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Toxische Stoffe sind ubiquitär und auf Grund hochempfindlicher Analysenmethoden in allen umweltrelevanten Matrices, biologischen Materialien und Lebensmitteln nachweisbar. Die Frage ist, wann und in welchen Konzentrationen sind sie für den Menschen gesundheitsschädlich oder sogar tödlich. Rauchen, Alkohol- und Tablettenmissbrauch sind die Klassiker für Intoxikationen. Aber wie (stark) wirken Toxine, Drogen, Dopingsubstanzen oder toxische Kampfstoffe wie Nowitschok? Die Mechanismen der toxischen Wirkungen sind sehr verschieden - ist eine Kohlenmonoxid-Vergiftung durch wesentlich höhere Bindungskraft von CO im Vergleich zum O2 an das Fe-Atoms des Hämoglobins relativ einfach erklärbar, so wirken andere Noxen innerhalb komplexer Reaktionen und auf molekularer Ebene. Das cancerogene Benzo(a)pyren ist selbst nicht toxisch - erst wenn es über mehrere Stufen zum Diol-Epoxid metabolisiert wird, erfolgt die Schädigung der DNA. Die 210 unterschiedlichen Dioxine besitzen extrem verschiedene Toxizitäten - durch Aktivierung eines Aryl-Hydrocarbon-Rezeptors werden Reaktionen ausgelöst, die zu Intoxikationen führen. Das Tetrodotoxins des Kugelfisches blockiert die spannungsaktiven Na-Kanäle in den Neuronen und führt zu Lähmungen. Chemische Kampfstoffe wie Nowitschok (Fall Nawalny) blockieren die Acetylcholinesterase. Weitere wissenschaftliche Erklärungen beinhalten, warum Zyankali Lactozidose bewirkt, weshalb Cadmium zu Osteoporose führen kann oder wie Methanol-Abusus blind macht? Spannende Antworten erwarten wir auch in Zukunft: Welche Langzeitfolgen können durch Tattoos entstehen oder setzt sich die E-Zigarette durch?
Über den Autor / die Autorin
Manfred H. Gey war Professor für Analytik an der Hochschule Zittau/Görlitz. Seine Spezialisierung sind die Instrumentelle Analytik und Bioanalytik, wobei sein Fokus insbesondere in der Chromatographie (HPLC), Elektrophorese und Kopplungstechniken liegen, die er vor allem in der Lehre und in speziellen Praktika vertreten hat. Nach dem Studium der Chemie an der Universität Leipzig (1975) arbeitete er am Institut für Biotechnologie Leipzig (heute UFZ), an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (1990–95) und an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (1995–97).
Zusammenfassung
Toxische Stoffe sind ubiquitär und auf Grund hochempfindlicher Analysenmethoden in allen umweltrelevanten Matrices, biologischen Materialien und Lebensmitteln nachweisbar. Die Frage ist, wann und in welchen Konzentrationen sind sie für den Menschen gesundheitsschädlich oder sogar tödlich. Rauchen, Alkohol- und Tablettenmissbrauch sind die Klassiker für Intoxikationen. Aber wie (stark) wirken Toxine, Drogen, Dopingsubstanzen oder toxische Kampfstoffe wie Nowitschok? Die Mechanismen der toxischen Wirkungen sind sehr verschieden – ist eine Kohlenmonoxid-Vergiftung durch wesentlich höhere Bindungskraft von CO im Vergleich zum O2 an das Fe-Atoms des Hämoglobins relativ einfach erklärbar, so wirken andere Noxen innerhalb komplexer Reaktionen und auf molekularer Ebene. Das cancerogene Benzo(a)pyren ist selbst nicht toxisch – erst wenn es über mehrere Stufen zum Diol-Epoxid metabolisiert wird, erfolgt die Schädigung der DNA. Die 210 unterschiedlichen Dioxine besitzen extrem verschiedene Toxizitäten – durch Aktivierung eines Aryl-Hydrocarbon-Rezeptors werden Reaktionen ausgelöst, die zu Intoxikationen führen. Das Tetrodotoxins des Kugelfisches blockiert die spannungsaktiven Na-Kanäle in den Neuronen und führt zu Lähmungen. Chemische Kampfstoffe wie Nowitschok (Fall Nawalny) blockieren die Acetylcholinesterase. Weitere wissenschaftliche Erklärungen beinhalten, warum Zyankali Lactozidose bewirkt, weshalb Cadmium zu Osteoporose führen kann oder wie Methanol-Abusus blind macht? Spannende Antworten erwarten wir auch in Zukunft: Welche Langzeitfolgen können durch Tattoos entstehen oder setzt sich die E-Zigarette durch?
