Биологическая война (Часть 3) - [17]

с прорывом ее в кровь и развитием септической формы болезни происходит при кожной форме че-резвычайно редко Сибиреязвенный сепсис обычно развивается при внедрении возбудителя в организм человека через слизистые поверхности дыхательнь х путей или желудочно-кишечного тракта. Инфицировав макрофаги, споры быстро достигают эн-посомальных компартментов, где должно происходить их разрушение. Однако некоторые споры остаются жизнеспособными и после прорастания превращаются в бациллы, которые реплицируются внутри макрофагов. В этих случаях нарушение барьерной функции трахеобронхиальных (бронхопульмональных) или мезентериальных лимфатических узлов приводит к генерализации процесса. Бактериемия и токсинемия вызывают развитие инфекционно-токсического шока. В случаях развития легочной формы болезни, перибронхиальные геморрагические лимфадениты блокируют легочный лимфатический дренаж, вызывая отек легких (Dixon D. et al., 1999; Шувалова Е. П. с соавт., 2001).

Размножению В. anthracis в макрофагах способствует летальный фактор сибиреязвенного токсина. Подвергнутые его воздействию макрофаги не утрачивают способности поглощать споры возбудителя сибирской язвы, однако в значительной мере теряют способность освобождаться от них (Ribot W. et al., 2006). Патогенез сибиреязвенной инфекции у млекопитающих показан на рис. 3.9.

^{Рис. 3.9. Патогенез сибиреязвенной инфекции у млекопитающих, I — низкоуровневое прорастание и рост в участке инфицирования ведут к локальному отеку и некротическому поражению кожи (образование карбункула), 2 — низкоуровневое прорастание и рост в участке инфицирования ведут к массивному выпоту, отеку слизистой и некротическому поражению кишечника; 3 — лимфагенное и гематогенное распространение В. anthracis. Смерть наступает от септицемии, токсемии или легочной недостаточности через 1–7 сут после заражения. По Т. D. Dixon et al. (1999)}

Сибиреязвенный токсин является прямой причиной гибели человека и животных при развившейся сибиреязвенной инфекции. Введение белым крысам р хвостовую вену сибиреязвенного токсина приводит их к гибели через 1–3 ч. Гибель животных наступает от легочно-сердечной недостаточности, развившейся на фоне резкого повышения проницаемости кровеносных капилляров, особенно в легких. Микроскопические исследования показали, что изменения в легких были представлены отеком, полнокровием и кровоизлияниями. Полнокровие и дистрофические изменения наблюдали в печени, почках, селезенке, сердце. В сердечной мышце найдены ранние некробиотические изменения, представленные очаговой фуксинофильной дегенерацией. Повышенная проницаемость кровеносных капилляров и расстройства гемодинамики способствовали статистически достоверному по сравнению с контролем увеличению массы легких, почек и сердца (Литусов Н. В. с соавт., 2002).

Сибиреязвенный токсин состоит из В-субъединицы, называемой протективныы антигеном (РА; ее используют для иммунизации против В. anthracis), и двух ферментативных субъединиц (А-субъединиц), одна из которых — отечный фактор (EF); другая — летальный фактор (LF). EF является кальмодулинзависимой аденилатциклазой (calmodulin-dependent adenylate cyclase), увеличивающей внутриклеточные уровни циклического АМФ (цАМФ) при проникновении в болыиинс. во типов клеток. В месте введения токсина в ткани экспериментальных животных нарушается водный гомеостаз и развивается массивный отек. LF представляет собой цинкметаллоппотеазу (zinc metalloorotease). Вызывает гипервоспалительное состояние макрофагов, активируя пути окислительного взрыва и высвобождая активированные кислородом интермедиаты, а также продукцию провоспалительных цитокинов, таки), как фактор некроза опухолей α (TNF-α) и интерлейкин-1β, вызывающие шок и смерть больного (Dixon Т. D. et al., 1999).

Введение чувствительным животным любой из этих субъединиц по отдельности, не приводило к патологическим последствиям. Внутрикожное введение комбинации В-субъединицы и отечного фактора, вызывало развитие кожных отеков у морских свинок и кроликов Внутривенное введение мышам и крысам смеси В-субъединицы и летального фактора оказывалось для них смертельным, но при ее внутрикожном введении образования отеков не происходило. При введении смеси трех компонентов токсина, они действовали синергически в тестах проверки летальности на мышах. В более поздних исследованиях показано, что отечный фактор вызывает только кратковременное повышение внутриклеточного уровня цАМФ, поскольку он быстро разрушается клеточными протеазами. Развитие сибиреязвенной интоксикации предполагает обязательное участие всех трех компонентов сибиреязвенного токсина (Мои-rez М. et al., 2002; Бургасов П. Н., Рожков Г. И., 1984).

В. anthracis не синтезирует активный токсин. В его формировании из субъединиц основную роль играет сама клетка-мишень. С. Petosa et al. (1997) описали тонкие механизмы этого процесса. РА сибиреязвенного токсина представляет собой длинную плоскую молекулу, размером 100×50×30 Å, состоящую из 4 доменов. Связывание РА с рецептором клетки-мишени начинается с домена 4. Этот домен (остатки 596–735) имеет первичную шпильку и спираль за которыми следует р-сендвич с иммуноглобулиновой складкой. Домены 1, 2 и 3 тесно связаны между собой, но домен 4 имеет с ними ограниченный контакт. Внутри иммуноглобулиновой складки домена 4 содержится доступная петля из 19 аминокислотных остатков, аналогичная антигенсвязы-вающей CDRS-петле антител и рецепторсвязывающей петле дифтерийного токсина. Протеолитическач активация происходит на клеточной поверхности. Протеаза фурин (она же используется для протеолитической активации дифтерийного токсина, экзотоксина А псевдомонад и некоторых вирусов) расщепляет поверхностную петлю внутри домена 1. В результате высвобождается N-терминалЬный 20-кДа фрагмент (РА