Ботулинический токсин

Ботулинический токсин (ботулотоксин) является своеобразным миорелаксантом, так как при введении в мышцы вызывает локальный вялый паралич. Возможно подобрать дозу ботулинического токсина, в которой он приводит к расслаблению скелетных мышц, уменьшению или полному регрессу патологической мышечной активности, но существенно не влияет на выполнение активных движений.

Анаэробная бактерия Clostridium botulinum вырабатывает семь иммунологически различающихся нейротоксинов (А, В, С, D, E, F, G). С 1989 г. ботулинический токсин типа А применяется в медицинской практике США. Он представляет собой одиночную полипептидную цепь с молекулярной массой 150 кДа. Под влиянием трипсина разрывается на тяжелую и легкую цепи с молекулярной массой соответственно 100 и 50 кДа.

Механизм миорелаксирующего действия ботулинического токсина обусловлен нарушением выделения ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах. Его тяжелая цепь связывается с пресинаптической мембраной. Легкая цепь, проявляя свойства цинкзависимой протеазы (эндопептидаза), вызывает лизис белков, осуществляющих контакт синаптических везикул с пресинаптической мембраной. В результате нарушается выделение ацетилхолина в синаптическую щель к Н-холинорецепторам скелетных мышц.

Легкие цепи ботулинического токсина типов А и Е инактивируют белок SNAP-25 (англ. synaptosome associated protein). Легкие цепи ботулинического токсина типов В, D, F катализируют протеолиз синаптобревина-2 (VAMP; англ. vesicle associated membrane protein). Тип С воздействует на SNAP-25 и синтаксин. Как известно, SNAP-25 и синтаксин локализованы в пресинаптической мембране, синаптобревин связан с мембраной синаптических везикул. Выделение трофических факторов, депонированных совместно с ацетилхолином, не нарушается, поэтому даже при повторных инъекциях ботулинического токсина не развивается атрофия скелетных мышц.

Ботулинический токсин также снижает возбудимость a-мотонейронов спинного мозга и двигательных центров головного мозга. В ЦНС он проникает ретроградным аксональным транспортом после захвата через пресинаптическую мембрану нервно-мышечных синапсов. Кроме того, ботулинический токсин влияет на спинной мозг, изменяя афферентную импульсацию из расслабленных скелетных мышц.

Для медицинских целей ботулинический токсин типа А получают методом культивирования Clostridium botulinum с последующими ферментацией, очисткой, кристаллизацией и лиофильной сушкой. В состав препаратов ботулинического токсина входят макромолекулы гемагглютинина. Последний предохраняет токсин от протеолитического воздействия пепсина желудочного сока, но не повышает токсичность при парентеральном введении. Активность ботулинического токсина оценивают методом биологической стандартизации и выражают в мышиных единицах действия (1 ЕД вызывает гибель 50% мышей при внутрибрюшинном введении).

Кристаллический порошок ботулинического токсина (препараты БОТОКС, ДИСПОРТ) перед инъекцией в мышцы растворяют в изотоническом растворе натрия хлорида. При блефароспазме и гемифациальном спазме допустимовведения ботулотоксина под кожу. Дозу препаратов выбирают в зависимости от объема и массы поврежденных мышц и желаемой степени их расслабления. Точность введения ботулинического токсина в глубокие или мелкие мышцы контролируют методом электромиографии. Ботокс в 3 — 5 раз активнее, чем диспорт.

Ботулинический токсин А применяют при следующих спастических состояниях поперечно-полосатой мускулатуры:

· блефароспазме (насильственные сокращения периокулярной лицевой мускулатуры);

· оромандибулярной дистонии (дистонические закрывание или открывание рта с нарушением жевания и речи);

· спастической дисфонии при дистонии гортани;

· гемифациальном спазме (сокращение мускулатуры половины лица);

· спастичности при детском церебральном параличе, рассеянном склерозе, инсульте, травмах головного и спинного мозга, нейродегенеративных заболеваниях;

· дисфагии, обусловленной изолированным повышением тонуса сфинктера пищевода;

· первичном локальном гипергидрозе (потовые железы получают холинергическую иннервацию).

