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Lexikon der Biologie: biogene Gifte

biogene Gifte [von *bioge n], chemische Verbindungen, die von Mikroorganismen (z. B. Bakterientoxine, Algengifte), Pilzen (Pilzgifte, Mykotoxine), Pflanzen (Giftpflanzen) oder Tieren (Gifttiere) gebildet werden und für andere Organismen schädlich oder sogar tödlich sind. Biogene Gifte sind überwiegend Produkte des Sekundärstoffwechsels, die in erster Linie der Verteidigung (pflanzliche Abwehr, Wehrsekrete), also dem Schutz des Einzelnen oder der Art vor (Freß-)Feinden, dienen. Manche Tiere benutzen ihr Gift auch zur Lähmung bzw. Tötung von Beutetieren (z. B. Schlangengifte, Spinnengifte). Der Gehalt an giftigen Inhaltsstoffen unterliegt zumindest bei Pflanzen starken Schwankungen. Diese können genetisch bedingt sein (verschiedene Chemotypen wie z. B. die Bittere und die Süße Mandel), vom Organ (Früchte, Wurzeln, Blätter), dem Entwicklungszustand (z. B. reife oder unreife Früchte) oder auch von Umwelteinflüssen abhängig sein. Pflanzen und Tiere können ihre Giftigkeit auch durch giftige Endophyten, wie etwa Pilze (Tremorgene, Mutterkornalkaloide, Trichothecene), bzw. durch die Aufnahme von Giften aus der Nahrung erlangen (Algengifte, Muschelgifte, Aufnahme und Anreicherung von Pflanzengiften durch bestimmte Insekten). Die Wirksamkeit von biogenen Giften auf verschiedene Lebewesen ist ganz unterschiedlich. Sie ist unter anderem abhängig von der Art und Weise der Aufnahme sowie dem Stoffwechsel der jeweiligen Organismen, also ihrer Fähigkeit, Gifte unschädlich zu machen (Biotransformation) und auszuscheiden (Entgiftung). Die Wirkung biogener Gifte ist, abhängig vom jeweiligen molekularen Wirkmechanismus (Rezeptoren), sehr unterschiedlich. Häufig sind es bestimmte Enzyme, die durch die Giftstoffe beeinträchtigt werden (das Indolalkaloid Physostigmin hemmt z. B. die Acetylcholin-Esterase, die Amatoxine hemmen spezifisch die RNA-Polymerase II (RNA-Polymerase), Okaidinsäure (Algengifte) hemmt die Proteinphosphatasen I und IIA). Viele Neurotoxine besetzen die Rezeptoren von Neurotransmittern (Curare ist z. B. ein Antagonist des Acetylcholins, dessen Rezeptorstellen es blockiert). Je nach Angriffsort der biogenen Gifte werden bestimmte Organe besonders geschädigt: das Zentralnervensystem durch Neurotoxine, das Herz durch Herzglykoside, die Leber und das Immunsystem durch Cytotoxine, welche die DNA-, RNA- und/oder Proteinsynthese in den Zellen hemmen (z. B. Amatoxine oder Trichothecene) oder die Haut durch Kontaktgifte, die Allergien auslösen (z. B. Furocumarine). Um sich vor ihrem eigenen Gift zu schützen, verfügen Tiere über spezielle Giftdrüsen. Pflanzen speichern ihre Giftstoffe in besonderen Kompartimenten der Zelle, z. B. in der Vakuole (viele Alkaloide, Herzglykoside, Senfölglykoside usw.) oder in spezialisierten Zellen wie etwa den Milchröhren (Alkaloide, Glykoside). Oft werden auch inaktive Vorstufen eines biogenen Giftes gespeichert, die erst im Bedarfsfall, z. B. bei Verletzung, enzymatisch umgewandelt werden (cyanogene Glykoside, Senfölglykoside; Senföle). Andere biogene Gifte, wie etwa die Phytoalexine, werden erst bei Bedarf als Abwehrmaßnahme gegen Eindringlinge synthetisiert. Biogene Gifte werden vom Menschen in vielfältiger Weise genutzt. Sie dienen zum einen zur Herstellung von Arzneimitteln (Herzglykoside usw.), zum anderen als Genußmittel (z. B. Coffein, Nicotin) oder Rauschmittel (Rauschgifte). Gifte, Pflanzengifte, Tiergifte.

N.D.

Lit.: Denkow, W.: Gifte der Natur. Bakterien – Pilze – Tiere. Steyr 1992. Teuscher, E., Lindequist, U.: Biogene Gifte. Biologie, Chemie, Pharmakologie. Stuttgart 21994.

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