Verschiedene Synapsengifte und ihre Wirkungsweisen PDF

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Summary

Kurze Zusammenfassung der wesentlichen Punkte um einen Überblick über den zu lernenden Stoff zu vermitteln und um diesen dann auf Übungsaufgabe Anwesen zu können....

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Was sind Synapsengifte? Synapsengifte/Neurotoxine sind Stoffe die in den Ablauf der natürlichen Erregungsübertragung in Synapsen eingreifen. Im Tierreich machen sich unzählige Tiere und Pflanzen solche Neurotoxine zu Nutze: Zur Verteidigung (Bienen und Wespen), zum Töten von Beutetieren (Giftschlangen, Pfeilgiftfrösche, Quallen, Giftspinnen) und zum Schutz vor potentiellen Fraßfeinden und Schädlingen (Tollkirsche, Eibe, grüner Knollenblätterpilz). Nervengifte unterscheiden sich vor allem in ihrer Wirkungsweise an der Synapse. Eine funktionale Beeinflussung mit negativen Folgen ist nahezu an jedem Ort der Synapse möglich: am Synaptischen Endknöpfchen, im synaptischen Spalt und an der Postsynapse.

Verschiedene Wirkungsweisen von Nervengiften: Konkurrierende Neurotransmitter am Rezeptor Atropin: konkurriert mit anderen Transmittern im synaptischen Spalt und blockiert die Rezeptoren der postsynaptischen Membran. Es ähnelt chemisch dem Neurotransmitter Acetylcholin und kann daher an die selben Rezeptoren andocken. Im Gegensatz zum Acetylcholin hat es aber keine Wirkung auf das Öffnen der Natriumkanäle der postsynaptischen Membran, wodurch die Depolarisation ausbleibt. Dieses Gift führt zur Lähmung der Muskeln und schließlich dem Tod durch Atem- oder Herzstillstand. Das Gift Atropin befindet sich in den Früchten der Schwarzen Tollkirsche. Atropin, das Gift der Tollkirsche (Atropa belladonna), blockiert vor allem die Acetylcholinrezeptoren in Synapsen des Herzens, der Eingeweide und der Irismuskeln im Auge. Es findet daher in der Medizin Verwendung bei Augenuntersuchungen.

Fehlende Ausschüttung von Neurotransmittern Botulinumtoxin: verhindert die Ausschüttung des Neurotransmitters Acetylcholin in den synaptischen Spalt. Das Gift blockiert an der präsynaptische Membran die Exozytose der synaptischen Vesikel mit der Membran. Dadurch werden abhängig der Schwere der Vergiftung weniger bis keine Neurotransmitter mehr freigesetzt. Infolge werden auch keine Aktionspotentiale mehr weitergeleitet und es kommt zur Lähmung der Muskulatur. Botulinumtoxin (lat. botulus = Wurst) verdankt seinen Namen dem Bakterium Clostridium botulinum, dass sich in alten Wurstkonserven vermehrt und dabei das Botulinum produziert. Gewölbte Konserven sind daher nicht mehr zum Verzehr geeignet und zu entsorgen! Außerdem wird niedrigdosiertes Botox als Nervengift für kosmetische Eingriffe verwendet. Öffnung der Calciumkanäle Alpha-Latrotoxin: sorgt im präsynaptischen Endknöpfchen für die dauerhafte Öffnung der Calciumkanäle. Es wird also eine durchgehend ankommende Erregung simuliert, die zu einer fortlaufenden Ausschüttung von Neurotransmitter in den synaptischen Spalt führt. Infolge kommt es zu Muskelkrämpfen. Latroxin wird von mehreren Spinnenarten zur Tötung von Beutetieren verwendet, etwa der Schwarzen Witwe.

Hemmung von Enzymen die Neurotransmitter spalten Insektizid Parathion (E 605): hemmt im synaptischen Spalt die Aktivität des Enzyms Acetylcholinesterase, das für die Spaltung von Acetylcholin in Cholin und Essigsäure zuständig ist. Solange sich der Transmitter Acetylcholin im synaptischen Spalt befindet und damit auch an die Rezeptoren binden kann, strömen Natriumionen durch die geöffneten Natriumkanäle in die Postsynaptische Membran ein. Dies bewirkt eine dauerhafte Depolarisierung des Folgendendriten. Es kommt zu Muskelkrämpfen.

