Die Informationsübertragung zwischen Nervenzellen findet an den Synapsen statt, und genau hier setzen Nervengifte an. Nervengifte können auf verschiedene Weisen wirken, je nach Substanz. Einige blockieren die Ausschüttung von Botenstoffen, andere verhindern deren Abbau oder blockieren die Rezeptoren. Synapsengifte sind Substanzen, die gezielt in den natürlichen Ablauf der Erregungsübertragung zwischen Nervenzellen eingreifen.
Die Vielfalt der Neurotoxine und ihre Wirkungsweisen
In der Tierwelt werden diese Gifte zur Verteidigung, zum Töten von Beutetieren oder zum Schutz eingesetzt. Die Wirkungsweise dieser Neurotoxine ist dabei so vielfältig wie ihre Herkunft. Manche Nervengifte verhindern die Ausschüttung von Neurotransmittern komplett. Das bekannteste Beispiel ist das Botulinumtoxin, das die Exozytose der synaptischen Vesikel blockiert. Interessanterweise wird genau diese lähmende Wirkung in der Kosmetik ausgenutzt.
Botulinumtoxin (Botox)
Botox enthält den Wirkstoff Botulinumtoxin, das stärkste natürliche Nervengift der Welt. Trotz seiner extremen Giftigkeit hat Botulinumtoxin heute einen festen Platz in der medizinischen Anwendung gefunden. Neurotoxin-Gesichtbehandlungen haben in den letzten Jahrzehnten stark an Popularität gewonnen. Das Bakterium Clostridium botulinum kommt natürlich in Erdboden, Sedimenten und manchmal in Konserven vor.
Alpha-Latrotoxin
Im Gegensatz zu Botox zeigt das Alpha-Latrotoxin aus dem Gift der Schwarzen Witwe eine komplett andere Wirkweise. Durch die Latrotoxin-Wirkung an der Synapse werden ständig Neurotransmitter ausgeschüttet, was zu einer Dauerreizung führt. Die Gift der Schwarzen Witwe Wirkung an der Synapse demonstriert eindrucksvoll, wie auch eine Überaktivierung der Signalübertragung fatale Folgen haben kann.
E605 (Parathion)
Durch die E605 Wirkung an der Synapse verbleibt Acetylcholin länger im synaptischen Spalt. Dieser Wirkmechanismus gehört zu den häufigen bei Nervengiften im Alltag und wird bei vielen Insektiziden ausgenutzt.
Lesen Sie auch: Synaptische Auswirkungen von Strychnin
Atropin
Atropin zeigt eine vierte Wirkweise von Nervengiften: Es konkurriert mit natürlichen Neurotransmittern um die Rezeptoren an der postsynaptischen Membran. Der entscheidende Unterschied: Atropin löst keine Öffnung der Natriumkanäle aus. Es blockiert lediglich die Rezeptoren und verhindert so, dass der eigentliche Botenstoff wirken kann. Atropin findet sich in der schwarzen Tollkirsche und anderen Nachtschattengewächsen.
Die Geschichte und Anwendung von Botulinumtoxin
Die Geschichte des Botulinumtoxins begann zwischen 1820 und 1870, als der Arzt Justinus Kerner die Krankheit Botulismus beschrieb und bereits erkannte, dass sie die Nervenleitung hemmt. Ein wichtiger Meilenstein war die Entwicklung des ersten Antiserums 1897. In den 1970er Jahren begann die medizinische Nutzung des Toxins, doch erst 2002 wurde es auch für kosmetische Zwecke zugelassen.
Medizinische Anwendungen von Botox
Die Anwendungsgebiete von Botox sind erstaunlich vielfältig. In der Neurologie hilft Botox bei verschiedenen Bewegungsstörungen wie Dystonien oder Spastik. Weitere medizinische Anwendungen umfassen die Migräneprophylaxe, die Behandlung von Muskelkrämpfen und die Korrektur von Schielen.
