Оскільки токсини діють на багатьох комахах як кишкові отрути, їхній можна використовувати в чистому вигляді, хоча в даний час використовуються тільки суміші спор із кристалами, тому що немає ніяких підстав для видалення спор. На більшість комах спори спричиняють специфічну дію, особливо в низьких дозуваннях, а в патогенезі деяких видів вони відіграють головну роль. Спорові препарати небажано застосовувати в сховищах запасів, але в препаратах для боротьби зі шкідниками запасів можна знищити не менш 99% суперечка ультрафіолетовим опроміненням без шкоди для кристалів або ж можна шляхом екстракції одержати звільнений від спор кристалічний білок, щоправда, менш стабільний і не в первісній кристалічній формі. В даний час вартість очищення препаратів від опор була б занадто висока. Досить чистий екзотоксин можна і зараз одержувати в промисловому масштабі, але це поки нерентабельне. Якщо екзотоксин у чистому виді виявиться досить нешкідливим, його можна буде застосовувати проти деяких мух, метеликів і інших груп комах.
Патогени, що зустрічаються в природі, також відіграють значну роль у скороченні популяцій шкідників, причому масштаби придушення знов-таки коливалися ,у залежності від часу і району. Гарною ілюстрацією може бути чудове екологічне дослідження Entomophthora florіdana на Eutetranychus banksі в цитрусових насадженнях Флориди.
Дотепер описано близько 1000 видів мікроорганізмів, патогенних для комах і кліщів [20], і маються .надійні методи визначення багатьох видів і штамів, але лише деякі з них були інтродуковані навмисно. Частка успішних інтродукцій як мікро-, так і макробіологічних агентів.
Навмисна інтродукція патогенів і використання їх як мікробіологічні інсектициди є цінним методом боротьби, застосовуваним в наш час у відносно невеликому масштабі, і що патогени являють собою важливий фактор у природному обмеженні чисельності комах. Далі, ми можемо констатувати, що з нових методів боротьби зі шкідниками успіхи мікробіологічної боротьби значно скромніші успіхи, досягнуті у результаті кращого застосування хімікатів або макробіологічних агентів, але більше успіхів від використання стійких сортів рослин. Аналогічні думки були висловлені на симпозіумі в Римі в 1968 р. на тему "Нові перспективи в боротьбі зі шкідливими комахами" [20]. Наші досягнення включають також експертизу при застосуванні мікробіологічного методу і створення організацій для практичного використання і розширення цих знань. Ми здобуваємо більш детальне знання екології, необхідного помічника, тому що мікробіологічна боротьба часто йде повільніше і більш потай, чим хімічна. Так, найбільший ефект інтродукції патогену шкідливої комахи може проявитися через рік після обробки, як це було після інтродукції гриба Entomophthora проти яблонной мідяниці в Канаді і вірусу поліедроза соснового пилильщика в Шотландії. Оскільки мікробіологічний інсектицид може діяти повільно, його не можна використовувати на деяких культурах. Так, застосування вірусу поліедрозу Helіothіs zea дуже перспективно використовується на бавовнику, зерновому сорго і кукурудзі, де можна не зважати на деякі ушкодження, але неприйнятно на томатах, де навіть слабке ушкодження може знизити вартість врожаю [18]. Там, де припустимі невеликі ушкодження, мікробіологічну боротьбу можна вести тільки за допомогою швидко діючого і надійного мікробіологічного інсектициду, наприклад, що містить ВТ. Точно так само приймати як критерій негайну і масову загибель шкідника, яка досягається за допомогою летальних інсектицидів, можна лише в тих випадках, коли потрібно високий ступінь загибелі. Менш масова негайна загибель шкідника, не пригнітюча мікробіального агента, нерідко більш цінна для довгострокової боротьби.
Оскільки було відоме, що мікробіологічні агенти можуть містити токсини, були проведені токсикологічні дослідження на додаток до досліджень більш явної патогенності. Сучасні тенденції - це вимога підвищеної обережності. Урядові органи й установи, що регулюють використання пестицидів, несуть відповідальність за розробку і підтримку стандартів, але це не може служити підставою для бездіяльності або нерозумної затримки використання придатних патогенів. В останні роки США лідирували як у використанні патогенів, так і в розробці законодавства, що регулює їх застосування.Необхідно мати на увазі три аспекти безпеки - нешкідливість для здоров'я робочих, які виробляють або застосовують патоген, для здоров'я споживача, що користується продуктами, обробленими препаратом, нешкідливість для здоров'я диких тварин.
