സൂക്ഷ്മജീവികളിലെ വിഷവസ്തുക്കൾ

സൂക്ഷ്മജീവികൾ ആയ ബാക്റ്റീരിയ, ഫംഗസ് എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കളാണ് മൈക്രോബിയൽ ടോക്സിനുകൾ (സൂക്ഷ്മജീവികളുണ്ടാക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കൾ). ആതിഥേയജീവിയിലെ (ഹോസ്റ്റ്) കലകളെ നേരിട്ട് നശിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും രോഗപ്രതിരോധ ശേഷി അമർത്തുന്നതിലൂടെയും സൂക്ഷ്മജീവികളിലെ വിഷവസ്തുക്കൾ പലതരം രോഗങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. നാഡീകലകളെ ബാധിക്കുന്ന ന്യൂറോടോക്സിൻ ആയ ബോട്ടുലിനം പോലുള്ള ചില ബാക്ടീരിയൽ വിഷവസ്തുക്കളാണ് പ്രകൃതിദത്തമായ വിഷവസ്തുക്കൾ. വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലും ഗവേഷണത്തിലും മൈക്രോബിയൽ വിഷവസ്തുക്കൾക്ക് വളരെയധികം പ്രയോഗസാധ്യതകളുണ്ട്. നിലവിൽ, ഈ വിഷവസ്തുക്കളെ വേർതിരിച്ച് മനസ്സിലാക്കുന്നതിനായി ബാക്ടീരിയൽ വിഷവസ്തുക്കളെ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള പുതിയ മാർഗ്ഗങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചുവരുന്നു. സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ ആക്രമണത്തെ എതിരിടൽ, നവീന അർബുദ മരുന്നുകളുടെയും മറ്റ് മരുന്നുകളുടെയും രൂപപ്പെടുത്തൽ എന്നീ മേഖലകളിൽ ഗവേഷണങ്ങൾ പുരോഗമിക്കുന്നു.

ബാക്ടീരിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന എൻഡോടോക്സിൻ, എക്സോടോക്സിൻ എന്നിവയും ടോക്സോയിഡുകളും വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്ത് പല ഗവേഷണപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും അടിസ്ഥാനഘടകമായിട്ടുണ്ട്.

ബാക്ടീരിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കൾ

ബാക്ടീരിയകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കളെ എൻ‌ഡോടോക്സിൻ, എക്സോടോക്സിൻ എന്നിങ്ങനെ രണ്ടായി തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

എൻഡോടോക്സിനുകൾ

ബാക്റ്റീരിയാ കോശഭാഗമായി കാണപ്പെടുന്ന മാരകമായ വിഷവസ്തുക്കളാണ് എൻഡോടോക്സിനുകൾ. ബാക്റ്റീരിയയുടെ കോശഭിത്തിയുടെ ബാഹ്യപാളിയിലാണ് ഇവ കാണപ്പെടുന്നത്. ഗ്രാം-നെഗറ്റീവ് ബാക്റ്റീരിയയുടെ ബാഹ്യസ്തരത്തിലെ ലിപ്പോപോളിസാക്കറൈഡുകളിലെ ലിപ്പിഡ് (കൊഴുപ്പ്) ഭാഗമാണ് (ലിപിഡ് A) പ്രധാനവിഷവസ്തു. രോഗപ്രതിരോധ ശേഷി മൂലം ബാക്ടീരിയ കൊല്ലപ്പെടുമ്പോഴോ കോശവിഭജനസമയത്തോ മാത്രമേ ഈ വസ്തുക്കൾ പുറത്തെത്തൂ. അതായത് ബാക്റ്റീരിയയുടെ കോശഭിത്തി ശിഥിലീകരിക്കപ്പെടുമ്പോഴേ എൻഡോടോക്സിനുകൾ പുറത്തുവരൂ. ഒരു എൻ‌ഡോടോക്സിൻ ആതിഥേയജീവിയുടെ ശരീരത്തിൽ കടുത്ത വീങ്ങൽപ്രതികരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. പൊതുവേ, ഇത്തരം പ്രതികരണങ്ങൾ രോഗബാധയേറ്റ ജീവിയിൽ വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. എന്നാൽ, പ്രതികരണപ്രവർത്തനങ്ങൾ അമിതമായാൽ ഇത് സെപ്സിസ് എന്ന അവസ്ഥയിലേയ്ക്ക് നയിക്കുന്നു.

