Patogénese
Clostridium tetani produz duas exotoxinas, tetanolisina e tetanospasmin.10,70,71 A tetanolisina é uma hemolisina sensível ao oxigénio relacionada com a estreptolisina e a θ-toxina do Clostridium perfringens. Pode desempenhar um papel no estabelecimento da infecção no local da inoculação, mas não tem outro papel conhecido na patogênese da doença.85 A tetanospasina, referida como toxina do tétano, é a neurotoxina que causa as manifestações do tétano. A toxina é uma proteína produzida intracelularmente durante a fase logarítmica do crescimento bacteriano e liberada na autólise. Os genes da toxina do tétano e seu regulador transcripcional estão presentes em um plasmídeo.86-88 As diferenças observadas na toxigenicidade da tensão de referência de C. tetani estão relacionadas à heterogeneidade dos clones constituintes das cepas; menor toxigenicidade resulta quando há misturas de organismos com e sem o plasmídeo.89
Tetanus toxin tem um peso molecular aproximado de 150.000 kDa e é sintetizada como uma única cadeia de prototoxinas de polipeptídeos. Quando liberada por morte celular, a prototoxina é clivada por bactérias ou proteases teciduais em sua forma ativa, consistindo de uma cadeia leve de 50.000 kDa, o domínio tóxico, e uma cadeia pesada de 100.000 kDa com dois domínios relacionados à ligação de membranas e translocação. As cadeias leve e pesada são mantidas juntas por uma única ligação de dissulfeto; uma segunda ligação de dissulfeto liga dois sítios de cadeia pesada.90-92 Os três domínios distintos da toxina estão relacionados às etapas separadas de ligação do receptor do neurônio, internalização, transporte intra-axonal, translocação de membrana e atividade enzimática alvo. A extremidade carboxi-terminal da cadeia pesada (HC, ou fragmento C) liga-se aos locais receptores e é necessária para a internalização por endocitose;93 a extremidade amino-terminal (HN) da cadeia pesada medeia o transporte intra-axonal e, em interneurônios centrais, a translocação da molécula toxínica para o citosol neuronal.92,94,95 A cadeia leve é uma endopeptidase responsável pelas propriedades tóxicas específicas do tetanospasmo (discutidas mais adiante).92,96
Tetanus toxin é um dos venenos mais potentes conhecidos em termos de peso, devido à sua absoluta neuroespecífica e função enzimática no local de ação.96 Apenas 1 ng/kg matará um rato; 0,3 ng/kg matará uma cobaia.97 A dose mínima estimada de letalidade humana é inferior a 2,5 ng/kg.97 Várias espécies têm diferentes níveis de resposta à toxina: gatos, cães, aves e poikilotermas são relativamente resistentes aos seus efeitos; ratos, cobaias, macacos, ovelhas, cabras e, particularmente, cavalos são sensíveis. Humeau e colegas de trabalho descreveram evidências de que essas diferenças são o resultado de diferenças específicas na ligação de toxinas e atividade de bloqueio de neurotransmissores.98
A infecção geralmente começa com a inoculação de esporos em feridas, acompanhada de lesão tecidual, necrose e as condições anaeróbicas necessárias para a germinação de esporos e replicação bacteriana. O cálcio iônico parece aumentar a necrose local e a probabilidade de infecção por C. tetani; sua presença em feridas contaminantes do solo pode aumentar a germinação dos esporos e a replicação bacteriana.99
Transporte de toxina do local infectado para o SNC é complexo (Figura 33-2). Após a liberação extracelular, a toxina se difunde para as junções neuromusculares dos neurônios motores α no tecido muscular adjacente ou para o sistema linfático, que transporta a toxina para a corrente sanguínea, levando à disseminação sistêmica e à absorção generalizada.10,100 A toxina ganha entrada em neurônios motores α através de um processo de ligação sequencial de duplo receptor envolvendo polisalgangliosídeos específicos, e possivelmente glicoproteínas, em microdomínios de jangadas lipídicas, seguido de internalização por endocitose mediada por clathrina.95.101-107 Uma vez internalizada, a toxina é transportada por um sistema de transporte axonal retrógrado específico para o corpo celular do neurônio motor a uma taxa de 3 a 13 mm/hr.96.106.108-111 O mecanismo de sua liberação em junções sinápticas contíguas não é claro.96,102,106 A entrada em interneurônios inibitórios adjacentes no SNC ocorre através da reabsorção (reciclagem) da vesícula sináptica, pela qual a toxina se liga à proteína da membrana da vesícula sináptica SV2 e é endocitosada na luz da vesícula sináptica.106,108,112,113
No interior de um neurônio inibitório, a cadeia de luz é transferida para o citosol neuronal através de um canal criado na membrana vesicular pelo amino-terminal da porção de HC da molécula toxínica. No citosol, a ligação do bissulfeto entre as cadeias pesada e leve é quebrada, liberando a cadeia leve para iniciar sua atividade enzimática tóxica.96,102,113 A cadeia leve é uma endoprotease de zinco que cliva as ligações do peptídeo na sinaptobrevin, uma proteína sináptica da vesícula necessária para a fusão da vesícula com a membrana plasmática. Sem sinaptobrevin intacta, as vesículas sinápticas acumulam-se no final do nervo, incapazes de liberar seu conteúdo dos neurotransmissores inibidores glicina ou γ-aminobutírico (GABA).83,96,114-116 Com a inibição bloqueada, o aumento da taxa de disparo basal do neurônio excitatório leva à rigidez muscular, seguida pela multiplicação dos reflexos excitatórios não controlados que causam espasmos tetânicos característicos e, menos comumente em nível cerebral, convulsões.1,10,92,117-119
Toxina tetânica não atravessa a barreira hematoencefálica100; o transporte neuronal é o único meio de entrada no SNC.10,120-122 O transporte transináptico de toxina intacta permite a transferência para neurônios inibitórios na medula espinhal e disseminação mais ampla no SNC. A recuperação pode depender de novas conexões funcionais ou degradação da toxina.123-125
Tetanospasmin pode atuar nas junções neuromusculares periféricas, na medula espinhal, no cérebro e no sistema nervoso simpático.10,29-32.95.118.119 Com o tétano local, o transporte da toxina é da junção neuromuscular do músculo afetado sem disseminação hematogênica; o efeito predominante é sobre os neurônios inibidores da glicineração espinhal.1.126 No tétano generalizado, a disseminação hematogênica da toxina permite uma absorção mais ampla nas junções neuromusculares; o efeito predominante é sobre os neurônios inibidores da supraspinal GABAergic.1 A síndrome clínica parece quase idêntica ao envenenamento por estricnina, que age por ligação competitiva aos receptores de glicina pós-sinápticos nos neurônios motores.127 A tetanospasina também tem demonstrado interferir na liberação de uma variedade de outros neurotransmissores, incluindo acetilcolina em nervos periféricos somáticos e autonômicos.98,113 Isso explica a disfunção autonômica em casos de doença grave, paralisia do nervo craniano flácido no tétano cefálico e fraqueza muscular periférica, que muitas vezes é mascarada pelas manifestações mais dramáticas do bloqueio inibitório central. Informações mais detalhadas sobre a toxina do tétano podem ser encontradas em revisões recentes.92,96,98,102,106,128