Տետանոտոքսին

**Տետանոտոքսին** (TeNT), չափազանց հզոր նեյրոտոքսին, որը արտադրվում է Տետանուսի կլոստրիդիում (*Clostridium tetani*) բակտերիայի վեգետատիվ բջջի կողմից՝ անաերոբ պայմաններում և հանգեցնում է փայտացման։ Դրանք սովորաբար հանդիպում են հողային միջավայրում, սակայն այնտեղ կլոստրիդիաների գործառույթը հայտնի չէ։ Թույնը հայտնի է նաև հետևյալ անվանումներով՝ սպազմոգեն թույն, տենտոքսիլիզին, տետանոսպազմին կամ տետանուսի նեյրոթույն։

Այս թույնի միջին մահաբեր դոզան (LD₅₀) գնահատվել է մոտավորապես 2.5–3 նգ/կգ,  ինչը այն դարձնում է աշխարհում երկրորդ ամենամահաբեր հայտնի թույնը՝ զիջելով միայն հարակից բոտուլոտոքսինին (LD₅₀՝ 2 նգ/կգ): Այնուամենայնիվ, այս տվյալները ստացվել են բացառապես մկների վրա կատարված փորձերի արդյունքում և հնարավոր է, որ մարդկանց և այլ կենդանիների պատսխան արձագանքը տոքսինին տարբերվի։

Բացի այդ, *Clostridium tetani*–ն արտադրում է նաև էկզոթույն՝ տետանոլիզին, որը հեմոլիզին է և առաջացնում է հյուսվածքների քայքայում:

## Տարածում
Տետանոտոքսինը տարածվում է հյուսվածքային միջավայրերով՝ անցնելով ավշային և արյունատար համակարգեր։ Այն ներթափանցում է նյարդային համակարգ նյարդամկանային միացումների մակարդակում, և դինեինների մասնակցությամբ իրականացվող հետադարձ (ռետրոգրադ) ակսոնալ տրանսպորտի միջոցով շարժվում է նյարդային ցողուններով դեպի կենտրոնական նյարդային համակարգ (ԿՆՀ):

## Կառուցվածք
Տետանոտոքսին սպիտակուցը ունի 150 կԴա մոլեկուլային զանգված։ Այն տրանլյացիայի է ենթարկվում tetX գենից որպես մեկ ամբողջական սպիտակուց, որը հետագայում ճեղքվում է երկու մասի՝ 100 կԴա ծանր կամ B-շղթայի և 50 կԴա թեթև կամ A-շղթայի։ Շղթաները միմյանց հետ կապված են դիսուլֆիդային կապով։
* B-շղթան կապվում է նեյրոնային թաղանթի դիսիալոգանգլիոզիդների (GD2 և GD1b) հետ և պարունակում է տրանսլոկացիոն դոմեն, որը նպաստում է սպիտակուցի անցմանը թաղանթով և դրա ներթափանցմանը նեյրոնի մեջ։
* A-շղթան, որը M27 ընտանիքին պատկանող ցինկային էնդոպեպտիդազ է, գրոհում է վեզիկուլների հետ կապված թաղանթային սպիտակուց՝ VAMP–ին։

Այս սպիտակուցը կոդավորող tetX գենը տեղակայված է PE88 պլազմիդի վրա:

Կապող դոմենի և պեպտիդազային դոմենի մի քանի կառուցվածքներ որոշվել են ռենտգենյան կրիստալոգրաֆիայի մեթոդով և ներառված են PDB տվյալների բազայում:

## Ազդեցության մեխանիզմ
TeNT-ի ազդեցության մեխանիզմը կարելի է բաժանել և քննարկել հետևյալ փուլերով՝
;Փոխադրում
:# Պերիֆերիկ նեյրոններում սպեցիֆիկ կապում
:# Հետադարձ (ռետրոգրադ) ակսոնալ տրանսպորտ դեպի ԿՆՀ-ի ինհիբիտոր ինտերնեյրոններ
:# Տրանսցիտոզ ակսոնից դեպի ինհիբիտոր ինտերնեյրոններ
;Ազդեցություն
:# Ջերմաստիճանի և pH-ի ազդեցությամբ թեթև շղթայի տեղափոխում ցիտոզոլ
:# Կտրելով կապը թեթև և ծանր շղթաների միջև դիսուլֆիդային կամրջի վերականգնում թիոլների 
:# Սինապտոբրևինի ճեղքում −Gln⁷⁶–Phe⁷⁷ կապի մակարդակում