ഗ്രാം-നെഗറ്റീവ് ബാക്ടീരിയയുടെ കോശത്തെ ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾ ശിഥിലീകരിക്കുമ്പോൾ ഈ വിഷവസ്തുക്കൾ ധാരാളമായി പുറത്തെത്തുന്നത് ശരീരകലകൾക്ക് ദോഷകരമാണ്. എന്നാൽ, ഈ സന്ദർഭത്തിൽ കരൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ലിപേസ് എൻസൈമുകൾ വിഷവസ്തുക്കളെ ഇല്ലായ്മചെയ്യുന്നു.

രാസസ്വഭാവം

എൻഡോടോക്സിനുകൾ കോശത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്. എന്നാൽ ഇവ ബാക്റ്റീരിയയുടെ കോശം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉപാപചയ ഉൽപന്നങ്ങളല്ല. എൻഡോടോക്സിനുകൾ പൊതുവേ രോഗപ്രതിരോധശേഷി നൽകുന്ന മാക്രോഫേജുകളെ ഉദ്ദീപിപ്പിക്കുന്നു. ഇവ ഉടനേ സൈറ്റോകൈനുകളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കും. സൈറ്റോകൈനുകളുടെ ഉത്പാദനവും ഒരളവിൽക്കഴിഞ്ഞാൽ ശരീരത്തിന് ദോഷകരമാകും. ഇവയുടെ പ്രവർത്തനഫലമായി മാക്രോഫേജുകൾ ക്യാചെറ്റിൻ പോലുള്ള ചില ട്യൂമർ നെക്രോസിസ് ഫാക്ടറുകളെ (TNF) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ചിലത് രക്തക്കുഴലുകളെ നശിപ്പിച്ച് രക്തം കുഴലുകൾക്കുപുറത്തെത്തുന്നതിനും രക്തസമ്മർദ്ദം പെട്ടെന്ന് താഴുന്നതിനും ഇടയാക്കും. ഇത് ബാക്ടീരിയൽ സെപ്സിസ് എന്ന അവസ്ഥയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഇന്റർല്യൂക്കിൻ-1 പോലുള്ളവ മസ്തിഷ്കത്തിലെ ബ്ലഡ്-ബ്രെയിൻ ബാരിയറിനേയും ബാധിക്കുന്നു. എൻഡോടോക്സിനുകൾ രക്തലോമികകളിൽ ചെറുരക്തക്കട്ടകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതും ശരീരത്തിന് ദോഷകരമാകുന്നു. എൻഡോടോക്സിനുകളുടെ ഉത്പാദനം പനിയുണ്ടാകുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.

എക്സോടോക്സിനുകൾ

മിക്ക ഗ്രാം-നെഗറ്റീവ് ബാക്റ്റീരിയകളിലും കോശത്തിനുള്ളിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും കോശശിഥിലീകരണത്തോടെ കോശത്തിന് പുറത്തെത്തുകയും ചെയ്യുന്ന വിഷവസ്തുക്കളാണ് എക്സോടോക്സിനുകൾ. ചില ജൈവരാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന രാസാഗ്നികളായ മാംസ്യങ്ങളാണിവ. എൻസൈം സ്വഭാവമുള്ളതിനാൽ ചെറിയ അളവിൽപ്പോലും എൻഡോടോക്സിനുകളെക്കാൾ വിഷാംശം എക്സോടോക്സിനുകൾക്കുണ്ട്.

രണ്ടിനം ബാക്റ്റീരിയകളും (ഗ്രാം-പൊസിറ്റീവ്, ഗ്രാം-നെഗറ്റീവ്) എക്സോടോക്സിനുകളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ബാക്ടീരിയയുടെ പ്ലാസ്മിഡുകളിലാണ് മിക്ക എക്സോടോക്സിനുകളുടേയും ജീനുകൾ കാണപ്പെടുന്നത്. ശരീരദ്രവങ്ങളിൽ ലയിക്കുിന്നതിനാൽ ഇവയ്ക്ക് പെട്ടെന്ന് രക്തത്തിലൂടെ ശരീരത്തിന്റെ വിവിധഭാഗങ്ങളിലേയ്ക്ക് എത്തിച്ചേരാനാകും. പലപ്പോഴും എക്സോടോക്സിനുകൾ ബാക്റ്റീരിയൽ ബാധ മൂലമല്ല, വിഷവസ്തു ഉള്ളിൽച്ചെല്ലുന്നതിനാലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്.

