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Gifttiere
Dietrich MebsUni Frankfurt
Giftig
oder
harmlos?
Was sind Gifttiere, wie lassen sie sich definieren?
Aktiv giftige Tiere
Passiv giftige Tiere
Definitionen:
Deutsch: Gift, Toxin,
Englisch: venom - a mixture of toxic proteins and peptides
poison - a mixture of small molecular compounds
toxin - a pure toxic substance of natural origin
LD50 –Werte (g/kg) i.v. Injektion (Mäuse)
Botulinum Toxin 0.00026
Palytoxin 0.15
Batrachotoxin 2
Tetrodotoxin 10
Skorpion Toxin 17
Kobra-Neurotoxin 75
D-Tubocurarin 500
NaCN 10.000
Synthetische Gifte – vergleichsweise harmlos
Proteinsynthese
de novo Biosynthese
Synthese von
Sekundärmetaboliten oder
von anderen Organismen synthetisiert, übernommen und für eigene Zwecke
eingesetzt.
Toxine werden entweder selbst produziert
durch
Ein komplexes Arrangement von Enzymen in Streptomyces venezuelae führt zur Synthese eines Polyketids, ein antibiotisches Macrolacton-Molekül.
Tropische Korallenriffe sind reiche Naturstoff-Quellen
Schwämme sind selten von Algen besiedelt oder werden verzehrt
Die Nacktschnecke (Chromodoris quadricolor) frißt den Schwamm (Latrunculia magnifica)
Latrunculin
Gefährliche Begegnung mit einer Qualle
Mit ihren Nesselzellen (Nematocyten) injizieren Quallen hochwirksame Toxingemische
Quallen-Kontakte bewirken schmerz-hafte, lokale Haut-reaktionen bzw. Hautläsionen bis zu schweren, auch tödlich verlaufenden Vergiftungen
Kegelschnecken, Conus spp.
Radulasack
Giftblase
Giftdrüse
Schlund
Kegelschnecken verfügen über einen komplizierten Giftapparat
Das Gift wird durch einen Pfeil injiziert,
paralysiert die Beute in Sekunden,
diese wird sofort verschlungen
Im Gift einer Im Gift einer Kegelschnecke Kegelschnecke findet man 100 findet man 100 bis 1000 bis 1000 Peptide !Peptide !
Conotoxine sind kleine Peptide mit hoher Spezifität für das
Nervensystem
Ionenkanäle und Rezeptoren
10 µm
Skeletal muscle fibres
myelinated axon
soma of Schwann cell nerve ending
Ziconotid (Prialt®) ist ein erfolgreiches Schmerzmittel
Stachelrochen
Stacheln am Schwanz
Tritt man auf einen Stachelrochen, so schlägt er mit dem Schwanz um sich und der abgespreizte Stachel tritt in den Fuß ein
Steinfisch, Synanceja verrucosa. Sein Gift ist ein Gemisch hochmolekularer Protein-Toxine
Die Rückenstacheln des Steinfisches tragen dicke Giftdrüsen.
Das Gift besteht aus Proteinen mit erheblicher Schmerz-wirkung.
Mit dem Tritt auf den Steinfisch injiziert man sich das Gift selbst
Algen wie diese Dinoflagellaten (Pyrodinium bahamense) produzieren Saxitoxin
Muschelvergiftungen
1. Paralytische Form, ausgelöst durch Saxitoxin und seine Derivate
Muschelvergiftungen
2. Gastrointestinale Form, ausgelöst durch Polyether wie die Okadasäure etc.
Okadasäure
Pectenotoxin
Muschelvergiftungen
3. Neurotoxische Form, ausgelöst durch Polyether wie Brevetoxin
4. Vergiftung mit ZNS-Beteiligung, selten, aber hochgefährlich, ausgelöst durch Domosäure
Ein Fugu-Restaurant in Japan
Kugelfische enthalten z.T. in hoher Konzentration Tetrodotoxin
Tetrodotoxin
Tetrodotoxin, aber auch das Muschelgift Saxitoxin, blockieren spezifisch den
Natrium-Kanal
Symptome einer Fugu-Vergiftung
1. Parästhesien in Lippen und Zunge
2. Gefühllosigkeit in den Extremitäten
3. Schwächegefühl, Benommenheit, Ataxie
4. Schluck- und Atembeschwerden
5. Lähmung der Atemmuskulatur
Tetrodotoxin ist im Tierreich weit verbreitet und kommt sowohl bei marinen wie terrestrischen Tieren vor
Die Biosynthese des Tetrodotoxins ist noch unklar, wahrscheinlich ist es bakterieller Herkunft
Eine Fischmahlzeit in den Tropen
Eine verhängnisvolle Fischmahlzeit in Santo Domingo
Fischvergiftung: Ciguatera
Symptome:
- Diarrhöe, Erbrechen
- neurologische Symptome: Kalt-Warm-Empfinden umgekehrt
- Pruritus
- Prognose gut, kaum Todesfälle
Tritt nur in der Karibik und im Pazifik, nicht im Atlantik und Mittelmeer auf.