Առաջին երեք փուլերը նկարագրում են տետանուտոքսինի անցումը ծայրամասային նյարդային համակարգից դեպի ԿՆՀ, որտեղ այն ներծծվում է և իրականացնում է իր վերջնական ազդեցությունը։ Վերջին երեք փուլերը ներկայացնում են այն կենսաքիմիական փոփոխությունները, որոնք անհրաժեշտ են նեյրոտոքսինի վերջնական ազդեցության իրականացման համար։

Տրանսպորտը դեպի ԿՆՀ ինհիբիտոր ինտերնեյրոններ սկսվում է այն բանից, որ B-շղթան միջնորդում է TeNT-ի նեյրոսպեցիֆիկ կապումը նյարդային վերջույթի թաղանթին։ Այն կապվում է GT1b պոլիսիալոգանգլիոզիդներին՝ *Clostridium botulinum* նեյրոթույնի նմանությամբ։ Բացի այդ, այն կապվում է նաև մեկ այլ՝ քիչ ուսումնասիրված, GPI-խարսխված սպիտակուցային ռեցեպտորի հետ, որը ավելի սպեցիֆիկ է TeNT-ի համար: Երկու ռեցեպտորներն էլ՝ գանգլիոզիդը և GPI-խարսխված սպիտակուցը, տեղակայված են լիպիդային միկրոդոմեններում և երկուսն էլ անհրաժեշտ են TeNT-ի սպեցիֆիկ կապման համար: Կապումից հետո նեյրոթույնը էնդոցիտոզի միջոցով ներթափանցում է նյարդային վերջույթներ և սկսում է տեղափոխվել ակսոնով դեպի ողնուղեղային նեյրոններ։ Հաջորդ փուլը՝ տրանսցիտոզը ակսոնից դեպի ԿՆՀ-ի ինհիբիտոր ինտերնեյրոններ TeNT-ի ազդեցության ամենաքիչ ուսումնասիրված փուլերից մեկն է։ Ներգրավված են առնվազն երկու ուղիներ՝ մեկը հիմնված է սինապսային վեզիկուլ 2-ի (SV2) վերամշակման համակարգի վրա, իսկ մյուսը՝ անկախ է դրանից:

Երբ վեզիկուլը գտնվում է ինհիբիտոր ինտերնեյրոնի ներսում, դրա տրանսլոկացիան միջնորդվում է pH-ով և ջերմաստիճանով, մասնավորապես՝ վեզիկուլի ներսում ցածր (թթվային) pH-ով և ֆիզիոլոգիական նորմալ ջերմաստիճանով: Թույնի դեպի ցիտոզոլ տեղափոխումից հետո տեղի է ունենում դիսուլֆիդային կապի քիմիական վերականգնում՝ թիոլների առաջացմամբ, հիմնականում NADPH–թիոռեդոքսին ռեդուկտազա–թիոռեդոքսին ֆերմենտային համակարգի միջոցով։ Արդյունքում թեթև շղթան ազատվում է և կարողանում է ճեղքել սինապտոբրևինի Gln⁷⁶–Phe⁷⁷ կապը: Սինապտոբրևինի ճեղքումը ազդում է լուծելի NSF կցման սպիտակուցի (SNARE) միջուկի կայունության վրա՝ խոչընդոտելով դրա անցումը ցածր էներգետիկ կոնֆորմացիայի, որը հանդիսանում է NSF–ի կապման թիրախ: Synaptobrevin is an integral V-SNARE necessary for vesicle fusion to membranes. Սինապտոբրևինը հանդիսանում է կարևոր V-SNARE սպիտակուց, որը անհրաժեշտ է վեզիկուլների թաղանթային միաձուլման համար։ TeNT-ի վերջնական թիրախը սինապտոբրևինի ճեղքումն է, որը նույնիսկ փոքր չափաբաժնով խաթարում է ինհիբիտոր ինտերնեյրոններից նեյրոմեդիատորների էքզոցիտոզը։ Ինհիբիտոր նեյրոմեդիատորների՝ γ-ամինոկարագաթթվի (GABA) և գլիցինի արտազատման արգելակումը հանդիսանում է TeNT-ի առաջացրած ֆիզիոլոգիական ազդեցությունների անմիջական պատճառը: GABA-ն արգելակում է մոտոր նեյրոնները, և դրա արգելակման հետևանքով տետանուսի թույնը առաջացնում է արտահայտված սպաստիկ կաթված:  A-շղթայի ազդեցությունը նաև խանգարում է ախտահարված նեյրոնների կողմից խթանիչ նեյրոմեդիատորների, արտազատմանը՝ սինապտոբրևին 2 սպիտակուցի քայքայման միջոցով: Այս համակցված ազդեցության արդյունքում նույնիսկ նվազագույն զգայական գրգռիչները առաջացնում են մկանների վտանգավոր գերճնշում, քանի որ մոտոր ռեֆլեքսների արգելակումը խափանվում է, ինչի հետևանքով առաջանում են ագոնիստ և անտագոնիստ մկանախմբերի համընդհանուր կծկումներ, որոնք կոչվում են «տետանիկ սպազմ»։

