Kde číhají neurotoxiny

Toxické látky nalezneme prakticky všude. Mnoho zcela běžných látek či sloučenin může být pro organizmus v určité dávce toxické. Nejedná se přitom jen o uměle vyrobené látky a sloučeniny, velké množství jedovatých látek je "čistě přírodního" původu. Látky, které poškozují nebo jinak negativně ovlivňují nervový systém, označujeme jako neurotoxiny. Jde o velmi širokou a různorodou skupinu různých látek a sloučenin. S řadou z nich se setkáváme v běžném životě a jejich neurotoxický potenciál si možná ani neuvědomujeme. V tomto článku si představíme alespoň základní přehled neurotoxických látek a poodhalíme tajemství jejich různorodého účinku.

Toxické látky či jedy jsou látky, které v organizmu způsobují svým (toxickým) účinkem patologické změny. Jak již bylo v úvodu naznačeno, samotná toxicita látky je dána především jejím množstvím (dávkou) – neboť i řada látek, které jsou jinak pro organizmus zcela běžné a nezbytné (například i obyčejný chlorid sodný NaCl) může v abnormálně vysokých dávkách na organizmus působit toxicky (Prokeš, 2005). Jiné látky, například bakteriální jed botulotoxin, jsou extrémně toxické, což znamená, že již velmi malá dávka má pro organizmus závažné patologické následky (Krhut, 2006).

S ohledem na variabilitu a závažnost účinků různých jedů rozdělujeme toxicitu na toxicitu akutní a toxicitu chronickou. S akutní toxicitou jsou spojené ty látky, u kterých již jednorázové podání způsobí v organizmu zřetelný patologický následek. Naopak chronickou toxicitu způsobují látky, které jednorázově organizmus nepoškodí, ale účinky chronické (opakované) expozice mají na organizmus kumulativně-negativní účinek, který se ovšem klinicky může projevit až s výrazným časovým odstupem (měsíce, ale i roky) od úplně první expozice. Stejná látka samozřejmě může působit na organizmus toxicky akutně i chronicky. (Prokeš, 2005).

Neurotoxiny jsou širokou a různorodou skupinou různých jedů, které spojuje patologický účinek na nervovou tkáň. Mechanizmus jejich účinků je různý. Některé z nich se vyznačují akutní neurotoxicitou (například silné neurotoxiny některých „jedovatých“ obratlovců), jiné jsou naopak nebezpečné svým plíživým – chronicko-toxickým účinkem, jako například některé kovy (Bane et al., 2014; Wright a Baccarelli, 2007). Určité toxiny mají na organizmus smíšený účinek a neurotoxicita představuje jen část jejich (toxických) účinků. Pojďme si alespoň v krátké exkurzi ukázat, kde všude mohou číhat neurotoxiny a jak vlastně účinkují.

Bakteriální neurotoxiny:

Celá řada bakterií produkuje látky, které je více či méně možné označit jako toxické. Některé známé a závažné projevy vybraných bakteriálních infekcí (například těžké průjmy u cholery) jsou způsobeny výhradně bakteriálními toxiny. Pokud jde o neurotoxiny, pak ty nejpotentnější produkují anaerobní bakterie rodu Clostridium.

Nejznámějším producentem botulotoxinu je bakterie druhu Clostridium botulinum. Obdobný toxin ale produkuje vícero druhů clostridií, např. C. butyricum či C. barati. Botulotoxin je neurotoxin s účinkem na periferní nervový systém – konkrétně na nervosvalové ploténky. Jde o jeden z nejpotentnějších toxinů vůbec. Botulotoxin inhibuje uvolnění acetylcholinu do nervosvalové ploténky, čímž je inhibován celý přenos vzruchu. A to nejen v rámci kosterního svalstva, ale například i přenos vzruchu v autonomním (vegetativním) nervovém systému. Anaerobní clostridia se vyskytují jako součást střevní mikroflóry různých živočichů, jejichž trus pak potenciálně může kontaminovat potravu. Otrava botulotoxinem nastává po konzumaci nedostatečně tepelně upravených masných výrobků, špatně vyrobených či uchovávaných konzerv, nebo třeba i kompotů či zavařenin. Projevuje se rozvíjející svalovou slabostí, bolestmi hlavy a při závažné otravě i poruchami vegetativního nervového systému (například suchem v ústech, retencí moči apod.). Botulotoxin má své zastoupení i v medicíně, používá se například jako prostředek k léčbě patologických svalových spazmů (Krhut, 2006; Goonetilleke a Harris, 2004).

Druhý významný bakteriální neurotoxin je široce známý. Jde o tetanospasmin, produkovaný bakterií Clostridium tetani - původcem tetanu. Také v případě tetanu je hlavním patologickým faktorem samotný toxin. Právě před tímto toxinem nás ostatně chrání i celoplošné očkování. Tetanospasmin blokuje uvolňování inhibičních neurotransmiterů v nervovém systému (příkladem je glycin nebo GABA). Tím dochází k oslabení "tlumení" a naopak zvýšení svalového napětí - tonu. Typickými projevy tetanu je pak tuhnutí šíje, zvýšení tonu kosterního svalstva, svalové spazmy, onemocnění může vést až ke smrti z důvodu paralýzy kosterního svalstva. Člověk se nejčastěji nakazí skrze ránu znečištěnou např. zeminou, neboť právě v zemi se mohou nacházet spory C. tetani, které jinak rovněž žije v zažívacím traktu některých zvířat (Goonetilleke a Harris, 2004).

Kovy:

Mezi důležité příklady neurotoxických látek patří také některé kovy. Toxicita se projevuje většinou jako následek chronické expozice, ve vybraných případech může být tato toxicita i akutní.

