Was ist der molekulare Wirkmechanismus des Tetanustoxins?

Das Tetanustoxin, ein neurotoxisches Protein, wird von dem Bakterium *Clostridium tetani* produziert und ist verantwortlich für die Symptome der Tetanus-Erkrankung. Der molekulare Wirkmechanismus des Tetanustoxins lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

1. **Produktion und Freisetzung**: Das Toxin wird von *C. tetani* in Form eines Protoxins synthetisiert, das dann in die aktive Form umgewandelt wird. Bei einer Wundinfektion gelangt das Toxin in die Umgebung und kann in den Blutkreislauf oder direkt in die Nerven eindringen.

2. **Bindung an Nervenzellen**: Das Tetanustoxin hat eine hohe Affinität zu spezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche von motorischen Neuronen. Es bindet an die präsynaptischen Membranen dieser Neuronen, insbesondere an die Rezeptoren für das Glycin und das Gamma-Aminobuttersäure (GABA), die beide wichtige inhibitorische Neurotransmitter im zentralen Nervensystem sind.

3. **Endozytose**: Nach der Bindung wird das Toxin durch Endozytose in die Nervenzelle aufgenommen. Es gelangt in Vesikel, die dann in das Zytoplasma der Zelle transportiert werden.

4. **Transport entlang der Nervenfasern**: Das Toxin wird entlang der axonalen Transportwege in Richtung des Rückenmarks transportiert. Dieser Transport erfolgt über retrograden axonalen Transport, wobei das Toxin in die präsynaptischen Neuronen des Rückenmarks gelangt.

5. **Proteolytische Aktivität**: Im Zytoplasma der Nervenzelle wird das Toxin aktiviert, indem es in zwei Untereinheiten gespalten wird: eine schwere (H) und eine leichte (L) Kette. Die leichte Kette hat eine proteolytische Aktivität, die spezifisch die SNARE-Proteine angreift, die für die Fusion von synaptischen Vesikeln mit der präsynaptischen Membran verantwortlich sind. Diese SNARE-Proteine sind entscheidend für die Freisetzung von Neurotransmittern.

6. **Inhibition der Neurotransmitterfreisetzung**: Durch die Spaltung der SNARE-Proteine wird die Freisetzung von GABA und Glycin, den inhibitorischen Neurotransmittern, blockiert. Dies führt zu einer Übererregbarkeit der motorischen Neuronen, da die hemmenden Signale, die normalerweise die Muskelkontraktionen regulieren, nicht mehr wirksam sind.

7. **Klinische Symptome**: Die resultierende Übererregbarkeit der motorischen Neuronen führt zu den charakteristischen Symptomen des Tetanus, wie Muskelsteifheit, Krämpfen und spasmodischen Kontraktionen, die oft schmerzhaft sind und zu schweren Komplikationen führen können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Tetanustoxin durch seine Fähigkeit, die Freisetzung von inhibitorischen Neurotransmittern zu blockieren, eine starke Störung der neuromuskulären Signalübertragung verursacht, was zu den schweren Symptomen der Tetanus-Erkrankung führt.