Fragen an Botulinum-Toxin – das paradoxe Gift

Redaktion PraxisVITA
Botulinum-Toxin hat in den letzten Jahrzenten vor Allem in der Medizin Karriere gemacht
Botulinum-Toxin hat in den letzten Jahrzenten vor Allem in der Medizin Karriere gemacht © iStock Hailshadow

Botulinum-Toxin gilt weltweit als stärkstes bekanntes Gift. Gleichzeitig liefert es paradoxerweise vielerlei Anwendungsmöglichkeiten für medizinische und kosmetische Zwecke. PraxisVITA hat die Antworten zu allen Fragen rund um das Toxin.

 

Was ist Botulinum-Toxin?

Botulinum-Toxin ist ein geruchs- und geschmackloser und für den Menschen giftiger Protein-Komplex. Es wird als Stoffwechselprodukt von einem Bakterium namens Clostridium botulinum ausgeschieden und ist vor mehr als 150 Jahren als Verursacher des sogenannten Botulismus bekannt geworden. Schon ein Gramm des kristallisierten Toxins würde ausreichen, um mehr als 1.000.000 Menschen zu töten, wenn diese das Gift über die Schleimhäute oder offene Wunden aufnehmen. Da der Erreger leicht zu züchten ist und weltweit fast überall vorkommt, steht er auf der Liste potentieller bioterroristischer Kampfstoffe in der obersten Kategorie.
Paradoxerweise wird das Toxin aber seit mehr als drei Jahrzehnten erfolgreich für medizinische Zwecke verwendet. Es ist das erste biologische Gift, das zu medizinischen und kosmetischen Behandlungen zugelassen ist. Unterschieden werden sieben verschiedene Serotypen (A-G). In hochverdünnter Form sind die Typen A und B in Deutschland für medizinische Anwendungen zugelassen. Für die therapeutische Effektivität der anderen fünf, kürzer wirksamen Serotypen, besteht bislang noch keine ausreichende Datenlage.

 

Was ist Botulismus?

Botulismus nennt sich die Vergiftung, die bei oraler Aufnahme von Botulinum-Toxin auftritt.
Das Clostridium botulinum ist ein sauerstofffrei (anaerob) wachsendes Bakterium, das vorwiegend im Erdreich lebt und Sporen bilden kann. Als Stoffwechselprodukt wird dabei das Gift produziert. Das Gift ist hitzelabil und kann durch hohe Temperaturen zerstört werden. Die Sporen sind aber sehr widerstandsfähig und hitzebeständig und können auch nach Jahrelanger Ruhephase unter für sie günstigen Umständen reaktiviert werden.
Die Vergiftung ist selten. In Deutschland treten jährlich etwa zehn bis 20 Fälle auf. Unterteilen lassen sich diese in drei Krankheitsbilder:

  • Schwere Lebensmittelvergiftung: Sind Lebensmittel mit dem Bakterium befallen und werden vor dem luftdichten Verpacken nicht ausreichend erhitzt, können die Sporen auskeimen und das Toxin bilden.
    Vorbeugen kann man dem beim Einwecken durch doppeltes Abkochen (100°C). Durch das zweite Erhitzen werden eventuell ausgekeimte Sporen abgetötet. Die Toxinbildung in bereits verpackten Lebensmitteln kann durch eine dauerhafte Kühlung (maximal sieben Grad) verhindert werden.
  • Wundbotulismus: Gelangt das Bakterium in tiefe Wunden, in die kein Sauerstoff gelangt, können die Sporen auskeimen und das Gift gebildet werden.
  • Säuglingsbotulismus: Durch die Beschaffenheit der Säuglings-Darmflora können die Sporen dort auskeimen und Toxine bilden. Als häufiger Auslöser ist Honig bekannt. Dieser sollte deshalb vor dem ersten Lebensjahr vermieden werden. Ältere Kinder und Erwachsene bilden in der Regel genügend Magensäure um die Sporen unschädlich zu machen.
 

