Bernhard Peter
Tödliche Samen (1): Rizinus

Woher kommt Ricin?
Ricin ist das Gift des Rizinus (Ricinus communis) aus der Familie der Wolfsmilchgewächse (Euphorbiaceae). Die Samen enthalten ca. 120 mg/100g Ricin. In Mitteleuropa wird Rizinus wegen seiner großen grünen, roten oder blaugrauen handförmig geteilten Blätter oft als Zierpflanze in Gärten und Parks angepflanzt. Die dreisamigen roten und sehr dekorativen Früchte sind weich bestachelt. Die Samen sind 1-2 cm lang und haben eine rotbaun-weißgelb marmorierte Schale sowie einen kleinen weißen, warzigen Anhang. Eine besondere Gefahr stellt die Verwendung dieser Samen in Schmuckketten aus Afrika z B. dar.

Wie giftig ist Ricin?
Ricin gehört zu den stärksten biogenen Giften und zu den toxischsten Eiweißkörpern überhaupt. Es wird nicht durch Verdauungsenzyme zerstört und es ist auch für ein Eiweiß ziemlich hitzestabil. Trotz seiner Molekülgröße wird es rasch im Darm aufgenommen. Für den Menschen ist die tödliche Dosis ca. 1 mg/kg Körpergewicht (die LD50-Werte für Mäuse liegen noch viel niedriger). Der Verzehr von 7-8 Ricinus-Samen kann also für einen Erwachsenen tödlich sein, bei Kindern genügt oft schon ein einziger Same. Die Giftigkeit hängt stark vom Zerkauungsgrad der Samen ab. In den Samenschalen ist so gut wie kein Gift. Ricin hat sogar den Status eines biologischen Kampfstoffes. Es kann oral aufgenommen werden, aber auch inhalativ, was sogar als noch wirksamer beschrieben wird.

Ricin - ein Lektin
Es handelt sich um ein Lektin. Ein Lektin ist ein Glykoprotein, ein Eiweißkörper, der mit Zuckerresten versehen ist. Grundgerüst ist ein Protein, das aus zwei separaten Aminosäureketten besteht. Zur Lektin-Eigenschaft gehört noch dazu, daß das Gift eine spezifische Affinität zu bestimmten Monosaccharid-, Aminozucker-, Uronsäure- oder Oligosaccharidresten hat und nebenvalente Wechselwirkungen zu Oberflächen wie Zellmembranen eingehen kann, die genau diese Reste tragen. Genau das sorgt dafür, daß das Gift nur an bestimmten Zieloberflächen bindet. Wie manche bakterielle Protein-Gifte wählt sich auch das Ricin sein Ziel selbst aus. Im Sinne der Pflanze, die sich vor Fraßfeinden schützen will, ist es natürlich, wenn das Gift bevorzugt dahin kommt, wo es den meisten Schaden anrichtet!

Abb.: 3D-Raumstruktur von Ricin, PDB-ID 2AAI, visualisiert mit Chimera. Seitenansicht, unten die erste Untereinheit, oben die zweite Untereinheit, rote Bereiche sind die Zuckerketten.

Wie manche bakterielle Toxine (Cholera, Enterotoxin von E. coli, Pertussis) besteht das Rizinustoxin aus zwei Untereinheiten, die hier über eine Disulfidbrücke und hydrophobe Wechselwirkungen miteinander verbunden sind. Ein Teil, die B-Kette, ist das Transport- und Zielerkennungs-Vehikel mit 260 Aminosäuren, der andere Teil, die A-Kette, ist der Schadensbringer mit 265 Aminosäuren. Die B-Kette hat eine Bindungsspezifität für 2-Beta-D-Galactopyranosylreste auf Membranen und sorgt dafür, daß nach dem Herstellen des Kontaktes zur Membran der Zielzelle die A-Kette durch Endocytose in die Zelle eindringen kann. Dann werden A- und B-Kette durch reduktive Spaltung der die beiden verbindenden Disulfidbrücke getrennt. Auch dies geschieht genauso bei vielen Bakterien-Toxinen.

Abb.: 3D-Raumstruktur von Ricin, PDB-ID 2AAI, visualisiert mit Chimera. Andere Seitenansicht, unten Erkennungsregion, oben eigentliches Gift, rote Bereiche sind die Zuckerketten.

Der untere Teil, bestehend aus der ersten Aminosäuresequenz, hier in hellblau eingefärbt, ist die Region, mit der das Gift an der Zielzelle andockt. Hier ist die Erkennungsregion. Die A-Kette ist der Schadensbringer selbst, der hier im Huckepack auf der B-Kette sitzt. Er ist der eigentliche Bösewicht, der aber nur dann in Aktion tritt, wenn die Erkennungsregion ihr Ziel erkennt, an der Zelle andockt und die Einschleusung veranlaßt. Das erklärt, warum eine so winzige Menge Gift so effektiv ist.

