yume ga areba michi wa aru

sebesar apapun mimpimu pasti ada jalan keluarnya

MEKANISME BOTULINUM TOKSIN

2 Komentar

Seorang Dokter dan penyair Jerman, Justinus Kerner menamakan Botulinum toksin pada 1820 sebagai “Sausage poison” (racun sosis), karena bakteri ini menyebabkan keracunan akibat tumbuh di olahan daging yang jelek penanganannya. Beliau merupakan orang pertama yang mengemukakan ide penggunaan botulinum toxin sebagai alat terapi. Tahun 1895 Emile Van Ermengem pertama kali mengisolasi bakteri Clostridium botulinum yang memproduksi toksin botulinum. Kemudian tahun 1944 Edward Schantz membiakkan Clostridium botulinum dan mengisolasi racunnya dan baru kemudian 1949 kelompok Burgen menemukan bahwa racun botulinum menghambat transmisi syaraf otot.
Saat ini racun botulinum yang telah dimurnikan dimanfaatkan untuk terapi kecantikan, terapi mata juling (strabismus), (blepharospasm) dan sakit otot (myofascial) pada atlet.

Gambar 1. Wanita yang terkena blepharospasm
Gambar 1 paling kiri menunjukkan mata yang sulit untuk dibuka karena kontraksi otot yang abnormal. Di pusat pengobatan sebelum disuntik, dia menggunakan jarinya untuk menjaga agar matanya tetap terbuka. Kemudian gambar terakhir adalah keadaan mata setelah disuntik, kelopak mata dapat tetap terbuka tanpa kesulitan.

Clostridium Botulinum

Gbr 2. C. botulinum

Bakteri botulinum ditemukan dimana-mana, dalam tanah, sedimen didasar laut, usus dan kotoran binatang. Clostridium botulinum adalah bakteri anaerobik, gram positif, membentuk spora, berbentuk batang dan relatif besar. Spora bakteri dapat terhirup atau termakan, atau dapat meng-infeksi luka terbuka. Walaupun demikian bakteri dan sporanya tidak berbahaya. Botulism, keadaan lumpuh, disebabkan oleh racun yang diproduksi oleh bakteri, yang berarti korban tidak terinfeksi tetapi keracunan botulism.
Racun ini mungkin adalah zat yang diketahui secara akut paling beracun, dengan dosis mematikan 200-300 pg/kg, yang berarti bila melebihi 100 gram dapat membunuh setiap manusia didunia. (sebagai gambaran racun tikus Strychine, kadang disebut sebagai racun yang sangat beracun memiliki LD50 1 mg/kg atau 1 milyar pg/kg ).
Terdapat tujuh strain botulism, masing masing memproduksi protein yang berpotensi sebagai neurotoxin. Tipe A, B, E dan F menyebabkan botulism pada manusia. Tipe C-alpha menyebabkan botulism pada unggas domestik dan liar. Tipe C-beta dan D menyebabkan botulism pada ternak. Tipe ketujuh dari botulism, strain G, telah diisolasi dari contoh tanah, tetapi jarang dan belum menunjukkan hubungan yang menyebabkan botulism manusia atau binatang.
Tipe A dan beberapa tipe B dan tipe F mendekomposisikan protein binatang dan menyebabkan bau dari makanan yang membusuk, dan daging busuk. Tipe E dan beberapa tipe B,C, D dan F tidak proteolytic (mereka tidak mencerna protein binatang). Ketika muncul, tipe botulism ini tidak dapat terdeteksi dengan bau yang kuat.
Bakteri clostridium merupakan bakteri yang heat resistant dan dapat bertahan dari perebusan yang lama. Untuk menghancurkan spora yang ada, makanan harus dipanaskan hingga temperatur 120oC atau lebih, seperti dalam penggunaan pressure cooker.
Racun yang diproduksi oleh bakteri dapat dihancurkan oleh panas. Untuk menghancurkan toxin yang bersumber dari makanan, makanan harus dipanaskan hingga 85oC atau lebih selama lima menit, atau merebus sedikitnya selama 10 menit.

