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Gifte

Vorlesung Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Gifte2Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Inhalt

Einleitung

Gifte und ihre Herkunft

Giftwirkung

maritime Gifte

Pilzgifte

Genussmittel, Drogen und Gifte

Gifte3Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Tod des Großen Alexander durch Gift?

Veratrum album(weißer Germer)

Protoveratrin

Historisches

Gifte4Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Proteingifte (Rizin) (LD50 = 0.0014 mg/kg)Eines der stärksten Gifte(aus der Rizinuß)

Historisches

Gifte5Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Paracelsus (1493–1541) prägte den auch heute noch gültigen Grundsatz:„Dosis sola venenum facit“

(deutsch: „Allein die Menge macht das Gift“).

LD50 : 50% der (meist) Ratten bei dieser Dosis sterbenje geringer die notwendige letale Dosis (LD), desto stärker ist das Gift.

Historisches

Gifte6Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Toxikologie ist die Wissenschaft der Gifte (Toxin gr. Gift)

Ethanol LD = 180 g (Mensch)

KCN LD = 250 mg P (weiß) LD = 50 mg

Letale Dosis (LD) gilt auch allgemein mg Dosis pro 70 kg-schwerer Mensch, tödliche Dosis z. B.:

Einleitung

Gifte7Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Vergleich Toxizität:

LD50 = 70 mg/kg

LD50= 50 mg/kg

LD50 = 21 mg/kg (Maus)

Heroin (halbsynthetisch)

Nikotin (natürlich)

Sarin (synthetisch)

Einleitung

Gifte8Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Einteilung nach Herkunft

Natürliche Gifte

Pilz- und Bakteriengifte

Maritime Gifte (Fische, Quallen, Muscheln, Algen)

Tierische Gifte (Insekten, Schlangen, Fische)

Pflanzengifte (Alkaloide)

Halbsynthetische Gifte (und Drogen, Vorstufe zumeist aus pflanzlichen Naturstoffen, zB

Herion aus Morphin, LSD aus Lysergsäure)

Chemische Gifte (KCN, Arsen, Dioxine)

Synthetische Gifte und Kampfstoffe (Sarin, VX)

Gifte9Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Funktion von natürlichen Giften

Gifte und deren Sinn bzw. Nutzen der Giftefunktionale Gifte (Schutz, Abwehr, Jagd)zumeist Fauna:

Gifte10Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Funktion von natürlichen Giften

Hypothese: viele Wirkstoffe in Pflanzen, z.B. Alkaloide, Farbstoffe sind Abfälle des Stoffwechsels

(scheinbar) nichtfunktionale Gifte in Pflanzen (Flora, Pilze, Bakterien, Algen)

Gifte11Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Giftwirkung

sehr verschiedene und komplexe Mechanismen ablaufen,

Wirkungsgrad und Latenzzeit hängt von der Verabreichung ab

Pflanzliche Gifte wirken meist spezifisch auf bestimmte

Zentren des (menschlichen) Nervensystems

betäubende Wirkung

krampferregende Wirkung

stimulierende, euphorisierende Wirkung (Rauschmittel)

Gifte12Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Aufnahme von Giften

Giftwirkung kann über sehr verschiedene Mechanismen ablaufen, Wirkungsgrad und Latenzzeit hängt von der Verabreichung ab

Gifte13Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Giftwirkung

Neurotransmitter sind biochemische Botenstoffe, die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nervenzelle auf andere Zellen übertragen

AcetylcholinDopamin

Serotonin

Gifte14Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Maritime Gifte

Tetrodotoxin (Vierzähner)ist ein maritimes, tierisches Gift (LD50 = 0.7mg/kg)

Na-Kanal-Blocker

Zubereitung von Fugu in Japan

Gifte15Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

ist maritimes Gift einer Muschel, LD50= 0,0263 mg/kg(als Kampfstoff im Gespräch, da 2000 mal stärker als Sarin)

Saxitoxin

Na-Kanal-Blocker

Maritime Gifte

Gifte16Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

LD50 50 ng = 0.0035 mg/Kg

Maitotoxin22, http://de.wikipedia.org/wiki/Maitotoxin-1

Maitotoxin: Sequestrierung in Speisefischen

ist 10 000 mal stärker giftigals der Kampfstoff Sarin

Maritime Gifte

Gifte17Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Die Würfelqualleist die bislang am giftigsten bekannte tierische Species – Menge des tödlich wirkenden Giftes (bislang ungeklärte Proteinstruktur) reicht für 250 Menschen, Hautkontakt

Maritime Gifte

Gifte18Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Der Fliegenpilz, König der Pilze (Amanita muscaria)hat viele emotionale, künstlerische und skurille Aspekte durch sein Aussehen inspiriert

Gifte19Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Fliegenpilz (Amanita muscaria)Muscarin ( LD50 = 0.23 mg/kg )

Wird nicht von Acetylcholesterase abgebaut

Gifte20Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Fliegenpilz (Amanita muscaria)Ibotensäure (LD50 = 38 mg/kg) und Muscimol (LD50 = 22 mg/kg)

häufigste Vergiftungen durch diesen Pilz aufgrund Verwechslungen (Perlpilz, Wulstling)

Aktivierung des GABA Rezeptors

Pilzgifte

-CO2

Gifte21Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Grüner Knollenblätterpilz (Amanita phalloides)ist der gefährlichste Giftpilz!

