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
Chemie der Gifte
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Text, Graphik und Photos: Bernhard Peter 2005
Autor: Bernhard Peter, Im Schenkelsberg 8, 56076 Koblenz
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