Botulismus – současný pohled na vstřebávání a účinky toxinu

Soudobé poznatky o patogenezi botulismu přispívají mimo jiné i k často diskutované otázce průniku velkých molekul stěnou trávicí trubice. Bakteriální jed, botuloneurotoxin je přitom schopen nejen projít střevní stěnou v měřitelném množství, ale i vázat se specificky v cílových strukturách a blokovat tak zprostředkovaně životně důležité funkce organizmu.

Botulismus je onemocnění člověka i zvířat. Jeho podstatné rysy byly rozpoznány ke konci osmnáctého století. Původce onemocnění – Clostridium botulinum– byl izolován a popsán van Ermengem v roce 1896. Po slavnostním shromáždění hudebního klubu ve vesnici Ellezelles v Belgii několik členů onemocnělo a 3 zemřeli během týdne. Nemoc postihla pouze ty, kteří požili určitý kus syrové šunky. Konzumace jiné šunky a masa z ostatních zvířat nezpůsobily žádné obtíže. Kontaminovaná šunka byla bledší, měkčí, se žluklým zápachem. Podaná kočkám, způsobila mydriázu, částečnou parézu, sekretorické poruchy, afonii a další symptomy. Z této šunky van Emengem vykultivoval přísně anaerobní organismus, vytvářející silný toxin, který po podání kočkám vyvolal stejné symptomy jako původní šunka. Od té doby bylo zaznamenáno mnoho epidemií botulismu u lidí v Evropě, Americe, Japonsku i jinde.

Inkubační doba se pohybuje mezi 12 a 36 hodinami od konzumace, ale může být zkrácena na 8 hodin nebo naopak prodloužena až na 8 dní. Mezi příznaky dominuje zvracení, zácpa, rozmazané vidění, parézy okohybných svalů, žízeň, faryngeální paralýza, sekrece viskózních slin a někdy afonie. Vědomí a citlivost zůstávají nezměněny téměř do konce, kterému předchází koma nebo delirium. Teplota je všeobecně nižší, 35,5-36,7 °C. V průběhu otravy se může objevit bronchopneumonie. Smrt nastává obvykle do 24 hodin od prvních příznaků, nebo může být zpožděna až o týden. Příčinou smrti bývá nejčastěji asfyxie v důsledku paralýzy dýchacích svalů. U pacientů, kteří přežívají, dochází k úplné úpravě stavu, zvláště pohybu okohybných svalů někdy až za 6-8 měsíců.

Kromě botulismu dětí je humánní botulismus obvykle projevem intoxikace, nikoliv infekce. Clostridium botulinumse pomnožuje v potravě ještě před konzumací a produkuje velmi silný toxin, jehož resorpce je umožněna hlavně v horních partiích trávicí trubice a vede k rozvoji charakteristické choroby. K intoxikaci orální cestou za přirozených podmínek dochází snadno proto, že bakterie jsou schopny produkovat v potravinách toxin ve vysokých koncentracích. Ačkoliv je většina požitého toxinu destruována v agresivním prostředí žaludečních šťáv (perorální letální dávka u myší je asi 50 000-250 000 x vyšší, než u intraperitoneálního podání), přesto přechází střevní sliznicí množství, které velmi efektivně působí intoxikaci.

Botulotoxin je neurotoxin působící periferně, nikoliv centrálně. Postihuje eferentní autonomní nervový system hladkých svalů a žláz i nervy příčně pruhovaných svalů. Postiženy jsou pouze nervy cholinergní, nedochází však k jejich poškození ani k poškození samotných svalů. V průběhu několika posledních let mnozí autoři (Montecucco, Schiavo, Rossetto, etc.) prokázali, že prostřednictvím toxinu C. botulinumdochází ke specifické blokádě malých synaptických vesikul (SSV-small synaptic vesicles), zodpovědných za uvolnění acetylcholinu do neuromuskulárních spojení.

Toxiny produkované C. botulinumtedy působí paralytický syndrom botulismu blokádou neuromuskulárního přenosu na úrovni synapse. Ve všech případech (A-G) jde o bílkovinné makromolekuly, tvořené těžkým (H, mol.hm. cca 100 kDa) a lehkým (L, mol.hm cca 50 kDa) řetězcem, jež jsou spojeny disulfidickou vazbou. H-řetězec je zodpovědný za neurospecifickou vazbu a penetraci L-řetězce do nitra buňky. L-řetězec je zinek-dependentní endopeptidáza, enzym, který na specifických místech štěpí bílkovinné podjednotky neuroexkrečního aparátu zodpovědného za Ca++ -dependentní exocytózu vezikul obsahujících acetylcholin. Toxiny (enzymy) sérotypů B, D, F a G štěpí v určitém místě, specifickém pro každý z nich, membránový protein asociovaný s vesikulami (VAMP/ synaptobrevin). Neurotoxiny A a E štěpí bílkovinné vazby na dvou odlišných C-terminálních koncích SNAP-25, proteinu presynaptické membrány. Sérotyp C štěpí specificky syntaxin, jiný protein neurální plasmalemmy. Cílová specifita těchto metaloproteináz spočívá ve dvojím rozpoznání substrátů založeném na interakci místa vlastního štěpení a nesousedícího segmentu obsahujícího strukturální motiv, společný pro VAMP, SNAP-25 a syntaxin.

V patogenezi intoxikace hraje klíčovou roli resorpce botulotoxinu, bílkovinné makromolekuly (mol.hm. celkem cca 150 kDa) v horních partiích tenkého střeva. Při pokusech na králících toxin typu A dosahoval krevního řečiště cestou lymfatických cév a ductus thoracicus. To prokazuje reálný transport bílkovinných makromolekul ze střeva, realizovaný hlavně v oblasti lymfatické tkáně střeva, kryté jednoduchým epitelem s fokálním zastoupením M-buněk; je přitom podstatné, že se tyto enzymy resorbují v účinné formě. Existence patologické jednotky-botulismu zároveň dokládá obecnou dostupnost systémového krevního řečiště pro látky velké molekulové hmotnosti ze střevního obsahu.

Tomáš Olejár, MUDr.,
Ústav biofyziky, 1. LF UK, Salmovská 1, Praha 2