Botulismus
Botulismus als gefährliche Lebensmittelvergiftung tritt besonders bei unsachgemäß hergestellten Fleisch- und Wurstkonserven auf. Die Symptome beginnen oft mit Mundtrockenheit und geweiteten Pupillen, gefolgt von Schluck-, Sprech- und Sehstörungen.
Insektizide und ihre Auswirkungen auf den Menschen
Insektizide sind chemische Substanzen, die verwendet werden, um Insekten abzutöten oder zu bekämpfen, Ernteerträge zu verbessern und Krankheiten vorzubeugen. Die Exposition des Menschen gegenüber Insektiziden kann durch direkten Kontakt, Einatmen oder orale Einnahme erfolgen. Wichtige Insektizide, die den Menschen beeinträchtigen können, sind Organochlorine (Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)), Organophosphate (Malathion und Parathion) und Carbamate (Carbaryl, Propoxur, Aldicarb und Methomyl).
Lesen Sie auch: Überblick: Medikamente & Nervensystem
Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)
Aufgrund der langfristigen negativen Auswirkungen von DDT auf Wildtiere und Umwelt ist die Anwendung heute in vielen Ländern verboten. Es wird jedoch immer noch in Gebieten mit hohen Malaria-Infektionsraten eingesetzt. Die Chemikalie erzeugt Neurotoxizität und endokrine Störungen. Die Verwendung von DDT wurde 1977 in Deutschland wegen seiner negativen Auswirkungen auf Wildtiere und die Umwelt eingestellt.
Organophosphate und Carbamate
Organophosphate und Carbamate haben cholinerge Wirkungen, da ihr ähnlicher Wirkmechanismus die Acetylcholinesterase hemmt. Organophosphate binden das Enzym irreversibel, während Carbamate das Enzym für < 48 Stunden reversibel hemmt.
Diagnostik und Behandlung von Insektizidvergiftungen
Die Diagnostik basiert auf Anamnese und klinischen Befunden, wobei Labortest zur Bestätigung der Diagnose zur Verfügung stehen. Die Behandlung umfasst die Dekontamination und eine symptomatische Therapie. Im Rahmen eines cholinergen Toxidroms werden Atropin und Pralidoxim gegeben, um die Auswirkungen eines cholinergen Überschusses umzukehren.
Verätzung durch orale Einnahme
Saure oder alkalische Substanzen schädigen das Gewebe bei Verschlucken schwer. Säuren verursachen schwerere Magenschäden. Dyspnoe (Atemnot/Luftnot) und/oder veränderter psychischer Verfassung können auftreten. Die Diagnose erfolgt durch Labordiagnostik, Bildgebung des Abdomens und des Thorax und Endoskopie. Die Therapie umfasst die Stabilisierung der Patient*innen, die Dekontamination und die symptomatische Therapie.
Herbizide und ihre Auswirkungen
Herbizide sind chemische Substanzen, die verwendet werden, um unerwünschte Pflanzen abzutöten oder ihr Wachstum zu kontrollieren. Wichtige Herbizide, die den Menschen beeinträchtigen können, sind Paraquat, Agent Orange, Glyphosat und Organophosphate. Unterschiedliche Arten von Herbiziden führen zu unterschiedlichen klinischen Manifestationen und haben unterschiedliche Toxizitätsgrade. Die Exposition kann dermal, durch Einatmen oder orale Einnahme erfolgen. Die Therapie besteht in der Stabilisierung der Patient*innen und der Dekontamination.
Lesen Sie auch: Eine Analyse von DMT und dem Gehirn
Allgemeine Prinzipien der Toxidrome
Ein Toxidrom ist eine Gruppe klinischer Anzeichen und Symptome im Zusammenhang mit toxischer Aufnahme oder Exposition. Allgemeine Prinzipien der Toxidrome: anticholinerg, cholinerg, opioid, sympathomimetisch und sedativ-hypnotisch. Allgemeine Prinzipien der Toxidrome entstehen oft durch Einnahme von Überdosierungen, Ansammlung von Medikamenten mit daraus resultierenden erhöhten Serumspiegeln, unerwünschten Arzneimittelwirkungen oder Wechselwirkungen zwischen ≥ 2 Medikamenten.
