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Produktion von Giften und Abwehrstoffen

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Penzlin - Lehrbuch der Tierphysiologie

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Zusammenfassung

Giftige oder übel riechende oder schmeckende Tiere kommen in sehr vielen Taxa des Tierreichs vor. Die von ihnen produzierten oder von anderen Organismen übernommenen Gift- (Toxine) oder Abwehrstoffe gehören den verschiedensten Stoffklassen an (◘ Tab. 28.1). Einzelne Giftstoffe sind in ihrer Wirkung oft sehr spezifisch, sodass sie in der neuro- und zellbiologischen Grundlagenforschung, in besonderen Fällen sogar in der Medizin zur Anwendung kommen, um bestimmte Prozesse in Zellen, Geweben oder menschlichen Patienten selektiv zu blockieren. Selten kommen die Gift- und Abwehrstoffe im giftigen Tier jedoch in reiner Form vor. In fast allen Fällen enthalten die Sekretionsprodukte Mischungen aus verschiedenen Giftstoffen, die so zusammengesetzt sind, dass die Gesamtheit aller Wirkstoffe dem Tier den optimalen Nutzen aus dem Einsatz des Giftcocktails sichert. Daraus ergibt sich, dass das Studium von Struktur und Wirkung tierischer Gifte und Abwehrstoffe sehr gute Einblicke in coevolutive Zusammenhänge geben kann. Der evolutive Wettlauf um den größtmöglichen Effekt eines Stoffs bei möglichst geringem Materialeinsatz hat zur Bildung von tierischen Gift- und Abwehrstoffen geführt, deren Wirkung schon in extrem niedriger Konzentration eintritt.

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Notes

  1. 1.

    paralysis (griech.) = Lähmung, Erstarrung

  2. 2.

    Tetrodotoxin kommt in geringer Konzentration auch in der Muskulatur von Takifugu vor, die in Japan, von speziell ausgebildeten Köchen präpariert und in hauchdünne Scheiben geschnitten, als Delikatesse roh gegessen wird (Fugu). Die Konzentration ist allerdings so niedrig, dass bei sachgerechter Zubereitung und maßvollem Genuss keine gefährlichen Vergiftungserscheinungen beim Menschen auftreten

  3. 3.

    Die Hemmung der Na+/K+-ATPase der Herzmuskelzelle von Säugetieren führt zu einem Anstieg der intrazellulären Konzentration von Na+-Ionen. Dies aktiviert einen plasmamembranständigen Na+/Ca2+-Austauscher, der die Na+-Konzentration in der Herzmuskelzelle absenkt, dafür aber die cytosolische Ca2+-Konzentration erhöht. Diese Vorstimulation der Muskelzelle bedingt eine erhöhte Kraftentwicklung während der nachfolgenden, durch Aktionspotenziale ausgelösten Kontraktionen (positiv inotroper Effekt)

  4. 4.

    pumilio (lat.) = Zwerg

  5. 5.

    So genannt, weil man die gebildeten Sekrete früher für herausgepresste Hämolymphe hielt

  6. 6.

    priapismos (griech.) = schmerzhafte Dauererektion des Penis

  7. 7.

    melitta (griech.) = Biene

  8. 8.

    Die Speikobra kann ihr Gift auf eine Distanz von bis zu 2 m auf das Gesicht eines Angreifers abschießen. Durch schnelle Kopfbewegungen während des Spuckvorgangs wird gewährleistet, dass die Schleimhäute von Augen und Mund eines Angreifers getroffen werden, wodurch schmerzhafte Reizungen und Blindheit hervorgerufen werden

Weiterführende Literatur

Allgemeines

  • Fry BG, Roelants K, Champagne DE, Scheib H, Tyndall JD, King GF, Nevalainen TJ, Norman J A, Lewis RJ, Norton RS, Renjifo C, de la Vega RC (2009) The toxicogenomic multiverse: convergent recruitment of proteins into animal venoms. Annu Rev Genom Hum G 10:483–511

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Habermehl GG (1991) Gifte im Tierreich. Biol Zeit 21:316–325

    CAS  Google Scholar 

  • Harris RJ, Jenner RA (2019) Evolutionary ecology of fish venom: adaptations and consequences of evolving a venom system. Toxins 11 (2):60

