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miaoxi

[交流] 关于细菌内毒素的疑问

最近正在操作细菌内毒素的有关实验，请问人体或者说皮肤接触到细菌内毒素稀释溶液会不会导致人体被内毒素感染．
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1楼 2006-04-11 22:24:53
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xiangyong02

荣誉版主 (职业作家)

木虫伴我行 我为木虫歌
★
小狗(金币+1):多谢
内毒素

（1）来源：内毒(endotoxin)是革兰氏阴性菌细胞壁的外层结构，生活时不能释放到外界环境中，细菌死亡裂解后，才能游离出来。如脑膜炎双球菌、伤寒沙门氏菌等都具有内毒素。

（2）化学成分与特性：内毒素的化学成分是磷脂——多糖——蛋白质组成的复合物，分子量大于10万，但主要成分是脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)。脂多糖位于胞壁外膜的最外层，由0-特异性多糖、非特异性核心多糖、类脂体A三部分组成。0-特异性多糖链游离于菌体表面，由3~5个单糖组成的基本单位重复连接成为多糖链，链上单糖的种类、位置、排列随细菌种类而不同。因此，具有种的特异性。核心多糖位于中间层，同属细菌该结构相同，有属的特异性，但在不同的种属细菌之间可有交叉抗原。类脂体A在内层，是一种特殊的糖磷脂，由氨基葡萄糖、脂肪酸和磷脂构成，是内毒素主要的毒性成分，无种属特异性。

内毒素耐热，加热100℃经1小时不能破坏，必须经160℃2~4小时才能灭活。不能用甲醛脱毒成为类毒素。0-特异性多糖、非特异性核心多糖和类脂体A均有免疫原性，可刺激机体产生特异性抗体。

（3）致病作用：内毒素的致病作用非常复杂，各种内毒素引起的病理变化及临床症状有很多相似之处，一般情况下引起发热及白细胞反应。在严重感染时，大量内毒素吸收入血时，如中毒性细菌性痢疾、暴发性流行性脑脊髓膜炎等，则可引起糖代谢紊乱、细胞生物氧化过程障碍、影响肾上腺功能、巨噬细胞系统功能减弱，血液中多种酶系统被激活，发展为内毒素中毒性休克、弥漫性血管内凝血(DIC)、病死率甚高，是常见的危重疾患，应注意预防。

①发热反应：少量内毒素(0.001ug)入血即可引起发热反应。内毒素被吞噬细胞吞饮后，细胞释放出内源性致热原，经血流到下丘脑，刺激体温调节中枢引起发热。

②白细胞反应：内毒素能使大量白细胞粘附于微血管壁，引起血循环中白细胞减少，但不久白细胞数又增多，12～24小时达高峰，这是由于脂多糖诱生的中性粒细胞释放因子刺激骨髓，使骨髓中大量白细胞入血的缘故。内毒素本身也有致有丝分裂作用。但伤寒沙门氏菌内毒素可使白细胞减少，原因不明。

③糖代谢紊乱：感染与炎症过程中糖的分解代谢增加，但内毒素对肝糖原异生重要的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成及功能有强烈抑制作用，致乳酸堆集，出现代谢性酸中毒。

④生物氧化过程障碍，内毒素类脂A的脂肪酸疏水链易嵌入线粒体膜结构中，扰乱了膜上丙酮酸脱氢酶体系及细胞色素、细胞色素氧化酶体系等的正常排列顺序，致递氢、电子传递、氧化磷酸化过程障碍，ATP合成受阻、ATP产量不足即影响各器官细胞的功能，并加重代谢性酸中毒。

⑤影响肾上腺功能：内毒素能刺激肾上腺髓质细胞，使肾上腺素及去甲肾上腺素分泌增加，严重者可超出正常15~150倍，引起微动脉收缩，是由毒素中毒早期微循环缺血缺氧的主要原因。内毒素也能使肾上腺皮质细胞微粒体氧化酶体系功能减退或丧失，影响类固醇激素的合成，严重时导致肾上腺皮质功能衰竭。

⑥巨噬细胞功能障碍：微量内毒素可激活巨噬细胞系统，提高机体免疫功能。大量内毒素被吞饮后，可激活溶酶体酶，并使溶酶体膜损伤，释放的溶酶体酶引起细菌自身及周围组织损伤。巨噬细胞系统中毒后，清除细菌功能减弱，细菌增殖，加重中毒症状，并易发生继发感染，清除凝血前体物质功能减低。为中毒时发展为弥漫性血管内凝血提供条件。