Alkylphosphat-Intoxikation
Die Alkylphopsphat-Intoxikation entsteht durch die Einnahme oder den Kontakt mit Alkylphosphaten. Es handelt sich um ein starkes Kontaktgift, Eigenschutz muss zwingend beachtet werden! Alkylphosphate sind als Insektizide (Parathion bzw. E605) seit 2002 verboten, Restbestände können in Privathaushalten aber weiterhin verfügbar sein. Zudem werden Alkylphosphate als Nervenkampfstoffe verwendet (u.a. Sarin, Tabun, Soman VX).
Wirkmechanismus der Alkylphosphate
Durch die Aufnahme von Alkylphosphat kommt es zur irreversiblen Hemmung der Acetylcholinesterase. Diese baut normalerweise Acetylcholin (ACh) ab, welches als Signalstoff im sympathischen und parasympathischen Nervensystem wirkt. Wird die Acetylcholinesterase gehemmt, kann ACh nicht mehr abgebaut werden und es kommt zu einer andauernden Depolarisation der muskarinergen und nikotinischen Acethylcholinrezeptoren. Die Symptome zeigen eine massive Dominanz des Parasympathikus.
Notfallmaßnahmen bei Alkylphosphat-Intoxikation
Bei Verdacht auf Alkylphosphat-Intoxikation muss der Eigenschutz zwingend beachtet werden, bereits geringster Hautkontakt führt zu schweren Komplikationen. Das Tragen von langer Schutzkleidung, einer Schutzbrille sowie einem doppelten Paar Handschuhen wird empfohlen. Der Patient muss vollständig entkleidet werden und kontaminierte Kleidung durch Spezialkräfte entsorgt werden. Es erfolgt eine schnellstmögliche Antidot-Therapie durch Atropin. Eine hochdosierte Sauerstoffgabe muss erfolgen, bei insuffizienter Atmung wird assistiert beatmet. Als weiteres Antidot kann bei gesicherter Alkylphosphat-Intoxikation Obidoxim (präklinisch 250 mg i.v.) appliziert werden.
Dosierung der Antidote
- Atropin: initial 5 mg i.v. (Steigerung bis Wirkeintritt, max. 100 mg) → Gabe bis zum Rückgang der Symptome (Miosis, Speichelfluss, Schwitzen, Bradykardie)
- Obidoxim: 250 mg i.v.
Langzeitwirkungen von Organophosphaten
Die Gefahr, daß eine Organophosphat-Intoxikation neben akuten Neuropathien ( Sofortwirkung) auch subakute (intermediate, 2.bis 3.Tag) und chronische Neuropathien mit irreversiblen Residuen ( ab dem 14.Tag) hervorrufen kann, ist seit Jahrzehnten bekannt.
Neurologische Langzeiteffekte
Vergiftete Personen zeigen bleibende Auswirkungen auf das Neuronenverhalten. Manche Menschen weisen eine verzögerte Symptomatik auf, die Wochen nach einer Exposition erscheint. Mit jeder erneuten Exposition verschlechtert sich die Person graduell.
Kognitive Beeinträchtigungen
Als chronische Schäden nach Intoxikation mit Oph werden in der Literatur beschrieben: Reduktion der Konzentrationsfähigkeit, Beeinträchtigung des abstrakten Denkens, Einschränkung der Gedächtnisleistung, Schlafstörungen, allgemeine Schwäche und Müdigkeit, emotionale Labilität, Depressionen und Schwindel.
Zusammenfassung
Nervengifte, insbesondere Organophosphate wie Parathion (E605), wirken auf vielfältige Weise an den Synapsen und können schwerwiegende gesundheitliche Folgen haben. Das Verständnis der Wirkmechanismen und die rasche Einleitung von Gegenmaßnahmen sind entscheidend für die Behandlung von Vergiftungen. Die langfristigen Auswirkungen von Organophosphaten auf das Nervensystem und die kognitiven Fähigkeiten sind ebenfalls von Bedeutung und erfordern weitere Forschung.