Улучшение после терапии ботулиническим токсином наступает у 70 — 90% пациентов. У них уменьшается боль, предупреждается формирование контрактур, подвывихов суставов, укорочения конечностей. Поданным электромиографии, тонус мышц начинает снижаться через 24 — 72 ч, но субъективное улучшение развивается только спустя 7 — 10 дней после инъекции. Лечебный эффект можно усилить с помощью электростимуляции скелетных мышц. Действие ботулинического токсина сохраняется на протяжении 2 — 6 мес, пока не сформируются новые нервно-мышечные синапсы.

Отсутствие терапевтического действия ботулинического токсина типа А обусловлено его инактивацией антителами. Побочные эффекты имеют местный характер и проявляются избыточным расслаблением мышц, расположенных близко к месту инъекции, а также изменениями на коже и болью. Они спонтанно проходят в течение нескольких дней. Больные субъективно могут ощущать общую слабость. В мышцах, расположенных дистальнее места инъекции, уменьшаются размеры мышечных волокон типа IIВ, но клинически это не проявляется. У части пациентов с блефароспазмом ботулинический токсин вызывает конъюнктивит, кератит, птоз, боль в месте инъекции, слезотечение или сухость глаза. При применении ботулинического токсина по поводу спастической кривошеи в 3 — 5 % случаев возникают выраженная слабость мышц шеи и дисфагия. Не исключена опасность аллергических реакций.

Препараты ботулинического токсина типа А противопоказаны при миастении, невральной амиотрофии, боковом амиотрофическом склерозе, лечении антибиотиками группы аминогликозидов, беременности. Грудное вскармливание необходимо прекратить на два дня после инъекции.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФУНКЦИИ ЦНС

Большинство лекарственных средств, влияющих на функции ЦНС, воздействует на синаптическую передачу нервных импульсов. Информация о медиаторных системах головного и спинного мозга приведена в таблице 27.

ИНГАЛЯЦИОННЫЕ НАРКОЗНЫЕ СРЕДСТВА (ОБЩИЕ АНЕСТЕТИКИ)

Наркоз (греч. паrkоо — делать оцепенелым, усыплять) — вызванное наркозными средствами бесчувственное, бессознательное состояние, которое сопровождается утратой рефлексов, снижением тонуса скелетных мышц, но при этом функции дыхательного, сосудодвигательного центров и работа сердца остаются на уровне, достаточном для продления жизни.

До открытия наркоза операции проводили только по неотложным показаниям (ампутация конечности в случае открытого перелома, дренирование абсцесса). Для обезболивания использовали этиловый спирт, продукты индийской конопли, опий. Хирургические вмешательства часто сопровождались болевым шоком и заканчивались гибелью пациента.

Введение наркоза в хирургическую практику в 40-е гг. XIX в. отвечало возрожденным идеям гуманизма и стало революционным событием в медицине.

Наркозные средства вводят ингаляционно и неингаляционным путем (в вену, мышцы, ректально). Ингаляционные наркозные средства должны удовлетворять ряду требований:

· быстрое наступление наркоза и быстрый выход из него без неприятных ощущений;

· большая широта наркозного действия, минимальные токсические эффекты.

