Schlaffe Muskeln sind nicht unbedingt ein Schönheitsideal, aber in bestimmten medizinischen Situationen ist eine gezielte Muskelentspannung von Vorteil. Muskelrelaxanzien, zu denen auch Botulinumtoxin gehört, spielen hier eine wichtige Rolle. Dieser Artikel beleuchtet die Wirkungsweise von Botulinumtoxin, seine vielfältigen Anwendungsgebiete und seine Bedeutung für die Erregungsübertragung von Acetylcholin.
Einführung
Botulinumtoxin, oft verkürzt als Botox bezeichnet, ist ein von dem Bakterium Clostridium botulinum produziertes Protein. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, die Freisetzung des Neurotransmitters Acetylcholin zu hemmen, was zu einer Muskelerschlaffung führt. Obwohl es sich um ein starkes Gift handelt, findet Botulinumtoxin in stark verdünnter Form breite Anwendung in der Medizin und Kosmetik.
Medizinische Anwendungen von Muskelrelaxanzien
Muskelrelaxanzien werden in verschiedenen medizinischen Bereichen eingesetzt. Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören:
- Chirurgische Eingriffe: Insbesondere bei Operationen im Bauch- oder Brustbereich ist es wichtig, dass die Muskulatur ruhiggestellt ist.
- Verspannungen und Spastiken: Muskelrelaxanzien werden häufig zur Behandlung von schweren Verspannungen und spastischen Paresen eingesetzt, beispielsweise bei Multipler Sklerose.
- Vergiftungen und Infektionen: Bei Vergiftungen wie Strychninvergiftung oder Infektionskrankheiten wie Tetanus und Tollwut, die zu lebensbedrohlichen Krampfzuständen der Muskulatur führen, können Muskelrelaxanzien lebensrettend sein.
- Ästhetische Medizin: Botulinumtoxin A hat sich in der Schönheitsmedizin einen Namen gemacht, um faltenbildende Muskelstränge zu erschlaffen.
Arten von Muskelrelaxanzien
Grundsätzlich werden zwei Arten von Muskelrelaxanzien unterschieden: peripher und zentral wirkende.
- Peripher wirkende Muskelrelaxanzien: Diese Gruppe greift direkt am Muskel an und blockiert die Reizüberleitung vom Nerv zum Muskel. Hierzu gehören stabilisierende und depolarisierende Muskelrelaxanzien sowie Dantrolen und Botulinumtoxin A.
- Zentral wirkende Muskelrelaxanzien: Diese wirken im zentralen Nervensystem (ZNS), indem sie an zentralen Synapsen die Reizübertragung hemmen. Ein bekannter Vertreter ist Tetrazepam.
Die Rolle von Acetylcholin bei der Muskelkontraktion
Die Erregungsübertragung von der Nervenfaser auf die quergestreifte Muskelzelle erfolgt an der motorischen Endplatte. Dieser Prozess lässt sich wie folgt zusammenfassen:
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- Ein Nervenimpuls erreicht die motorische Endplatte.
- Calciumionen helfen, Acetylcholin aus Vesikeln freizusetzen.
- Der Botenstoff Acetylcholin durchquert den synaptischen Spalt und bindet an postsynaptische Nicotin-Rezeptoren der Muskelfaser.
- Als Folge kontrahiert sich der Muskel. Auch hierbei sind Calciumionen beteiligt.
Wirkmechanismus von Botulinumtoxin A
Botulinumtoxin A hemmt die Freisetzung von Acetylcholin und unterbindet so die neuro-muskuläre Übertragung. Der Prozess läuft wie folgt ab:
- Die schwere Kette von Botulinumtoxin A bindet selektiv und mit hoher Affinität an Rezeptoren, die sich nur an den cholinergen Nervenendigungen befinden.
- Das Neurotoxin wird internalisiert.
- Im Inneren der Zelle wird die Acetylcholin-Freisetzung durch intrazelluläre Vergiftung gehemmt. Die leichte Kette spaltet das Zielprotein SNAP 25, das für die Freisetzung von Acetylcholin wichtig ist. Es werden auch weitere Proteine gespalten.
- Die Wiederherstellung der Impulsübertragung erfolgt erst durch nachwachsende Nervenendigungen und deren Wiederverbindung mit den motorischen Endplatten.
Botulinumtoxin A als Neuromodulator
Botulinumtoxin A ist ein Protein, das durch seine Wirkung an Nervenzellen zu einer Hemmung der Erregungsübertragung führen kann. Somit wirkt das Medikament wie ein hochpotenter Neuromodulator. Seine Wirkung entfaltet Botulinum über die Hemmung am Membranprotein SNAP25, wodurch die Ausschüttung des Neurotransmitters Acetylcholin verhindert wird. Ohne Acetylcholin fehlt jedoch die Signalübertragung des Nerven zur Muskelfaser, wodurch die muskuläre Aktivität gehemmt wird. Doch nicht nur am Muskel, sondern auch an Schweiß- oder Speicheldrüsen wirkt Botulinum über SNAP25 erregungshemmend und führt somit zu einer Verminderung übermäßiger Schweiß- bzw. Speichelproduktion.
