Strychnin
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| Bezeichnungen | |
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| IUPAC-Bezeichnung
Strychnidin-10-on
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| Bevorzugte IUPAC-Bezeichnung
(4aR,5aS,8aR,13aS,15aS,15bR)-4a,5,5a,7,8,13a,15,15a,15b,16-decahydro-2H-4,6-methanoindolo[3,2,1-ij]oxepino[2,3,4-de]pyrrolo[2,3-h]quinolin-14-one | |
| Bezeichner | |
3D-Modell (JSmol)
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
IUPHAR/BPS
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| KEGG | |
PubChem CID
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| RTECS-Nummer |
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| UNII |
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| UN-Nummer | 1692 |
InChI
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SMILES
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| Eigenschaften | |
Chemische Formel
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C21H22N2O2 |
| Molekulare Masse | 334,419 g-mol-1 |
| Erscheinungsbild | Weißer oder durchscheinender Kristall oder kristallines Pulver; bitterer Geschmack |
| Geruch | Geruchlos |
| Dichte | 1,36 g cm-3 |
| Schmelzpunkt | 270 °C; 518 °F; 543 K |
| Siedepunkt | 284 bis 286 °C; 543 bis 547 °F; 557 bis 559 K |
Löslichkeit in Wasser
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0.02% (20°C) |
| Acidität (pKa) | 8.25 |
| Gefahren | |
| Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (OHS/OSH): | |
Hauptgefahren
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Extrem giftig |
| GHS-Kennzeichnung: | |
Piktogramme
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Signalwort
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Gefahr |
Gefahrenhinweise
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H300, H310, H330, H410 |
Sicherheitshinweise
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P260, P264, P273, P280, P284, P301+P310 |
| NFPA 704 (Feuerdiamant) |  
4
0
0 |
| Flammpunkt | Nicht brennbar |
Selbstentzündung
Temperatur |
Nicht brennbar |
| Tödliche Dosis oder Konzentration (LD, LC): | |
LD50 (mediane Dosis)
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0,5 mg/kg (Hund, oral) 0,5 mg/kg (Katze, oral) 2 mg/kg (Maus, oral) 16 mg/kg (Ratte, oral) 2,35 mg/kg (Ratte, oral) |
LDLo (niedrigster veröffentlichter Wert)
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0,6 mg/kg (Kaninchen, oral) |
| NIOSH (US-Grenzwerte für die Gesundheit): | |
PEL (Zulässig)
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TWA 0,15 mg/m3 |
REL (Empfohlen)
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TWA 0,15 mg/m3 |
IDLH (Unmittelbare Gefahr)
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3 mg/m3 |
Sofern nicht anders angegeben, gelten die Daten für Materialien in ihrem Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox Referenzen
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Strychnin (/ˈstrɪkniːn/ oder /-nɪn/; US-amerikanisch vor allem /ˈstrɪknaɪn/) ist ein hochgiftiges, farbloses, bitteres, kristallines Alkaloid, das als Pestizid verwendet wird, insbesondere zur Tötung kleiner Wirbeltiere wie Vögel und Nagetiere. Wenn Strychnin eingeatmet, verschluckt oder über die Augen oder den Mund aufgenommen wird, verursacht es Vergiftungen, die zu Muskelkrämpfen und schließlich zum Tod durch Erstickung führen. Obwohl es heute nicht mehr medizinisch verwendet wird, wurde es in der Vergangenheit in kleinen Dosen zur Verstärkung der Muskelkontraktionen eingesetzt, z. B. als Herz- und Darmstimulans und leistungssteigerndes Mittel. Die häufigste Quelle sind die Samen des Brechnussbaums (Strychnos nux-vomica). ⓘ
