Botulinumtoxin, ein neurotoxisches Protein, wird von dem Bakterium *Clostridium botulinum* produziert. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, die neuromuskuläre Übertragung zu blockieren, was zu Muskellähmungen führt. Der molekulare Wirkmechanismus des Botulinumtoxins lässt sich in mehrere Schritte unterteilen: 1. **Aufnahme in die Nervenzelle**: Botulinumtoxin gelangt durch Endozytose in die präsynaptische Nervenzelle. Es bindet an spezifische Rezeptoren auf der Zelloberfläche, insbesondere an die Synaptotagmin- und Gangliosid-Rezeptoren, was die Aufnahme des Toxins in die Zelle ermöglicht. 2. **Intrazelluläre Aktivierung**: Nach der Endozytose wird das Toxin in ein Endosom transportiert. Dort wird es durch den sauren pH-Wert aktiviert. Das Toxin besteht aus zwei Untereinheiten: einer schweren (H) und einer leichten (L) Kette. Die schwere Kette vermittelt die Bindung und den Transport, während die leichte Kette eine enzymatische Aktivität besitzt. 3. **Proteolytische Spaltung**: Die leichte Kette des Botulinumtoxins hat eine endopeptidase-Aktivität, die spezifisch SNARE-Proteine (Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor Attachment Protein Receptors) spaltet. Diese Proteine sind entscheidend für die Fusion von synaptischen Vesikeln mit der präsynaptischen Membran, was die Freisetzung von Neurotransmittern, insbesondere Acetylcholin, ermöglicht. 4. **Blockade der Neurotransmitterfreisetzung**: Durch die Spaltung der SNARE-Proteine (wie SNAP-25, Syntaxin oder VAMP) wird die Fusion der Vesikel mit der Membran verhindert. Dies führt zu einer Hemmung der Acetylcholinfreisetzung in den synaptischen Spalt, was die neuromuskuläre Übertragung blockiert. 5. **Muskellähmung**: Die reduzierte oder fehlende Acetylcholinfreisetzung führt zu einer Muskellähmung, da die Muskelzellen nicht mehr stimuliert werden können. Dies kann zu einer Vielzahl von Symptomen führen, die von leichten Muskelschwächen bis hin zu schweren Atemproblemen reichen. Die Wirkung von Botulinumtoxin ist reversibel, da die Nervenzellen nach einer gewissen Zeit neue SNARE-Proteine synthetisieren und die normale Funktion wiederhergestellt wird. Die Dauer der Wirkung kann je nach Toxin-Typ und Dosis variieren, beträgt jedoch in der Regel mehrere Monate.