Neurotoxicita rtuti je typická především pro určité sloučeniny - methylrtuť, ethylrtuť či diethylrtuť. Intoxikace rtutí se objevuje například ve východní Asii a je spojena s konzumací rtutí kontaminovaných ryb. Choroba se označuje jako "Minamata disease" a projevuje se výraznými neurologickými (ataxie, poškození zraku a sluchu) a psychickými poruchami (Prokeš, 2005; Wright a Baccarelli, 2007).

Olovo je známé svými toxickými účinky, zejména následkem dlouhodobé kumulace v těle. Neurotoxicita je způsobena ukládáním olova v centrálním nervovém systému a periferních nervech, projevem je například apatie i bolesti svalů. Olovo je ovšem toxické i pro mnoho dalších orgánových systémů. Dnes je nejčastější příčinou otravy olovem především průmyslová expozice (Wright a Baccarelli, 2007; Sanders et al., 2009).

Dále je v této souvislosti zmiňován mimo jiné také hliník, intoxikace solemi hliníku se může projevit například poruchami koordinace.  Zkoumána je také úloha hliníku při vzniku Alzheimerovy choroby (Bondy, 2010).

Mezi další neurotoxické kovy pak patří nikl, kadmium a mangan (Wright a Baccarelli, 2007).

Jedovatí živočichové:

Mnoho živočichů produkuje silné toxické látky. Mezi obratlovci je známá například ryba fugu (z rodu čtverzubců), která obsahuje tetrodotoxin. Tento jed blokuje sodíkové kanály na membráně buněk, na lidský organizmus má komplexní a letální účinky, neurotoxicita se projevuje ztrátou citlivost a svalovou slabostí (Bane et al., 2014).

Z řad členovců uveďme například chlorotoxin který produkuje štír druhu Leiurus quinquestriatus. Tento jed působí opět na buněčné iontové kanály, konkrétně pro chlorové ionty. Blokace těchto kanálů zcela paralyzuje motorickou aktivitu zasaženého jedince (Lyons et al., 2002).

Jako blokátory iontových kanálů působí i jiné jedy dalších živočichů, například vybraných tropických žab či mořských korýšů (Ehler a Latta,  2010).

Chemické látky:

Existuje mnoho látek užívaných v průmyslu či zemědělství, které mají potenciální (akutní či chronické) neurotoxické účinky. Například některé insekticidy či herbicidy obsahují (či donedávna ještě obsahovaly) jedny z nejsilnějších neurotoxinů vůbec - organofosfáty. Organofosfáty inhibují enzym cholinesterázu, která ruší účinek acetylcholinu na nervosvalové ploténce. Tím zapříčiní trvalý svalový stah, který vede ke svalovým křečím a paralýze intoxikované osoby. Organofosfáty jsou pro svůj toxický účinek také využívány jako bojové chemické látky (Prokeš, 2005).

Významný neurotoxický potenciál mají například organická rozpouštědla. Mají schopnost postupně se kumulovat v centrálním nervovém systému a jeho tkáň (zejména v souvislosti s dlouhodobou - chronickou expozicí) tak poškozovat. Chronická neurotoxicita se projeví neurologickými i psychologickými obtížemi. V riziku jsou osoby přicházející s těmito látkami do každodenního kontaktu, například v průmyslu, nebo také narkomani, kteří se účinkům těchto látek vystavují dobrovolně (hrozí i riziko akutní toxicity) (Ehler a Latta,  2010).

Výčet by nebyl úplný, kdybychom pominuli možný neurotoxický účinek některých léčiv. Neurotoxické projevy jsou například jedním z nežádoucích účinků užívání antiaritmika Amiodaronu, neurotoxické projevy má (vzhledem k výrazné celkové toxicitě pro organizmus) také řada látek ze skupiny cytostatik (Prokeš, 2005; Ehler a Latta,  2010).

A na závěr bychom my všichni neměli zapomínat, že významným a široce dostupným neurotoxinem je alkohol.

Autor: MUDr. Antonín Šípek

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Literatura:

• Bane, V., Lehane, M., Dikshit, M. (2014) Tetrodotoxin: chemistry, toxicity, source, distribution and detection. Toxins (Basel). 6(2):693-755.
• Bondy, S.C. (2010) The neurotoxicity of environmental aluminum is still an issue Neurotoxicology. 31(5):575-81.
• Ehler, E., Latta, J. (2010) Toxické neuropatie. Neurol. prax. 11(4):221–224.
• Goonetilleke, A., Harris, J.B. (2004) Clostridial neurotoxins. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 75 Suppl 3:iii35-9.
• Krhut, J. (2006) Botulotoxin – struktura, mechanizmus účinku a klinické použití. Urolog. pro Praxi. 5:278–282
• Lyons, S.A., O'Neal, J., Sontheimer, H. (2002) Chlorotoxin, a scorpion-derived peptide, specifically binds to gliomas and tumors of neuroectodermal origin. Glia. 39(2):162-73.
• Prokeš, J. (2005) Základy toxikologie. Galén, Praha, 248s.
• Sanders, T., Liu, Y., Buchner, V. et al. (2009) Neurotoxic effects and biomarkers of lead exposure: a review. Rev Environ Health. 24(1):15-45.
• Urban, P., Pelclová, D. (2010) Chronická toxická encefalopatie způsobená organickými rozpouštědly. Neurol. prax. 11(4):217–220.
• Wright, R.O., Baccarelli, A. (2007) Metals and neurotoxicology. J Nutr. 137(12):2809-13.