Abb.: 3D-Raumstruktur von Ricin, PDB-ID 2AAI, visualisiert mit Chimera. Seitenansicht auf beide Ketten. Die zwei einzelnen Aminosäureketten sind farblich unterschieden (hellblau ist die B-Kette und dunkelblau die A-Kette), die vier bunten kurzen Teile sind die Zucker.

Abb.: 3D-Raumstruktur von Ricin, PDB-ID 2AAI, visualisiert mit Chimera. Blick von unten auf die Erkennungsregion. Die zwei einzelnen Aminosäureketten sind farblich unterschieden (hellblau ist die B-Kette und dunkelblau die A-Kette), die vier bunten kurzen Teile sind die Zucker.

Wie wirkt Ricin?
Einmal in die Zelle eingeschleust, kann es losgehen: Ein einziges Molekül Gift reicht aus, um die ganze Zelle lahmzulegen. Die A-Kette ist der eigentliche Schadensverursacher, eine N-Glykosidase, die einen Adenin-Rest der Ribonukleinsäure der Ribosomen abspaltet. Ribosomen sind die Zellorganellen, an denen die Zelle durch Aneinanderhängen von Aminosäuren Proteine zusammenstellt. Durch das Abspalten eines wesentlichen Bestandteiles kann das Ribosom nicht mehr mit GTP oder GDP wechselwirken, die Aminoacetyl-t-RNS kann nicht mehr an das Ribosom andocken, die Verlängerung der entstehenden Aminosäureketten wird verunmöglicht. Kurz und bündig: Die zelleigene Protein-Synthese wird gestoppt.

Das eigentliche Gift ist also ein Enzym. Und genau das bewirkt, daß eine so geringe Menge Gift so gefährlich ist. Denn Enzyme wirken katalytisch, können ihre schädliche Aktion immer wieder und wieder ausführen. Ein einziges Molekül kann also die Eiweiß-Synthese an allen Ribosomen einer Zelle lahmlegen. Das Rizinustoxin, einmal in eine Zelle geschleust, ruht nicht eher, als bis die ganze Zellchemie verändert ist und die Zelle zusammenbricht.

Wie verläuft eine Ricin-Vergiftung?
Nach einer Latenzzeit von Stunden bis mehreren Tagen kommt es zu Übelkeit, Erbrechen, reiswasserartigen Durchfällen, Schwäche und Abgeschlagenheit, Tachykardie, Unterleibsschmerzen. Der andauernde Flüssigkeitsverlust schwächt den Körper, läßt ihn austrocknen und birgt die Gefahr des Kreislaufversagens. In schweren Vergiftungsfällen kommen hinzu: Krämpfe an Händen und Beinen, blutige Koliken, Fieber sowie die Symptome einer Lebernekrose bzw. eines akuten Nierenversagens. Tremor und tonisch-klonische Krämpfe treten gegen Ende vor dem Tod auf. Die Vergiftung führt zum Tod durch Atemlähmung und / oder Herzversagen. Auch andere medulläre Zentren sind betroffen.

Gibt es ähnliche Gifte?
Ein ganz ähnlich gebautes Gift hat die Paternostererbse (Abrus precatorius) mit dem Abrin. Ähnlich gebaut sind weiterhin das Modeccin aus Adenia digitata sowie das Volkensin aus Adenia volkensii und das Dodecandrin aus Phytolacca dodecandra. Alle wirken auf die hier beschriebene Weise.

Spektakuläre Fälle
Ricin wird mit dem "Regenschirmmord" am 7. September 1978 auf den Exil-Bulgaren Georgi Markov in London in Verbindung gebracht. Beim Warten an der Bushaltestelle wurde er von hinten mit einem als Injektionsgerät präparierten Regenschirm in die Wade gestochen. Am gleichen Abend bekam er Fieber, der Blutdruck fiel ab. Vier Tage später verstarb er an einem Herzstillstand. Bei der Autopsie wurde eine 1,52 mm im Durchmesser große Hohlkugel aus Platin und Iridium mit zwei Löchern gefunden. Ein ganz ähnliches Attentat wurde auf Vladimir Kostov in Paris verübt, welches er aber überlebte.

Literatur:
Eberhard Teuscher: Biogene Arzneimittel, WVG-Verlag, 5. Auflage, 1997
Eberhard Teuscher, Ulrike Lindequist: Biogene Gifte, 2. Auflage, Gustav Fischer Verlag 1994
Roth, Daunderer, Kormann: Giftpflanzen, Pflanzengifte, Nikol-Verlag 1994
Rutenber, E., Katzin, B. J., Ernst, S., Collins, E. J., Mlsna, D., Ready, M. P., Robertus, J. D.: Crystallographic refinement of ricin to 2.5 A. Proteins 10 pp. 240 (1991)
PDB-ID 2AAI, http://www.rcsb.org/pdb/
http://www.gifte.de/Giftpflanzen/ricinus_communis.htm

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