Was sind die Symptome von Botulismus?

Botulismus ist eine schwere, häufig Lebensbedrohliche Erkrankung. Je nach Menge und Art der Giftaufnahme treten die ersten Symptome in der Regel nach 12 bis 36 Stunden auf. Wie schnell die Symptome bei Inhalation auftreten ist bislang noch nicht bekannt. Aus Tierversuchen lässt sich auf eine längere Spanne schließen (bis zu 80 Stunden).
In 30% der Fälle kommt es zu allgemeinen Symptomen wie Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und später Verstopfungen. Die spezifischen Symptome betreffen Lähmungen der Nerven. Sie beginnen an Muskeln, die besonders häufig genutzt werden.

  • Pupillen: Doppelbilder, Mydriasis (Vergrößerung der Pupille), (Akkomodationslähmung (Scharfstellen nicht mehr möglich)
  • Schlund: Dysarthrie (Artikulationsstörungen), Dysphagie (Schluckbeschwerden)
  • Periphere Paresen von Kopf bis Fuß fortschreitend (Lähmung)
  • Vegetatives Nervensystem: Mundtrockenheit

Unbehandelt führt Botulismus meist zum Tod durch Atemlähmung. Eine schnelle Behandlung ist deshalb wichtig. Auch um dauerhafte Nervenschäden zu verhindern.
Um festzustellen, ob eine Vergiftung vorliegt, wird versucht in jeglichem Material die Existenz des Toxins nachzuweisen (etwa Erbrochenes, Stuhl, verdächtige Nahrungsmittel). Ist die Diagnose gestellt, wird das Gift durch Magen-Darmentleerung beseitigt und ein Antitoxin verabreicht.

Botulinum-Toxin hemmt die Ausschüttung des Neurotransmitters Acethylcholin am synaptischen Spalt
Botulinum-Toxin hemmt die Ausschüttung des Neurotransmitters Acethylcholin am synaptischen Spalt © iStock cosmin4000
 

Wie wirkt Botulinum-Toxin?

Botulinum-Toxin stört die Signalübertragung von der Nervenzelle zum Muskel.
Die Signalübertragung von Zelle zu Zelle erfolgt über den sogenannten synaptischen Spalt zwischen den Zellen. An der präsynaptischen Zelle, von der das Signal ausgeht, wird ein Neurotransmitter freigesetzt. So wird die Information über ihre Aktivität an die postsynaptische Zelle weitergegeben. Für die Signalweiterleitung vom Hirn und Rückenmark zu den Muskeln sind sogenannte Motoneurone zwischengeschaltet. Die Signalweiterleitung erfolgt von den Motoneuronen mittels dem Neurotransmitter Acethylcholin über den synaptischen Spalt zu den Muskelfasern.
Die genaue Wirkweise des zwei-kettigen Toxins ist sehr komplex. Die leichtere L-Kette ist der Träger der toxischen Wirkung. Die H-Kette hat lediglich die Rolle des Schleusers. Ist das Gift über die Schleimhäute oder Wunden in den Blutkreislauf gelangt, sorgt diese Kette dafür, dass das Toxin zum richtigen Ort gelangt. Sie dockt nämlich an bestimmten Oberflächensubstanzen an, die auf der präsynaptischen Nervenzellmembran liegen. Durch diese Bindung erfolgt auch die Aufnahme des Toxins in die Zelle. Die L-Kette leitet dann die Spaltung von drei Proteinen ein, die an der Bildung des sogenanntes SNARE-Komplexes beteiligt sind. Dieser Komplex (bestehend aus Synaptobrevin, SNAP-25 und Syntaxin) ist für die Freisetzung des Neurotransmittes in den synaptischen Spalt wichtig. Durch das „Schneiden“ dieser Proteine wird die Freisetzung des Neurotransmitters gehemmt und die Signalübertragung gestört. So kommt es zu den Symptomen und den typischen und potenziell tödlichen Lähmungserscheinungen.

