Neurotoxin botulin je dobře známý pro svou schopnost silně a selektivně narušovat a modulovat neurotransmisi. Teprve v nedávné době se urologové zaměřili na potenciální význam neurotoxinu botulinu (BoNT) u pacientů trpících hyperaktivitou detrusoru a jinými urologickými poruchami. V tomto článku se zabýváme mechanizmy, pomocí nichž BoNT moduluje acetylcholin a další biochemické mediátory v presynaptických nervových zakončeních hladké svaloviny detrusoru a eventuálně také urotelu. Dále prezentujeme dostupné informace o potenciálně důležitých non-cholinergních mechanizmech zodpovědných za modulaci funkce hladké svaloviny detrusoru a zpracování aferentních senzorických signálů z močového měchýře. Aplikace BoNT byla schválena pro léčbu řady onemocnění, pro něž je typická nadměrná a nechtěná kontraktilita svaloviny nebo tonus příčně pruhované svaloviny (např. cervikální dystonie, blefarospasmus, hemifaciální spasmus a spasticita končetiny vyvolaná poraněním centrálního nervového systému) nebo nadměrná sekrece (např. hyperhydróza). V poslední době vědci prokázali, že aplikace BoNT přináší účinek také při léčbě onemocnění, jako jsou například hyperaktivní močový měchýř nebo spasmus jícnu, což nasvědčuje tomu, že vliv BoNT na neurotransmisi v hladké svalovině je srovnatelný s jeho účinky na neuro transmisi v příčně pruhované svalovině [55]. BoNT je v současnosti testován při léčbě urologických onemocnění jak v USA, tak ve státech EU. Vzhledem k rozšiřujícím se indikacím BoNT je tedy nutné porozumět mechanizmům jeho účinku a pro zkoumat potenciální rozdíly při aplikaci toxinu do různých typů tkáně. Postupný mechanizmus účinku toxinu botulinu poprvé popsal Simpson [56]. Podle něj se toxin naváže na presynaptickou membránu cholinergního neuronu, následně je translokován do cytosolu, kde inhibuje uvolňování acetylcholinu (ACh). Cílem tohoto přehledu je prozkoumat tyto procesy při aplikaci BoNT, strukturu tohoto toxinu a jeho účinek na funkci dolních cest močových.

Botulinum neurotoxins are well known for their ability to potently and selectively disrupt and modulate neurotransmission. Only recently have urologists become interested in the potential use of botulinum neurotoxin (BoNT) in patients with detrusor overactivity and other urological disorders. We will review mechanisms by which BoNT modulates acetylcholine and other biochemical messengers at presynaptic nerve terminals in the detrusor smooth muscle and possibly the urothelium. We will also review what is known about potentially important non-cholinergic mechanisms modulating the function of detrusor smooth muscle and bladder afferent sensory processing. BoNT has received regulatory approval for a number of conditions characterized by excessive and unwan - ted muscle contractility or tonus in striated muscle (e.g., cervical dystonia, blepharospasm, hemifacial spasm, and limb spasticity secondary to central nervous system injury) or overactive secretion (e.g. hyperhidrosis). More recently, researchers have discovered that BoNT is effective in conditions such as overactive bladder and esophageal spasm, suggesting that BoNT’s effects on neurotransmission in smooth muscle appear to be similar to those in striated muscle [55]. BoNT is currently undergoing regulatory evaluation for urological disorders in the United States and the European Union. However, as the uses of BoNT continue to expand, it is important to be familiar with the mechanism by which the toxin works and to investigate any differences that may exist when it is applied to different tissue types. A step-wise mechanism of action for the botulinum toxins was first suggested by Simpson [56] and involves toxin binding to, and internalization within, the presynaptic membrane of cholinergic neurons, followed by translocation into the neuronal cytosol and then inhibition of acetylcholine (ACh) release. This review explores these processes with regard to BoNT, its structure and its effects on the function of the lower urinary tract.

Department of Urology William Beaumont Hospital Royal Oak

Botulinum toxin: why use it in the lower urinary trat

Lit.: 73