Drucken

1. Beschreiben Sie die toxischen Wirkungen von Paraquat nach oraler Aufnahme.

Paraquat führt als quartäre Ammoniumverbindung zu einer heftigen Schleimhautverätzung im Gastrointestinaltrakt. Diese Verätzungen können sekundär zu schweren Kreislaufregulationsstörungen führen. Im weiteren Verlauf wird Paraquat aus dem Magen und Darm resorbiert und kann verschiedene innere Organe (Leber, Niere, Blut) schädigen. Besonders kritisch ist ein Bronchialödem zu bewerten. Mit Verzögerung von mehr als einer Woche kommt es schließlich zur Ausbildung einer irreversiblen Lungenfibrose, (die vermutlich durch reaktive Sauerstoffverbindungen [Redoxcycling] verursacht wird und) oft in einer tödlichen Erstickung endet.

 

2. Welche toxischen Wirkungen werden nach einer Pyrethroid-Exposition beobachtet?

Pyrethroide bewirken typischerweise ein Mißempfinden (Parästhesie) an Haut und Schleimhäuten. Nach Verschlucken werden Pyrethroide schnell in der Leber abgebaut, so dass nur selten systemische Wirkungen (z.B. Krampfanfälle) beobachtet werden. Die in vielen Fallberichte geschilderten Pyrethroid-Vergiftungs-Symptome lassen sich in vielen Fällen als durch Lösemittel,  andere Begleitstoffe oder zur vergiftungsbehandlung verabreichte Arzneimittel verursacht interpretieren.

 

3. Welcher molekulare Mechanismus liegt der rodentiziden Wirkung von Hydroxycumarin-Derivaten zugrunde?

Cumarin-artige Rodentizide (z.B. Dicumarol) wirken als Antagonisten von Vitamin K und hemmen auf diese Weise die Neusynthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX, X. Durch die Erniedrigung der Konzentration dieser Faktoren kommt es zu einer Störung der Blutgerinnung. Der Zielorganismus (und in gleicher Weise der vergiftete Mensch) verstirbt an einer unstillbaren Blutung z.B. aus dem Magen-Darm-Trakt.

 

4. Beschreiben Sie den Wirkungsmechanismus von rodentiziden Cumarinderivaten und machen Sie einen Therapievorschlag für eine akute Intoxikation!

Cumarinderivate wirken durch Antagonisierung einer Vitamin K-abhängigen Carboxylierungsreaktion bei der Biosynthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X. Dies führt zur Hemmung der Blutgerinnung und damit zu massiven Blutungen z.B. im Magen-Darm-Kanal oder ZNS.

Therapie: Absorptionsminderung durch orale Gabe von Aktivkohle, Gabe eines Vitamin K-Präparates, ggf. Ersatz von Gerinnungsfaktoren durch entsprechende Präparate.

5. Vergleichen Sie Carbamate und Alkylphosphate hinsichtlich ihres Wirkungsmechanismus und ihrer Akuttoxizität und bewerten Sie den therapeutischen Einsatz von Oximen!

Insektizide Carbamate (Methylcarbaminsäureester) wie auch Alkylphosphate hemmen die katalytische Aktivität der Acetylcholinesterase (AChE) an den (cholinergen) neuronalen Synapsen durch Esterbildung im aktiven Zentrum des Enzyms. Dies verursacht ein "Cholinerges Syndrom": Herzfrequenzverlangsamung, Blutdrucksenkung, Speichel- und Bronchialschleimfluss, Magenkrämpfe, Pupillenverengung, sowie Atemmuskellähmungen, Hirnkrämpfe und Bewusstseinsverlust.
Ester der Alkylphosphate mit der AChE stellen eine irreversible Bindung dar. Die langsame Hydrolyse von Phosphorsäuremethyl- oder -ethylester-Gruppen bezeichnet man als Alterung. Oxime (z.B. Obidoxim) können die Ester der Alkylphosphate mit der AChE spalten (Umesterung). Dies führt zur Reaktivierung des Enzyms vor Eintritt der Alterung.
Im Falle der Carbamate ist die Esterbindung weniger stabil. Es erfolgt eine spontane Reaktivierung des Enzyms. Eine Alterung ist auf Grund der Molekülstruktur der Carbamate nicht möglich. Einsatz von Oximen nicht sinnvoll.

 

6. Chlororganische Pestizide wie z.B. 2,2-Bis(4-chlordiphenyl)-1,1,1-trichlorethan (DDT) werden trotz guter Wirksamkeit heute kaum noch verwendet. Warum?