 

Wie wird Botulinum-Toxin im Beauty-Bereich verwendet?

Für den kosmetischen Gebrauch, wird das Botulinum-Toxin als Pulver in hochverdünnt in einer Kochsalzlösung injiziert. Die verwendete Menge führt nur zu einer Schwächung des betroffenen Muskels. Die Wirkung setzt nach etwa drei bis zehn Tagen ein und hält im Durchschnitt drei Monate an. Während dieser Zeit wird das Toxin abgebaut und neue Nervenendigungen gebildet, das heißt die Effekte des sehr gering konzentrierten Toxins sind umkehrbar.
Im kosmetischen Bereich wird die Lähmung der sogenannten mimischen Muskulatur genutzt, die einen hautglättenden Effekt zur Folge hat. Die in Deutschland zugelassenen Präparate unterscheiden sich unter anderem im Proteingehalt und der Größe des Proteinkomplexes. Zur Kennzeichnung der Unterschiede wurden drei Kategorien gebildet:

  • Onabotulinum-Toxin (z.B. Botox©)
  • Abobotulinum-Toxin (z.B. Azzalure©)
  • Incobotulinum-Toxin (z.B Bocouture©) – ohne sogenannte Komplexproteine
 

Wie wird Botulinum-Toxin in der Medizin eingesetzt?

Der hautglättende Effekt von Botulinum-Toxin wurde erst in den 90er Jahren entdeckt. Die offizielle Zulassung in Deutschland für die Behandlung von sogenannten Glabellafalten (Stirn) gibt es erst seit 2006. Als Wirkstoff in der Neurologie und Rehabilitationsmedizin wird das hochverdünnte Toxin hingegen schon seit mehr als 30 Jahren eingesetzt. Zunächst als Methode gegen das Schielen (Strabismus), wurde bald darauf die Effektivität des Neurotoxins bei Lidkrämpfen (Blepharospasmus) entdeckt. Inzwischen bestehen zahlreiche Anwendungsgebiete:

  • Dystonien und Spastik (Störung der Muskelaktivität)
  • Hemispasmus facialis (Halbseitiger Gesichtsspasmus)
  • Chronische therapieresistente Migräne
  • Hyperhydrosis (übermäßige Schweißproduktion)
  • Hypersalivation (krankhafter Speichelfluss)
  • Harninkontinenz (als Folge Rückenmarksverletzungen oder auch Multipler Sklerose)

Die Botox-Kosten für medizinische Anwendungen werden Großteils von den Krankenkassen übernommen. Bei Schmerzbehandlungen zahlen die Kassen nur, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden. Bei Migräne müssen Betroffene etwa mehr als 15 Tage im Monat Kopfschmerzen haben (davon mindestens acht Tage Migräne) und die herkömmliche Medikation nicht vertragen oder keine ausreichende Schmerzlinderung durch diese erleben.

Bekannt ist die Anwendung von Botulinum-Toxin vor Allem im Beauty-Bereich
Bekannt ist die Anwendung von Botulinum-Toxin vor Allem im Beauty-Bereich © iStock Wavebreakmedia
 

Wer sollte sich nicht mit Butolinum-Toxin behandeln lassen?

Sogenannte Kontraindikationen für den medizinischen Einsatz von Botulinum-Toxin sind Schwangerschaft und Stillzeit, sowie verschiedene Antibiotika. Auch eine Störung der neuromuskulären Übertragung und starke chronische Atem- oder Schluckbeschwerden schließen eine Behandlung mit dem Toxin meist aus. Weitere Ausschlussgründe sind Infektionen im Injektionsgebiet, eine erhöhte Blutungsneigung (auch durch Einnahme von Blutgerinnungshemmern) sowie eine Überempfindlichkeit gegen einen der Bestandteile.

 

Kann ich immun gegen Botulinum-Toxin werden?