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Mebs D (2002) Venomous and poisonous animals. CRC Press, Boca Raton

    Google Scholar 

  • Mebs D (2009) Was steuert die Giftigkeit bei Tieren? Vom Genom zum Venom. Biologie in unserer Zeit 39:250–257

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Nelsen DR, Nisani Z, Cooper AM, Fox GA, Gren ECK, Corbit AG, Hayes WK (2014) Poisons, toxungens, and venoms: redefining and classifying toxic biological secretions and the organisms that employ them. Biol Rev 89:450–465

    Article  Google Scholar 

  • Stevens M, Peigneur S, Tytgat J (2011) Neurotoxins and their binding areas on voltage-gated sodium channels. Front Pharmacol 2:71

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Teuscher E, Lindequist U (2010) Biogene Gifte – Biologie, Chemie, Pharmakologie, Toxikologie, 3. Aufl. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart

    Google Scholar 

  • Tsetlin VI, Hucho F (2004). Snake and snail toxins acting on nicotinic acetylcholine receptors: fundamental aspects and medical applications. FEBS Lett 557:9–13

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Tu AT (1991) Handbook of natural toxins. CRC Press, Boca Raton

    Google Scholar 

Spezielle Aspekte

  • Aminetzach YT, Srouji JR, Kong CY, Hoekstra HE (2009) Convergent evolution of novel protein function in shrew and lizard venom. Curr Biol 19:1925–1931

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Bane V, Lehane M, Dikshit M, O’Riordan A, Furey A (2014) Tetrodotoxin: Chemistry, toxicity, source, distribution and detection. Toxins 6:693–755

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Blunt JW, Copp BR, Munro MH, Northcote PT, Prinsep MR (2011) Marine natural products. Nat Prod Rep 28:196–268

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Blunt JW, Copp BR, Keyzers RA, Munro MH, Prinsep MR (2012) Marine natural products. Nat Prod Rep 29:144–222

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Conti-Tronconi BM, Raftery MA (1986) Nicotinic acetylcholine receptor contains multiple binding sites: Evidence from binding of α-dendrotoxin. Proc Natl Acad Sci USA 83:6646–6650

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Dumbacher, JP, Wako A, Derrickson SR, Samuelson A, Spande TF, Daly JW (2004) Melyrid beetles (Choresine): A putative source for the batrachotoxin alkaloids found in poison-dart frogs and toxic passerine birds. Proc Natl Acad Sci USA 101:15857–15860

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Fohlman J, Eaker D, Karlsoon E, Thesleff S (1976) Taipoxin, an extremely potent presynaptic neurotoxin from the venom of the australian snake taipan (Oxyuranus s. scutellatus). Isolation, characterization, quaternary structure and pharmacological properties. Eur J Biochem 68:457–469

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Gordon D, Chen R, Chung S-H (2013) Computational methods of studying the binding of toxins from venomous animals to biological ion channels: Theory and applications. Physiol Rev 93:767–802

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Harris J, Sutherland S, Zar M (1981) Actions of the crude venom of the Sydney funnel-web spider, Atrax robustus on autonomic neuromuscular transmission. Br J Pharmacol 72:335–340

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Jared C, Mailho-Fontana PL, Antoniazzi MM, Mendes VA, Barbaro KC, Rodrigues MT, Brodie ED (2015) Venomous frogs use heads as weapons. Curr Biol 25:2166–2170

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Leite KR, Andrade E, Ramos AT, Magnoli FC, Srougi M, Troncone LR (2012) Phoneutria nigriventer spider toxin Tx2-6 causes priapism and death: a histopathological investigation in mice. Toxicon 60:797–801

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Moise L, Piserchio A, Basus VJ, Hawrot E (2002) NMR structural analysis of α-bungarotoxin and its complex with the principal α-neurotoxin-binding sequence on the α7 subunit of a neuronal nicotinic acetylcholine receptor. J Biol Chem 277:12406–12417

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Rodríguez A, Poth D, Schulz S, Vences M (2011) Discovery of skin alkaloids in a miniaturized eleutherodactylid frog from Cuba. Biol Lett 7:414–418

    Article  Google Scholar 

  • Sanhajariya S, Duffull S, Isbister G (2018) Pharmacokinetics of snake venom. Toxins 10:73

