LISA! Lexikon - GiftstoffDefinition:

Definition Giftstoffe:

Giftstoffe (Toxine) sind chemische Substanzen, die bei Kontakt, Einnahme, Injektion oder Einatmung schädliche oder tödliche Auswirkungen auf biologische Organismen, insbesondere auf Menschen und Tiere, haben.

Herkunft

Sie können natürlichen Ursprungs sein, wie z.B. in Tieren oder Pflanzen vorkommen, oder synthetisch hergestellt werden, z.B. in der chemischen Industrie. Giftstoffe können sowohl akute als auch chronische Vergiftungen verursachen.

Kategorien von Giftstoffen:

1. Biotoxine: Toxine, die von lebenden Organismen produziert werden, z.B. Schlangengift, Botox (Botulinumtoxin) oder Giftstoffe von Bakterien (z.B. Tetanospasmin).
2. Phytotoxine: Toxine, die von Pflanzen produziert werden, z.B. Alkaloide (z.B. Morphin, Atropin), Glykoside (z.B. Cyanogene Glykoside) oder giftige Proteine (z.B. Ricin).
3. Mykotoxine: Toxine, die von Pilzen produziert werden, z.B. Aflatoxine, Ochratoxin A oder Ergotalkaloide.
4. Chemotoxine: Chemische Verbindungen, die giftige Wirkungen haben, z.B. Schwermetalle (z.B. Quecksilber, Blei, Cadmium), Pestizide, Lösungsmittel oder Drogen.

Mechanismen der Toxizität: Giftstoffe können unterschiedliche Mechanismen der Toxizität aufweisen (Ausgewählte Beispiele der LISA! Wissenschaftsredaktion):

1. Hemmung von Enzymen: Viele Toxine wirken, indem sie Enzyme blockieren, die für lebenswichtige Prozesse im Körper verantwortlich sind (z.B. Acetylcholinesterase-Inhibitoren wie Organophosphate).
2. Störung der Zellmembran: Einige Toxine greifen die Zellmembran an und verursachen eine Störung der Zellintegrität (z.B. Detergentien oder Amphotericin B).
3. Störung der Signalübertragung: Toxine können die Kommunikation zwischen Zellen beeinflussen, indem sie die Funktion von Rezeptoren oder Ionenkanälen stören (z.B. Tetrodotoxin, das spannungsabhängige Natriumkanäle blockiert).
4. Hemmung der Proteinsynthese: Toxine wie Ricin oder Shigatoxin können die Proteinsynthese in Zellen unterbrechen, was zum Zelltod führt.
5. Oxidativer Stress: Giftstoffe können die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies erhöhen und damit zu Zellschäden und Entzündungen führen (z.B. Paraquat).

Beispiele für giftige Substanzen:

1. Arsen: Ein natürlich vorkommendes Schwermetall, das in Wasser, Boden und Luft gefunden werden kann und zu Haut-, Lungen- oder Blasenkrebs führen kann.
2. Cyanid: Eine chemische Verbindung, die in Zigarettenrauch, Industrieabfällen und bestimmten Pflanzen (z.B. Bittermandeln) vorkommt. Cyanid hemmt die zelluläre Atmung und kann zu Atemnot, Krämpfen und Tod führen.
3. Kohlenmonoxid: Ein farb- und geruchloses Gas, das bei unvollständiger Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen entsteht. Es bindet an Hämoglobin und verhindert den Sauerstofftransport im Blut, was zu Erstickung, Bewusstlosigkeit und Tod führen kann.
4. Dioxine: Eine Gruppe von Umweltgiften, die als Nebenprodukte bei Verbrennungsprozessen und der Herstellung von chlorierten Chemikalien entstehen. Dioxine reichern sich in der Nahrungskette an und können Krebs, Immunschwäche und Fortpflanzungsstörungen verursachen.
5. Fugu (Kugelfisch): Die Leber und die Geschlechtsorgane des Kugelfischs enthalten Tetrodotoxin, ein hochgiftiges Nervengift, das Lähmungen und Atemlähmungen verursachen kann.