⑦激活补体及激肽系统：内毒素从旁路途径激活补体，产生过敏毒素（C3a、C5a），促使嗜硷性粒细胞及肥大细胞释放组织胺，使微血管前括约肌开放，激活激肽系统生成激肽，使微静脉和小静脉收缩，致微循环只灌不流，是内毒素中毒晚期微循环淤血缺氧的原因之一。由于内脏淤血，血管通透性增加，血浆外渗，有效循环量剧减，血压显著下降，可发展为中毒性休克。

⑧激活凝血与纤溶系统：内毒素可直接激活凝血系统，也可通过损伤血管内皮细胞间接激活凝血系统。内毒素血症时血管内皮细胞广泛受损，则可引起弥漫性血管内凝血。由于血管内凝血过程广泛，造成凝血因子的消耗和减少。内毒素还能直接激活并促进纤溶系统，使血管内凝血又被溶解。上述DIC过程可引起内脏及皮肤的出血与渗血，严重者可导致死亡。

因此，对严重的内毒素中毒的患者，应使用大量抗菌药物，给予足量的肾上腺皮质激素、改善循环状况、补充有效循环量、纠正酸中毒、补充能量、及时抢救。

（4）内毒素的检测：内毒素检测常用于两种情况：①及时确定患者是否发生革兰氏阴性菌引起的内毒素血症，以便及时治疗，减少休克的发生和死亡。②确定注射用液和生物制品是否有内毒素污染。检测方法常用家兔发热法和鲎试验法。家兔发热法操作繁琐，影响因素不易控制。鲎试验已应用于革兰氏阴性菌感染的快速诊断。其原理是：鲎血细胞溶解物内含有凝固酶原和凝固蛋白原。凝固酶原遇到内毒素，可被激活转化成具有活性的凝固酶，此酶可使凝固蛋白酶原变为凝固蛋白，而成为凝固状态，鲎试验高度敏感，可测出极微量(0.01~1ng / m1)的内毒素，比家兔发热法敏感10~100倍，但要严格注意假阳性的发生。
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4楼2006-04-12 11:12:51
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youyoumoumou

木虫 (正式写手)
★
小狗(金币+1):多谢
内毒素（Endotoxin）是革兰氏阴性菌的细胞壁外壁层上的特有结构。细菌在生活状态时不释放出来，只有当细菌死亡自溶或粘附在其它细胞时，才能表现毒性。
以防万一，建议楼主做实验时带上橡胶手套。量少、并且浓度很稀，少量溅到皮肤上马上用水冲洗。如果是高浓度的溅到皮肤上，最好是用大量水冲洗，并马上到医院就诊。
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2楼2006-04-12 10:54:40
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xiangyong02

荣誉版主 (职业作家)

