مکانیسم عملکرد بوتاکس

مکانیسم عملکرد بوتاکس

بوتاکس یا سم بوتولینوم اثر خود را با جدا کردن پروتئین های کلیدی مورد نیاز برای فعالیت عصبی اعمال می‌کند. ابتدا، سم به طور خاصی به اعصابی که از انتقال دهنده عصبی استیل کولین استفاده می کنند متصل می شود. زمانی که به ترمینال عصبی متصل شود، نورون یا سلول عصبی، سم بوتولینوم را از طریق اندوسیتوز (درون یاخته) با واسطه گیرنده وارد کیسه کوچکی می کند. هنگامی که کیسه کوچک به سمت سلول حرکت می کند، اسیدی می شود و قسمتی از سم را فعال می کند که باعث می شود تحریک شده و کیسه کوچک را حرکت داده تا به داخل سیتوپلاسم سلول وارد شود. به محض قرار گیری درون سیتوپلاسم، توکسین یا سم پروتئین های SNARE (پروتئین هایی که واسطه پیوند کیسه کوچک با غشاء هدف خود هستند) را جدا می‌کند، بدین معنی که با جلوگیری از انتشار کیسه های انتقال دهنده عصبی توسط سلول ها، کیسه های کوچک استیل کولین نمی توانند به غشای سلولی درون یاخته ای متصل شوند. این امر سیگنال های عصبی را متوقف می کند، و به اصطلاح منجر به فلج عضله و بخش های مورد نظر می شود.

خود سم بوتاکس از یک باکتری به عنوان زنجیره ای واحد آزاد می شود، و پس از آنکه توسط پروتئازهای خود جدا شد فعال می شود. فرم فعال آن متشکل از پروتئین دو زنجیره ای است که شامل یک زنجیره سنگین kDa 100 پلی پپتید است که از طریق پیوند دی سولفید به زنجیره سبک kDa 50 پلی پپتید متصل می شود.

زنجیره سنگین حامل دامنه هایی با چندین توابع است: دامنه مسئول اتصال به طور خاص به پایانه های عصبی پیش سیناپسی، و نیز دامنه مسئول جابجایی زنجیره سبک به سیتوپلاسم سلول همزمان با اسیدی شدن واکوئل. زنجیره سبک یک متالوپروتئاز روی است و بخش فعال سم بوتاکس می باشد. این بخش به سیتوپلاسم سلول میزبان منتقل می شود و در آن پروتئین میزبان SNAP-25، را که یکی از اعضای خانواده پروتئین SNARE و مسئول پیوند است، تجزیه می کند. پروتئین SNAP-25 جداشده، نمی تواند واسطه پیوند کیسه های کوچک با غشای سلولی میزبان شود، بنابراین از آزاد شدن انتقال دهنده عصبی استیل کولین از انتهای پایانه آکسون جلوگیری می شود. مادامی که سم فعالیت خود را از دست بدهد و پروتئین های SNARE به تدریج توسط سلول هدف (متاثر از بوتاکس) بازسازی شوند، این انسداد به آرامی به حالت اول خود باز می گردد.

هفت نوع بوتاکس (A-G) دارای ساختارهای مختلف و تفاوت های متوالی هستند. در حالی که انواع مختلف سم بوتاکس تمام اعضای خانواده پروتئین SNARE را هدف قرار می دهد، و انواع مختلف سم بوتاکس انواع مختلف خانواده پروتئین SNARE را هدف قرار می دهند. سروتیپ های A، B و E با فعالیت های نوع A و B که طولانی ترین آن in vivo (از چند هفته تا چند ماه در بدن زنده می مانند) می باشد سبب بوجود آمدن مسمومیت بوتولیسم در انسان می شود.