Anwendungsgebiete von Botulinumtoxin
Botulinumtoxin findet in verschiedenen Bereichen Anwendung. Hier sind einige Beispiele:
Neurologie
Botulinumtoxin wird in der Neurologie zur Behandlung von Bewegungsstörungen wie Dystonien, Blepharospasmus (krampfhaftes Zusammenziehen der Augenlider), Hemifacialem Spasmus (einseitige Verkrampfung der Gesichtsmuskulatur), zervikaler Dystonie (Verkrampfung von Teilen der Halsmuskulatur mit Schiefhaltung) und Spastik nach Schlaganfall eingesetzt. Es kann auch bei erhöhter Speichelproduktion, beispielsweise bei Patienten mit Parkinson-Erkrankung, angewendet werden.
Ästhetische Medizin
In der ästhetischen Medizin wird Botulinumtoxin zur Behandlung von mimischen Gesichtsfalten wie Zornesfalten, Krähenfüßen und Lachfalten eingesetzt. Durch die Hemmung der Muskelkontraktion wird die darüberliegende Haut glatt und entspannt.
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Urologie
Botulinumtoxin wird zur Behandlung der Harninkontinenz infolge neurogener Detrusorhyperaktivität in Zusammenhang mit neurologischen Erkrankungen eingesetzt. Es kann auch bei der überaktiven Blase (OAB) verwendet werden, um den imperativen Harndrang zu reduzieren.
Weitere Anwendungsgebiete
Botulinumtoxin wird auch bei chronischer Migräne, übermäßigem Schwitzen (Hyperhidrose), Schmerzen am Bewegungsapparat und verschiedenen anderen Erkrankungen eingesetzt. Es gibt auch Studien zum Einsatz von Botulinumtoxin bei chronischen Spannungskopfschmerzen.
Wirkungsdauer und Nebenwirkungen
Die Wirkung von Botulinumtoxin ist vorübergehend und hält in der Regel etwa 3 bis 6 Monate an. Danach bildet sich die Nerven- und Muskelaktivität wieder vollständig zurück, und die Behandlung kann bei Bedarf wiederholt werden.
Generell sind unerwünschte Nebenwirkungen einer Botulinumtherapie selten und in der Regel reversibel. Einige mögliche Nebenwirkungen sind Rötung und Schwellung an der Injektionsstelle, Hämatome, Infektionen und Lähmungen (Paresen) der benachbarten Muskeln. Es ist wichtig, den Arzt über die Einnahme bestimmter Arzneistoffe zu informieren, da bestimmte Medikamente die Wirkung des Botulinumtoxins beeinflussen können.
Geschichte des Botulinumtoxins
Bereits Anfang des 19. Jahrhunderts beobachtete der schwäbische Arzt und Dichter Dr. Justinus Kerner tödliche Vergiftungen, die mit Muskellähmungen und einem trockenen Mund begonnen hatten. Er fand heraus, dass sich das Gift vor allem in nicht ausreichend geräuchertem Schinken oder zu kurz gekochten Würsten entwickelt. Kerner spekulierte 1822, ob man das Gift in kleinen Mengen vielleicht zur Therapie einsetzen könnte.
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Ende des 19. Jahrhunderts fand der belgische Mikrobiologe Emile Pierre van Ermengem bei einer Lebensmittelvergiftung ein Bakterium sowohl in den Organen der Verstorbenen als auch im verzehrten Schinken. Während das Tetanusbakterium (Clostridium tetani) mit seinem Gift Muskelkrämpfe verursacht, bewirkt Botulinumtoxin genau das Gegenteil: Es schwächt und entkrampft damit Muskeln.
Die ersten klinischen Anwendungen erfolgten vor circa 50 Jahren durch einen amerikanischen Augenarzt, welcher das Toxin zur Schwächung von Muskeln beim Schielen einsetzte. Das erste zugelassene Präparat erschien 1989.
Toxikologie und Botulismus
Die krankmachende Wirkung geht von einem Gift aus, welches in verschiedenen Untertypen von dem Bakterium, dem Clostridium botulinum, produziert wird. Das Bakterium selber ist prinzipiell harmlos, es handelt sich also nicht um eine Infektion, sondern um eine Vergiftung. Die Erkrankung bei Vergiftung nennt man Botulismus. Sie ist in Europa selten, beginnt mit Lähmungen und ist anfangs schwer zu diagnostizieren. Unbehandelt ist sie in der Regel rasch tödlich, man erstickt bei vollem Bewusstsein. Durch eine Behandlung mit Antiseren können mehr als 90 Prozent der Betroffenen erfolgreich therapiert werden, die Lähmungen verbleiben aber teilweise über Monate.
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