Chlororganische Pestizide wie z.B. 2,2-Bis(4-chlordiphenyl)-1,1,1-trichlorethan (DDT) werden von der Weltgesundheitsorganisation zu den persistierenden organischen Umweltschadstoffen (sog. POPs) gerechnet. Sie reichern sich in der Nahrungskette stark an, sind sehr beständig und weltweit - auch in Gebieten ohne beabsichtigte Exposition - verbreitet. Besonders Vögel und Wassertiere entwickeln vielfältige gesundheitliche Störungen (z.B. Störung des Aufbaus der Eischale).

 

7. Beschreiben Sie die Symptome der schweren Paraquat-Vergiftung in mindestens 3 verschiedenen Organen.

In der ersten Phase der Paraquat-Vergiftung ist vorwiegend der Magen-Darm-Trakt betroffen (lokale Verätzung). in der zweiten Phase treten Störungen an Leber, Niere und Lunge auf. Die dritte Phase ist gekennzeichnet durch das Auftreten einer irreversiblen Lungenfibrose.

 

8. Wie wirken Organophosphate (Alkylphosphate), wie Parathion (E 605) auf das menschliche Nervensystem und welche Effekte sind bei einer Vergiftung durch diese zu erwarten?

Organophosphate sind Hemmstoffe der Acetylcholinesterase, was u.a .zu einer Dauererregung der parasympathischen Nerven führt. Die Zeichen einer Vergiftung sind verlangsamter Herzschlag, Schwitzen, vermehrte Sekretion von den Schleimhäuten des Magen-Darm-Trakts und der Lunge, sowie Atmungsstörungen und Bewusstseinseintrübung.

 

9. Welche Antidote sind bei Vergiftungen durch Alkylphosphate (Organophosphate) wie Parathion (z.B. in E 605) wirksam und welche Mechanismen liegen ihrer Wirkung zu Grunde?

Hochwirksame Antidote zur Behandlung einer Alkylphosphatvergiftung sind Atropin und (in Deutschland) Obidoxim. Atropin ist ein Antagonist am muskarinischen Acetylcholinrezeptor und verringert durch Rezeptorbindung die überstarke Wirkung des körpereigenen Acetylcholins, das bei dieser Vergiftung in erhöhter Konzentration im Synaptischen Spalt vorliegt. Obidoxim bewirkt eine Reaktivierung der durch Esterbildung mit dem Alkylphosphat irreversibel gehemmten Actylcholinesterase – solange der Ester noch nicht gealtert ist (Verseifung einer zweiten Esterbildung).

 

10. Nennen Sie vier Pestizide und erläutern Sie stichwortartig wichtige Symptome und spezifische Therapiemöglichkeiten bei einer akuten oralen Vergiftung.

Z.B. Paraquat: verursacht u.a. Verätzungen und Lungenfibrose, nach stattgehabter schwerer Lungenschädigung keine spezifischen Therapieoptionen, selbst Lungentransplantation nicht erfolgversprechend
Rodentizide (Cumarin-Derivate): Störungen der Blutgerinnung (Gerinnungsfaktoren), Antidot Phytomenadion
Pyrethroide: geringe Akuttoxizität, T-Syndrom (Tremor), CS-Syndrom (Choreoathetose, Salivation), keine spezifische Therapie
Alkylphosphate: Bronchialverschleimung, Speichelfluss, verlangsamte Herzfrequenz, Atemlähmung, Therapie durch Atropin und ggf. Obidoxim.

 

11. Definieren Sie folgende Begriffe: Insektizide, Herbizide, Rodentizide, Molluskizide, Nematizide. Nennen Sie zwei humantoxisch wirkende Pestizidwirkstoffe und ihre geben Sie zugehörige  bedrohlichen Symptome (oder Syndrome) an.

Mittel zur Bekämpfung von Insekten, Pflanzen, Nagetiere, Schnecken, Würmer.
Wirkstoffe z. B. Oxydemeton-methyl: Speichelfluss, Bronchialverschleimung, Koma (cholinerges Syndrom)

Paraquat: Schleimhautverätzung, Leber-/Nierenschaden, Lungenfibrose
Warfarin: Blutgerinnungsstörungen

 

12. Wie wirken Insektizide von Neonicotinoid-Typ auf molekularer Ebene?

Neonicotinoide binden und wirken wie Nicotin und der physiologische Neurotransmitter Acetylcholin als Agonisten am nikotinischen Acetylcholinrezeptor von Nervenzellen. Im Gegensatz zu Acetylcholin werden Neonicotinoide nicht durch das Enzym Acetylcholinesterase abgebaut und wirken dadurch länger und stärker. Neonicotinoide wirken im Nervensystem von Insekten deutlich stärker als im Nervensystem von Menschen und (anderen) Wirbeltieren.