Ciguatoxin: Wirkungsmechanismus, Symptome und Risiken

Ciguatera ist weltweit die häufigste Fischvergiftung. Sie wird durch den Verzehr von Speisefischen verursacht, die Ciguatoxine enthalten. Diese Toxine stammen ursprünglich von Dinoflagellaten, die auf Algen und Seetang in Korallenriffen leben. Im Laufe der Nahrungskette reichern sich die Toxine in Fischen an, bis sie für den Menschen gefährlich werden.

Was ist Ciguatera?

Ciguatera ist eine Fischvergiftung, die durch den Verzehr von Fischen verursacht wird, die mit Ciguatoxinen kontaminiert sind. Die Toxine werden von einzelligen Algen, den Dinoflagellaten, produziert, die auf Algen und Seetang in Korallenriffen leben. Kleine Fische fressen diese Algen und reichern die Toxine in ihrem Körper an. Größere Raubfische fressen dann die kleineren Fische und reichern die Toxine in noch höheren Konzentrationen an. Am Ende der Nahrungskette steht der Mensch, der die Raubfische isst und sich so mit Ciguatoxinen vergiftet.

Ursachen

Die Ursache der Ciguatera-Vergiftung sind Ciguatoxine. Ursprünglich stammen sie von einzelligen Geißeltierchen, den sogenannten Dinoflagellaten, die auf Algen und Seetang im Korallenriff als Epiphyten leben. Der Hauptverursacher der Ciguatera-Fischvergiftung ist ein Dinoflagellat, der auf Algen der Korallenriffe lebt. Einzeller, z. B. Gambierdiscus toxicus, sind hier zu nennen.

Die Vermehrung der Dinoflagellaten hängt oft mit einer Algenblüte zusammen. Es ist noch nicht vollständig geklärt, warum es zu einem solchen Massenvorkommen kommt.

Betroffene Fischarten

Die betroffenen Raubfische sind nur schwerlich von ihren ungiftigen Artgenossen zu unterscheiden, und die Zahl der belasteten Fischarten ist entsprechend groß. Es können bis zu 400 verschiedene Fischarten ciguatoxisch sein. Besonders häufig betroffen sind Raubfische wie Barrakudas, Muränen, Zackenbarsche, Stachelmakrelen und Schnapper. Da die Fische gegen das starke Nervengift unempfindlich sind, ist es schwierig, die belasteten Fische zu identifizieren.

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Vorkommen

Ciguatera tritt hauptsächlich in tropischen Meeresregionen wie der Karibik, dem Pazifik und dem Indischen Ozean auf. Die Nordküste Australiens (Northern Territory, Queensland), Korallenriffe und Inseln sind ebenfalls betroffen, jedoch nicht die Hochsee. Jährlich treten bis zu 50.000 Fälle dieser weltweit häufigsten Fischvergiftung auf.

Wirkungsmechanismus von Ciguatoxin

Angriffspunkt für das Toxin sind die sogenannten Natriumkanäle auf erregbaren Nervenmembranen, wie sie z.B. auf den schmerzsensiblen Nervenendigungen in der Haut zu finden sind. Von hier aus gehen Signale in Form von Nervenimpulsen (Aktionspotentialen) an das Gehirn, um z.B. drohenden Gewebeschaden zu melden. Dass das Fischtoxin diese Kanäle irreversibel aktiviert, ist schon seit fast 30 Jahren bekannt, aber wie daraus eine so schmerzhafte Überempfindlichkeit gegen kalte Temperaturen resultieren kann, war bisher rätselhaft.

Das deutsch-australische Forscherteam entdeckte nun, dass durch die Aktivierung der Natriumkanäle gleichzeitig ein bereits bekannter Kältesensor, TRPA1, stark sensibilisiert wird. Unter normalen Umständen wird dieser Sensor erst durch Abkühlen unter 10°C geöffnet, aktiviert dann die besagten Natriumkanäle, und diese warnen den Körper vor unmittelbar drohender kälteinduzierter Gewebeschädigung. Wird dieser Rezeptor nun aber durch die Überaktivität der Natriumkanäle sensibilisiert, vermittelt er die Empfindung des Kältebrennschmerzes schon bei normalerweise als angenehm empfundenen kühlen Temperaturen.