Tatsächlich entwickeln etwa 1-10% der Menschen eine Antikörper-Reaktion auf das Toxin. Diese führt zu einer verminderten oder kürzeren Wirkung. Im kosmetischen Bereich ist die Ursache für abgeschwächte Wirkungseffekte in 53,5% der Fälle die Bildung von Antikörpern.
Der Hersteller Merz-Aethetics geht davon aus, dass diese Immunantwort verringert werden kann, wenn die Reinheit des Wirkstoffes erhöht wird. Für ihre Präparate entfernen sie daher zusätzliche Komplexproteine.

 

Gibt es eine richtige Uhrzeit für eine Butolinum Toxin-Behandlung?

Da das Immunsystem am Abend aktiver ist und mehr Antikörper produziert ist tatsächlich eine Behandlung am Morgen effektiver. So wird die Wahrscheinlichkeit einer Antikörper-Reaktion auf das Toxin gemindert.

 

Was ist Botox?

Botox ist ursprünglich keine synonyme Abkürzung für Botulinum-Toxin sondern der Markenname eines US Präparats. Etwa wie „Tempo“ für Taschentücher oder „Zewa“ für Küchenrolle hat sich das eingängige Wort als sogenanntes Deonym durchgesetzt.

 

Welche Botox Nebenwirkungen gibt es?

Botox Nebenwirkungen bilden sich in der Regel vollständig wieder zurück und sind für die Zeit, die sie anhalten, behandelbar. Unter anderem können kleine Blutergüsse an der Injektionsstelle auftreten. Auch eine zeitweilige übermäßige Schwächung der Muskeln kommt vor. Sehr selten werden auch Muskeln aus der weiteren Umgebung von der Wirkung betroffen, was etwa zu Störungen beim Schlucken führen kann. 

Die Herstellung von Botulinum-Toxin zu medizinischen Zwecken unterliegt komplexen Prozessen
Die Herstellung von Botulinum-Toxin zu medizinischen Zwecken unterliegt komplexen Prozessen © Jovanmandic
 

Was sind die Botox-Kosten bei einer Beauty-Behandlung?

Die Botox-Kosten variieren je nach Bereich. Für die Glättung von Stirnfalten werden etwa 10 Einheiten benötigt. Je nach Behandlung sollten etwa 200 bis 600 Euro eingeplant werden.

 

Wie wird Botulinum-Toxin für medizinische Zwecke hergestellt?

Die Herstellung des medizinischen Toxins ist ein sehr aufwändiger chemischer Prozess. Vereinfacht erklärt, werden Bakterienkulturen vom Clostridium botulinum angelegt und die Sporenbildung durch Kontrolle der Sauerstoffkonzentration und der Raumtemperatur vorangetrieben. In einem Fermentierer wird dann durch verschiedene Schritte das benötigte Neurotoxin extrahiert. Lagern lässt sich das Toxin bei -70 Grad. Die fertigen Injektionslösungen halten sich je nach Hersteller für kurze Zeit im Kühlschrank (maximal vier Stunden) oder auch für längere Zeit bei Raumtemperatur. Durch die extreme Verdünnung des Toxins werden aus 0,1 ml NT101-Lösung 25.000 Anwendungsdosen hergestellt.

 

Sind Botulinum-Toxin-Fabriken so gefährlich wie Atomwaffen?

Zwar zählt das Botulinum-Toxin zu einem der gefährlichsten Giftstoffe und wird als potentieller Biokampfstoff eingestuft, allerdings entstehen bei dem tatsächlichen Einsatz technologische Schwierigkeiten. Bislang sind zum Glück nur gescheiterte Versuche bekannt, das Toxin für terroristische Zwecke einzusetzen. Nichtsdestotrotz unterliegen die Produktionsstätten vielen Sicherheitsvorkehrungen. Sie sind hermetisch abgesichert und werden regelmäßig kontrolliert. Die komplette Produktion erfolgt in Isolatoren. Ausgemusterte Injektionslösungen, die nicht der gewünschten Qualität entsprechen, werden auf 121°C erhitzt und so unschädlich gemacht.

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