| Strukturformel ⓘ | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Strychnin | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
(–)-Strychnin | ||||||||||||||||||
| Summenformel | C21H22N2O2 | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose, bitter schmeckende Kristalle | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 334,42 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
| Dichte |
1,36 g·cm−3 | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
268 °C | ||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
270 °C (6,7 hPa) | ||||||||||||||||||
| Löslichkeit |
schlecht in Wasser (143 mg·l−1) | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Toxikologische Daten |
2,35 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral) | ||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||
Strychnin [ʃtʁɪçˈniːn] ist ein sehr giftiges Alkaloid. Es gehört zu den Strychnos-Alkaloiden innerhalb der Gruppe der Indolalkaloide. Bereits in geringen Dosen bewirkt Strychnin eine Starre der Muskeln. Strychnin wurde in sehr geringer Dosierung als Analeptikum eingesetzt und wird auf der Dopingliste geführt. Es wurde früher auch als Rattengift verwendet. ⓘ
Biosynthese
Strychnin ist ein Terpen-Indol-Alkaloid, das zur Strychnos-Familie der Corynanthe-Alkaloide gehört und sich von Tryptamin und Secologanin ableitet. Das Enzym Strictosidin-Synthase katalysiert die Kondensation von Tryptamin und Secologanin, gefolgt von einer Pictet-Spengler-Reaktion zur Bildung von Strictosidin. Die Enzyme, die die folgenden Schritte katalysieren, wurden zwar nicht identifiziert, aber die Schritte wurden durch Isolierung von Zwischenprodukten aus Strychnos nux-vomica abgeleitet. Der nächste Schritt ist die Hydrolyse des Acetals, die den Ring durch Abspaltung von Glucose (O-Glu) öffnet und einen reaktiven Aldehyd liefert. Der entstehende Aldehyd wird dann von einem sekundären Amin angegriffen, um Geissoschizin zu bilden, ein häufiges Zwischenprodukt vieler verwandter Verbindungen in der Strychnos-Familie. ⓘ
Eine umgekehrte Pictet-Spengler-Reaktion spaltet die C2-C3-Bindung, während anschließend die C3-C7-Bindung über eine 1,2-Alkylmigration, eine Oxidation durch ein Cytochrom-P450-Enzym zu einem Spiro-Oxindol, einen nukleophilen Angriff des Enols an C16 und die Eliminierung von Sauerstoff die C2-C16-Bindung bildet, um Dehydropreakuammicin zu erhalten. Die Hydrolyse des Methylesters und die Decarboxylierung führen zu Norfluorocurarin. Die stereospezifische Reduktion der endozyklischen Doppelbindung durch NADPH und Hydroxylierung liefert den Wieland-Gumlich-Aldehyd, der erstmals 1973 von Heimberger und Scott isoliert wurde, obwohl er bereits 1932 von Wieland und Gumlich synthetisiert wurde. Um das Anhängsel um 2 Kohlenstoffe zu verlängern, wird Acetyl-CoA in einer Aldol-Reaktion an den Aldehyd angefügt, wodurch Prestrychnin entsteht. Strychnin wird dann durch eine einfache Addition des Amins mit der Carbonsäure oder ihrem aktivierten CoA-Thioester gebildet, gefolgt von einem Ringschluss durch Verdrängung eines aktivierten Alkohols. ⓘ
Chemische Synthese
Wie frühe Forscher feststellten, ist die Molekularstruktur von Strychnin mit ihrer spezifischen Anordnung von Ringen, Stereozentren und funktionellen Stickstoffgruppen ein komplexes synthetisches Ziel und hat aus diesem Grund und wegen des Interesses an den Struktur-Wirkungs-Beziehungen, die seinen pharmakologischen Aktivitäten zugrunde liegen, Interesse geweckt. Ein früher synthetischer Chemiker, der sich mit Strychnin beschäftigte, R.B. Woodward, zitierte den Chemiker, der seine Struktur durch chemische Zersetzung und damit verbundene physikalische Untersuchungen bestimmt hatte, mit den Worten, dass es sich um die komplexeste bekannte organische Substanz in Bezug auf ihre molekulare Größe handelt" (Sir Robert Robinson zugeschrieben). ⓘ
