Ботулотоксин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ботулотоксин
Ботулотоксин
Ботулотоксин
Общие
Сокращения BoNT
Традиционные названия ботулотоксин
Хим. формула C6760H10447N1743O2010S32
Физические свойства
Молярная масса 149322 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 93384-43-1
PubChem 5485225
SMILES
Рег. номер EC 3.4.24.69
Безопасность
Токсичность мыши, внутрибрюшно, мкг/кг веса
  • Тип A — 0.0012
  • Тип B — 0.0012
  • Тип C1 — 0.0011
  • Тип C2 — 0.0012
  • Тип D — 0.0004
  • Тип E — 0.0011
  • Тип F — 0.0025
  • Тип H
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Ботулотоксин (ботулинический токсин, токсин ботулизма) — нейротоксин белковой природы, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum. Сильнейший яд из известных науке органических токсинов и веществ в целом.[1] Попадание ботулотоксина в организм вызывает тяжёлое токсическое поражение — ботулизм, который в естественных условиях встречается у людей, лошадей, птиц, реже — крупного рогатого скота, пушных зверей.

Ботулотоксин по серовару возбудителя делят на типы A, B, C1, C2, D, E, F, G, H из них наиболее часто встречается тип А. Летальная доза LD50 у различных сероваров в среднем составляет 0,001 мкг/кг веса, наиболее ядовитым является тип H (0,000028 мкг/кг веса)[2]

Токсичность[править | править исходный текст]

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 средний размер. Размер молекулы ботулотоксина приближается к верхнему пределу возможных масс белков.[1]

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 вследствие более низкой молекулярной массы — 140 тысяч а. е. м.

Воздействие на организм[править | править исходный текст]

Действие ботулотоксина на организм

Клостридии ботулинум, будучи строгими 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[править | править исходный текст]

Ботулотоксин не имеет вкуса, цвета и запаха (изредка поражённый продукт приобретает запах прогорклого масла). Разрушается при кипячении в течение 5-10 минут, при автоклавировании в течение часа при температуре 121 °C, при замачивании в растворе 1 % пищевой соды в течение часа. Токсин не разрушается при взаимодействии с соляной кислотой желудочного сока.

Применение в медицине[править | править исходный текст]

Интерес 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, лицевой гемиспазм, спастическую кривошею и спастические болезни ног.[3]

В современной практике препараты на основе ботулотоксина (Ботокс, Ксеомин, BTXA, Диспорт) 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] аналогичным способом — для купирования мигреней [1]

Боевое применение ботулотоксина[править | править исходный текст]

В 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[4]. В военных центрах США, Англии и Канады рассматривался именно ботулотоксин типа А, который наиболее опасен для человека[5]. Существует версия, что ботулотоксин был применён при убийстве Рейнхарда Гейдриха бойцами чехословацкого сопротивления, которых подготовили британские спецслужбы[6][7]. 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[8].

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 0,00002 мг·мин/л для сухого XR и 0,0001 мг·мин/л — для его рецептур. Летальный исход может наступить в течение трёх суток. В воздухе аэрозоль эффективен, как биооружие, в течение 12 часов. 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 на 99 % в течение минуты)[5].

Наиболее опасно для популяции биологическое оружие в виде аэрозоля, потому что токсин хорошо всасывается со слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей[9]. Защита от аэрозоля XR надёжно обеспечивается противогазами и респираторами[5].

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 Супотницкий М. В. Глава 1.5. Токсины патогенных бактерий // Микроорганизмы, токсины и эпидемии. — М., 2000. — 376 с.
  2. Toxins of Biological Origin. Проверено 19 июня 2010. Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.
  3. 1 2 3 Наталья Аставина Ботулотоксин. Две стороны одной медали. (рус.) // Consilium provisorum : журнал. — 2009. — № 2 (58). — С. 6-9.
  4. Создание бактериологического оружия в США. Проверено 23 июля 2009. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012.
  5. 1 2 3 В.Н. Александров, В.И. Емельянов. Ботулинические токсины и вещество XR // Токсины как химическое оружие (рус.) (pdf). «Химия и Химики». — глава из учебного пособия «Отравляющие вещества», М. Воениздат, 1990.. Проверено 23 июля 2010. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012.
  6. Defalgue, Ray J., Wright, Amos J. The Puzzling Death of Reinhard Heydrich // Bulletin of Anesthesia History. — январь 2009. — В. 1. — Т. 27. — P. 6.
  7. 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
  8. Современные средства поражений (ppt). Проверено 31 июля 2009. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012.
  9. Ботулизм на eurolab.ua. Проверено 19 июля 2009. Архивировано из первоисточника 1 февраля 2011.

Литература[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]