Кожен випадок необхідно розглядати окремо, однак, як правило, більшість патогенів комах нешкідливо для людини і хребетних тварин і жоден з них не володіє фітотоксичністю або фітопатогенністю. За винятком деяких випадків алергії, яка викликана спорами грибів, симптоми якої зникали, як тільки видалили агент, дослідження і застосування засобів мікробіологічної боротьби не спричиняли ніякої небезпеки або захворювань. Рідкі повідомлення про шкідливість патогенів комах для хребетних тварин або людини дуже обнадійливі, якщо враховувати, що комахи служать їжею хребетною твариною і живуть як усередині, так і на поверхні харчових продуктів (зокрема для людини) і в полі й у сховищах.
Слово "токсин" відбулося від грецького слова toxіkon, що значить отруту. В часи Ерліха токсинами називали всі речовини, які виробляли бактерії і викликали при ін'єкції такі ж симптоми, як при ін'єкції живих мікробів. У даному випадку, як це часто буває в біології, чим менше відомо про саме явище, тим зрозуміліше здається термін. Він одержав різне значення у фармакології, бактеріології, хімії, мікології і т.д.
Токсином називають звичайно будь-який отрутний або шкідливий продукт, виділюваний живим організмом, а в науковому розумінні (особливо в бактеріології) токсинами вважають спеціальний клас антигенних отрут клітинного походження з високою молекулярною масою. Отрути визначають як "будь-які речовини органічної або неорганічної природи, що при заковтуванні, вдиханні, поглинанні через шкіру або парентеральної ін'єкції викликають ушкодження тканин або порушення нормальних фізіологічних функцій" [3]. Тваринні отрути, що вводяться при ужаленні або укусі, визначаються терміном "веноми". Це суміші різних, хімічно неспоріднених компонентів, у число яких можуть входити один або більше токсинів у науковому розумінні цього терміна.
Токсини й в обивательському й у науковому розумінні класифікуються по-різному відповідно різним критеріям. Кожна класифікація проведена з відмінної від інших точки зору і з урахуванням тільки одного з можливих критеріїв. Як наслідок те саме з'єднання може бути віднесене до різних класів відповідно до критерію, обраним для класифікації. Найбільш вживані три критерії: 1) анатомічний - за місцем, де клітина виробляє токсини; 2) механізм або місце дії в організмі хазяїна і 3) структура молекули токсину.
3.2 Класифікація за анатомічним розміщенням
Розрізняють дві головні групи токсинів у залежності від того, де них виявляють або де вони виробляються в бактеріальній клітці: а) ендотоксини укладені усередині бактеріальної клітки, з якої їх можна екстрагувати; б) екзотоксини - це розчинні сполуки, виділені з бактеріальної клітини під час її активного росту в субстраті.
Ендотоксини
У медичній мікробіології ендотоксини розглядають як окрему групу. Приставка "ендо" означає, що вони повинні вироблятися усередині клітини. Фактично ендотоксини є частиною оболонки бактеріальної клітини, їх можна екстрагувати трихлоцтовой кислотою або феноловою водою. Токсичний макромолекулярний комплекс має (молекулярна маса до 106 і 107 і звичайно складається з трьох фракцій - протеїну (білка), ліпіду і полісахариду. Фракції можна розділити, хоча виключення ліпідів приводить до втрати токсичності. Полісахаридна фракція визначає антигенну властивість, яка пояснює імунологічну специфічність ендотоксину.
Ін'єкція ендотоксину сприйнятливому хазяїнові викликає типові синдром-лихоманку, лейкопенію, шкірну реакцію, шок і смерть.
Механізми дії ендотоксинів вивчалися широко, але результати усе ще невизначені. Передбачається, що токсична дія виражається тільки в антигенності, на яку організм хазяїна відповідає реакціями, звичайно подібними з алергійною або анафілактичной реакцією. Миші, вирощені без звичайних кишкових патогенів, несприйнятливі звичайним чином до ендотоксинів, і, отже, їх реактивність залежить від наявності звичайної кишкової мікрофлори.
Важко застосувати термін "ендотоксин" у його медичному розумінні до токсинів ентомопатогенів. У медичній мікробіології цим терміном позначають дуже спеціалізовану групу токсинів, механізм дії яких заснований на виразній реакції сприйнятливого хазяїна - гуморальної реакції, а не на прямій фармакологічній дії ендотоксину. Фактично ендотоксини складають частина поверхні клітки, і приставка "ендо" лише пояснює, що токсин зв'язаний з бактеріальною клітиною на відміну від екзотоксинів, які виділяються у субстрат.
Екзотоксини
Класичні екзотоксини виділяються в субстрат бактеріальними клітинами у фазі їх активного росту. В даний час екзотоксини можна охарактеризувати рядом властивостей: 1) вони являють собою окремі антигени, тобто імунохімічно це чисті хімічні речовини; 2) вони переходять у культуральний фільтрат, тобто не зв`язані бактеріальною клітиною; 3) вони являють собою білки з високою молекулярною масою і 4) у малих дозах вони здатні специфічним чином ушкоджувати сприйнятливого хазяїна.