Die erste Totalsynthese von Strychnin wurde 1954 von der Forschungsgruppe von R. B. Woodward gemeldet und gilt als Klassiker auf diesem Gebiet. Der 1954 veröffentlichte Bericht von Woodward war sehr kurz (3 Seiten), wurde aber 1963 durch einen 42-seitigen Bericht ergänzt. Seitdem hat das Molekül aufgrund der Herausforderungen, die seine Komplexität an die Strategie und Taktik der organischen Synthese stellt, weiterhin große Aufmerksamkeit erregt; seine Synthese wurde angestrebt und seine stereokontrollierte Herstellung wurde seit dem ersten Erfolg von mehr als einem Dutzend Forschergruppen unabhängig voneinander erreicht (siehe Hauptartikel über die Strychnin-Totalsynthese). ⓘ
Wirkmechanismus
Strychnin ist ein Neurotoxin, das als Antagonist von Glycin- und Acetylcholinrezeptoren wirkt. Es wirkt vor allem auf die motorischen Nervenfasern im Rückenmark, die die Muskelkontraktion steuern. Ein Impuls wird an einem Ende einer Nervenzelle durch die Bindung von Neurotransmittern an die Rezeptoren ausgelöst. Bei Vorhandensein eines hemmenden Neurotransmitters wie Glycin muss eine größere Menge an erregenden Neurotransmittern an die Rezeptoren gebunden werden, bevor ein Aktionspotenzial erzeugt wird. Glycin wirkt in erster Linie als Agonist des Glycinrezeptors, eines ligandengesteuerten Chloridkanals in Neuronen im Rückenmark und im Gehirn. Dieser Chloridkanal lässt negativ geladene Chloridionen in das Neuron eindringen, was zu einer Hyperpolarisierung führt, die das Membranpotenzial weiter vom Schwellenwert entfernt. Strychnin ist ein Antagonist von Glycin; es bindet nicht kovalent an denselben Rezeptor und verhindert so die hemmende Wirkung von Glycin auf das postsynaptische Neuron. Daher werden Aktionspotenziale mit geringeren Mengen an erregenden Neurotransmittern ausgelöst. Wenn die hemmenden Signale verhindert werden, werden die Motoneuronen leichter aktiviert und das Opfer hat spastische Muskelkontraktionen, die zum Erstickungstod führen. Strychnin bindet das Acetylcholin-bindende Protein von Aplysia californica (ein Homolog der Nikotinrezeptoren) mit hoher Affinität, aber geringer Spezifität, und zwar in mehreren Konformationen. ⓘ
Toxizität
Eine Menge von 30 bis 120 mg Strychnin kann für einen erwachsenen Menschen tödlich sein. Strychnin wird rasch über die Schleimhäute aufgenommen. Subkutan oder intravenös können auch schon Mengen ab 15 mg tödlich wirken. Bei Vergiftung sollte sofort ein Notarzt gerufen werden. Die Notfallbehandlung schließt standardmäßig eine Anwendung von Benzodiazepinen (etwa Diazepam) ein. ⓘ
Symptome der Vergiftung sind:
- Atemnot
- Zittern/Zucken der Muskeln
- schwere Krämpfe ⓘ
Im Gegensatz zur Darstellung in Kriminalromanen eignet sich Strychnin schlecht zum Mord durch (orale) Vergiftung, da es noch in einer Verdünnung von 1:130.000 geschmacklich wahrnehmbar ist. Dennoch sind vereinzelte auf Vergiftung mit Strychnin zurückzuführende Morde dokumentiert. So brachte der Serienmörder Thomas Neill Cream einen Teil seiner Opfer in den USA und England mit Hilfe von Strychnin um. ⓘ
In hohen Dosen ist Strychnin sehr giftig für den Menschen (die minimale tödliche orale Dosis bei Erwachsenen beträgt 30-120 mg) und viele andere Tiere (orale LD50 = 16 mg/kg bei Ratten, 2 mg/kg bei Mäusen), und Vergiftungen durch Einatmen, Verschlucken oder Aufnahme durch Augen oder Mund können tödlich sein. Die Samen von S. nux-vomica sind im Allgemeinen nur dann als Gift wirksam, wenn sie vor dem Verschlucken zerkleinert oder gekaut werden, da das Perikarp ziemlich hart und unverdaulich ist; Vergiftungssymptome können daher nicht auftreten, wenn die Samen im Ganzen eingenommen werden. ⓘ
