Ботулотокси́н (ботулини́ческий токси́н, токси́н ботули́зма) — белок-нейротоксин, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum. Сильнейший органический яд из известных науке органических токсинов[1] и одно из самых ядовитых веществ в целом, по токсичности уступает только короткоживущим альфа-излучающим радионуклидам — актинию-225 и астату. Попадание ботулотоксина в пищеварительную систему организма вызывает тяжёлое токсическое поражение — ботулизм, который в естественных условиях встречается у людей, лошадей, птиц, реже — крупного рогатого скота, пушных зверей.
| Ботулотоксин | |
|---|---|
  | |
| Общие | |
| Сокращения | BoNT |
| Традиционные названия | ботулотоксин |
| Хим. формула | C6760H10447N1743O2010S32 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 149323 г/моль |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 93384-43-1 |
| Рег. номер EINECS | 297-253-4 |
| Безопасность | |
| ЛД50 |
мыши, внутрибрюшно, нг/кг веса
|
| Токсичность | Смертельно ядовит, СДЯВ, нейротоксин. |
| Пиктограммы ECB |
 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Ботулотоксин по серовару возбудителя делят на типы A, B, C1, C2, D, E, F, G, H из них наиболее часто встречается тип А. Полулетальная доза у различных сероваров в среднем составляет около 1 нг/кг массы[2].
Токсичность
править
Ботулотоксин является одним из самых сложных белков, синтезируемых живым организмом. Его масса составляет около 150 тысяч атомных единиц масс, что в три раза превосходит типичный размер белковой цепи, немногие белки (например, титин) превышают этот размер.
Наиболее близким к ботулотоксину ядом как по структуре, так и по силе является тетаноспазмин. Он вырабатывается другим видом клостридий — Clostridium tetani, возбудителем столбняка. Тем не менее он уступает ботулотоксину в ядовитости и имеет меньшую молекулярную массу — 140 тысяч а. е. м.
Воздействие на организм
править
Clostridium botulinum, будучи облигатными анаэробами, способны размножаться только в условиях полного отсутствия кислорода. Как правило, это консервированные и колбасные изделия (особенно консервированные жареные грибы и заготовленные большими кусками мясо и рыба с повреждениями на поверхности). Вырабатываемый бактериями при размножении экзотоксин попадает в организм вместе с пищей, всасываясь в желудочно-кишечном тракте и воздействуя при этом на нервную систему, вызывает нарушения в работе черепных нервов, скелетной мускулатуры, нервных центров сердца. Характерны глазная симптоматика (туман, мушки перед глазами, мидриаз и анизокория зрачков, косоглазие), позднее присоединяются бульбарные симптомы (нарушение речи и глотания, маскообразное лицо). Смерть наступает от гипоксии, вызванной нарушением обменных процессов кислорода, асфиксией дыхательных путей, параличом дыхательной мускулатуры и сердечной мышцы.
Физико-химические показатели
правитьБотулотоксин не имеет вкуса, цвета и запаха (изредка поражённый продукт приобретает запах прогорклого масла). Разрушается при кипячении в течение 25—30 минут, при автоклавировании в течение 10 мин при температуре 120 °C, при замачивании в растворе 1 % пищевой соды в течение часа. Токсин не разрушается при взаимодействии с пепсином и с соляной кислотой желудочного сока.
Применение в медицине
правитьИнтерес к ботулотоксину как возможному лекарственному средству появился в начале XX века. Во время Второй мировой войны было проведено всестороннее изучение токсина на предмет использования в качестве биологического оружия. Эти исследования дали основу для получения высокоочищенного кристаллического ботулотоксина типа А.[3]
Первым в медицинской практике ботулотоксин в конце 70-х годов применил американский офтальмолог Алан Скотт. Он вводил очищенный токсин в микродозах в орбитальную мышцу глаза для лечения блефароспазма. Им также было исследовано влияние токсина на нистагм, гемифациальный спазм, спастическую кривошею и спастические болезни ног.[3]
В современной практике препараты на основе ботулотоксина (Ботокс, Релатокс, Ксеомин, BTXA, Диспорт, Нейронокс) используются для лечения гиперактивности поперечно-полосатой мускулатуры и мышц сфинктеров, гиперфункции экзокринных желёз, различных болевых синдромов спастического характера. В косметологии токсин применяется для разглаживания мимических морщин,[3][4] аналогичным способом — для купирования мигреней[5].
