子物質(zhì)，其活性中心為類(lèi)脂A。多種生物學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：類(lèi)脂A可介導(dǎo)內(nèi)毒素幾乎所有的生物學(xué)活性，LPS及其類(lèi)脂A對(duì)機(jī)體可發(fā)揮廣泛的生物學(xué)作用，如致機(jī)體發(fā)熱、休克、彌漫性血管內(nèi)凝血、B淋巴細(xì)胞分裂、內(nèi)臟器官實(shí)質(zhì)性損傷等，嚴(yán)重者可危急生命，常見(jiàn)的疾病如發(fā)熱、感染性疾病，腸道疾病、肝衰、胰腺炎等都與內(nèi)毒素在體內(nèi)的存在密切相關(guān)，且其引起的死亡率甚高，美國(guó)每年因內(nèi)毒素致死的病人達(dá)10萬(wàn)人之多。

一、內(nèi)毒素生物學(xué)活性

1、非特異地與細(xì)胞膜結(jié)合，干擾細(xì)胞膜正常功能。

2、破壞線(xiàn)粒體，影響ATP酶和氧化磷酸化的偶聯(lián)過(guò)程，使能量代謝發(fā)生障礙：線(xiàn)粒體是細(xì)胞的“動(dòng)力工廠(chǎng)"，其功能依賴(lài)于膜結(jié)構(gòu)的完整。線(xiàn)粒體膜類(lèi)脂含量高，并有一種雙磷脂酰酯甘油酯的特殊成分，與LPS親和力很強(qiáng)，它以?；c類(lèi)脂A結(jié)合，引起線(xiàn)粒體膜結(jié)構(gòu)紊亂，類(lèi)脂A置換出三聯(lián)體頭部的ATP酶和基底部的細(xì)胞呼吸鏈復(fù)合物I，使氫及電子的傳遞發(fā)生障礙，細(xì)胞喪失正常呼吸功能，加上類(lèi)脂A破壞丙酮酸脫氫酶系功能，致使丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)受阻，NADH、ADP、乳酸等代謝產(chǎn)物堆積，造成胞內(nèi)代謝酸中毒，增強(qiáng)了溶酶體酶活性及H2O2的毒性作用，加重了因ADP不足引起的細(xì)胞水腫，加速了細(xì)胞自溶死亡。

3、損傷溶酶體膜，造成細(xì)胞損害：進(jìn)入機(jī)體的LPS被細(xì)胞吞飲后，在胞內(nèi)形成吞噬體，再和初級(jí)溶酶體酶融合形成次級(jí)溶酶體。LPS便引起溶酶體膜的結(jié)構(gòu)紊亂，使其破裂釋放溶酶體酶于胞漿內(nèi)，溶酶體酶作用于細(xì)胞自身的線(xiàn)粒體等細(xì)胞器，加速細(xì)胞死亡。溶酶體酶還可作用于細(xì)胞本身的胞核，促進(jìn)特異性的mRNA轉(zhuǎn)錄，使胞內(nèi)溶酶體水平大大提高，更加速了細(xì)胞自溶過(guò)程。

4、激活腺苷酸環(huán)化酶：腺苷酸環(huán)化酶鑲嵌在細(xì)胞膜的磷脂雙層中，由受體、傳遞鏈、催化點(diǎn)三部分組成，受體在細(xì)胞膜表面和配體結(jié)合，信息經(jīng)傳遞鏈激活膜內(nèi)面的催化點(diǎn)，使ATP轉(zhuǎn)化為cAMP。但類(lèi)脂A卻繞過(guò)受體直接和傳遞鏈結(jié)合，激活催化點(diǎn)，使胞內(nèi)cAMP濃度增高，cAMP作為第二信使再激活cAMP依賴(lài)性蛋白激酶，在不同細(xì)胞中產(chǎn)生不同效應(yīng)，如LPS作用于腸上皮細(xì)胞的腺苷酸環(huán)化酶，促進(jìn)液體分泌引起腹瀉。

5、對(duì)微粒體的影響：人的肝和腎上腺細(xì)胞中有大量微粒體，含有豐富的混合功能氧化酶，能直接利用氧分子參與氧化還原反應(yīng)，分別和藥物﹑激素的分解代謝以及類(lèi)固醇激素的合成密切相關(guān)?；旌瞎δ苎趸敢暂o酶Ⅱ?yàn)楣潴w、細(xì)胞色素P-450為電子傳遞體。內(nèi)毒素將細(xì)胞色素P-450中的血紅素解離出來(lái)，使其失去電子傳遞功能，同時(shí)內(nèi)毒素激活微粒體中的血紅素加氧酶，迅速分解血紅素基因。這可能是革蘭氏陰性菌菌血癥患者腎上腺皮質(zhì)功能明顯降低的直接原因，另外腫瘤病人在接受化療過(guò)程中，免疫力遭到嚴(yán)重抑制，易并發(fā)革蘭氏陰性菌感染，于是內(nèi)毒素隨血流到肝臟，破壞肝臟的解毒能力，使某些化療藥物半衰期明顯延長(zhǎng)，毒性作用增強(qiáng)，加速病人的衰竭死亡。

6、改變機(jī)體的免疫功能，包括刺激巨噬細(xì)胞，促使B淋巴細(xì)胞有絲分裂，誘導(dǎo)干擾素，并有佐劑作用和抗腫瘤作用。細(xì)菌內(nèi)毒素及類(lèi)脂A誘導(dǎo)的其他生物學(xué)作用見(jiàn)表1。