Benutzer:Danny S./ Toxinologie

Toxinologie, ein Bergiff der sich aus dem englischsprachigen Raum (toxinology) seit etlichen Jahren zunehmend auch im deutschsprachigen Raum durchsetzt. Toxinologie ist nicht bloß die Toxikologie biogener Gifte, sondern geht darüber hinaus. Sie setzt sich auseinander mit Fragestellungen bezüglich der Chemie und Pharmakologie, jedoch auch mit biologischen Aspekten, etwa der Physiologie, Morphologie und Anatomie toxinbildender Strukturen und Applikationsmöglichkeiten derselben. Darüber hinaus sind evolutionsbiologische ("Evolution of Venom", einschließlich der Evolution des entsprechenden Taxons) und zum Teil ökologische Fragestellungen Gegenstand der Toxinologie. Dem medizinischen Nutzen, der sich potentiell aus vielen Toxinen ergeben kann, widmen sich aktuell viele Forschungsvorhaben weltweit.

Es gilt zu beachten: nicht jede Substanz, welche für die medizinische und pharmazeutische Forschung von Interesse ist, besitzt gegenüber dem Menschen ein toxisches Potential im engeren Sinne (z.B. Clavanine von Styela clava). Es kann dann allgemein von nicht-toxischen bioaktiven Substanzen gesprochen werden. Dies schließt jedoch nicht aus, dass eine solche Substanz ein toxisches Potential gegenüber andere Organismen besitzt.

Dieses Projekt agiert Taxon-übergreifend, da Toxine von zahlreichen, äußerst unterschiedlichen Organismen (Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) gebildet werden.

Toxinologie Neue Arzneistoffe - Tierische Gifte als Leitstrukturen Interessanter Artikel liefert einen Einblick in die Thematik. Pharmazeutische Zeitung, 2017: Link zum Artikel

Toxine können in zweierlei Hinsicht eine direkte klinische Relevanz besitzen: eine toxische Relevanz als Verursacher einer, zumeist akuten, Vergiftung (inkl. Allergiepotential) oder eine Relevanz als Arzneistoff (Wirkstoff eines Medikaments), ggf. als Grundlage für die weitere Entwicklung eines Arzneistoffs. Zudem können Toxine als Werkzeuge der Forschung und Labormedizin dienen (Diagnostika, Erforschung der Neurophysiologie (Bungarotoxine), etc.).

Giftproduzierende Pflanzen sind bereits seit Jahrtausenden Gegenstand naturwissenschaftlich-medizinischer Forschung. Daraus resultiert eine unglaubliche Menge an Arzneistoffen, die direkt oder indirekt (Derivatisierung) pflanzlichen Ursprungs sind. Impfstoffe/ Immunsera sind häufig auf mikrobielle Toxine zurückzuführen und stellen einen Schutzmechanismus gegen eben diese Toxine dar. Dem Gegenüber steht eine aktuell sehr geringe Zahl zugelassener Arzneimittel, deren Entwicklung auf tierische Gifte zurückzuführen ist; bei den meisten Mitteln handelt es sich um Antivenine (Immunsera) zur Behandlung von Schlangenbiss-Vergiftungen.

Ein Grund für die geringe Anzahl bisher zugelassener Arzneistoffe, deren Entwicklung auf tierische Toxine basiert, ist, dass es sich bei den Toxinen häufig um Kleinstmengen handelt, deren geeignete Gewinnung bzw. Synthese im industriellen Maßstab erst durch die Methoden der modernen Technologien, etwa der Biotechnologie, möglich wurde.

Zootoxine - Problemstellungen bei der Arzneimittelentwicklung

Einige große Problemstellungen bei der Entwicklung von Arzneistoffen auf der Basis tierischer Toxine geht aus deren chemischer Struktur hervor. Es handelt sich häufig um relativ große Moleküle und Proteine bzw. Polypeptide.