Toxizität bei Tieren
Strychninvergiftungen bei Tieren entstehen in der Regel durch die Aufnahme von Ködern, die zur Bekämpfung von Erdhörnchen, Maulwürfen und Kojoten eingesetzt werden. Strychnin wird auch als Rodentizid verwendet, ist aber nicht spezifisch für diese unerwünschten Schädlinge und kann auch andere Kleintiere töten. In den Vereinigten Staaten sind die meisten strychninhaltigen Köder seit 1990 durch Zinkphosphidköder ersetzt worden. In der Europäischen Union sind Rodentizide mit Strychnin seit 2006 verboten. Einige Tiere sind immun gegen Strychnin, in der Regel handelt es sich dabei um Arten wie Flughunde, die eine Resistenz gegen giftige Alkaloide in den von ihnen gefressenen Früchten entwickelt haben. Der Drogeriekäfer verfügt über eine symbiotische Darmhefe, die es ihm ermöglicht, reines Strychnin zu verdauen. ⓘ
Die Toxizität von Strychnin bei Ratten ist geschlechtsabhängig. Bei subkutaner oder intraperitonealer Verabreichung ist es für weibliche Tiere toxischer als für männliche. Die Unterschiede sind auf höhere Metabolisierungsraten in den Lebermikrosomen männlicher Ratten zurückzuführen. Unter den Haustieren sind Hunde und Katzen am empfindlichsten, Schweine gelten als ebenso empfindlich wie Hunde, und Pferde können relativ große Mengen an Strychnin vertragen. Vögel, die von einer Strychninvergiftung betroffen sind, zeigen Flügelschlagen, Speichelfluss, Zittern, Muskelverspannungen und Krämpfe. Der Tod tritt als Folge des Atemstillstands ein. Die klinischen Anzeichen einer Strychninvergiftung hängen mit den Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem zusammen. Zu den ersten klinischen Anzeichen einer Vergiftung gehören Nervosität, Unruhe, Muskelzuckungen und Nackensteifigkeit. Im weiteren Verlauf der Vergiftung verstärken sich die Muskelzuckungen und es treten plötzlich Krämpfe in der gesamten Skelettmuskulatur auf. Die Gliedmaßen sind gestreckt und der Hals ist bis zum Opisthotonus gekrümmt. Die Pupillen sind weit geweitet. Wenn sich der Tod nähert, folgen die Krämpfe mit zunehmender Schnelligkeit, Schwere und Dauer aufeinander. Der Tod tritt durch Asphyxie aufgrund einer anhaltenden Lähmung der Atemmuskulatur ein. Nach der Einnahme von Strychnin treten die Vergiftungssymptome gewöhnlich innerhalb von 15 bis 60 Minuten auf. Die LD50-Werte für Strychnin bei Tieren sind unten in Tabelle 1 aufgeführt. ⓘ
| Die LD50-Werte für Strychnin bei Tieren ⓘ | ||
|---|---|---|
| Organismus | Weg | LD50 (mg/kg) |
| Vogel-Wildtier | Oral | 16 |
| Katze | Intravenös | 0.33 |
| Katze | Oral | 0.5 |
| Hund | Intravenös | 0.8 |
| Hund | Subkutan | 0.35 |
| Hund | Oral | 0.5 |
| Ente | Oral | 3.0 |
| Maus | Intraperitoneal | 0.98 |
| Maus | Intravenös | 0.41 |
| Maus | Oral | 2.0 |
| Maus | Parenteral | 1.06 |
| Maus | Subkutan | 0.47 |
| Taube | Oral | 21.0 |
| Wachtel | Oral | 23.0 |
| Kaninchen | Intravenös | 0.4 |
| Kaninchen | Oral | 0.6 |
| Ratte | Oral | 16.0 |
| Ratte | Intravenös | 2.35 |
Toxizität beim Menschen
