Pflanzengifte

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Allgemein[Bearbeiten]

auch Pflanzengifte sind häufig schon Jahrhunderte bekannt und wurden vielfälltig eingesetzt. Da wir menschen uns ja mittlerweile nicht mehr als Jäger und Sammler sehen kommt es beim Erwachsenen heutzutage kaum noch zu Vergiftungen durch Pflanzen und oder Beeren. Nur Kinder sind hier noch gefährdet, da sie den unbändigen Drang verspüren dem Unbekannten auf die Spur zu kommen. so kann es auch zum Verzehr von Zierpflanzen oder zu Verwechslungen mit Nahrungsmitteln kommen.

Alkaloide[Bearbeiten]

Mit dieser Überschrift wird jetzt zwar ein riesiges Fass aufgemacht, da ca. 10.000 Verbindungen den Alkaloiden zugehörig sind. Es werden hier aber nicht alle besprochen. Es soll um giftige Alkaloide aus dem Pflanzenreich gehen die nicht den Genuss- oder den Drogen zugehörig sind und deren Verzehr häufig in der toxikologischen Statistik landet.
Der Begriff Alkaloid ist bis heute nicht klar abzugerenzen. Es handelt sich im Allgemeinen um stickstoffhaltige, organische Verbindungen. Die Einteilung erfolgt entweder nach der chemischen Struktur (Steroid-Alkaloide wie Solanin und Pyridin-Alkaloide wie Nicotin, Anabasin), nach der Herkunft oder nach der Biogenese, also von welchen Aminosäuren sie abgeleitet werden, eingeteilt werden.


Terpen-Alkaloide[Bearbeiten]

Terpen-Alkaloide (oben) und Tropan-Alkaloide (unten)

Terpene sind Verbindungen die sich vom Isopren ableiten, wie beispielsweise auch das Carotin. Als Pflanzengift ist in dieser Kategorie vor allem das Aconitin des blauen Eisenhuts zu nennen. Es handelt sich wohl um das europaweit stärkste Pflanzengift überhaupt. Früher wurden Extrakte des blauen Eisenhuts zum Giftmord verwendet, schon 3 - 6 mg wirken tödlich. Um eine solche Menge aufzunehmen muss man ca. 2 - 15 g der Eisenhutwurzel zu sich nehmen. es wurde einige Zeit auch in der Homöopathie eingesetzt, aufgrund einiger Todesfälle mittlerweile jedoch verboten. Eine gute Resorption des Giftes führt zu mehreren Symptomen.

  • Taubheits- und Kältegefühl
  • starke Schmerzen
  • Erbrechen, Durchfälle und Koliken
  • bei hohen Dosen Herzrhythmusstörungen, Atemlähmung bis hin zum Tod.

Die Symptome kommen u.a. durch eine Veränderung der Natrium-Kanäle in erregbaren Nerven zustande, die, ähnlich den Organochlorverbindungen, zu einer verzögerten Repolarisation des Ruhepotentials führen. Es ist momentan noch kein spezifisches Gegenmittel bekannt. Vergiftungen werden durch eine rasche Entfernung des noch nichtaufgenommenen Giftes gemildert. Man kann es also nur aussitzen.

Tropan-Alkaloide[Bearbeiten]

Die Tropan-Alkaloide sind in den Blüten und oder Beeren von Tollkirsche, Stechapfel und Bilsenkraut enthalten. Auch die Alraune und die Engelstrompete enthält diese Alkaloide. Es handelt sich hier in der Regel um ein Gemisch aus L-Hyoscyamin welches sich beim Trocknen in das Racemische Gemisch Atropin erwandelt, und L-Hyoscin, auch Scopolamin genannt.
Häufig kommt es zum Missbrauch dieser Pflanzen aufgrund ihrer halluzinogenen Wikrung und so zu Vergiftungen. Bilsenkraut wurde vor dem Reinheitsgebot beispielsweise Bier begemischt um die Wirkung zu verstärken. Bei Kindern kann es bei Tollkirschen zu Verwechslung mit normalen Kirschen kommen. 3 - 4 Stück sind im Kindesalter bereits tödlich.
Atropin und Scopolamin sind Antagonisten des Acetylcholins an Muscarinrezeptoren. Sie können daher auch als Gegenmittel bei Organophosphatvergiftungen eingesetzt werden. Sie blockieren die Acetylcholinesterase so, das Acetylcholin nicht mehr binden kann. Im Gegensatz dazu blockieren die Organophosphatverbindungen nur den Abbau des Acetylcholins nicht aber dessen Anbindung an den Rezeptor.