• Keine oder schlechte Bioverfügbarkeit nach peroraler Aufnahme und daher ggf. unpraktisch für eine Applikation durch den Patienten. Zumeist ist eine perorale Applikation nicht möglich, da diese Substanzen schlicht aufgrund ihrer Größe entweder über den Verdauungskanal bzw. die Darmschleimhaut nicht aufgenommen werden oder durch Verdauungssekrete und -enzyme zerstört werden.
• Große Proteine und Polypeptide werden mit höherer Wahrscheinlichkeit vom Immunsystem erkannt und bekämpft (Immunogenität, Allergiepotential, Unverträglichkeiten, Wirkungsbeeinflussung). Somit sind sie für die Anwendung bei chronischen Erkrankungen häufig ungeeignet.

Eine Überführung der pharmakologisch relevanten Phase (pharmakophore Struktur) eines Moleküls in eine peroral bioverfügbare Verbindung ist selten möglich; ACE-Hemmer stellen hier eher eine große Ausnahme dar. Es bietet sich für die Forschung die Suche nach von Natur aus relativ kleinen Molekülen an, die ggf. bereits peroral bioverfügbar sind und eine geringere Immunogenität aufweisen. Die Gewichtigkeit des Aspekts der peroralen Bioverfügbarkeit ist weiterhin Abhängig von der Indikation - so sind Pharmaka, die für akute Notfälle indiziert sind (z.B. Fibrinolytika bei Schlaganfall) häufig parenteral (per Injektion) anzuwenden, um einen zügigen Wirkeintritt zu gewährleisten.

Gelangen Toxine in den menschlichen Organismus, können sie zu Vergiftungen führen. Hierbei kann es über folgende Wege zu Intoxikationen kommen:

• durch bakterielle Toxine im Rahmen einer Infektion (Tetanus, Cholera, etc.)
• perorale Giftaufnahme: Aufnahme toxinhaltigen Materials durch den Mund, Toxinresorption zumeist über die Darmschleimhaut (Giftpilze, Giftpflanzen, passiv giftige Tiere wie Fugu)
• parenterale Aufnahme: hierbei werden die Toxine zumeist in oder unter die Haut appliziert, mittels einem Giftapparat (häufig ein Stechwerkzeug mit Giftleitfunktion, vergleichbar mit einer Kanüle zur Injektion). Die parenterale Giftapplikation tritt bei aktiv giftigen Tieren (Giftschlangen, Wespen, Skorpione, Nesseltiere, etc.; häufig systemische Wirkung) und einigen Pflanzen (hier häufig nur Lokalwirkung; z.B. Urtica, Dendrocnide) auf.
• lokale Applikation: hierbei hat lediglich die Körperoberfläche Kontakt mit den Toxinen, welche lokal/ topisch in der Regel eine Reizreaktion bewirken (Thuja, Krötensekret, Speikobras - letztere können über einen Giftbiss sowie Thuja und Krötensekret nach peroraler Aufnahme auch eine systemische Vergiftung bewirken). Einige Toxine können nach lokaler/ topischer Applikation durch die intakte Haut (transdermal) resorbiert werden und somit nach Eintritt in den Blutkreislauf systemisch wirksam sein (Aconitin des Eisenhuts, Scopolamin des Stechapfels, etc.).

Siehe auch

Liste giftiger Pflanzen, Pilzgift, Tiergift, Toxin, Kategorie:Toxin

Allgemein gesagt richtet sich das Aufgabenfeld dieses Projekts auf den Ausbau der Toxinologie-Thematik in Artikeln zu Toxin-produzierenden Taxa der deutschsprachigen Wikipedia. Im Zuge eines Ausbaus des Projekts auch durch neue Teilnehmer und Interessierte ergeben sich gegebenenfalls weitere und genauere Definitionen.

Interessierte & neue Ideen sind willkommen, Teilnehmer dürfen sich hier eintragen!