Vektor
Clostridium tersebar luas di seluruh dunia. Botulinus terdapat dalam bentuk bakteri dan spora didalam tanah, sedimen dilaut, permukaan buah dan sayur, di usus mamalia dan ikan dan di insang dan vixcera dari kerang-kerangan, kepiting.
Karena spora botulinum, terdapat didalam tanah dan sedimen di dasar laut, Spora ini dapat berakhir di usus dari binatang yang memakan rumput dan ikan, kemudian memasuki rantai makanan manusia.
Hampir di beberapa makanan dengan pH rendah (4.6 atau kurang) dapat mendukung pertumbuhan bakteri dan kemudian memproduksi racun. Selain itu faktor yang dapat mendukung berkecambahnya spora adalah keadaan tanpa oksigen – anaerob, pH rendah tidak dapat menghancurkan atau menon-aktifkan racun yang telah dihasilkan. Kadar garam dibawah 7%, kandungan gula dibawah 50%, temperatur antara 4oC – 49oC atau temperatur ruangan, kadar kelembaban yang tinggi, sedikitnya kompetisi dengan bakteri flora.
Manusia baik itu dewasa maupun bayi, biasanya menghirup spora, tetapi jarang terkena efeknya. Hal ini dapat dikarenakan sistem kekebalan tubuh yang menghancurkan spora sebelum mereka dapat tumbuh dan memproduksi racun. Botulism pada bayi disebabkan tertelannya bakteri itu, dan bukan tertelannya racun.
Terdapat tiga tipe keracunan menurut cara terjangkitnya:
Hampir seluruh kejadian (90%) terjadi karena buruknya makanan kaleng yang diawetkan. Botulism akibat makanan (Foodborne botulism) biasanya disebabkan oleh daging yang tercemar (termasuk seafood) dan sayuran kaleng.
Botulism pada bayi (Infant botulism) merupakan bentuk botulism yang paling umum. Disebabkan oleh menghirup spora bersamaan dengan partikel debu yang mikroskopis. Bagaimanapun sumbernya, anak-anak dibawah satu tahun belum memiliki sistem kekebalan yang baik dan belum memiliki protein penting didalam ususnya untuk menghancurkan spora bakteri. Spora berkecambah dan memproduksi racun (dalam usus besar) yang menambat pada sekeliling syaraf gerak, menyebabkan kelumpuhan dan dalam kasus ekstrem, meninggal.
Botulism pada luka (wound botulism) merupakan bentuk botulism yang paling jarang. Dapat terjadi ketika bakteri meng-infeksi luka (seperti luka koyak atau retaknya susunan tulang ) dan memproduksi racun in vivo. Spora tumbuh secara lokal (didalam luka) dan racun bersirkulasi melalui pembuluh darah untuk mencapai bagian lain dari tubuh. Jalan masuk spora pada luka dapat saja kecil dan terlihat tidak penting.

Gejala
Gejala biasanya terjadi setelah sehari memakan makanan, walaupun gejala dapat saja terlihat setelah 10 hari. Sebagian lemah dan lumpuh, pada umumnya mengeluh letih, mulut kering dan kesulitan untuk menelan.

Mekanisme
Bakteri botulinum akan berbahaya bila aktif secara metabolisme dan memproduksi racun botulinus. Dalam keadaan spora, botulinum tidak berbahaya. Panas dapat memungkinkan spora aktif dan berkecambah dan panas juga dapat membunuh bakteri lain yang menjadi saingan dengan Clostridium Botulinum dalam mendapatkan Host.
Toksin botulinum mempunyai persamaan struktur dan fungsi dengan toksin tetanus. Kedua-duanya adalah neurotoksin tetapi toksin botulinum mempengaruhi sistem saraf periferi karena memiliki afiniti untuk neuron pada persimpangan otot syaraf. Toksin ini disintesis sebagai rantai polipeptid tunggal (150,000 dalton) yang kurang toksik. Walau bagaimanapun setelah dipotong oleh protease, ia menghasilkan 2 rantai: rantai ringan (subunit A, 50,00 dalton) dan rantai berat (subunit B, 100,000 dalton) yang duhubungkan oleh ikatan dwisulfida.
Subunit A merupakan toksin paling toksik yang diketahui. Toksin botulinum ialah sejenis endopeptidase yang menghalang pembebasan asetilkolin pada pertemuan antara otot dengan saraf (myoneural junction). Ia adalah spesifik untuk bagian ujung saraf tepi/periferi pada tempat di mana neuron motor merangsang otot. Toksin ini bertindak seperti toksin tetanus dan memecahkan synaptobrevin, mengganggu pembentukan (dan pembebasan) vesikel yang mengandungi asetilkolin. Sel yang terpapar gagal membebaskan neurotransmiter (asetilkolin).
Apabila otot tidak menerima isyarat daripada saraf, ia tidak akan berkontraksi (contract). Ini menyebabkan paralisis (lumpuh) sistem motor.