ടോക്സോയിഡ് വാക്സിനുകൾ

എക്സോടോക്സിനുകൾക്കെതിരെ ശരീരം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ആന്റിബോഡികൾ (പ്രതിദ്രവ്യങ്ങൾ) ആന്റിടോക്സിനുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. എക്സോടോക്സിനുകളെ ചൂടേൽപ്പിച്ചോ ഫോർമാൽഡിഹൈഡ്, അയഡിൻ എന്നീ രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ചോ നിർവീര്യമാക്കിയാൽ അവയെ ടോക്സോയിഡുകൾ എന്നുവിളിക്കുന്നു. നിരുപദ്രവകാരികളായ ഈ ടോക്സോയിഡുകളെ ശരീരത്തിൽ കുത്തിവച്ചാൽ (വാക്സിനുകളുടെ രൂപത്തിൽ) ശരീരം ഇവയ്ക്കെതിരെയും ആന്റിബോഡികളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ശരീരത്തിന് രോഗപ്രതിരോധശേഷി ലഭിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇത്തരം ടോക്സോയിഡ് വാക്സിനുകളിലൂടെയാണ് ടെറ്റനസിനേയും ഡിഫ്തീരിയയേയും പ്രതിരോധിക്കുന്നത്.

ഏതിനം കോശങ്ങളേയാണ് വിഷവസ്തുക്കൾ ബാധിക്കുന്നത് എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ എക്സോടോക്സിനുകൾക്ക് പേരുനൽകുന്നു. ഉദാഹരണം- ന്യൂറോടോക്സിനുകൾ ന്യൂറോണുകളേയും കാർഡിയോടോക്സിൻ ഹൃദയപേശികളേയും ഹെപ്പാറ്റോടോക്സിൻ കരൾകോശങ്ങളേയും സൈറ്റോടോക്സിൻ വിവിധ കോശങ്ങളേയും ബാധിക്കുന്നു. ചിലയിനം ബാക്ടീരിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ടോക്സിനുകൾ ആ ബാക്ടീരിയയുടെ പേരിലറിയപ്പെടുന്നു. ഉദാ- ക്ലോസ്ട്രീഡിയം ബോട്ടുലിനം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ബോട്ടുലിനം എന്ന ടോക്സിൻ.

എക്സോടോക്സിൻ വൈവിധ്യം

വൈവിധ്യമാർന്ന എക്സോടോക്സിനുകളെ ബാക്ടീരിയകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

A-B ടോക്സിൻ

മിക്ക എക്സോടോക്സിനുകളും A-B ടോക്സിനുകളെന്നറിയപ്പെടുന്നു. A പാർട്ട് ഒരു രാസാഗ്നിയും B പാർട്ട് ബൈൻഡിംഗ് ഘടകവുമായിരിക്കും.

സ്തരശിഥിലീകാരികൾ

ശരീരകോശസ്തരങ്ങളെ ശിഥിലീകരിക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കളുമുണ്ട്. ഉദാ- സ്റ്റഫൈലോകോക്കസ് ഓറിയസ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിഷം.

സൂപ്പർ ആന്റിജനുകൾ

ചില ബാക്റ്റീരിയാ പ്രോട്ടീനുകൾ ശരീരത്തിന്റെ രോഗപ്രതിരോധപ്രവർത്തനങ്ങളെ അധികമായി ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന സൂപ്പർ ആന്റിജനുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

വൈറസ് ടോക്സിനുകൾ

റോട്ടാവൈറസുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന NSP4 എന്ന രാസവസ്തുവാണ് ഇതുവരെ വൈറസ് ടോക്സിനുകളായി അറിയപ്പെടുന്നത്.

വിഷവസ്തുക്കളെ തിരിച്ചറിയൽ

സോളിഡ് ഫേസ് അഡ്സോർപ്ഷൻ ടോക്സിൻ ട്രാക്കിംഗ്, പോളിമെറേയ്സ് ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ, എൻസൈെം ഇൻഹിബിഷൻ, ഇമ്മ്യൂണോസോർബന്റ് ആസേ എന്നിവയിലൂടെയാണ് ടോക്സിനുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നത്.