• Danny S. (v.a. Zootoxine/ Toxikologie der Gifttiere)

Arzneistoffe, deren Entwicklung auf tierische Toxine zurückgeht

• ACE-Hemmer (Ursprung: Jararaca-Lanzenotter, Bothrops jararaca; Antihypertonika)
• Alfimeprase (Ursprung: Kupferkopf, Agkistrodon contortrix; Thrombolytikum)
• Ancrod (Ursprung: Malayische Mokassinotter, Calloselasma rhodostoma; indirekter Fibrinogenreduktor)
• Eptifibatid (Ursprung: Zwergklapperschlange, Sistrurus biliarius barbouri; Thrombozytenaggregationshemmer)
• Exenatid (Ursprung: Gila-Krustenechse, Heloderma suspectum; Inkretinmimetikum)
• Reptilase (syn. Batroxobin; Ursprung: Lanzenottern, Bothrops; Diagnostikum)
• Tirofiban (Ursprung: Gemeine Sandrasselotter, Echis carinatus; Thrombozytenaggregationshemmer)
• Ziconotid (Ursprung: Kegelschnecke, Conus magus; Analgetikum)

Zootoxine in der jüngeren und aktuellen Forschung und Entwicklung (2015)

• Clavanine (Ursprung: Styela clava, Seescheiden; antiinfektiv wirksame Peptide ohne hämotoxische Eigenschaften; potentielle Ausgangsstoffe zur Entwicklung einer neuen Antibiotika-Klasse)
• Epibatidin (Ursprung: Baumsteiger-Frosch Epipedobates tricolor; das Derivat ABT-594 erhielt keine Zulassung; weitere Forschungsunternehmen laufen; Interaktion mit Nikotinrezeptoren, Analgetikum)
• Mambalgine (Ursprung: Schwarze Mamba, D. polylepis; Analgetikum)
• Fasciculine (Ursprung: Gewöhnliche Mamba, D. angusticeps, Antidementivum)
• Crotalphin und Crotamin (Ursprung: Schauer-Klapperschlange, C. durissus; u.a. Analgetika)

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• Z

• A - ABT-594, Alfimeprase, Ancrod
• B - Bungarotoxine
• C - Crotalphin - Crotamin - Clavanine
• D - Drei-Finger-Toxine
• E - Eptifibatid
• F - Fasciculine
• G
• H
• I
• J
• K
• L
• M - Mambalgine
• N
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2018 Gewöhnliche Lanzenotter und einige weitere Art-Artikel...

2016 Usambara-Buschviper (NA) - Venezuela-Lanzenotter (NA) - Gewöhnlicher Krait (NA)

2015 Nashornviper (NA) - Mittelasiatische Kobra (NA) - Seeschlangen (TÜ) - Vielgebänderter Krait (NA)

NA = neuer Artikel, TÜ = Teilüberarbeitung (Absatz Toxikologie/ Toxinologie)

Allgemeine Pharmakologie

• Mutschler et al.: Mutschler Arzneimittelwirkungen: Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 9. Auflage, 2008.
• Reichl: Taschenatlas der Toxikologie, Nikol Verlag, 2. Auflage, 2002.

Gifttiere

• Mebs: Gifttiere: Ein Handbuch für Biologen, Toxikologen, Ärzte und Apotheker, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 2010.
• Fry: Venomous reptiles and their toxins - Evolution, Pathophysiology and Biodiscovery, Oxford University Press, 2015.
• Ludwig Trutnau: Giftschlangen. Eugen Ulmer, Stuttgart 1998. [Angaben zur Biologie/ Lebensweise, Terraristik; wenige Angaben zum Gift]
• Frei, Herzer & Schmidt: Giftige und gefährliche Meerestiere, Müller Rüschlikon, 2007. [Autoren sind ein Arzt, eine Biologin und ein Fotograf; entsprechend das Buch: von allem etwas, aber wenig toxi(k/n)ologische Details]

Giftpflanzen & -pilze

• Roth, Daunderer & Kormann: Giftpflanzen - Pflanzengifte, Nikol Verlag, 5. Auflage, 2008.
• Bresinsky & Besl: Giftpilze: Ein Handbuch für Apotheker, Ärzte und Biologen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 1985.

• http://www.uniprot.org/
• http://www.toxinology.com/

QS der verschiedenen Redaktionen

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