    Article  Google Scholar 

  • Savitzky A, Mori A, Hutchinson D, Saporito R, Burghardt G, Lillywhite H, Meinwald J (2012) Sequestered defensive toxins in tetrapod vertebrates: principles, patterns, and prospects for future studies. Chemoecology 22:141–158

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Sher D, Fishman Y, Zhang M, Lebendiker M, Gaathon A, Mancheno JM, Zlotkin E (2005) Hydralysins, a new category of beta-pore-forming toxins in cnidaria. J Biol Chem 280:22847–22855

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Schweitz H, Moinier D (1999) Mamba toxins. Perspect Drug Discov Des 15–16:83–110

    Article  Google Scholar 

  • Shai Y, Fox J, Caratsch C, Shih YL, Edwards C, Lazarovici P (1988) Sequencing and synthesis of pardaxin, a polypeptide from the Red Sea Moses sole with ionophore activity. FEBS Lett 242:161–166

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Terlau H, Olivera BM (2004) Conus venoms: a rich source of novel ion channel-targeted peptides. Physiol Rev 84:41–68

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Triep M, Hess D, Chaves H, Brucker C, Balmert A, Westhoff G, Bleckmann H (2013) 3D flow in the venom channel of a spitting cobra: Do the ridges in the fangs act as fluid guide vanes? PLoS ONE 8:e61548

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Ushkaryov YA, Volynski KE, Ashton AC (2004) The multiple actions of black widow spider toxins and their selective use in neurosecretion studies. Toxicon 43:527–542

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Vogel H, Jähnig F (1986) The structure of melittin in membranes. Biophys J 50:573–582

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Yang C-C, Chang L-S (1991) Dissociation of lethal toxicity and enzymic activity of notexin from Notechis scutatus scutatus (Australian tiger-snake) venom by modification of tyrosine residues. Biochem J 280:739–744

    Article  CAS  Google Scholar 

Quellenverzeichnis

  • Blunt JW, Copp BR, Munro MH, Northcote PT, Prinsep MR (2011) Marine natural products. Nat Prod Rep 28:196–268

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Brechner E, Dreesmann D, Dinkelaker B (2001) Kompaktlexikon der Biologie. Spektrum Akademischer, Heidelberg

    Book  Google Scholar 

  • Blunt JW, Copp BR, Keyzers RA, Munro MH, Prinsep MR (2012) Marine natural products. Nat Prod Rep 29:144–222

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Habermehl GG (1991) Gifte im Tierreich. Biol Zeit 21:316–325, Abb. 14, S 324

    Google Scholar 

  • Habermehl GG (1994) Gift-Tiere und ihre Waffen, 5. Aufl. Springer, Berlin, Abb. 6, S 56, und Abb. 7, S 63

    Google Scholar 

  • Lunteren E van, Moyer M (1999) Peptide toxin blockers of voltage-sensitive K+ channels: inotropic effects on diaphragm. J Appl Physiol 86:1009–1016

    Google Scholar 

  • Marquardt H, Schäfer SG (2003) Lehrbuch der Toxikologie, 2. Aufl. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart

    Google Scholar 

  • Mebs D (2009) Was steuert die Giftigkeit bei Tieren? Vom Genom zum Venom. Biol Zeit 39:250–257, Abb. 5, S 253

    Google Scholar 

  • Mebs D (2010) Gifttiere. Ein Handbuch für Biologen, Toxikologen, Ärzte und Apotheker, 3. Aufl. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, Abb. 3.78, S 294 und Abb. 383, S 297

    Google Scholar 

  • Sutherland SK (1983) Australian animal toxins. Oxford University Press, Oxford, Abb. 28.3, S 403

    Google Scholar 

  • Trisha Shears, Wikimedia Commons

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Universität Greifswald, Greifswald, Deutschland

    Jan-Peter Hildebrandt

  2. Bonn, Deutschland

    Horst Bleckmann

  3. Universität Marburg, Marburg, Deutschland

    Uwe Homberg

Authors
  1. Jan-Peter Hildebrandt
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  2. Horst Bleckmann
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Hildebrandt, JP., Bleckmann, H., Homberg, U. (2021). Produktion von Giften und Abwehrstoffen. In: Penzlin - Lehrbuch der Tierphysiologie. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-61595-9_28

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