Каким образом микроорганизмы вызывают болезнь?

Способность патогенных микробов, несмотря на их ничтожно малую величину, вызывать тяжелые заболевания и даже гибель такого крупного организма, как человек, обусловлена тремя факторами. Первый из них - это неимоверная быстрота размножения, позволяющая микробам за несколько часов увеличивать свою численность до многих миллиардов особей, что создает огромную физиологическую нагрузку для тканей. Второй фактор - это их способность разрушать ткани тела и тем самым расстраивать функцию определенных органов. Но, пожалуй, самым грозным фактором является третий способ атаки - выработка ядовитых веществ, называемых токсинами. Токсины обычно поражают не организм как целое, а один определенный орган или одну систему органов - например, центральную нервную систему, красные кровяные клетки и т. д. ,- вызывая характерный комплекс симптомов, по которым врач может диагностировать болезнь и установить ее возбудителя.

Ядовитые вещества, вырабатываемые бактериями, можно разбить на два типа: экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксин - это чрезвычайно сильный яд, выделяемый бактериальной клеткой в окружающую среду. Всего лишь 0,002 мл дифтерийного токсина, 0,0005 мл столбнячного токсина или 0,0001 мл ботули-нового токсина достаточно для того, чтобы убить морскую свинку. Почему эти белки столь ядовиты, неизвестно; они, по-видимому, ничем существенным не отличаются от совершенно безвредных белков, например яичного альбумина. Возможно, что они блокируют какой-либо из основных химических процессов, протекающих в клетке, или действуют как ферменты, разрушающие один из жизненно важных компонентов клетки. Как бы то ни было, они легко разрушаются при нагревании или под действием ферментов (ботулиновый токсин составляет исключение - это единственный из экзотоксинов, который действует при введении через рот; остальные разрушаются пищеварительными ферментами).

Токсины второго типа - эндотоксины : (из которых не все являются белками) - образуются внутри бактериальной клетки и остаются в ней, высвобождаясь лишь после гибели и распада бактерии. Они не так ядовиты, как экзотоксины, но зато и не так легко разрушаются под действием ферментов или при нагревании. Каждый вид патогенных бактерий в той или иной мере инвазирует ткани (т. е. внедряется и размножается в них) и образует токсин; бактерии можно расположить в ряд, начиная с Clostridium botulinus, чрезвычайно токсичного, но почти не обладающего способностью к инвазии1, и кончая туберкулезной палочкой, которая не очень токсична, но. разрушает обширные участки тканей; промежуточное положение в этом ряду занимают (последовательно) столбнячная палочка, дифтерийная палочка, стрептококки и стафилококки.

Бактерии - не единственные организмы, образующие яды. Вещества, сходные с экзотоксинами, встречаются в семенах некоторых растений, например в бобах клещевины, и в выделениях некоторых животных, например гре мучей змеи, кобры, скорпиона и некоторых пауков.