Faszinierend ist, das beide Substanzen die gleiche Wirkung auf das periphere Nervensystem haben aber unterschiedliche auf das zentrale Nervensystem. Atropin hat eine erregende Wirkung und Scopolamin eine dämpfende. Die Wirkung auf das periphere Nervensystem zeigt sich wie folgt:

  • Mundtrockenheit (Frühsymptom)
  • Wärmestauung, Weitstellung der Pupillen,
  • Sehstörungen und Halluzinationen
  • schneller Puls und Harndrang

Um eine Vergiftung zu behandeln wird der Cholinesterasehemmer Physostigmin verabreicht.

Chinolizidin-Alkaloide[Bearbeiten]

Chinolizidin-Alkaloide

Hier sind vor allem die Substanzen Spartein, Lupanin und Anagyrin zu nennen. Es handelt sich hier um für den Menschen toxische Substanzen die muskuläre und zentralnervöse Erregung, sowie Lähmung hervorrufen. Zu tödlichen Vergiftungen kommt es vor allem bei Kindern durch Kreislaufversagen. Aber auch in der Milch von Nutztieren können sie nachgewiesen werden. Bei Tieren ist das "crooked calf"-Syndrom beschrieben. Es kommt aufgrund der teratogenen Eigenschaften des Anagyrin zu Fehlbildungen der Wirbelsäule beim Kalb, wenn das Muttertier Lupinen verzehrt.
Besorgniserregend sind vor allem der vermehrte Einsatz von Lupinenproteinen in Lebensmitteln. Es konnten mittlerweile mehr als 200 Chinolizidinalkaloide in Hülsenfrüchten gefunden worden. Der Einsatz ist vor allem für Milcheiweißallergiker gedacht. Außerdem ist diese Eiweißfraktion auf für Zöliakie-Patienten von Interesse. Besorgniserregend ist hierbei das verstärkte Auftreten von Überempfindlichkeiten.
Berichten des BfR ([1] Aktualisierte Stellungnahme Nr. 039/2011 des BfR vom 26. August 2011) zufolge gab es Fälle von allergischen Reaktionen mit sogar lebensbedrohlichen Ausmaßen. Seither besteht Kennzeichnungspflicht für Zusätze.

Saponine[Bearbeiten]

Zuckerrübensaponine sind Glycoside von Steroiden oder Triterpenen plus verschiedene Zucker. Sie kommen in Spinat, roten Rüben, Zuckerrüben und Sojabohnen vor. Die Bildung erfolgt ausschließlich in Pflanzen und dient hier dem Schutz der Pflanze vor Pilzbefall. Die Resorption ist relativ gering. Der Name Saponine geht auf die schäumende Wirkung zurück. Sapo heißt soviel wie Seife. Hinzu kommt eine hämolysierende Wirkung. Alle Saponine schmecken bitter, mit einer Ausnahme: Glycyrrhizin. Das ist der Geschmacksstoff der Lakritze und schmeckt süß. Es kommt in der Wurzel der Süßholzpflanze vor und wir als Hustenmittel, Süßstoff und Lakritze verwendet.
Eine Dosis von mehr als 100 mg pro Tag steigert den Blutdruck und die Wassersekretion. Ein gelegentlicher Genuß von Lakritze ist für gesunde Personen nicht weiter besorgniserregend. Aber Herz-Kreislauf-Patienten und Menschen mit Bluthochdruck sind besonders gefährdet. Bei regelmässigem Genuß von Süßholztees oder Lakritze wird der Elektrolythaushalt gestört, was indirekt wieder den Kreislauf beeinflusst und somit die Gefahr weiterer Krankheiten steigert.
Da man sich der Gefahr bewusst ist, gibt es Hinweise auf der Verpackung:
Ein Glycyrrhizingehalt von 0,2 g/100 g Produkt ist nicht kenntlich zu machen. Bei 0,2 - 0,4 g/100 g muss die Warnung "enthält mehr als 0,2 g Glycyrrhizin pro 100 g verzehrfähigem Produkt. Bei regelmässigem Verzehr nicht mehr als 25 g" oder ähnlich aufgedruckt sein. Bei 0,4 - 1,0 ist die Höchstverzehrsmenge 10 g. Und ist mehr als 1,0 g pro 100 g drin steht das so was wie "enthält mehr als 1% Glycyrrhizin. - Nur gelegentlich konsumieren."

