Toxin

Ein Toxin (griechisch τοξίνη, altgriechisch ausgesprochen toxíne, „die giftige [Substanz]“) ist ein Gift, das von einem Lebewesen synthetisiert wird. Die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Erforschung von Giften, ihrer Wirkung und deren Behandlung beschäftigt, ist die Toxikologie. Sie befasst sich mit giftigen Substanzen, Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen, mit den physiologischen Mechanismen der Giftwirkung und deren quantitativen Aspekten. Die toxische Wirkung eines Stoffes auf ein Lebewesen wird Toxizität genannt.

Im wissenschaftlichen englischen Sprachraum hat sich der Begriff toxinology, als Teilgebiet der Toxikologie, das sich mit Toxinen beschäftigt, etabliert. Die deutsche Übersetzung Toxinologie hält zunehmend Einzug in den deutschen Sprachraum.

Geschichte

Pflanzen-, Pilz- und Tiergifte sind dem Menschen seit vielen Jahrhunderten bekannt. Das erste Bakterientoxin, das Diphtherietoxin, wurde 1888 von Émile Roux und Alexandre Yersin entdeckt und isoliert.[1] Verschiedene Toxine sind im Zusammenhang mit dem Bioterrorismus einer breiteren Offentlichkeit bekannt geworden.

Chemische Zusammensetzung und Wirkungsweise

Toxine sind meist Peptide oder Proteine (ugs.: Eiweißverbindungen), manche sind Alkaloide (insbesondere Pflanzentoxine). Sie werden von Organismen zu ihrer Verteidigung hergestellt und stören oder beschädigen die grundlegenden zellulären Prozesse anderer Organismen. Beispielsweise blockieren manche bakteriellen Toxine die Proteinsynthese an den Ribosomen. Viele Schlangengifte sind selbst Proteasen, also solche Proteine, die andere Proteine abbauen.

Bakterielle Toxine werden in Exotoxine und Endotoxine unterschieden.

Exotoxine

Exotoxine sind komplex zusammengesetzte Proteine. Sie sind Ausscheidungsgifte, die permanent von Bakterien freigesetzt werden. Sie sind thermolabil, was bedeutet, dass sie nicht gegen Hitze und Kälte resistent sind. Exotoxine werden auf Plasmiden oder dem Kernäquivalent gefunden. Sie sind immunogen, hinterlassen jedoch keine lang anhaltende Immunität. Sie können durch Wärme oder Formalineinwirkung in Toxoide überführt werden.

Endotoxine

Endotoxine bestehen aus Lipopolysacchariden. Sie sind in der äußeren Hülle von gramnegativen Bakterien zu finden und werden beim Zerfall der Mikroorganismen freigesetzt. Unter Umständen können dabei sehr große Mengen der Toxine freigesetzt werden. Endotoxine sind ebenfalls thermolabil. Das Lipid A bildet die toxische Komponente. Antikörper reagieren mit der Polysaccharidseitenkette. Dies geschieht in der Regel sehr schnell, was bedeutet, dass auch sehr schnell ein Gegengift angewandt werden muss.

Literatur

  • Erhard Geissler (Hrsg.): Biological and Toxin Weapons Today, sipri - Stockholm International Peace Research Institute, Oxford University Press 1986, ISBN 0-19-829108-6
  • W. Forth, D. Henschler, W. Rummel, K. Stark: Pharmakologie und Toxikologie. 1. Auflage, Wissenschaftsverlag Mannheim Leipzig Wien Zürich 1992, ISBN 3-411-15026-2.

Einzelnachweise

  1. E. Roux und A. Yersin: Contribution à l'étude de la Diphtérie. In: Annales de l'Institut Pasteur (1888), p. 629 Scan at biodiversity.org

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