## Կլինիկա
Փայտացման կլինիկական դրսևորումները պայմանավորված են այն հանգամանքով, որ տետանոտոքսինը արգելակում է ինհիբիտոր նյարդային ազդակները՝ խանգարելով նեյրոմեդիատորների արտազատմանը, այդ թվում՝ գլիցինի և γ-ամինոկարագաթթվի (GABA)։ Այս ինհիբիտոր նեյրոմեդիատորները սովորաբար արգելակում են α-մոտոր նեյրոնները։ Ինհիբիցիայի նվազման պայմաններում α-մոտոր նեյրոնների հանգստյան ակտիվության հաճախականությունը բարձրանում է, ինչի արդյունքում զարգանում են մկանային կարկամություն, անարգել մկանային կծկումներ և սպազմեր։

Բնորոշ կլինիկական նշաններն են risus sardonicus-ը (կոշտ, ֆիքսված ժպիտ), տրիզմերը (հայտնի որպես «փակված ծնոտ») և օպիսթոտոնուսը (կոշտ, աղեղաձև հետ թեքված մարմին)։ Կարող են առաջանալ նաև ցնցումներ: Հնարավոր է  նաև որ ինքնավար նյարդային համակարգի ախտահարումը։

Տետանոսպազմինը կարծես կանխում է նեյրոմեդիատորների արտազատումը՝ սելեկտիվ կերպով ճեղքելով սինապսային վեզիկուլների մի բաղադրիչ՝ սինապտոբրևին II-ը: Ինհիբիցիայի կորուստը ազդում է նաև ողնուղեղի կողմնային գորշ նյութում գտնվող սիմպաթիկ պրեգանգլիոնար նեյրոնների վրա՝ առաջացնելով սիմպաթիկ գերակտիվություն և շրջանառվող կատեխոլամինների բարձր մակարդակներ։ Արդյունքում կարող են զարգանալ զարկերակային հիպերտենզիա և տախիկարդիա՝ փոխարինվելով հիպոտենզիայով և բրադիկարդիայով:

Տետանիկ սպազմերը կարող են դրսևորվել օպիսթոտոնուսի բնորոշ ձևով և լինել այնքան ծանր, որ առաջացնեն երկար խողովակային ոսկրերի կոտրվածքներ։ Կարճ նյարդերն առաջինն են ենթարկվում արգելակման, ինչի հետևանքով ի հայտ են գալիս դեմքի և ծնոտի վաղ բնորոշ ախտանշանները՝ սարդոնիկ ժպիտը(risus sardonicu) և տրիզմերը («lock-jaw»)։

## Իմունիտետ և պատվաստում
Իր ծայրահեղ բարձր թունավորության պատճառով տետանոսպազմինի նույնիսկ մահաբեր դոզան կարող է բավարար չլինել իմունային պատասխան առաջացնելու համար։ Այդ պատճառով բնական ճանապարհով ձեռք բերված փայտացման վարակը սովորաբար չի ապահովում իմունիտետ հետագա վարակների նկատմամբ։ Փոխարենը կիրառվում է իմունիզացիան (որը մշտական չէ և պահանջում է պարբերական կրկնակի պատվաստումներ), որի ընթացքում օգտագործվում է թույնից ստացված՝ ավելի քիչ վտանգավոր տոքսինը, ինչպես փայտացման պատվաստանյութում և որոշ համակցված պատվաստանյութերում (օրինակ՝ ԱԴՓ)։

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն

* 
* 
* 
* 

Կատեգորիա:Bacterial toxins
Կատեգորիա:EC 3.4.24
Կատեգորիա:Membrane channels
Կատեգորիա:Neurotoxins
Կատեգորիա:Proteins
Կատեգորիա:Tetanus
Կատեգորիա:Թույներ
Կատեգորիա:Նեյրոտոքսիններ
Կատեգորիա:Սպիտակուցներ