Die durch das Toxin induzierte Sensibilisierung der Temperaturempfindlichkeit des Messfühlers TRPA1 entdeckten die Forscher bei Versuchen an Zellen in der Kulturschale. Dort fiel ihnen auf, dass gerade diejenigen Neurone, die TRPA1 exprimieren, besonders empfindlich auf das Toxin reagieren. In einem stark vereinfachten Zellmodell stellte sich heraus, dass TRPA1 durch den Giftstoff Ciguatoxin nicht direkt aktiviert wird. Erst wenn sich auch ein Natriumkanal in der Zellmembran befindet, reagiert der Rezeptor unmittelbar hochempfindlich auf Temperaturabsenkungen.

Dr. Irina Vetter vom Institute of Molecular Biosciences der University of Queensland erklärt: „Dadurch werden Temperaturen, die knapp unterhalb der normalen Hauttemperatur von 32°C liegen, als genauso schmerzhaft interpretiert wie normalerweise Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt“.

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Der TRPA1-Sensor befindet sich auch in den hauchdünnen Endigungen der Schmerzfasern in den untersten Schichten der Oberhaut, die unmittelbar Temperaturänderungen ausgesetzt sind. Dr. Katharina Zimmermann vom Institut für Physiologie und Pathophysiologie der FAU kann von diesen Nerven in der Maus elektrische Impulse registrieren und so die Wirkung des Toxins auf die sensorischen Nervenendigungen untersuchen. In Mäusen, bei denen der TRPA1-Rezeptor gentechnisch ausgeschaltet ist, fiel ihr auf, dass die Wirkung des Toxins stark abgeschwächt ist.

Die Forscher ziehen aus ihren Ergebnissen den Schluss, dass der Kältesensor TRPA1 unter vergleichbaren Umständen auch bei anderen Erkrankungen, beispielsweise bei neuropathischen Schmerzen so überempfindlich reagieren kann, dass ähnliche Brennschmerzen bei Abkühlung entstehen, unter denen diese Patienten bisweilen leiden. Außerdem sind die Wissenschaftler der Meinung, dass ein bereits in klinischer Testung befindlicher TRPA1-Blocker bei der Behandlung der Symptome der Fischvergiftung den Betroffenen große Erleichterung verschaffen könnte.

Symptome einer Ciguatera-Vergiftung

Da zwischen dem Fischverzehr und dem Auftreten erster Vergiftungserscheinungen nur wenig Zeit verstreicht, kann die schönste Zeit des Jahres - verbracht an einem idyllischen Sandstrand einer tropischen Insel - nach dem Genuss des vielleicht selbst gefangenen einheimischen Fisches sehr schnell zum regelrechten Alptraum werden: Während zu Beginn vor allem Übelkeit, Erbrechen, Unterleibsschmerzen und Durchfälle im Mittelpunkt stehen, weichen diese Symptome nach wenigen Tagen zunehmend neurologischen Krankheitserscheinungen und vielfältigen Schmerzsymptomen, die zum Teil über Monate bis Jahre vorhalten können.

Erste Symptome treten meist einige Stunden, gelegentlich auch schon Minuten nach dem Fischverzehr auf. Typisch sind Übelkeit, Bauchschmerzen und Erbrechen sowie eine Vielzahl neurologischer Symptome.

Typische Symptome

• Übelkeit
• Erbrechen
• Durchfall
• Unterleibsschmerzen und Muskelkrämpfe
• Neurologische Symptome wie Kribbeln, Taubheitsgefühl, Schwindel und Kopfschmerzen
• Kälteüberempfindlichkeit (Kaltallodynie): Ein besonders charakteristisches Merkmal der Vergiftung besteht darin, dass Kälte schmerzhafte, brennende oder kribbelnde Empfindungen an den Händen und Füßen und im Mundbereich hervorruft. Dies kann z.B. beim Kontakt mit normalerweise angenehm kühler Luft oder beim Verschlucken von kalter Nahrung oder Getränken geschehen. Betroffene berichten von einer umgekehrten Empfindung, bei der Kälte als heiß und heiß als kalt empfunden wird.
• Allgemeines Schwächegefühl
• Herz-Kreislauf-Beschwerden wie schneller (Tachykardie) oder langsamer Herzschlag
• In schweren Fällen kann es zu Atemlähmung und zum Tod kommen.

