Lexikon der Biologie: Schlangengifte
Schlangengifte, Schlangentoxine, Ophiotoxine, von Giftschlangen in den Giftdrüsen (Oberkieferspeicheldrüsen) produzierte toxische Substanzen (Gifte), die beim Biß mittels der Giftzähne übertragen werden und den Giftschlangen zum Beuteerwerb, zur Verdauung und zur Abwehr von Feinden dienen. Von den etwa 3500 bekannten Schlangenarten sind nur ca. 375 giftig. Die Wirkung eines Schlangengifts hängt von der Zusammensetzung des Schlangengifts, der beim Biß injizierten Menge (beim Verteidigungsbiß wird weniger Gift ausgeschüttet als beim Jagdbiß) sowie davon ab, ob Muskeln oder Blutgefäße getroffen wurden; z.B. verlaufen Bisse der Schwarzen Mamba durchweg tödlich, da sie ihre Bisse auf die Kopf- und Halsregion konzentriert, während nur ein Drittel der Bisse der Königs-Kobra tödlich verläuft, da diese häufig in Extremitäten beißt und durch Abbinden eine Verteilung des Gifts verlangsamt werden kann. Bei wiederholten Bissen besteht zudem die Gefahr des anaphylaktischen Schocks. Im Blut werden die Schlangengifttoxine rasch zum Herzen bzw. Gehirn transportiert, und hämolytische oder die Blutgerinnung beeinflussende Bestandteile können aktiv werden. – Die Zusammensetzung der Schlangengifte ist artspezifisch, sehr komplex und ändert sich jahreszeitlich. Hauptkomponenten sind toxische Proteine (Neurotoxine, Protease- und Acetylcholin-Esterase-Hemmer [Anticholin-Esterasen, Proteinase-Inhibitoren]), darunter spezifische Toxine, die ein rasches Erlegen der Beute (Lähmung und Tötung) gewährleisten, sowie giftig wirkende Enzyme (Hydrolasen, Aminosäure-Oxidasen, Phospholipase A2, Hämorrhagine, Myotoxine), deren Funktion in der Förderung der Giftausbreitung, in der Einleitung und Unterstützung der Verdauung des unzerkleinert verschlungenen Beutetieres (vor allem Kleinsäuger) liegt. Außerdem enthält die Giftdrüsenflüssigkeit u.a. Nucleotide, freie Aminosäuren, Zucker, Lipide und Metallionen. Folgende, die Giftigkeit von Schlangengiften bewirkende oder unterstützende Bestandteile wurden aus Schlangengiften istliert: Neurotoxine (Nervengifte; verursachen Lähmungserscheinungen durch präsynaptischen [Hemmung der Freisetzung von Neurotransmittern] oder postsynaptischen Angriff [Blockade von Rezeptoren] und Krämpfe [Verstärkung der Transmitterfreisetzung z.B. durch Blockade der Kaliumkanäle, oder Hemmung der Transmitter-abbauenden Enzyme, z.B. von Acetylcholin-Esterase]), Cardiotoxine (Herzmuskelgifte; bewirken eine irreversible Depolarisation speziell der Herzmuskel- und der Nervenzell-Membranen und verursachen Reizleitungsstörungen; Reizleitung), Phospholipasen (bewirken Hämolyse, Hemmung der Acetylcholin-Freisetzung durch PLA2), blutgerinnungshemmende (Antikoagulantien) und blutgerinnungsfördernde Faktoren (Koagulin), Hyaluronidase (Hyaluronsäure; beschleunigt die Diffusion des injizierten Schlangengifts im Gewebe), hämorrhagische Faktoren (führen zu Blutungen), proteolytische Enzyme (Proteasen; verursachen Nekrosen = örtliches Absterben von Zellen und Geweben), Acetylcholin-Esterase, Aminosäure-Oxidase, Phosphatasen, Protease-Inhibitoren und Nucleasen (zerstören fundamentale Makromoleküle wie DNA [Desoxyribonucleinsäuren] und RNA [Ribonucleinsäuren] sowie wichtige Energieträger [ATP, Adenosintriphosphat], second messenger [z.B. cAMP] und Redox-Coenzyme [NAD, Nicotinamidadenindinucleotid]). – Die Schlangengifte der Giftnattern(Elapidae) enthalten als wirksame Bestandteile vor allem Neurotoxine, die Gifte der Kobras Neurotoxine und Cardiotoxine. Einzelne Beispiele ( vgl. Infobox ) sind das Cobratoxin der Brillenschlange, die Bungarotoxine der Bungars und das Taipoxin des Taipans, das Schlangengift mit der höchsten Toxizität. Im Gift der Kap-Kobra konnten Neurotoxine (α, β, δ), Cardiotoxine (VII1, VII2, VII3) und ein Protease-Inhibitor, im Gift der Schwarzen Mamba