Nach Injektion, Inhalation oder Verschlucken treten als erste Symptome generalisierte Muskelkrämpfe auf. Sie treten sehr schnell nach der Inhalation oder Injektion auf - innerhalb von nur fünf Minuten - und brauchen etwas länger, um sich nach der Einnahme zu manifestieren, typischerweise etwa 15 Minuten. Bei einer sehr hohen Dosis kann es innerhalb von 15 bis 30 Minuten zum Atemstillstand und Hirntod kommen. Wird eine niedrigere Dosis eingenommen, treten andere Symptome auf, darunter Krampfanfälle, Krämpfe, Steifheit, Hypervigilanz und Unruhe. Die durch eine Strychninvergiftung verursachten Anfälle können bereits 15 Minuten nach der Exposition beginnen und 12-24 Stunden andauern. Sie werden häufig durch Anblicke, Geräusche oder Berührungen ausgelöst und können weitere unerwünschte Symptome wie Hyperthermie, Rhabdomyolyse, myoglobinurisches Nierenversagen, metabolische Azidose und respiratorische Azidose verursachen. Während der Anfälle können Mydriasis (abnorme Augenerweiterung), Exophthalmus (Vorstehen der Augen) und Nystagmus (unwillkürliche Augenbewegungen) auftreten. ⓘ
Bei fortschreitender Strychninvergiftung können Tachykardie (schneller Herzschlag), Hypertonie (hoher Blutdruck), Tachypnoe (schnelle Atmung), Zyanose (Blaufärbung), Diaphorese (Schwitzen), Wasser-Elektrolyt-Ungleichgewicht, Leukozytose (hohe Anzahl weißer Blutkörperchen), Trismus (Kiefersperre), Risus sardonicus (Krampf der Gesichtsmuskulatur) und Opisthotonus (dramatischer Krampf der Rückenmuskulatur, der ein Aufwölben des Rückens und des Nackens verursacht) können auftreten. In seltenen Fällen kann es bei den Betroffenen zu Übelkeit oder Erbrechen kommen. ⓘ
Die unmittelbare Todesursache bei einer Strychninvergiftung kann Herzstillstand, Atemstillstand, Versagen mehrerer Organe oder Hirnschäden sein. ⓘ
Die geschätzten Werte der minimalen tödlichen Dosis bei verschiedenen Strychninvergiftungen sind in Tabelle 2 aufgeführt. ⓘ
| Geschätzte minimale tödliche Dosis für Strychnin beim Menschen ⓘ | ||
|---|---|---|
| Weg | Dosis (mg) | |
| Mensch | Oral | 100–120 |
| Mensch | Oral | 30–60 |
| Mensch (Kind) | Oral | 15 |
| Mensch (Erwachsener) | Oral | 50–100 |
| Mensch (Erwachsener) | Oral | 30–100 |
| Mensch | Intravenös | 5-10 (ungefähr) |
Für die berufsbedingte Exposition gegenüber Strychnin haben die Occupational Safety and Health Administration und das National Institute for Occupational Safety and Health Expositionsgrenzwerte von 0,15 mg/m3 über einen 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt. ⓘ
Da Strychnin einige der dramatischsten und schmerzhaftesten Symptome aller bekannten toxischen Reaktionen hervorruft, werden Strychninvergiftungen häufig in Literatur und Film dargestellt, unter anderem von den Autoren Agatha Christie und Arthur Conan Doyle. ⓘ
Pharmakokinetik
Absorption
Strychnin kann oral, durch Inhalation oder durch Injektion in den Körper aufgenommen werden. Es ist eine stark bittere Substanz und aktiviert beim Menschen nachweislich die Bittergeschmacksrezeptoren TAS2R10 und TAS2R46. Strychnin wird schnell aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert. ⓘ
Verteilung
Strychnin wird durch Plasma und Erythrozyten transportiert. Aufgrund einer leichten Proteinbindung verlässt Strychnin schnell den Blutkreislauf und verteilt sich in den Geweben. Etwa 50 % der eingenommenen Dosis können innerhalb von 5 Minuten in das Gewebe gelangen. Ebenfalls innerhalb weniger Minuten nach der Einnahme kann Strychnin im Urin nachgewiesen werden. Zwischen der oralen und der intramuskulären Verabreichung von Strychnin in einer Dosis von 4 mg wurde kaum ein Unterschied festgestellt. Bei Personen, die durch Strychnin getötet werden, finden sich die höchsten Konzentrationen im Blut, in der Leber, in den Nieren und in der Magenwand. Die übliche tödliche Dosis beträgt 60-100 mg Strychnin und ist nach 1 bis 2 Stunden tödlich, wobei die tödliche Dosis je nach Person variiert. ⓘ
Stoffwechsel