Таблица 27. Медиаторы центральной нервной системы

Медиатор	Рецепторы	Агонисты	Антагонисты	Эффекторный механизм
ГАМК	ГАМК_А(ИК) изоформы a, β, γ, δ, ό	Мусцимол Изогувацин	Бикукуллин Пикротоксин	↑Cl^- проводимости ↓цАМФ
ГAMK_B(G)	Баклофен	Саклофен	↑ К⁺ и Ca²⁺проводимости
Глицин	Субъединицы a и β (ИК)	β-Алании Таурин	Стрихнин	↑Cl^- проводимости
Глутаминовая кислота Аспарагиновая кислота	АМРА (ИК) Glu_1-4 (ИК)	a-Амино-3-окси-5-метил-4-изоксазолпропионовая кислота (квисквалат)		↑ Na⁺ и К⁺проводимости
Каинатные (ИК) Glu₅-₇ (ИК)	Каиновая кислота		↑ Na⁺ и К⁺проводимости
NMDA_1,2A-_D (ИК)	N-метил-D-аспартат	Кетамин Фенциклидин	↑Na⁺,K⁺и Ca²⁺ проводимости
NMDA с субъединицей NR2В(ИК)		Ифенпродил Элипродил
Glu_1-7 (G)			↓ цАМФ ↑ ИФ₃/ДАГ
Ацетилхолин	Н (ИК) изоформы a_2-4и β_2-4	Никотин Цитизин Эпибатидин	a-Бунгаротоксин	↑Na⁺,K⁺иCa²⁺ проводимости
M_1-5(G)	Ареколин Оксотреморин	М₁:Пиренцепин М₂: Метоктрамин М₃: Гексагидросилади фенидол М₄: Тропикамид	М₁, М₃, М₅: ↑ ИФ₃/ДАГ М₂,М₄:↓.цАМФ,↑ К⁺ проводимости
Дофамин	D_1-5(G)	D₂ Бромокриптин	D₂: Сульпирид Метокло- прамид	D₁D₅: ↑ цАМФ D₂: ↓ цАМФ, ↑K⁺и ↓Са²⁺проводимости
Норадреналин	a₁_A-_D(G)	A ≥ HA Мезатон	Празозин	↑ ИФ₃/ДАГ
a_2A-_С(G)	A ≥ HA Клофелин	Йохимбин	↓ цАМФ, ↑ К⁺и ↓Са²⁺проводимости
β_1-3(G)	β₁:A = HA β₂: A >> HA β₃: HA > A	β₁:Атенолол β₂: Бутоксамин	↑ цАМФ
Серотонин	5-HT_1A-F(G)			↓ цАМФ, ↑ К⁺проводимости
5-HT_2A-C(G)	Добутамин	Кетансерин Ритансерин	↑ ИФ₃/ДАГ
5-НТ₃ (ИК)	2-Метилсеротонин		↑ Na⁺ и К⁺проводимости
5-HT₄-₇(G)	5-HT₄: Рензаприд		5-НТ_4,6,7: ↑ цАМФ
Гистамин	H₁{G)	2- (m-F-Фенилгистамин)	Димедрол Дипразин	↑ ИФ₃/ДАГ
H₂(G)	Димаприт	Ранитидин	↑ цАМФ
H₃(?)	R-a-Метилгистамин	Тиоперамид
Вазопрессин	V ₁_A,_B.(G)			↑ ИФ₃/ДАГ
V ₂(G)	d [Apr⁸] Вазопрессин		↑ цАМФ
Окситоцин	(G)	[Тир⁴,Гли⁷] Окситоцин		↑ ИФ₃/ДАГ
Тахикинины	NK ₁(G)	СубР>НК_А>НК_B		↑ ИФ₃/ДАГ
NK₂(G)	НК_А>НКв>СубР
NK₃(G)	НКв>НК_А>Су6Р	[Про⁷] НК_В
Холецистокинин	CCK_A(G)	Х₈>>Гастрин=Х₄	Девазепид Лорглумид	↑ ИФ₃/ДАГ
CCK_B(G)	Х₈>Гастрин=Х₄
Нейропептид Y	Y₁(G)	[Про³⁴] нейропептид Y		↓ цАМФ, ↑ К⁺и ↓ Са²⁺проводимости
Y₂(G)	Нейропептид Y_{18 — 36}
Нейротензин	(G)			↓ цАМФ, ↑ ИФ₃/ДАГ
Опиоидные пептиды	µ(G) (Метэнкефалин, β-эндорфин)	DAM G O Морфин	СТАР	↓ цАМФ, ↑ К⁺и ↓ Ca²⁺проводимости
k(G) (Динорфин A)	Кетоциклазоцин	Nor-BNI
δ(G) (Лей-энкефалин)	Дельторфин DPDPE	Налтриндол
Соматостатин	SPIF _1A-C(G)	SPIF_1A: Сеглитид		↓ цАМФ, ↑ К⁺и ↓Са²⁺ проводимости
SPIF_2A,B(G)
Пурины	P₁(A_1,2a,2b,3)(G)	Аденозин>АТФ	Кофеин Теофиллин Теобромин	A₁:↓цАМФ, ↑К⁺и ↓Са²⁺проводимости А₂: ↑ цАМФ
Р _2Х(ИК)	АТФ>аденозин	Сурамин	↑Na⁺,K⁺nCa²⁺проводимости
P_2Y(G)	АТФ>аденозин	↑ ИФ₃/ДАГ
Анандамид 2-Арахидонил глицерол	Каннабиоидные СB₁(G)	Δ⁹-Тетрагидроканнабиол		↓ цАМФ, ↑ К⁺и ↓ Са²⁺проводимости
Каннабиоидные СB₂(G)		↓цАМФ
Ваниллоидные VR₁(G)	Капсаицин Резинифератоксин		↑Na⁺nCa²⁺проводимости