Neurotoxine (Dendrotoxine; α, γ, δ, FS2, VN2) und Protease-Inhibitoren (Toxine K und E) nachgewiesen werden. Die von Grubenottern gebildeten Schlangengifte wirken hauptsächlich als Nerven- und Blutgifte. Zu den Neurotoxinen zählt z.B. das Crotoxin der Klapperschlangen, während das Gift der Gewöhnlichen Lanzenotter rasch blut- und gewebezersetzend wirkt (Proteasen) und die Toxizität des Giftes des Buschmeisters auf Blutgerinnungsstörungen beruht. Unter den verschiedenen Komponenten der Schlangengifte der Seeschlangen sind vor allem Neurotoxine, hämolytisch wirkende Bestandteile (Lecithinase; Lysolecithine), Antikoagulantien und Hyaluronidase für die toxische Wirkung verantwortlich (je nach Spezies sind 3–10 mg Schlangengift für den Menschen tödlich). Neurotoxine aus Seeschlangen-Schlangengiften sind z.B. die Erabutoxine a, b und c (aus dem Plattschwanz Laticauda semifasciata), die Laticotoxine a und b (aus Laticauda laticaudata) und die Toxine 4 und 5 (aus der Schnabelköpfigen Seeschlange, Enhydrina schistosa). Hauptursache der Vergiftungen durch Schlangengifte der Trugnattern sind Gerinnungsstörungen des Blutes. Man findet ausgedehnte Blutungen in allen Organen und Fibrin-Thromben in den Kapillaren. Im Schlangengift der Vipern findet man hämorrhagische Faktoren, Phospholipase und sowohl blutgerinnungsfördernde als auch -hemmende Faktoren (z.B. im Gift der Aspisviper). Das Schlangengift der Kreuzotter enthält zusätzlich Hyaluronidase, die Schlangengifte der Palästinaviper, der Sandrasselotter und der Sandotter zusätzlich Hyaluronidase, Neurotoxine und proteolytische Enzyme. Folgen einer Vergiftung sind Blutungen, Gerinnungsstörungen, Gewebszerstörung und cardiovaskulärer Schock. Alle Proteinkomponenten der Schlangengifte sind antigen wirksam (Antigene) und können zur Gewinnung von spezifischen Antiseren (Schlangenserum;Antiserum) eingesetzt werden. Man erhält sie aus dem Blut von Pferden, die durch Einspritzen geringer Mengen von Schlangengiften aktiv immunisiert wurden (Heilserum, Immunisierung). Inzwischen ist auch die Gewinnung von neutralisierenden Antikörpern aus Hühnereiern gelungen. Die Hennen waren zuvor mit Schlangengift immunisiert worden. Antiseren sind die wirksamsten Gegenmittel bei Schlangenbissen. Schlangengifte dienen auch als Hilfsmittel in der Neurophysiologie (z.B. Isolierung und Identifizierung von Rezeptoren, Untersuchung der Transmitterfreisetzung und -wirkung, Markierung von Rezeptoren [z.B. Nachweis von Rezeptoren-Mangel bei Myasthenia gravis; Myasthenie]) und Biochemie und finden als einzelne Komponenten oder standardisierte Präparate aufgrund ihrer schmerzstillenden Wirkung und die Blutgerinnung (Batroxobin) beeinflussenden Eigenschaften therapeutische Anwendung. Außerdem werden Schlangengift-Zubereitungen zur unspezifischen Immuntherapie, bei Allergien, Krämpfen, Epilepsie, Hypertonie und rheumatischen Erkrankungen (Rheumatismus) in der Homöopathie und in der Allopathie eingesetzt. Man schätzt die Zahl der jährlichen Todesfälle durch Schlangenbisse auf weltweit etwa 20.000. Davon entfallen die meisten auf Asien, während in Europa ca. 50 registriert werden. Manche Tiere (Igel, Ichneumons) haben eine natürliche Immunität gegenüber Schlangengiften. Zur Gewinnung von Schlangengiften läßt man in Schlangenfarmen die Tiere auf Glasschälchen beißen oder drückt auf die Giftdrüsen. Dabei werden Mengen zwischen 10 (Kreuzotter) und einigen hundert mg (asiatische Schlangen) Schlangengift gewonnen. Sog. Sequenzhomologien, die zwischen den Cardiotoxinen und den Neurotoxinen der Giftnattern gefunden wurden, geben Aufschluß über die Evolution der Schlangengifte. Achatin, Calmette (A.L.C.), Fontana (F.), Gifttiere (Tab.), Kistrin, nicotinische Acetylcholinrezeptor-Kanäle, Noguchi (H.), Redi (F.).
E.R./S.G./S.Kl.
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