Die akuten Symptome klingen in der Regel nach etwa 8 bis 10 Stunden ab, neurologische Fehlfunktionen können jedoch über Wochen bis Monate persistieren. Die Symptome können über Monate andauern.

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Diagnose

Die Diagnose einer Ciguatera-Vergiftung basiert hauptsächlich auf den Symptomen des Patienten und der Anamnese des Fischkonsums. Es gibt keine spezifischen Tests, um Ciguatoxine im Körper nachzuweisen.

Behandlung

Eine spezifische Therapie gegen Ciguatera gibt es nicht. Die Behandlung erfolgt symptomatisch, um die Beschwerden des Patienten zu lindern.

Mögliche Behandlungen

• Flüssigkeitszufuhr: Bei Erbrechen und Durchfall ist es wichtig, ausreichend Flüssigkeit zu sich zu nehmen, um eine Dehydration zu vermeiden.
• Schmerzmittel: Gegen Schmerzen können Schmerzmittel wie Paracetamol oder Ibuprofen eingenommen werden.
• Antiemetika: Gegen Übelkeit und Erbrechen können Antiemetika eingesetzt werden.
• Mannitol: In einigen Fällen kann eine Infusion von 20 % Mannitol (Zuckeralkohol) erfolgen. Der Wirkungsmechanismus ist unklar, aber es wird vermutet, dass Mannitol die Toxine aus dem Körper spült oder die Nervenfunktion verbessert.
• Gabapentin: Einige Studien deuten darauf hin, dass Gabapentin bei der Behandlung von neurologischen Symptomen wie Kribbeln und Schmerzen helfen kann.
• TRPA1-Blocker: Wissenschaftler sind der Meinung, dass ein bereits in klinischer Testung befindlicher TRPA1-Blocker bei der Behandlung der Symptome der Fischvergiftung den Betroffenen große Erleichterung verschaffen könnte.

Vorbeugung

Die einzige sichere Prophylaxemaßnahme besteht im Verzicht auf den Verzehr von größeren Meeresfischen in den betroffenen Gebieten.

Weitere vorbeugende Maßnahmen

• Vermeiden Sie den Verzehr von großen Raubfischen: Da sich die Toxine in der Nahrungskette anreichern, sollten Sie den Verzehr von großen Raubfischen wie Barrakudas, Muränen, Zackenbarschen, Stachelmakrelen und Schnappern vermeiden.
• Essen Sie keine Innereien: Die höchste Konzentration an Toxinen findet sich im Rogen und in den Innereien der Fische.
• Kaufen Sie Fisch nur bei vertrauenswürdigen Händlern: Achten Sie darauf, dass der Fisch von einem vertrauenswürdigen Händler stammt, der die Herkunft des Fisches kennt.
• Informieren Sie sich vor Ort: Wenn Sie in einem Gebiet Urlaub machen, in dem Ciguatera vorkommt, informieren Sie sich bei den lokalen Behörden oder Fischern über die aktuelle Situation.
• Eingeweide rausnehmen! Nach dem Fang sollte man die Fische sofort ausnehmen, um die Giftkonzentrationen zu reduzieren.
• Hochseefischen den Vorzug geben! Hochseefische sind seltener betroffen als Fische aus Korallenriffen.

Ciguatera und Klimawandel

Der Klimawandel bringt weltweit erhebliche Herausforderungen für die Lebensmittelsicherheit mit sich. Die Erwärmung der Meeresoberfläche und der verstärkte Nährstoffeintrag führen zur Vermehrung von Toxin bildenden Algen, die ihrerseits Meeresfrüchte kontaminieren.

Die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) hat eine Methode entwickelt, um neu auftretende Risiken für die Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln, die Pflanzen- und Tiergesundheit sowie die Nährstoffqualität, die mit dem Klimawandel im Zusammenhang stehen, zu ermitteln und zu definieren.

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