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Krankheiten des Nervensystems

Wirkorte wichtiger Neurotoxine

Die meisten Neurotoxine wirken auf die synaptische Signalübertragung. Obwohl ein Pflanzen- oder Tiergift die synaptische Neurotransmission an unterschiedlichen Orten stören kann, zeigen die einzelnen Komponenten meist eine erstaunliche Selektivität. Ein besonders gut untersuchtes Beispiel sind die Gifte der Kegelschnecken (Conus spec.), die ein Gemisch von 50 bis 200 Komponenten aufweisen können, von denen die meisten eine neurotoxische Wirkung zeigen. Diese so genannten Conotoxine lassen sich in sechs Gruppen einteilen, die nach gemeinsamen Zielproteinen im Beuteorganismus gruppiert und durch ein spezifisches Muster von Disulfid-Brücken gekennzeichnet sind. α-Conotoxine binden an nicotinische Acetylcholin-Rezeptoren, μ-Conotoxine an muskuläre Na+ -Kanäle, ω-Conotoxine an neuronale Ca2+ -Kanäle, δ-Conotoxine an neuronale Na+ -Kanäle, κ-Conotoxine an neuronale K+ -Kanäle und Conantokine, die selektiv den NMDA (N-Methyl-D-Aspartat)-Glutamat-Rezeptor hemmen. Durch die Spezifität der Wirkung einzelner Neurotoxine spielen diese eine große Rolle bei der Aufklärung der Struktur und Funktion von Rezeptoren und Ionenkanälen.

Abb.1
Wirkungsorte einiger wichtiger Neurotoxine

Im Uhrzeigersinn: Während μ-Conotoxine, das Fischtoxin Tetrodotoxin und das Dinoflagellaten-Toxin Saxitoxin v.a. auf spannungsgesteuerte Na+-Kanäle des Muskels einwirken, beeinflussen δ-Conotoxine v.a. neuronale Na+-Kanäle. κ-Conotoxine und die meisten Dendrotoxine aus dem Gift der grünen Mamba hemmen bzw. blockieren bestimmte Populationen von spannungsgesteuerten Kalium-Kanälen. Einzelne Komponenten des Spinnengifts Agatoxin hemmen unterschiedliche Typen von Calcium-Kanälen. Verschiedene ω-Conotoxine blockieren v.a. muskuläre Calcium-Kanäle des Typs N. Calciseptin aus dem Gift der schwarzen Mamba ist ein spezifischer Inhibitor der Ca2+-Kanäle vom Typ L. Das aus den Samen des Brechnussbaumes gewonnene Strychnin ist ein kompetitiver Antagonist des Glycin-gesteuerten Cl--Kanals. γ-Amino-Buttersäure (GABA)-Rezeptoren werden selektiv durch das Gift Picrotoxin der indonesischen Scheinmyrte nicht-kompetitiv gehemmt. Ein weiterer Bestandteil des Conotoxins, die Conantokine, hemmen Glutamat-Rezeptoren. Die am besten untersuchten Acetylcholin-Rezeptoren werden durch eine Reihe prominenter Neurotoxine wie z.B. Nicotin, α-Conotoxine, das Schlangengift der indischer Kraits (α-Bungarotoxin) sowie den Hauptbestandteil des Pfeilgifts Curare (δ-Tubocurarin) gehemmt.

Neben Toxinen, die auf Rezeptoren bzw. rezeptorassoziierte Ionenkanäle einwirken, vergiften einige Toxine die zur Sekretion der Neurotransmitter notwendige Exocytose-Maschinerie der Zellen (z.B. Clostridien-Toxine, Latrotoxin der schwarzen Witwe) bzw. hemmen die Produktion von Transmitter-abbauenden Enzymen wie z.B. der Acetylcholin-Esterase (Nervengas).

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