Боевое применение ботулотоксина
правитьВ XX веке при подготовке к химической и бактериологической войне разрабатывались методы производства токсина ботулизма для военных и диверсионных целей. В США во время Второй мировой войны ботулотоксин рассматривался как перспективное биологическое оружие[6]. В военных центрах США, Англии и Канады рассматривался именно ботулотоксин типа А, который наиболее опасен для человека[7]. Существует версия, что ботулотоксин был применён при убийстве Рейнхарда Гейдриха бойцами чехословацкого сопротивления, которых подготовили британские спецслужбы[8][9]. В 1971 году Генеральная ассамблея ООН одобрила конвенцию о запрете разработки, производства и накопления запасов токсического оружия и об их уничтожении. Участниками конвенции (1985 г.) является 101 государство[10].
В результате многолетних исследований в 1975 году ботулотоксин типа А был принят на вооружение армии США под шифром XR, запасы которого хранятся в арсенале Пайн-Блафф в штате Арканзас. Токсичность при ингаляции для человека LDт50 20 нг·мин/л для сухого XR и 100 нг·мин/л — для его рецептур. Летальный исход может наступить в течение трёх суток. В воздухе аэрозоль эффективен, как биооружие, в течение 12 ч. Дегазировать XR можно только с помощью водных растворов активного хлора 100—350 мг/л, например 0,1—0,2 % растворами хлораминов или гипохлоритов. Особенно легко дезактивируют XR растворы формальдегида (токсичность снижается в 100 раз в течение минуты)[7].
Наиболее опасно для популяции биологическое оружие в виде аэрозоля, так как токсин хорошо всасывается со слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей[11]. Защита от аэрозоля XR надёжно обеспечивается противогазами и респираторами[7].
Применение ботулотоксина в эстетической медицине
правитьТехнологии коррекции различных эстетических недостатков с помощью препаратов ботулотоксина имеют свои особенности. В настоящее время выделяют 5 основных стратегических направлений в эстетической ботулинотерапии в области лица и шеи.
Ослабление мышечного тонуса всей мышцы или отдельных её порций
правитьДинамические морщины, которые образуются в результате сокращения определённых мышц лица, распрямляются, когда мышцы расслаблены и не сокращаются. Если в начале продвижения данного метода омоложения специалисты стремились получить полный блок мышечной активности, то в последние годы врачи и пациенты предпочитают более естественный результат. Ни один человек не имеет абсолютно симметричного лица. В большинстве случаев асимметрия не значительна. Когда же асимметрия выражена настолько (например в случае гипертонуса мышц одной половины лица), что становится эстетическим недостатком, инъекции ботулотоксина позволяют временно устранить или уменьшить данную проблему. Такого рода коррекция БТА (ботулотоксином) широко используется в эстетической неврологии после пареза лицевого нерва.
Профилактика образования морщин
правитьЕсли статические морщины ещё не появились, а динамические морщины выражены во время экспрессии, то с помощью БТА можно отстрочить их появление (например, морщины курильщика, морщины нижней трети лица и шеи). С целью профилактики образования «гусиных лапок» этот метод рекомендуют пациентам в возрасте от 20 лет.[12] Кроме того, применение ботулотоксина в отдельных зонах может способствовать угасанию неправильной мимики и формированию нового мимического паттерна (например, введение ботулотоксина в область межбровья может «разучить» пациента привычно хмуриться)
Восстановление баланса между мышцами-агонистами и антагонистами
правитьАктивность большинства лицевых мышц четко сбалансирована, и от этого баланса зависит положение определённых частей лица: например, позиция и форма бровей зависят от состояния лобных мимических мышц (поднимают бровь) и круговых мышц (опускают бровь). Мы можем применить то же правило к овалу лица, контур которого определяется мышцами-леваторами (скуловые мышцы, мышцы, поднимающие верхнюю губу) и депрессорами (мышцы, опускающие угол рта и нижней губы, платизма). Ослабляя мышцы-депрессоры, мы тем самым облегчаем работу леваторов, добиваясь изменения контуров лица.
Изменение объёмов и пропорций лица
правитьДенервация мышцы, даже частичная, приводит не только к ослаблению её сократимости, но и к уменьшению объёма. Наиболее это заметно при введении БТА в жевательные мышцы в случае их гипертрофии. В подобном случае после введения БТА лицо в нижней трети становится уже, что гармонизирует его пропорции. Этот метод особенно популярен в Корее и Китае, среди женщин, которые стремятся к европейским «пропорциям красоты» лица.[13]
Разглаживание рельефа кожи
правитьПоверхностное внутрикожное введение микродоз не приводит к значимому ослаблению тонуса подлежащих мышц, но позволяет воздействовать на отдельные поверхностные мышечные волокна, вплетающиеся в кожу.