Amanin gehört zu den Amatoxinen: (8 AS, Cyclooligopeptide)

Gifte22Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Die Amatoxine und Phallotoxine sindresistent gegen Erhitzen in Wasser und Trocknen. Diese werden auch nicht durch die Enzyme im Magentrakt gespalten. Durch die Ringstruktur und der bicyclenartigen Anordnung des Peptids wird der Angriff von außen abgeschirmt.

Giftwirkung: WW mit RNA Polymerase, Blockierung von Proteinbiosynthesen (Bildung von Enzymen, Membranrezeptoren, Strukturproteinen, und Hormone blockiert oder beinträchtigt)

Amatoxine und Phallotoxine

Gifte23Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Spitzgebuckelter und Orangefuchsiger Raukopf (Cortinarius rubellus)

enthält Orellanindiglucosid (LD = 9-90 mg/kg)NephrotoxinPilz galt früher als Marktpilz !

Orellanin

Gifte24Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Coprin

Faltentintling (Coprinus atramentarius) nur giftig bei Ethanolgenuss, bewahrt mehrere Tage nach Verzehr

seine Wirkung

Gifte25Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Giftwirkung des Coprins bei Alkoholgenuss

Gifte26Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pilzgifte

Frühjahrslorchel (Gyromitra infula)

Giftwirkung durch frei gesetztes Methylhydrazin(Blutgift)

wird frei gesetzt beim Kochen des Pilzes:Koch erleidet Vergiftung durch Dämpfe-Verzehrer kann gesund bleiben

sehr tückische Giftwirkung

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Gifte27Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Botulinumtoxin (Clostridium botulinum)Proteingift(bislang stärkstes bekanntes Gift, LD50 =0,0000021 mg/kg) Behindert Vesikelfunktion und

Ausschüttung von Acetylcholin Ubiquitär im Erdboden Fleischhaltige Lebensmittel Nitrit verhindert Wachstum des

Bakteriums

Bakteriengifte

Gifte28Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Genussmittel, Drogen, Gifte

Gesetzlich erlaubte Genussmittel in der heutigen Gesellschaft sind Kulturgut

Auch die Genussmittel sind psychotrope Substanzen mit Suchtpotential

Alkohol und Nikotin weisen ähnlichesSuchtpotential auf wie Kokain und THC

Gifte29Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

“Development of a rational scale to assess the harm of drugs of potential misuse“ D. Nutt, L. A. King, W. Saulsbury, C. Blakemore, The Lancet 2007, 369, 1047-1053.

MethylphenidatMethadon

Barbiturate Benzodiazepine

Genussmittel, Drogen, Gifte

Gifte30Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Tabak und Alkohol werden nicht vom Betäubungsmittelgesetz erfasst

“Development of a rational scale to assess the harm of drugs of potential misuse“ D. Nutt, L. A. King, W. Saulsbury, C. Blakemore, The Lancet 2007, 369, 1047-1053.

Gifte31Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Pervitin, Methamphetamin, Meth, Crystal (synthetisch)(Panzerschokolade, Stuka-Tabletten und Hermann-Göring-Pillen) enthält das gleiche Molekül wie Crystal oder Speed. Vielfältige Verwendung in Kriegssituationen (2. Weltkrieg, Vietnam) Hitler war ab 1943 Pervitin-abhängigbis 1975 in der Bundeswehr und NVA benutzt

Genussmittel, Drogen, Gifte

Gifte32Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Amphetamine (Phenylethylamine): „Weckamine“

Genussmittel, Drogen, Gifte

Ephedrin(natürlich, Ephedra sinica)

Allg. Amphetaminstruktur

Noradrenalin(körpereigener Neurotransmitter)

Meth-Amphetamin(Crystal, Pervetin)

Methamphetamin übt keine direkte Rezeptorwirkung trotz chem. Ähnlichkeit mit körpereigenen Neurotransmittern aus

schüttet Noradrenalin aus

Gifte33Naturstoffe und Grundlagen der Biochemie

Tetrahydrocannabinol ist nicht basisch

Hanfpflanze (Cannabis sativa)

Genussmittel, Drogen, Gifte