Примечание: ИК — рецепторы ионных каналов (ионофоры); G — рецепторы, ассоциированные с G -белками; ИФ₃— инозитолтрифосфат; ДАГ — диацилглицерол; НА — норадреналин; А — адреналин; СубР — субстанция Р; НК — нейрокинин; X — холецистокинин; DAM G О — [D-Ала²-Мет-Фен⁴-гли (ол)⁵] энкефалин; СТАР — D-Фeн-Цис-Tиp-D-Tpп-Opн-Tpe-Пен-Tpe-NH₂; Nor-BNI — нор - биналторфимин; DPDPE — [D-Пен²-D-IIен⁵] энкефалин; SPIF — фактор, ингибирующий освобождение соматотропного гормона.

Применение в современной анестезиологии средств ультракороткого действия для вливания в вену, сильных наркотических анальгетиков и миорелаксантов уменьшает актуальность первых трех требований. Принципиальное значение имеет только безопасность.

Активность ингаляционных анестетиков оценивают по минимальной альвеолярной концентрации (МАК). Доза, создающая 1 МАК, предотвращает у половины пациентов движения в ответ на хирургическое вмешательство.

Впервые ингаляционный наркоз был проведен в США. 10 декабря 1844 г. зубной врач из г. Хартфорда (штат Коннектикут) Хорас Уэллс присутствовал на представлении, которое давал заезжий лектор Гарднер Колтон. Среди трюков, продемонстрированных Колтоном, было вдыхание азота закиси (веселящего газа). Ученик местного аптекаря Кули после такой ингаляции пришел в сильное возбуждение, бегал по залу и поранил ногу. Уэллс обратил внимание на нечувствительность пострадавшего к боли. Вскоре Уэллс стал проводить безболезненное удаление зубов под наркозом азота закисью, а в январе 1845 г. демонстрировал газовый наркоз в хирургической клинике Гарвардского университета в Бостоне (штат Массачусетс). Демонстрация прошла неудачно, больной проснулся и чувствовал сильную боль. Уэллс подвергся несправедливым насмешкам врачей. Последовавшее вскоре успешное применение эфира для наркоза привело к временному забвению азота закиси.

В 1842 г. хирург Кроуфорд Лонг из г. Джефферсона (штат Джорджия) под эфирным наркозом безболезненно удалил опухоль на шее у больного Д. Венебла. Однако консервативно настроенная медицинская общественность юга США признала эфир очень токсическим веществом, его применение для наркоза было строго запрещено. Открытие Лонга было забыто, так как он не опубликовал результаты своих наблюдений.

Повторное открытие эфирного наркоза произошло в Гарвардском университете в Бостоне. Студент второго курса Уильям Мортон добывал средства на обучение и жизнь, работая дантистом. По предложению профессора химии Чарльза Джексона он исследовал наркозный эффект эфира на кошках, собаках и после серии успешных экспериментов — на добровольцах, которым безболезненно удалял зубы. 16 октября 1846 г. состоялась публичная демонстрация эфирного наркоза в хирургической клинике Массачусетского общего госпиталя. Операцию проводил известный хирург Дж. Уоррен. Как вспоминают врачи, присутствовавшие на операции, Мортон долго не появлялся. Уоррен был очень раздражен. Мортон объяснил опоздание необходимостью завершить изготовление аппарата для наркоза. Уоррен указал Мортону на лежащего на операционном столе больного Г. Эббота и произнес: «Сэр, ваш пациент готов». Мортон, окруженный враждебно настроенной публикой, спокойно начал наркотизацию. Через несколько минут у больного развился наркоз. Тогда Мортон уступил место хирургу со словами: «Доктор Уоррен, ваш пациент готов». Операция удаления опухоли шеи прошла безболезненно и без осложнений. Приятель У. Мортона Генри Бигелоу 18 октября опубликовал в «Бостонском медицинском и хирургическом журнале» статью об успешном применении эфира.

