Лекция 29

Ботулотоксин — белок, продуцируемый микроорганизмами Clostridium botulinum, табельное отравляющее вещество армии США.

Он избирательно захватывается нервными терминалями холинэргических волокон; часть введенного токсина путем ретроградного аксонального тока транспортируется в тела нервных клеток. Токсин избирательно блокирует высвобождение ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах.

Действие ботулотоксина приводит к угнетению как спонтанного, так и вызванного нейроимпульсом выброса нейромедиатора. Чувствительность постсинаптического рецептора к ацетилхолину не изменяется. Блокада передачи сигнала не сопровождается вмешательством токсиканта в процессы синтеза и хранения ацетилхолина. По расчетам, для блокады синапса достаточно 10 молекул токсина. Чем выше нервная активность, тем быстрее происходит развитие интоксикации. Морфологические изменения в пораженных синапсах не выявляются методами световой и электронной микроскопии.

Действие вещества продолжительно (до нескольких недель), и потому характер взаимодействия токсина с пресинаптическими структурами-мишенями можно рассматривать как необратимый. Полагают, что восстановление нормальной иннервации мышц происходит в результате формирования новых синаптических контактов.

Периоду клинических проявлений предшествует скрытый период, во время которого и происходит связывание токсиканта с нервными окончаниями.

Выделяют 4 периода действия токсина на синапс:

1. связывание с плазматической мембраной холинергических нервных окончаний;

2. интернализация токсина путем эндоцитоза;

3. проникновение в цитозоль синапса при участии pH-зависимой транслоказы;

4. внутриклеточное расщепление токсина под влиянием металлзависимых эндопротеаз с высвобождением действующей части белковой молекулы.

Молекулярный механизм действия токсина до настоящего времени не выяснен. Вероятно, в основе эффекта лежит нарушение токсином механизма взаимодействия синаптических везикул, в которых депонирован ацетилхолин, с аксолемой, — необходимый этап процесса Ca2+-зависимого экзоцитоза медиатора.

Тетанотоксин — поступает по механизму ретроградного тока, транссинаптически. Блокирует высвобождение ГАМК из нервных окончаний. Тетанотоксин продуцируется анаэробными бактериями Clostridium tetani. Неустойчив при нагревании. Для людей смертельная одноразовая доза токсина составляет 0,2-0,3 мг.

После действия токсина скрытый период может продолжаться в течение нескольких суток. Вслед за общими проявлениями недомогания развивается тризм жевательной мускулатуры, а затем и других групп мышц. Смерть наступает от остановки дыхания в результате тонического сокращения дыхательной мускулатуры. У млекопитающих токсин также вызывает приступы тонических судорог. Установлено, что при этом блокируется выброс тормозных нейромедиаторов ГАМК и глицина пресинаптическими структурами. ГЭБ для тетанотоксина не проницаем.

В ряде исследований показано наличие в нервных окончаниях специфических сайтов связывания токсина. Эти структуры представляют собой ганглиозиды или углеводные комплексы, близкие по строению ганглиозидам. Сиаловая кислота, как полагают, важнейший компонент этих сайтов. Тетанотоксин не связывается с ненейрональными клеточными мембранами, и в этом одна из причин его высокой токсичности. Структурно рецептор тетанотоксина напоминает рецептор тиреотропина. Токсин способен связываться с препаратом мембран, приготовленных из ткани щитовидной железы, при этом тиреотропин блокирует это связывание. Вместе с тем in vivo гормон потенцирует связывание токсина мембранами нервных клеток.

Сакситоксин — "паралитический яд моллюсков" — одного из наиболее токсичных веществ небелковой природы. По названию одного из моллюсков, употребляемых в пищу, из ткани которого токсикант также выделялся (Saxidomus), вещество получило название "сакситоксин". Позже было установлено, что в организм моллюсков сакситоксин поступает с одноклеточными животными вида Conyaulax catenella, являющимися для них продуктом питания. Синезеленые водоросли пресноводных водоемов также синтезируют сакситоксин.

Сакситоксин (МВ-372) — аморфный, хорошо растворимый в воде, спирте, метаноле, ацетоне порошок. В 1960-1970-х гг. свойства сакситоксина активно изучались военным ведомством США.

Молекулы сакситоксина, выделенные из разных источников, не полностью идентичны.

Смертельная доза сакситоксина для человека составляет по разным данным 0,004-0,01 мг/кг.

Вещество быстро абсорбируется в кишечнике и столь же быстро выводится из организма с мочой. Детально токсикокинетика токсиканта не изучена.

Выделяют 3 варианта течения отравления сакситоксином:

1. гастро-энтеральный;

2. аллергический;

3. паралитический.

Аллергическая (эритематозная) форма отравления появляется у отдельных лиц с повышенной чувствительностью к токсину. Типичной является паралитическая форма.

Обычно симптомы появляются в течение 30 мин после поступления вещества в организм. Первыми признаками поражения являются парестезии в области рта, губ, языка, десен, распространяющиеся на область шеи, конечности. Ощущение покалывания, жжения сменяются онемением. Позже присоединяется атаксия, возникает ощущение невесомости тела. При тяжелой интоксикации появляются признаки бульбарных нарушений: затруднение глотания, речи (иногда — афония), изменение ширины зрачка, временное нарушение зрения.

Частыми проявлениями отравления являются: понос, рвота, тошнота, потливость, головная боль, слабость мускулатуры, тахикардия, чувство жажды, саливация, анурия, боли в животе. Паралич двигательной мускулатуры, начавшись в области конечностей, распространяется на другие группы мышц. Смерть наступает через 1-24 ч от паралича дыхательной мускулатуры и асфиксии.

Специфических средств терапии нет. Целесообразно перевести пострадавшего на искусственную вентиляцию легких. В случае сохранения жизни прогноз благоприятный: выздоровление бывает быстрым и полным.

Место токсического действия сакситоксина — возбудимые мембраны нервных клеток и миоцитов, причем до конца не определено, какие из структур являются более чувствительными.

При введении вещества в смертельной дозе проведение нервных импульсов по диафрагмальному нерву регистрируется, когда электромиограмма диафрагмальной мышцы уже "безмолвствует". Развивающееся снижение артериального давления связывают с блокадой проведения нервных импульсов по симпатическим нервным волокнам, параличом гладкомышечных клеток сосудистой стенки.

Токсический эффект на возбудимые мембраны сакситоксин оказывает только при экстрацеллюлярной аппликации. Установлено, что вещество образует обратимый комплекс с белками электровозбудимых натриевых каналов мембран, полностью блокируя при этом вхождение иона внутрь клетки. Тем самым подавляется генерация потенциала действия. Полагают, что взаимодействие осуществляется за счет группы гуанидина, содержащейся в структуре токсиканта.