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 (РА20). Этот фрагмент не играет какой-либо дополнительной роли в интоксикации. Однако его удаление приводит к образованию большой гидрофобной поверхности на оставшемся фрагменте РА (РА63). Остальная часть домена 1, называемого теперь домен 1´, образует N-окончание активного РА63. После утраты РА20, РА63 формирует гептамер, который вставляется в мембраны при кислых значениях pH, формируя катионселективные каналы. Новая гидрофобная поверхность домена 1´ полностью обнажается, формируя часть большого, плоского гидрофобного пятна на «вершине» гептамера. Эта поверхность обеспечивает открытый сайт для связывания фактора отека и летального фактора, которые теперь связывают РА63 с высоким аффинитетом. Собравшаяся из трех субъединиц структура является тем, что понимают под названием «сибиреязвенный токсин». Он пенетрирует клеточную мембрану и захватывается эндосомой. Внутренняя среда эндосомы закисляется и благодаря изменившейся конформационной структуре токсин формирует в стенке эндосомы канал и через него ферментативные субъединицы проникают в цитоплазму (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Модель действия сибиреязвенного токсина. 1 — протективный антиген (РА) специфически связывается с рецепторами на поверхности клетки (anthrax toxin receptor, ATR); 2 — PA рассекается мембранной фуриноподобной протеазой, высвобождая 20-кДа субъединицу (РА20) во внеклеточное пространство; 3 — оставшаяся 63-кДа субъединица (РА61) олигомеризуется и формирует гептамер; 4 — отечный фактор (EF) и/или летальный фактор (LF) связываются с гептамером; 5 — собравшийся из трех субъединиц токсин проникает в цитоплазматическое пространство клетки в составе эндосомы; 6 — низкое значение pH эндосомального пространства запускает конформационные изменения в гептамере, вызывая формирование катион-селективного канала и транслокацию в цитоплазму ферментативных субъединиц EF и LF. По М. Mourez et al. (2002)
В патогенезе сибиреязвенной инфекции большую роль играют протеолитические ферменты, коллагеназы, лейкоцидин, липаза и продукты распада самого микроба.
Клиническая картина сибирской язвы у людей при естественном инфицировании В. anthracis. Патогенетическая классификация сибирской язвы у людей предложена Н. В. Литусовым с соавт. (2002) (рис. 3.11, с. 604). Она используется при дальнейшем изложении материала. Естественное инфицирование человека В. anthracis предполагает его контакт с мясом или шкурами болевших сибирской язвой животных или с зараженной спорами сибиреязвенного микроба почвой. Входными ворогами возбудителя болезни в этих случаях обычно является поврежденная кожа. В редких случаях сибиреязвенная палочка внедряется в организм человека через эпителий дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.
Рис. 3.11. Патогенетическая классификация сибирской язвы у людей. Сплошные линии — наиболее распространенные входные ворота возбудителя инфекции; пунктирные линии — редкие места внедрения В. anthracis в организм; в скобках приведены аналоги клинико-анатомической классификации сибирской язвы или названия форм, встречающиеся в научной литературе в случае несовпадения терминологии. По Н. В. Литусову с соавт. (2002)