木虫伴我行 我为木虫歌
★
小狗(金币+1):ths
二、细菌内毒素（Endotoxin）
细菌内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁上的一种脂多糖（Lipoply Saccharide）和微量蛋白（Protein）的复合物，它的特殊性不是细菌或细菌的代谢产物，而是细菌死亡或解体后才释放出来的一种具有内毒素生物活性的物质。其化学成分广泛分布于革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、布氏杆菌、伤寒杆菌、变形杆菌、沙门氏菌等）及其它微生物（如衣原体、立克次氏体、螺旋体等）的细胞壁层的脂多糖，其化学成份主要是由O-特异性链、核心多糖、类脂A三部分组成。(附图1)
<一>、O—特异性链：位于脂多糖分子最外层的多糖链，是由3—5个单糖（一般不多于25个）连成为一个多糖链。其单糖包括戊糖、氨基戊糖、已糖、氨基已糖、脱氧已糖等，单糖的种类、位置和排列顺序和空间构型，因菌种不同而异。因此，它决定菌体热原的特异性。
<二>核心多糖：核心多糖的变异性较小，位于类脂A和0—特异性链（内层）之间，在结构上分为内核心和外核心。外核心含有数种己糖，包括葡萄糖、半乳糖、乙酰氨基葡萄糖等组成。内核心含有庚糖及特殊的酮糖（3-脱氧-D-甘露糖-辛酮糖KDO）。这部分结构对不同菌株的LPS基本相似，而且KDO是以不耐酸的酮糖链与类脂A的氨基葡萄糖连接，是构成内毒素脂多糖的核心部分。
<三>类脂A：位于LPS分子结构的外层，是由氨基葡萄糖、磷酸和脂肪酸（10—18C）组成，故称之为糖磷脂，也是细菌外膜的一种，形成单体聚合物。具有疏水性（强）和亲水性（弱）的双相性。但是，类脂A可从O-特异链及核心多糖分离出来，游离的类脂A可自身凝聚成大分子的复合体而难溶于水，并具有生物活性。所以，类脂A（Lipida）是内毒素多种生物活性或毒性反应的主要基团。该基团没有种属特异性，所以各属细菌的类脂A结构相似，其毒性反应相似。如发热、血液流动力学改变、弥漫性血管内凝血，并导致休克等。
由于类脂A有4条主链和2条支链的脂肪酸与内酰胺连接组成，所以提纯的内毒素LPS是极为不稳定的。这就要求内毒素应在低温条件下保存，在工作中内毒素稀释应尽可能地缩短时间，并要现配现用。
三、内毒素的生物活性与疾病的相关性
据文献报道，在很早期（约19世纪末）的意大利学者Centanne通过菌属自溶的方法，从革兰氏阴性杆菌中提取出一种类似毒素的物质，因为这种物质对动物体产生致热活性的同时，亦产生出一种病理学病性反应，而被命名为致热毒素（Pyrotoxina）。同时由德国的Buchner也从多种细菌中提取到相似的致热毒素，并证实了这种毒素在导致白细胞数目的改变同时，具有增强机体对细菌感染时的免疫能力。因此建立了“发热疗法”。
在美国纽约的临床医师，William B•Coley用加热法杀死录杆菌和化脓性链球菌，将上清滤液用于各种恶性肿瘤（特别是肉瘤）的治疗，取得较好的疗效。他将这种细菌上清液命名为Coley氏毒素。此后murrayJ.Shear 证实Coley氏毒素中具有抗肿瘤作用的物质为内毒素。
直到1933年Boivin等学者在研究鼠伤寒杆菌的致病机理时，从鼠伤寒杆菌中提取出内毒素。在50年代以后，对内毒素的化学成分和化学结构的研究得到迅速发展。经过大量实验表明，内毒素具有极强的生物学活性，特别是革兰氏阴性菌感染和静脉注射提取的内毒素溶液时，可导致动物体发生内毒素休克和死亡。
内毒素的致病机理，主要是由于革兰氏阴性杆菌（如大肠杆菌、沙门氏杆菌、伤寒杆菌，布氏杆菌、变形杆菌金黄色葡萄球菌等）和其它微生物（病毒、立克次氏体、衣原体螺旋体等）感染时，这类菌属随病灶渗液进入血液循环，并扩散到各种组织器官和体液细胞内繁殖，这类菌属在体内死亡和解体后，才稀放出大量的细菌内毒素脂多糖（LPS），据初步实验表明，当机体内毒素浓度國值 > 0.005ng/ml时,可诱生内源性热原质如肿瘤坏死因子、白细胞介素和β2—干扰素等。这些因子刺激体温调节中枢导致机体发热，细菌内毒素直接或间接作用于肝脏和胰腺时，可使肝细胞损伤，使糖原异生酶（如葡萄糖—6—6磷酸酶、糖原合成酶）的活性降低，抑制糖原的异生和分解。同时内毒素作用于胰腺导致胰腺功能障碍，并形成胰岛素抵抗，造成血糖升高致使并发心肌炎和心肌肿大的系列高血糖症状。所以，革兰氏阴性菌属感染或在病灶中的细菌进入体液细胞繁殖，当其死亡或解体后产生的内毒素，可多次进入血液，引起反复发作，其病理变化极为广泛，几乎所有的器官和组织都可被侵犯，而引起各器官的功能障碍。其中以网状内皮系统最常见，淋巴、脾、肝、肾、骨髓中均有上皮细胞增生，形成肉芽肿，以肝脏有肉芽肿外，还可发生冲血、水肿和肝细胞坏死，最终导致肝硬化的发生。其它器官亦有相似的毒性反应。


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3楼2006-04-12 11:08:27
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wj_21cn

木虫 (正式写手)
★
小狗(金币+1):多谢
晕。。。。。。
内毒素如果注射到血液或者肌肉中自然会引起不良反应了。
不过，正常人都不会那么傻的。
自然也不会去吃。

说道内毒素如果沾到皮肤上，没什么大不了吧，脂多糖而已。用水冲一下不就可以了。

所以，不要害怕。

[ Last edited by wj_21cn on 2006-4-12 at 12:53 ]
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5楼2006-04-12 12:26:03
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