Selama pertumbuhan C. Botulinum memproduksi sedikitnya tujuh racun yang berbeda, termasuk neurotoxin, enterotoxin, dan haemotoxin, termasuk beberapa racun yang dikenal paling berpotensial. Dalam kasus tertentu, satu strain dapat memproduksi lebih dari satu tipe racun.

Botulinum toxin terutama mempengaruhi sekeliling sistem syaraf, khususnya:
1. Ganglionic synapses
2. Post-ganglionic parasympathetic synapses
3. myoneural junction, akhir syaraf dimana syaraf bergabung dengan otot dan dimana racun memblok syaraf terminal gerak (motor nerve terminals)

Didalam tubuh neurotransmiter adalah pengirim pesan secara kimia yang digunakan oleh sel – sel syaraf untuk berkomunikasi satu dengan yang lain dan yang mana digunakan oleh sel sel syaraf untuk berkomunikasi dengan otot. Racun botulism mengakibatkan characteristic flaccid paralysis dengan memecah satu dari tiga protein yang dibutuhkan untuk melepaskan neurotransmitter hal ini memblokade pelepasan acetikolin dan kemampuan sel-sel syaraf untuk berkomunikasi.


Gambar 3. Pelepasan neurotransmitter secara normal
Dengan terblokadenya syaraf terminal oleh racun, syaraf tidak dapat mengirim sinyal kepada otot untuk berkontraksi. Pasien mengalami kelemahan atau kelumpuhan, biasanya dimulai dengan muka/wajah, kemudian tenggorokan, dada dan lengan. Ketika diaphragma dan otot dada terkena pengaruhnya, bernafas menjadi sulit, terhambat atau sepenuhnya lumpuh. Di beberapa kasus, pasien mati akibat asphyxia /sesak dada.
Racun botulinum beraksi dengan mengikat presynaptically kepada lokasi yang dikenal memiliki afinitas tinggi didalam terminal syaraf cholinergic dan menurunkan pelepasan acetylcholine, menyebabkan efek blokade syaraf otot. Mekanisme ini digunakan sebagai dasar untuk pengembangan racun ini sebagai alat terapi.


Gambar 4. Setelah terpapar racun Botulinum

Recovery terjadi ketika proximal axonal bertunas dan terjadi reinnervation otot dengan pembentukan pertemuan syaraf – otot (neuromuscular junction) yang baru.
Tipe racun botulinum dan lokasi target
1. BTX-A dan BTX-E memecah synaptosome-associated protein (SNAP 25), sebuah protein membran presynaptic dibutuhkan untuk penggabungan dari neurotranmitter yang mengandung vesikel.
2. BTX-B,BTX-D, dan BTX-F memecah vesicle-associated membrane protein (VAMP), juga dikenal dengan synaptobrevin.
3. BTX-C beraksi dengan memecah syntaxin, sebuah target protein membran.

Daftar Pustaka
http://www.ama-assn.org/ama/pub/category/4903.html
http://www.emedicine.com/sports/fulltopic/topic158.htm
http://www.emedicine.com/pmr/topic216.htm#section~mechanism_of_action
http://www.fda.gov/fdac/features/095_bot.html
http://pkukmweb.ukm.my/~danial/Mekanisme%20toksin.html
http://www.tarakharper.com/b_botuln.htm
http://textbookofbacteriology.net/clostridia.html

2 thoughts on “MEKANISME BOTULINUM TOKSIN

  1. Racun botulinum ini sepertinya juga dapat dimanfaatkan sebagai obat penekan sistem kerja syaraf, tentunya dengan dosis rendah. Bila sistem neurotransmiter bisa ditekan maka secara tidak langsung berfungsi untuk merelaksasikan sel-sel otot pada area tertentu. Bener nggak ya!??

  2. dapat digunakan untuk mengobati syaraf yang lumpuh, dengan adanya botox, syaraf akan membentuk junction baru…

    klo untuk kecantikan seperti yang digunakan oleh artis yang ingin wajah selalu terlihat segar seperti Krisdayanti, prosesnya dengan menghambat neurotransmiter sehingga otot selalu kencang, karena tidak berkontraksi.

    tentunya setelah dosisnya dibuat sangat-sangat dan sangat rendah sekali. klo ngga wah bisa2 mati deh..(sebagai gambaran racun tikus Strychine, kadang disebut sebagai racun yang sangat beracun memiliki LD50 1 mg/kg atau 1 milyar pg/kg , dengan hanya 200 pg/kg dah bisa membunuh orang)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s