Steroid-Alkaloide[Bearbeiten]

Alkaloide die sich von Steroiden ableiten.

Hier sind vor allem Solanin und Tomatin, die in den Nachtschattengewächsen auftauchen, zu nennen. Der Mensch kommt hier vor allem mit den Lebensmitteln Kartoffeln und Tomaten in Kontakt. Sie sind auch der Grund warum man die Auswüchse von Kartoffeln und grüne Stellen vor der Zubereitung entfernen sollte und warum man keine unreifen Tomaten essen sollte. Der Gehalt an Solanin ist stark sortenabhängig. Toxisch wird es ab einem Gehalt von 25 mg/Person. Eine Vergiftung zeigt sich durch kratzenden Hals, Erbrechen, Leibschmerzen, Durchfall, Mattigkeit. Bei Kindern kann es ab und an auch zu Todesfällen führen. Eine teratogene Wirkung wird ebenfalls diskutiert. Aufgrund der schleimhautreizenden Wirkung werden sie auch als Saponinähnlich bezeichnet. durch Kochen in Essigwasser und anschließendes Entsorgen des Wassers kann eine Gefährdung vermieden werden. Solanin ist hitzestabil und geht daher beim Kochen nicht kaputt, sondern ins Kochwasser über.
Es wird eine Depolarisation der Mitochondrienmembran und eine Umverteilung des Calcium aus den Mitochondrien ins Cytosol angenommen. Die erhöhte Calciumkonzentration leitet die Apoptose ein.
Ein weiterer Grund warum Vergiftungen heutzutage eher selten ist, ist die Tatsache, das der Gehalt zurückgezüchtet wurde. Wenn man ein Verfechter der alten Sorten ist, sollte man evtl. aufpassen. Bei normalen Kartoffeln die es heute im Supermarkt gibt braucht man aber keine Bedenken zu haben.
Tomatin kommt in unreifen Tomaten neben Solanin vor. Auch hier ist die Wirkung denen der Saponine ähnlich.

Toxische Proteine[Bearbeiten]

Hämagglutinine[Bearbeiten]