Nowitschok: Der Kampfstoff, mit dem Nawalny vergiftet wurde aus https://www.rnd.de/

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Dass der russische Oppositionelle und Kremlkritiker Alexej Nawalny vergiftet wurde, schien schon lange klar. Nun bestätigte die Bundesregierung, dass Nawalny ein Nervengift aus der Gruppe der Cholinesterase-Hemmer verabreicht wurde – das berüchtigte Nowitschok.

Die Sowjetunion hatte in den 1970er und 1980er Jahren biologische Kampfstoffe entwickelt, die Gifte dieser Art enthalten. Mit dem üblichen Geheimdienstsarkasmus wurden sie auf den Namen “Nowitschok” getauft – Neuling. Erst vor zwei Jahren war auf den russischen Doppelagenten Sergej Skripal und dessen Tochter Julia in Großbritannien ein Anschlag mit Nowitschok-Giften verübt worden. Die britischen Behörden hatten damals den russischen Militärgeheimdienst hinter dem Anschlag vermutet, was zu einer diplomatischen Krise mit Russland führte. Und so funktioniert Nowitschok: Sogenannte Cholinesterase-Hemmer blockieren ein Enzym, das normalerweise den Botenstoff Acetylcholin abbaut und dadurch die Reizübertragung zwischen Nerven reguliert. Wird Acetylcholin nicht mehr abgebaut, reichert es sich im Körper an: Es kommt zu einer unkontrollierten Überaktivierung des Nervensystems. Typische Vergiftungssymptome sind Speichelfluss, Muskelkrämpfe und schließlich tödliche Herz- und Atemlähmungen. Schwach wirksame Cholinesterase-Hemmer sind nicht giftig. Sie werden sogar als Medikamente zur Behandlung von Alzheimer Patienten eingesetzt und können den Verlauf der Krankheit verzögern. Bei der Alzheimerkrankheit ist die Signalübertragung zwischen den Nervenzellen verlangsamt. Eine leichte Anreicherung des Botenstoffs Acetylcholin im Nervensystem ist in diesem Fall erwünscht, denn sie kann die Signalübertragung und damit die Hirnfunktion bei den Patienten verbessern. Stärker wirksame Vertreter der Gruppe werden zum Beispiel als Pflanzenschutzmittel verwendet: Sie töten Insekten, indem sie deren Nervensystem lahmlegen. Aus hoch wirksamen Cholinesterase-Hemmern lassen sich biologische Waffen entwickeln. Neben den sowjetischen Nowitschok-Giften gehört auch das Senfgas Sarin dazu. Atropin blockiert den Botenstoff in Nowitschok-Gift Die Charité gab Nawalny, bevor die genaue Bestätigung aus dem Labor der Bundeswehr kam, bereits Atropin, ein Gegengift, das die Wirkung von Cholinesterase-Hemmern aufhebt. Es kommt in der Natur zum Beispiel in der schwarzen Tollkirsche vor (Atropa belladonna). Atropin blockiert die Wirkung von Acetylcholin und regt unter anderem die Herzfrequenz an. Liegt keine Vergiftung mit CholinesteraseHemmern vor oder wird Atropin in zu hoher Dosis genommen, ist es aber ebenfalls tödlich. Der Kreml-Kritiker war zunächst in einem Krankenhaus im sibirischen Omsk behandelt worden, nachdem er auf einem Flug nach Moskau schreiend zusammen gebrochen war. Nawalnys Unterstützer hatten auf eine Ausreise nach Deutschland gedrängt, weil sie befürchteten, dass eine Vergiftung später nicht mehr nachweisbar sei. Ehe Nawalny in die Maschine nach Moskau gestiegen war, hatte er offenbar Tee aus einem Plastikbecher getrunken, der das Gift enthalten haben könnte. Eine Vergiftung wäre aber auch durch bloßen Hautkontakt möglich – so wurde im Fall Skripal vermutet, dass Nowitschok auf dessen Türklinke gesprüht worden sei....