Entgiftung und Behandlung:

Der Körper besitzt verschiedene Mechanismen, um Giftstoffe zu eliminieren und ihre Wirkung zu reduzieren, z.B. durch Leberenzyme, die Toxine abbauen, oder durch die Ausscheidung von Giftstoffen über die Nieren und den Darm. In einigen Fällen sind spezifische Antidote verfügbar, die die Wirkung von Giftstoffen neutralisieren können, z.B. Naloxon bei Opioidvergiftungen oder Atropin bei Organophosphatvergiftungen. Eine frühzeitige Diagnose und adäquate medizinische Behandlung sind entscheidend für die Prognose bei Vergiftungen.

Prävention:

Um das Risiko von Vergiftungen zu minimieren, sollten Maßnahmen zur Vermeidung von Giftstoffen in der Umwelt, der Nahrung und im Arbeitsbereich getroffen werden, z.B. durch Überwachung und Regulierung von Schadstoffemissionen, Verwendung von Alternativstoffen, sichere Lagerung von Chemikalien und Aufklärung der Bevölkerung über die Risiken von Giftstoffen.

Querverweise der Redaktion:

1. Toxikologie: Die Wissenschaft, die sich mit der Erforschung von Giftstoffen, ihren Wirkungen und ihrer Behandlung beschäftigt.
2. LD50: Eine Maßeinheit für die Toxizität von Substanzen, die angibt, welche Dosis bei der Hälfte einer Population von Versuchstieren zum Tod führt.
3. Akute und chronische Vergiftung: Akute Vergiftungen treten nach einer einmaligen oder kurzzeitigen Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Giftstoffen auf, während chronische Vergiftungen durch wiederholte oder langfristige Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen von Giftstoffen entstehen.
4. Umwelttoxikologie: Ein Teilgebiet der Toxikologie, das sich mit den Auswirkungen von Giftstoffen auf Umwelt und Ökosysteme beschäftigt.

LISA! Lexikon - Die wissenschaftlichen Artikel werden von der LISA! Wissenschaftsredaktion erstellt und sind kostenlose Lernhilfen und Nachschlagwerke (Lexika, Wörterbücher, Reiseführer) für Schüler, Studenten, Eltern, Berufstätige, Lehrer und Wissenschaftler. Sie dürfen in wissenschaftlichen Arbeiten selbstverständlich zitiert werden. Als Bildungsanbieter sehen wir uns in der Pflicht, Interessierte umfassend zu verschiedenen Themengebieten zu unterrichten. Die lexikalischen Einträge ergänzen die Sprachreisenangebote von LISA! Sprachreisen. Verantwortlich für den Inhalt: Dr. Denise Geng und wiss. Redaktion. Verantworltich im Sinne Mediengesetzes: Lisa Media GmbH.

Im Folgenden finden Sie eine Liste von Literaturquellen zum Thema Giftstoffe:

Klaassen, C. D. (Hrsg.). (2013). Casarett & Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons (8. Auflage). New York: McGraw-Hill Education.
Timbrell, J. (2008). Principles of Biochemical Toxicology (4. Auflage). London: Informa Healthcare.
Lu, F. C. (2011). Basic Toxicology: Fundamentals, Target Organs, and Risk Assessment (6. Auflage). Hoboken: Wiley.
Ballantyne, B., Marrs, T., & Syversen, T. (Hrsg.). (2019). General and Applied Toxicology (3. Auflage). Hoboken: Wiley.
Rennenberg, H., & Kummer, U. (2004). Toxikologie für Naturwissenschaftler: Einführung in die Theoretische und Spezielle Toxikologie. Weinheim: Wiley-VCH.
Hodgson, E., & Levi, P. E. (2010). A Textbook of Modern Toxicology (4. Auflage). Hoboken: Wiley.
Hayes, A. W., & Kruger, C. L. (Hrsg.). (2014). Hayes' Principles and Methods of Toxicology (6. Auflage). London: CRC Press.
Schäfer, S. G. (2003). Lehrbuch der Toxikologie: Grundlagen, Wirkungsmechanismen, Anwendungen (2. Auflage). Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.