Hämagglutinine beeinflussen das Blut und verklumpen die Erythrocyten. Es handelt sich um toxische Glykoproteine mit einem Gewicht von ca. 100 kDa.
Als Phasine wurden früher die Lektine von Bohnenarten bezeichnet. Ab einer bestimmten Menge roh verzehrter Bohnenarten stellen sich Symptome wie Erbrechen, Durchfall (beide häufig blutig) sowie Magen-Darmbeschwerden auf. Rote Nierenbohnen lösen schon in geringen Mengen (4 oder 5 Stück) erste Symptome aus. Durch 15 minütiges Kochen werden die Phasine zerstört. Ist die letale Dosis nicht erreicht verschwinden die Symptome in der Regel genau so schnell wie sie auftauchen (ca. 3 - 4 h).
Ein Beispiel für ein Lektin ohne Zuckerrest ist Concanavalin A aus den Samen der Jackbohne.
Auch Ricin ein Bestandteil der Ricinussamen gehört zu den Hämagglutininen. Das als Abführmittel bekannte Rizinusöl enthält kein Ricin, da es im Pressrückstand verbleibt.
1978 wurde Ricin vom bulgarischen Geheimdienst für einen erfolgreichen Mrdanschlag verwendet. Das unter dem Namen "Regenschirmattentat" bekannt gewordene Attentat auf einen bulgarischen Schriftsteller und Dissidenten verwendete einen präparierten Regenschirm, den sog. bulgarischen Regenschirm. Hierfür wurde eine kleine Platinkugel in die Spitze des Schirms integriert. Das Opfer wurde am Oberschenkel "gepiekst" und die Kugel gelang so in den Körper. Innerhalb befanden sich ca. 40 mg Ricin.
Ricin besteht aus 2 Aminosäureketten (A und B) die über eine Disulfidbrücke verknüpft sind. Die B-Kette, das Haptomer, lagert sich an die Membran an und erlaubt es dem Molekül ins Zellinnere zu gelangen. Die A-Kette das sog. Effektomer, eine hochspezifische N-Glucosylase, inaktiviert die Ribosomen und behindert die Proteinbiosynthese. Für Kinder sind bereits 5 für Erwachsene sind ca. 20 Samen tödlich.
Die Briten versuchten aus Ricin eine Biowaffe zu produzieren, da es auch über die Lungen gut resorbiert wird. Sie scheiterten aber daran das Ricin in ein Aerosol zu verwandeln. Auch im Irak wurden nach dem Krieg ca. 10 L hochkonzentriertes Ricin gefunden, welches in Artilleriegeschütze abgefüllt werden sollte.
Heute fällt Ricin unter die Bio- und Chemiewaffenkonvention.
Die Latenzzeit liegt zwischen Stunden und 2 Tagen. Nekrosen der Magen-Darm-S chleimhäute und massive Blutungen treten ein. Der Tod erfolgt meist nach 3 bis 4 Tagen.
Behandelt werden kann eine Vergiftung mit Aktivkohle oder durch Magenspülung. Es gibt aber kein spezifisches Gegenmittel.


Proteaseinhibitoren[Bearbeiten]

Proteaseinhibitoren sind in der Regel selbst Proteine mit einer Masse von 5 - 40 kDa. Sie bilden Komplexe mit den Proteasen sind aber nicht spaltbar. In Leguminosen finden sich beispielsweise Trypsininhibitoren. Meistens sind sie hitzelabil und können durch Kochen inaktiviert werden.


Blausäure[Bearbeiten]

Hier sind die cyanogenen Glykoside von Bittermandeln und Leinsamen und deren metabolische Aktivierung gezeigt

Chemisches Formelzeichen HCN. Einstz vor allem bei der Metallhärtung, Edelmetallgewinnung oder für suizidale Absichten. Vor kommt es vor allem in Rosengewächsen, in deren Kerne (Aprikose, Bittermandel, Pfirsich oder Kirsche) sie als Fraschutz dienen.
Mandeln enthalten beispielsweise Amygdalin ein cyanogenes Glucosid. Der Zuckeranteil kann abgespalten werden und CN- wird frei. Das Cyanidion ist toxisch, er bildet mit Fe3+ einen relativ stabilen, jedoch reversiblen Komplex. Hier ist vor allem das Eisen im Cytochrom der Atmungskette betroffen. Dies ist am Elektronentransfer beteiligt. Assoziiert mit Cyanid kann es seine Aufgabe nicht mehr erfüllen und es kommt zum inneren Ersticken.
Zur Therapie sollten größere Mengen Schwefel, in Form von Natriumthiosulfat zur Verfügung gestellt werden. Die Schwefelkonzentration im Körper bestimmt die Geschwindigkeit der Entgiftung.