Strychnin wird durch das mikrosomale Enzymsystem der Leber, das NADPH und O2 benötigt, rasch metabolisiert. Strychnin konkurriert mit dem hemmenden Neurotransmitter Glycin, was zu einem erregenden Zustand führt. Die Toxikokinetik nach Überdosierung ist jedoch nicht gut beschrieben worden. In den meisten schweren Fällen von Strychninvergiftungen stirbt der Patient, bevor er das Krankenhaus erreicht. Die biologische Halbwertszeit von Strychnin beträgt etwa 10 Stunden. Diese Halbwertszeit deutet darauf hin, dass eine normale Leberfunktion Strychnin auch dann effizient abbauen kann, wenn die aufgenommene Menge hoch genug ist, um eine schwere Vergiftung zu verursachen. ⓘ
Ausscheidung
Wenige Minuten nach der Einnahme wird Strychnin unverändert mit dem Urin ausgeschieden und macht etwa 5 bis 15 % einer über 6 Stunden verabreichten subletalen Dosis aus. Ungefähr 10 bis 20 % der Dosis werden in den ersten 24 Stunden unverändert mit dem Urin ausgeschieden. Der ausgeschiedene Anteil nimmt mit steigender Dosis ab. Von der über die Nieren ausgeschiedenen Menge werden etwa 70% in den ersten 6 Stunden und fast 90% in den ersten 24 Stunden ausgeschieden. Die Ausscheidung ist nach 48 bis 72 Stunden praktisch vollständig. ⓘ
Behandlung
Es gibt kein spezifisches Gegenmittel für Strychnin, aber bei frühzeitiger medizinischer Behandlung ist eine Erholung von der Exposition möglich. Eine Strychninvergiftung erfordert eine aggressive Behandlung mit frühzeitiger Kontrolle der Muskelkrämpfe, Intubation bei Verlust der Atemwegskontrolle, Entfernung des Giftes (Dekontamination), intravenöser Flüssigkeitszufuhr und möglicherweise aktiven Kühlungsmaßnahmen im Zusammenhang mit Hyperthermie sowie Hämodialyse bei Nierenversagen (es ist nicht erwiesen, dass Strychnin durch Hämodialyse entfernt werden kann). Strychninvergiftungen treten heutzutage in der Regel durch pflanzliche Heilmittel und strychninhaltige Rodentizide auf. Darüber hinaus sollte die Behandlung auf die Anamnese der Hauptbeschwerden des Patienten und die Untersuchung zum Ausschluss anderer Ursachen abgestimmt werden. Wenn eine vergiftete Person nach der ersten Dosis 6 bis 12 Stunden überleben kann, hat sie eine gute Prognose. Der Patient sollte in einem ruhigen und abgedunkelten Raum untergebracht werden, da übermäßige Manipulationen und laute Geräusche zu Krämpfen führen können. Da diese Krämpfe äußerst schmerzhaft sind, sollten geeignete Analgetika verabreicht werden. Die Behandlung einer Strychninvergiftung umfasst die orale Verabreichung von Aktivkohle, die Strychnin im Verdauungstrakt absorbiert; nicht absorbiertes Strychnin wird durch Magenspülung aus dem Magen entfernt, zusammen mit Gerbsäure- oder Kaliumpermanganatlösungen, um Strychnin zu oxidieren. Aktivkohle kann von Vorteil sein, ihr Nutzen ist jedoch nicht bewiesen, und ihre Verwendung sollte bei Patienten mit schwachen Atemwegen oder verändertem Geisteszustand vermieden werden. Krampfanfälle werden mit Antikonvulsiva wie Phenobarbital oder Diazepam sowie mit Muskelrelaxantien wie Dantrolen zur Bekämpfung der Muskelstarre kontrolliert. In der Vergangenheit wurden Chloroform oder hohe Dosen von Chloral, Bromid, Urethan oder Amylnitrit verwendet, um die Krämpfe zu unterdrücken. Da Medikamente wie Diazepam nicht in allen Fällen wirksam sind, um die Krämpfe zu lindern, können gleichzeitig Barbiturate und/oder Propofol eingesetzt werden. ⓘ
Die conditio sine qua non der Strychnintoxizität ist der "wache" Anfall, bei dem tonisch-klonische Aktivität auftritt, der Patient jedoch während und nach dem Anfall wach und orientiert ist. Dementsprechend zeigte George Harley (1829-1896) 1850, dass Curare (Wourali) bei der Behandlung von Tetanus und Strychninvergiftungen wirksam ist. Curare verursacht Lähmungen, und es ist wichtig zu beachten, dass bei vorhandener Anfallsaktivität die Anwendung von Muskellähmungen nur die Anzeichen einer anhaltenden Anfallsaktivität trotz ansonsten bestehender Hirnschäden maskiert. ⓘ
