Botoks tıpta ve dişhekimliğinde nöromüsküler aktiviteyi belirli süreler bloke ederek çeşitli endikasyonlarda tedavi ya da kozmetik amaçlar ile kullanılan ve Clostridium Botulinum adlı bakteriden elde edilen bir toksindir. Botoks (BTX) adı botulinum ve toksin sözcüklerinin ilk hecelerinden türetilmiştir. BTX nöromüsküler snapsta asetilkolin salımını belirli bir süre engelleyip reversibl paralizi ile etkisini gösterir. Nöromüsküler etkisi dışında ter bezlerinde antikolinerjik etkisi rutin tedavilerde kullanılmakta, ayrıca vücut genelinde analjezik-antienflamatuar etkileri de saptanmış olup etki mekanizmaları araştırılmaktadır.
Toksikoloji
Clostridium botulinum toksinleri ısıya duyarlı, sıcaklığa dayanıksız, suda çözünebilen asitlere dirençli yüksek moleküllü proteinlerdir. Kaynama derecesinde birkaç saniyede tahrip olurlar. 80ºCde, 6 dakikada ve 72ºCde, 12 dakikada tamamen inaktif hale geçerler. Buna karşın BTX bilinen en kuvvetli biyolojik toksinlerdir. İnsan için bilinen en zehirli madde olan BTX, kilogram başına 0,001 mikrogram uygulanması öldürücü olabilmektedir. BTX en çok bilinen zehirlerden olan VX maddesinden 15.000 kez, sarin gazından 100.000 kez daha güçlü bir zehirdir. Tetanoz toksininden dört kat, kürardan 1×10¹°, sodyum siyanitten 100×10¹° kat daha öldürücü olarak bulunmuştur. Deneysel çalışmalarda çalışılan hayvanların %50sinin ölümü için hayvanın kg başına 0.001mikrogram BTX verilmesinin yeterli olduğu bildirilmiştir Bir gramı bile uygun şekilde etrafa yayılmış ise bir milyondan fazla insanın ölümüne neden olabilir. BTX aktivitesini ölçebilmek için mouse unit (MU), median letal doz (LD50) ve internasyonal ünit (IU) ya da ünit (U) birimleri kullanılmaktadır. MU, 18-20grlık dişi İsviçre Webster türü fare grubuna yapılan intraperitoneal BTX enjeksiyonu ile farelerin %50sini öldürebilen doz olarak tanımlanmaktadır. BTX ticari preparatları değişik saflıklarda ve farklı flakon dozajlarında olduklarından etkili dozları U cinsinden verilse de dozajlar üniversal değildir. Diğer bir deyişle U bazında verilen örneklemeleri veya prospektüs bilgilerini her preparat için ayrı değerlendirmek gerekir. Botox adlı ticari BTX-A preparatı ile yapılan çalışmalara toksinin insanlar için median letal dozu (LD50) yaklaşık 2500-3000IU Botox olarak hesaplanmıştır (ör: 70kg ağırlığında bir kişi için LD50 dozu 2800U Botox’dur). Fasiyal bölge işlemleri için tedavi dozunun ortalama 60U Botox olduğu düşünülecek olursa LD50‘nin yaklaşık 1/50U olduğu dolayısıyla güvenli bir terapötik indeksi olduğu bildirilmiştir. Botulinum zehirlenmeleri tipik olarak Clostridium botulinum sporlarının gıda üretimi sırasında canlı kalması, zamanla bunların germinasyonu, gelişmeye bağlı olarak nörotoksinlerin salgılanması ve bunların tüketimi ile hastalığın ortaya çıkışı tipik bir intoksikasyon tipi zehirlenme olarak bilinmekle beraber gıda maddesindeki sporların vejetatif hale geçmeden bağırsağa ulaşması, burada vejetatif forma geçmesi ve burada toksin oluşturması şeklindeki zehirlenmelere bebeklerde ve bazı erginlerde rastlanılmaktadır.(16)
BTXun immünolojik olarak 8 ayrı toksinini oluşturan (A,B,C1,C2 ,D E,F,G) 8 ayrı serotipi bulunmaktadır. Etki mekanizmaları tüm botulinum toksin serotipleri için benzerdir. BTX bir proteaz enzimi olarak görev yapmakta ve organizmanın logaritmik gelişme evresinde sentezlenerek hücre içinde birikmekte, bu dönemin sonunda liziz sonucu ortama geçmektedir. BTXun hedefi hücre duvarında bulunan ve membranların birleşmesinden sorumlu olan soluble N-ethyl maleimide-sensitive factor attachement proteine receptor (SNARE) proteinleridir. BTX, 150kD molekül ağırlığında, birbirine disülfid bağı ile bağlı çift zincirden oluşan çinko endopeptididir (resim 1). BTX endopeptidi, çinko bağlayıcı metalloendoproteaz içeren ve molekül ağırlığı 100.000kD olan ağır zincir ve molekül ağırlığı 50.000kD olan hafif zincirden oluşmaktadır. Ağır zincirde, kolinerjik sistem terminaline afiniteden ve presinaptik reseptörlerin aracılık ettiği hücreye bağlanmadan sorumlu C terminali ve toksinin hücre içinde yer değiştirmesini ve hafif zincirin endozomal membrana geçişini sağlayan N terminalleri bulunmaktadır. BTXun hafif zinciri intrasellüler etkili nörotoksin parçasını oluşturur ve SNARE proteinlere bağlanarak bu proteinlerin bir veya bir kaçını parçalayıp snapsta asetilkolin salınımını önleyerek ve kasta geri dönüşümlü paraliz yapar (resim 2). BTX serotipleri moleküler ağırlık ve yapısal özellik olarak birbirine benzese de farklı antijenik özellik göstermektedirler. İnsanlarda A, B, E, F tipleri, hayvanlarda ise C ve D tipleri toksine neden olmaktadır. G tipi ise toksine neden olmamaktadır. Klinik kullanımı en sık olan BTX-A preparatı SNAP-25e bağlanarak etkisini gösterir.(16,31)
1-BTX öncesi: akson kas lifi üzerindedir,
2- bağlama (binding): BTX sinir terminaline bağlanır,
3-içeri alma (internalizasyon): BTX reseptör-ortamlı endositosis ile içeri alınır,
4-blokaj: hafif zincir SNAP-25’e bağlanarak parçalar ve nöroileti vezikülünün füzyonunu durdurarak asetil kolin salınımına engel olur,
5-aksonal filizlenme (nevre sprouting): uygulamadan 4-12 hafta sonra nöral terminal uzayarak kollateral aksonal filizlenme ile yeni sinir terminalleri oluşur ve sinir iletisi tekrar başlar.
BTX-A preparatı Botox için nöromüsküler iletinin tekrar başlaması ve asetilkolin salınımı için tekrar geçen süre 3-6 ay olarak bulunmuştur. C serotipi de A serotipine benzer ancak diğer serotipler daha kısa süre etkilidir. Etki süreleri üzerinde dilüsyon öncesi saklanma şartları, raf ömrü, dilusyon konsantrasyonu ve sonrasında saklanma koşulları-tazeliği ile dozaj ve toplamda uygulanan BTX miktarının tesiri vardır.