Эфир легко получают в чистом виде. Он горит, испаряется при температуре тела (34 — 35 °С), обладает достаточной для целей хирургии силой наркозного эффекта, существенно не нарушает дыхание, кровообращение, функции паренхиматозных органов. В настоящее время эфирный наркоз утратил популярность из-за раздражения дыхательных путей и опасных для жизни рефлексов.

Как только эфирный наркоз был признан великим открытием, началась двадцатилетняя борьба за приоритет между Уэллсом, Лонгом, Мортоном, Уорреном и Джексоном. Эта тяжба привела к разорению и трагическому концу людей, открывших наркоз. Уэллс в возрасте 39 лет покончил жизнь самоубийством, Джексон сошел с ума, а Мортон в 49 лет умер в полной нищете на улице Нью-Йорка, куда он приехал доказывать свои права на звание и доходы создателя наркоза. В Бостоне /Нортону поставлен памятник со словами: «Уильям Мортон, изобретатель и создатель анестезирующих ингаляций, кем боль в хирургии была предупреждена и уничтожена, до которого хирургия во все времена была ужасом, после которого наука получила управление над болью».

Хлороформ в 1847 г. был применен в Шотландии Джеймсом Симпсоном для обезболивания родов. Хлорэтил был введен в медицинскую практику также в 1847 г., фторотан — в 1956 г., энфлуран — в 1973 г., изофлуран — в 1981 г.

В России первую операцию (мастэктомия) с применением эфирного наркоза провел директор факультетской хирургической клиники Московского университета Федор Иванович Иноземцев 7 февраля 1847 г. Пациенткой была Е. Митрофанова. Корифеем российских сторонников «этеризации» при хирургических операциях стал директор госпитальной хирургической клиники Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Николай Иванович Пирогов. Он впервые сконструировал наркозную маску (близкую современной) и применил эфир для наркоза в военно-полевых условиях. Во время русско-турецкой войны, в конце лета 1847 г., будучи на передовых позициях при осаде аула Салты (на юге Дагестана), Н. И. Пирогов провел с двумя помощниками 100 эфирных наркозов без осложнений. Великий русский хирург писал: «Россия, опередив Европу нашими действиями при осаде Салтов, показывает всему просвещенному миру не только возможность в приложении, но неоспоримо благодеятельное действие эфирирования над ранеными на поле самой битвы. Мы надеемся, что отныне эфирный прибор, также как и хирургический нож, будут составлять необходимую принадлежность каждого врача во время его действий на бранном поле». Совместно с физиологом Алексеем Матвеевичем Филомафитским Н. И. Пирогов провел экспериментальное исследование эфирного наркоза на собаках. Эти ученые установили, что эфир в первую очередь угнетает головной мозг, показали целесообразность ингаляции эфира в комбинации с кислородом. Спустя три недели после сообщения Симпсона, Н. И. Пирогов применил для наркоза хлороформ в сухопутном госпитале Санкт-Петербурга. Заслуги великого русского хирурга признаны во всем мире.

Анестезию ксеноном для масочного мононаркоза у двух пациентов впервые провели американские врачи S. G ullen и Е. G ross. В России первую попытку комбинированного эндотрахеального наркоза с включением ксенона предприняли в 1962 г. Л. Н. Буачидзе и В. Н. Смольников, однако длительное время сообщения

о применении ксенона вне области функциональной диагностики не публиковались, что было связано с его высокой стоимостью. Только в 1990 — 2001 гг., когда были усовершенствована технология производства инертных газов и накоплены мировые запасы ксенона, он широко вошел в клиническую практику анестезиологов.

Термин «наркоз» предложил американский хирург и поэт Оливер Венделл Холмс. На вопрос, кто из открывателей эфирного наркоза заслуживает приоритета, Холмс ответил игрой слов: «E (i) ther — эфир, каждый».