Geschichte
Strychnin war das erste Alkaloid, das in Pflanzen der Gattung Strychnos aus der Familie der Loganiaceae nachgewiesen wurde. Strychnos, 1753 von Carl Linnaeus benannt, ist eine Gattung von Bäumen und Klettersträuchern aus der Ordnung der Enziangewächse. Die Gattung umfasst 196 verschiedene Arten und ist in den warmen Regionen Asiens (58 Arten), Amerikas (64 Arten) und Afrikas (75 Arten) verbreitet. Die Samen und die Rinde vieler Pflanzen dieser Gattung enthalten Strychnin. ⓘ
Die toxischen und medizinischen Wirkungen von Strychnos nux-vomica sind seit dem alten Indien bekannt, obwohl die chemische Verbindung selbst erst im 19. Jahrhundert identifiziert und charakterisiert. Die Bewohner dieser Länder kannten die Arten Strychnos nux-vomica und die Ignatiusbohne (Strychnos ignatii) aus der Vergangenheit. Strychnos nux-vomica ist ein in den tropischen Wäldern der Malabarküste in Südindien, Sri Lanka und Indonesien beheimateter Baum, der eine Höhe von etwa 12 Metern erreicht. Der Baum hat einen krummen, kurzen, dicken Stamm und das Holz ist dicht gemasert und sehr haltbar. Die orangefarbene Frucht hat etwa die Größe eines großen Apfels mit einer harten Schale und enthält fünf Samen, die mit einer weichen, wollartigen Substanz bedeckt sind. Die reifen Samen sehen aus wie abgeflachte Scheiben, die sehr hart sind. Diese Samen sind die wichtigste kommerzielle Quelle für Strychnin und wurden zuerst nach Europa eingeführt und dort als Gift zum Töten von Nagetieren und kleinen Raubtieren vermarktet. Strychnos ignatii ist ein verholzender Kletterstrauch auf den Philippinen. Die Frucht der Pflanze, die als Ignatiusbohne bekannt ist, enthält bis zu 25 Samen, die in das Fruchtfleisch eingebettet sind. Die Samen enthalten mehr Strychnin als andere handelsübliche Alkaloide. Die Eigenschaften von S. nux-vomica und S. ignatii entsprechen im Wesentlichen denen des Alkaloids Strychnin. ⓘ
Strychnin wurde erstmals von den französischen Chemikern Joseph Bienaimé Caventou und Pierre-Joseph Pelletier im Jahr 1818 in der St. Ignatius-Bohne entdeckt. In einigen Strychnos-Pflanzen ist auch ein 9,10-Dimethoxy-Derivat von Strychnin, das Alkaloid Brucin, enthalten. Brucine ist nicht so giftig wie Strychnin. Historische Aufzeichnungen zeigen, dass strychninhaltige Präparate (vermutlich) bereits 1640 in Europa zur Tötung von Hunden, Katzen und Vögeln verwendet wurden. Auch im Zweiten Weltkrieg wurde es von der Dirlewanger Brigade gegen die Zivilbevölkerung eingesetzt. ⓘ
Die Struktur von Strychnin wurde erstmals 1946 von Sir Robert Robinson bestimmt, und 1954 wurde dieses Alkaloid in einem Labor von Robert B. Woodward synthetisiert. Dies ist eine der berühmtesten Synthesen in der Geschichte der organischen Chemie. Beide Chemiker wurden mit dem Nobelpreis ausgezeichnet (Robinson 1947 und Woodward 1965). ⓘ
Strychnin wurde in den Krimis der Autorin Agatha Christie als Handlungselement verwendet. ⓘ
Leistungssteigerndes Mittel
Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert wurde Strychnin aufgrund seiner krampfartigen Wirkung häufig als leistungssteigerndes Mittel für Sportler und als Stimulans in der Freizeit verwendet. Ein berühmt-berüchtigter Fall war der Marathonlauf bei den Olympischen Spielen 1904, als dem Leichtathleten Thomas Hicks ein Gebräu aus Eiweiß und Branntwein verabreicht wurde, das mit einer kleinen Menge Strychnin versetzt war, um seine Ausdauer zu steigern. Hicks gewann das Rennen, halluzinierte aber, als er die Ziellinie erreichte. Maximilian Theodor Buch schlug es etwa zur gleichen Zeit als Heilmittel für Alkoholismus vor. Man nahm an, dass es dem Kaffee ähnlich sei. Seine Wirkung wird in H. G. Wells' Novelle Der unsichtbare Mann gut beschrieben: Die Titelfigur sagt: "Strychnin ist ein großartiges Stärkungsmittel ... um die Schlaffheit aus einem Mann zu nehmen." Der Protagonist antwortet: "Es ist der Teufel, ... Es ist das Paläolithikum in einer Flasche." ⓘ