Fischvergiftung: Ciguatera, wird ausgelöst durch komplexe Polyether-Toxine wie Ciguatoxin
Algentoxine in der Nahrungskette
Scombrotoxismus
Sardellen
Thunfisch
Sardinen
Die schwarze Witwe, Latrodectus spp.,
ihr Gift enthält großmolekulare
Proteine
Der Giftapparat der Spinnen
Der Biss der schwarzen Witwe:
Sschweißausbruch, Speichel- und Tränenfluss, Muskelschmerzen, Prognose: Gut!
What to do?
Antiserum?
Kaum vorhanden,
umstritten.
Benzodiazepine!
Jeffrey Rowland
Speispinne (Loxosceles spp.)
Diagnosis of loxoscelism in two Turkish patients confirmed with an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and non-invasive tissue sampling S. Akdeniz et al. Dermatology Online Journal 13 (2): 11 (2007)
Biss von Loxosceles reclusa in der Türkei, verursacht durch Phospholipid-spaltendes
Enzym
Vogelspinnen, nicht ganz harmlos!
Dickschwanz-Skorpion (Androctonus australis)
Giftstachel eines Skorpions
Dieser winzige Tropfen Gift kann tödlich sein. Das Gift enthält toxische Peptide.
Bienen, Wespen, Hornissen, Hummeln
Ihre Gifte zählen zu den stärksten Allergenen.
G.
Färberfrösche besitzen giftige Hautsekrete,
werden auch Pfeilgift-Frösche genannt.
Alkaloide entnehmen sie ihrer Nahrung und
speichern sie in ihrer Haut
NH
R1
R2
N
CH3
F
N
CH3
OH
F
CH3
NH
OH
R2 R1
Das Alkaloid Epibatidinhat eine dem Morphin-ähnliche analgetische
Wirkung
Giftschlangen injizieren mit ihren hohlen Zähnen ein hochwirksames Gift
Giftentnahme bei einer Kobra
Ptosis and Lähmung der Gesichtsmusku-latur nach Taipanbiss
3D-Struktur eines Neurotoxins aus Kobragift
Neurotoxine blockieren den Acetylcholin-Rezeptor der motorischen Endplatte.
Schlangen verzehren ihre Beute unzerkaut
Hautnekrosen nach Kobrabiss
Klapperschlangenbiss in die Hand
....nach 4 Stunden
Ungerinnbares Blut nach dem Biss einer Sandrasselotter (Echis spp.)
Faktor X Xa
Prothrombin Thrombin Fibrinogen
Fibrin
Einfluss von Schlangengiften auf die Blutgerinnung
Folge: Verbrauchskoagulopathie, Ungerinnbarkeit des Blutes
Schlangenbiss
Erste-Hilfe Maßnahmen :
- Betroffenen Arm oder Fuß ruhigstellen
- Rascher Transport zum nächsten Arzt
Nicht
- einschneiden, ausschneiden, aussaugen
- abbinden- kühlen oder erwärmen- etwas injizieren oder einreiben
Schlangenbiss
Therapie:
- Patient beruhigen
- Vergiftungszeichen beobachten („trockener Biss“)
- Kreislauf stabilisieren
- i.v. Antiserum
Polyvalente und monovalente Antiseren
Alternativen zu Antiseren?
Der Igel ist ein eifriger Vertilger von Giftschlangen, was schützt ihn vor dem Biß und der Giftwirkung ?
180 187 189
Maus EARGWKHWVFYSCCPTTPYLD
Igel - - - - - - - R – I –A - - - S - - - - -
Mungo - - - - - - - N - T –A - - L- - H - - -
Teilsequenz der -Untereinheit des ACh-Rezeptors.
Bei Igel und Mungo verhindert die Substitution von zwei Aminosäuren die Bindung von Neurotoxinen aus Schlangengiften.
In der Klapperschlangen-Schule