CN- + "S"  SCN-

Oral aufgenommenes Cyanid reagiert im sauren pH des Magens zu HCN. Dieser Schritt ist sehr wichtig, da HCN im Gegensatz zu CN- membrangängig ist. Cyanogene Glykoside werden durch das Enzym Glykosidase von Mikroorganismen im Darm gespalten und protoniert. So können sie die Darmscheimhaut durchdringen.
Inhalativ aufgenommen kommt es schon nach Sekunden zu den ersten Symptomen. Sind die Konzentrationen hoch genug tritt auch der Tod innerhalb von Sekunden ein.
Erste Symptome eine Blausäurevergiftung sind:

  • stoßweise Atmung durch sauerstoffmangel am Rezeptor
  • Rotfärbung der Haut, durch Arterialisierung des Venenblutes (will heißen: O2 aus der Arterie wird nicht on den Zellen aufgenommen und gelangt so in die eigentlich sauerstoffarmen Venen.

Solange die Konzentration nicht letal ist, kommt es zur raschen Entgiftung und benötigt keine spezielle Therapie. Bei höheren dosen sollte wie schon erwähnt Schwefel supplementiert werden. Man kann die CN--Ionen auch mit Eisen(III) abfangen. Hierfür gibt man in der Regel Methämoglobin-Bildner, wie p-Dimethylaminophenol.

Blausäuregehälter verschiedener Lebensmittel:

  • Bittermandeln 250 mg HCN/100 g (Für Kinder können bereits 5 - 10 Mandeln tödlich sein)
  • Bambus (Spitze des unreifen Sproßes) 800 mg HCN/100 g
  • Bambus (unreifer Stamm) 300 mg HCN/100 g

Oxalsäure[Bearbeiten]

Oxalsäure kommt in kleinen Mengen in Tee, Kakao und Schokolade vor. Von toxikologischem Interesse ist auch Rhabarber. Rhabarber kann man bis Ende Juni/Anfang Juli ernten. Später steigt der Oxalsäuregehalt stark an und kann so den Organismus schädigen. Auch die Blätter (die ja nicht gegessen werden) enthalten große Mengen Oxalsäure. Sie kann mit Calcium schwerlösliche Salze bilden, die die Nieren schädigen. Es bildet sich eine Oxalatniere. Die Symptome sind Erbrechen, Krämpfe, Kreislaufkollaps, sowie wie schon erwähnt Nierenschäden.

Kurzfassung Tabelle[Bearbeiten]

Syndrom Protease Inhibitoren Hämagglutine Oxalsäure Dienkolsäure Gossypol Chinolizidin-Alkaloide Saponine Saponine
Toxinbildner Leguminosen Bohnenarten Rhabarber, Spinat Samen Javabaum Baumwollsamen Lupine Zuckerrübe, Spinat, Bohne Wurzel Süßholzpflanze (Lakritze)
Toxingruppe Proteine Glycoproteine Glyoxylsäure Glycoside aus

Triterpen-, Steroid- Sapogenin

Glycosid aus

Glycyrrhetinsäure & 2 Glucuronsäuren

Strukturverwandte Cystin Aldosteron
Wirkungsprinzip Inhibieren

aktives Zentrum der Endopeptidasen Trypsin Chemotrypsin Elastase

Blutgruppen

un/spezifische Agglutination von Erythrozyten

Ca2+ Komplexe,

Nierensteine, Störung Blutgerinnung

Kristalle in

Niere & Harn

Fe2+ Komplexe

Hemmung Spermatogenese

Symptome Magen-Darm &

Lebernekrosen Herzmuskel

Erbrechen,

Krämpfe,

Nieren-

schäden

Centribuläre Nekrose Muskelerregung

Lähmung & Abort

Schäumend,

hämolysierend

Bludruck steigt

Wasserretention

Organospezifität Magen-Darm Magen-Darm, Leber,

Herzmuskel

Nieren/Leber Niere Leber, Lunge,

Herz, Erythrozyten

Letale Dosis LD ≤ 100 mg/

d Person

Stabilität hitzelabil hitzelabil