Bei den Olympischen Sommerspielen 2016 wurde der kirgisische Gewichtheber Issat Artykow wegen Strychninkonsums disqualifiziert und musste seine Bronzemedaille zurückgeben. ⓘ
Eigenschaften
Strychnin bildet farblose, äußerst bitter schmeckende prismenförmige Kristalle, die in Wasser kaum, in Alkoholen – wie Ethanol – oder in Chloroform gut löslich sind. ⓘ
Antidot, Erste Hilfe bei Vergiftungen
Bei Verschluckung von Strychnin kann mit Aktivkohle die weitere Aufnahme des Gifts in Körper unterbunden werden, zur Ausscheidung des Gifts können Abführmittel verwendet werden. Bei Haut- und Augenkontakt sollte die betroffene Stelle mit Wasser oder Polyethylenglycol gereinigt werden. Als Antidot gegen Strychnin wird Physostigmin eingesetzt und umgekehrt. Intoxikationen durch Strychnin werden häufig mit Medikamenten der Gruppe der Benzodiazepine (z. B. Diazepam) behandelt, welche die inhibitorische Wirkung der GABA-Rezeptoren verstärken und somit der toxikologischen Wirkung des Strychnins entgegenwirken. ⓘ
Verwendung
Strychnin als Rauschmittel
In Dosen von 0,5 bis 5 mg führt Strychnin zu starker Erregung mit Euphorie und intensivierter Wahrnehmung von Farben. Strychnin wird seit etwa 1920 vorwiegend im asiatischen Raum dem zum Rauchen verwendeten Heroin beigemischt; dieses versetzte Heroin taucht seit 1973/1974 auch in Europa (Niederlande und Italien) auf. Das Strychnin dient hier dazu, die durch das Heroin bedingte Atemdepression auszugleichen, und ermöglicht dadurch höhere Dosen. ⓘ
Strychnin als Medikament
In der ayurvedischen Medizin spielt Strychnin eine bedeutende Rolle und wird zum Beispiel bei Appetitlosigkeit, Fieber, Anämie, Hexenschuss und zur Anregung der Darmperistaltik angewendet. Früher wurde es oft auch als Aphrodisiakum eingesetzt. Volkstümlich wurde es bei vielerlei Erkrankungen wie Magen-Darm- und Herz-Kreislauf-Beschwerden sowie 'Nervosität', Depressionen und Migräne angewendet. Adolf Hitler soll von 1936 bis 1943 täglich Strychnin gegen Blähungen eingenommen haben. Die strychninhaltigen Samen der Brechnuss und der Ignatius-Bohne werden in der Homöopathie unter den Bezeichnungen Nux vomica und Ignatia unter anderem zur Behandlung von Menstruationschmerzen, Kopfschmerzen, depressiver Verstimmung, rheumatischen Schmerzen und Asthma eingesetzt. Diese homöopathischen Präparate enthalten bei ausreichender homöopathischer Potenzierung keine oder nur sehr geringe Mengen Strychnin und weisen daher keine typischen Wirkungen oder Nebenwirkungen auf. ⓘ
In der modernen Medizin wird radioaktiv markiertes Strychnin als Tracer zum Nachweis von Glycinrezeptoren eingesetzt. ⓘ
Analytik
Der zuverlässige qualitative und quantitative Nachweis von Strychnin gelingt mit chromatographischen Verfahren. Die Dünnschichtchromatographie wird jedoch kaum noch eingesetzt und eignet sich in der Regel nur beim Vorliegen relativ hoher Konzentrationen als qualitativer Nachweis. Beim Vorliegen komplexen Untersuchungsmaterials sind hinreichende Probenvorbereitungsschritte unabdinglich. Die heute am häufigsten verwendeten Methoden sind die GC/MS-Kopplung oder die Kopplungen der HPLC mit der Massenspektrometrie. Letztere Verfahren eignen sich auch für Dopingkontrollen und zum Einsatz in der Forensik. ⓘ