Прекращение работы эккриновых желез (лечение гипергидроза)
правитьЗа последнее десятилетие внутрикожное введение ботулотоксина стало наиболее популярным и эффективным средством борьбы с локальным гипергидрозом. При внутрикожном введении ботулотоксин блокирует высвобождение ацетилхолина из пресинаптической мембраны холинергического нервного окончания, что вызывает денервацию потовых желез, и они временно перестают функционировать.[14]
Модуляция процессов заживления и перестройка рубцевой ткани
правитьПрименение ботулотоксина при лечении рубцов и ведении ран появилось в начале 2000-х гг. Пластические хирурги обнаружили, что введение БТА на стадии заживления ран приводит к более быстрому и аккуратному рубцеванию. Считается, что одной из причин образования рубцов является деятельность локальных мышц, которые в первые 2 — 4 месяцев заживления раны тянут её края в разные стороны. Введение ботулотоксина способно временно ослабить окружающие рану мышцы, снизив, таким образом, её подвижность (Gassner H.G., et al., 2006).
Примечания
править- ↑ Супотницкий М. В. Глава 1.5. Токсины патогенных бактерий // Микроорганизмы, токсины и эпидемии. — М., 2000. — 376 с. Архивировано 30 ноября 2010 года.
- ↑ Toxins of Biological Origin. Дата обращения: 19 июня 2010. Архивировано 25 августа 2011 года.
- ↑ 1 2 3 Наталья Аставина. Ботулотоксин. Две стороны одной медали. // Consilium provisorum : журнал. — 2009. — № 2 (58). — С. 6—9. Архивировано 1 июня 2010 года.
- ↑ Как поднять брови ботоксом: фото до и после, точки введения. Брови Дома (10 декабря 2018). Дата обращения: 14 декабря 2018. Архивировано 14 декабря 2018 года.
- ↑ В США разрешили лечить хроническую мигрень «Ботоксом». Дата обращения: 31 декабря 2010. Архивировано 23 октября 2010 года.
- ↑ Создание бактериологического оружия в США. Дата обращения: 23 июля 2009. Архивировано 19 марта 2013 года.
- ↑ 1 2 3 В.Н. Александров, В.И. Емельянов. Ботулинические токсины и вещество XR // Токсины как химическое оружие (pdf). «Химия и Химики». — глава из учебного пособия «Отравляющие вещества», М. Воениздат, 1990. Дата обращения: 23 июля 2010. Архивировано 4 апреля 2012 года.
- ↑ Defalgue, Ray J., Wright, Amos J. The Puzzling Death of Reinhard Heydrich // Bulletin of Anesthesia History. — январь 2009. — Т. 27, вып. 1. — P. 6. Архивировано 20 июля 2011 года.
- ↑ W. Seth Carus, Center for Counterproliferation Research, National Defense University. Bioterrorism and biocrimes: the illicit use of biological agents since 1900. — The Minerva Group, Inc, 2002. — P. 89. — 220 p. — ISBN 9781410100238.
- ↑ Современные средства поражений (ppt). Дата обращения: 31 июля 2009. Архивировано 4 апреля 2012 года.
- ↑ Ботулизм на eurolab.ua. Дата обращения: 19 июля 2009. Архивировано 1 февраля 2011 года.
- ↑ Шарова А.А., Губанова Е.И., Парсагашвили Е.З., Колиева М.Х., Аленичев А.Ю., Шарыпова И.В., Зорин В.Л., Зорина А.И., Исаев А.А., Черкасов В.Р. Новая косметология / Под ред. Эрнандес Е.И.. — Москва: Косметика и Медицина, 2014. — С. 150.
- ↑ Шарова А.А., Губанова Е.И., Парсагашвили Е.З., Колиева М.Х., Аленичев А.Ю., Шарыпова И.В., Зорин В.Л., Зорина А.И., Исаев А.А., Черкасов В.Р. Новая косметология / Под ред. Эрнандес Е.И.. — Москва: Издательский дом "Косметика и Медицина", 2014. — С. 151.
- ↑ Артеменко А.Р. Ботулический токсин типа А в лечении гипергидроза и других локальных вегетативных расстройств. Инъекционные методы в косметологии. — 2011. — С. 76—80.
Литература
править- В.Н. Александров, В.И. Емельянов. Токсины как химическое оружие // Отравляющие вещества / ред. Г.А Сокольский. — 2-е изд. — М.: Воениздат, 1990. — 272 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00341-6.
Ссылки
правитьВ статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |