28
Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode Herkunft Wirkungsweise Medizinische Nutzung Merle Sievertsen

Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

  • Upload
    lydieu

  • View
    222

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

Freiherr-vom-Stein Schule

Biologie

Herr Siebert

Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode

à Herkunft

àWirkungsweise

àMedizinische Nutzung

Merle Sievertsen

Page 2: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 2 -

Inhaltsverzeichnis Seite

1. Inhaltsverzeichnis.....................................................................................2 2. Fachwortverzeichnis...........................................................................3 - 4

3. Vorwort

3.1 Warum habe ich dieses Thema gewählt? .....................................................5

4. Herkunft 4.1 Wann, wie und wo wurde das Pfeilgift Curare entdeckt und genutzt? ........6 4.2 Wie wurde es früher hergestellt? ..................................................................7 4.3 Heutige Herstellung ......................................................................................8 4.4 Arten von Curare ..........................................................................................9

5. Wirkungsweise 5.1 Nervensystem 5.1.1 Zentrales Nervensystem – peripheres Nervensystem ...............................10 5.1.2 Willkürliches Nervensystem – Vegetatives Nervensystem ......................11 5.1.3 Nervengewebe ...................................................................................12 - 13 5.1.4 Die verschiedenen Potenziale eines Neurons ....................................14 - 15 5.1.5 Fortleitung von Impulsen innerhalb eines Neurons und zwischen Neuronen ...........................................................................................16 - 17 5.1.6 Neurotransmitter 5.1.6.1 Neurotransmitter allgemein ..................................................................18 5.1.6.2 Acetylcholin und Acetylcholinesterase ................................................18 5.2 Wirkung 5.2.1 Wie wirkt das Pfeilgift Curare? ........................................................19 - 20 5.2.2 Welche Symptome sind sichtbar? ............................................................20 5.2.3 Was passiert bei welcher Dosierung? ......................................................21 5.2.4 Wie wird es wieder abgebaut? .................................................................21

6. Medizinische Nutzung 6.1 Wie wird das Pfeilgift Curare verabreicht? ...............................................22 6.2 Warum, wann und wo wird es eingesetzt? .........................................22 - 23 6.3 Welche Nebenwirkungen kann es geben? .................................................24

7. Nachwort

7.1 Fazit ...................................................................................................25 - 26

8. Literaturverzeichnis ......................................................................................27 9. Anhang ..........................................................................................................28

Page 3: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 3 -

2. Fachwortverzeichnis

Adsorption - Anhaften einer Substanz an einer Oberfläche

afferent - zuführend

Aktionspotenzial - Zustand, in dem eine Nervenzelle „arbeitet“

Antagonist - Gegenspieler, dessen Wirkung der eines anderen

entgegengesetzt ist

Axon - langer Fortsatz einer Nervenzelle

Axonhügel - angeordnet wie ein Dendrit, jedoch entspringt hier das Axon

Dendriten - kurze Fortsätze einer Nervenzelle

depolarisieren - abschwächen

Depolarisation - Abschwächen des Ruhepotenzials einer Nervenzelle

diffundieren - eindringen, verschmelzen

Diffusion - Streben nach Konzentrationsausgleich

Diffusionskräfte - Kräfte, die nach Konzentrationsausgleich streben

efferent - wegführend

Generatorpotenzial - Zustand, in dem eine Nervenzelle zwar Impulse empfängt, aber

nicht genug, um zu reagieren

hyperpolarisieren - verstärken

Hyperpolarisation - Zelle ist noch negativer als im Ruhezustand geladen

Ion - positiv oder negativ geladene Teilchen

kontinuierliche

Erregungsausbreitung - bestimmte Weiterleitung von Impulsen innerhalb einer Zelle

motorische Endplatte - Verbindung zwischen Axon und einer Muskelzelle

Neurit - siehe „Axon“

Neuroglia - Gewebe, welches die Nervenzellen umgibt und schützt

Neuron - Nervenzelle

Neurotransmitter - Botenstoff

präsynaptische

Endknöpfe - der letzte Teil einer Nervenzelle, die die kleinen Bläschen mit

den Botenstoffen besitzen

peripher - am Rande befindlich

permeabel . durchlässig

präsynaptisch - vor der nächsten Zelle befindlich

Page 4: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 4 -

postsynaptisch - nach er letzten Zelle befindlich

Repolarisation - Wiederherstellung des Ruhepotenzials einer Nervenzelle

Rezeptor - Empfänger, an den sich die Botenstoffe setzen

Ruhepotenzial - Zustand einer Nervenzelle, die gerade keine Impulse empfängt

Synapse - Verbindungspunkt zwischen Nervenzellen

synaptische Vesikel - kleine Bläschen (die Botenstoffe enthalten)

synaptischer Spalt - Spalt zwischen zwei Nervenzellen

vegetativ - autonom, selbstständig

Zellmembran - „Haut“ einer Körperzelle

ZNS - zentrales Nervensystem

Page 5: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 5 -

3. Vorwort

3.1. Warum habe ich dieses Thema gewählt?

Ich schreibe meine Jahresarbeit im Fach Biologie über das Thema „Pfeilgift Curare“, da

Biologie mein Leistungskurs ist und ich mich schon immer für die Funktionsweisen des

menschlichen Körpers interessiert habe und hierbei nun einiges über das komplexe

Nervensystem erfahre. Außerdem finde es ich es sehr interessant, wie man das Nervensystem

beeinflussen kann, wie z.B. mit dem Pfeilgift Curare.

Es interessiert mich, wie genau das Nervensystem funktioniert und was durch das Pfeilgift

Curare mit dem Körper geschieht. Deshalb ist das auch das Hauptthema dieser Hausarbeit:

Die Funktion des Nervensystem und die Wirkung des Pfeilgiftes auf das Nervensystem.

Weiterhin möchte ich erfahren, warum man daran sterben kann und wie es dann trotzdem in

der Medizin zur Anwendung kommt, was man dabei alles beachten muss, dass man einem

Menschen nicht schadet, wenn man dieses eigentliche Nervengift verabreicht. Dann

interessiert mich auch noch, wie das Gift wieder abgebaut wird bzw. die Narkose, die dadurch

erreicht wird, wieder nachlässt.

Als erstes jedoch möchte ich herausfinden, wo dieses Pfeilgift eigentlich entdeckt wurde und

wie es sich zu einem medizinischen Nutzen entwickelt hat.

Ich wünsche viel Spaß beim Lesen und hoffe, dass ich alles gut verständlich erklären kann.

Anmerkung:

Alle kursiv-fett gedruckten Worte werden im Fachwortverzeichnis auf den Seiten 3 und 4

erklärt.

Page 6: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 6 -

4. Herkunft

4.1 Wann, wie und wo wurde das Pfeilgift Curare entdeckt und genutzt?

Von der westlichen Welt wurde das Pfeilgift schon zu Zeiten von Christoph Columbus

entdeckt, als er 1492 das „neue Land“ Amerika entdeckte und Mitglieder seiner Besatzung

von einem scheinbar harmlosen Pfeil getroffen wurden und daran starben. Denn die Indios

aus Südamerika benutzten diese Pfeile mit einer braunen Masse, dem Pfeilgift Curare, an der

Spitze, um zu jagen und sich vor Eindringlingen, auch europäischen Besatzungstruppen, zu

schützen. Daher kommt dieses Nervengift auch zu seinem Namen „Pfeilgift“, da es von den

Indianern mit Pfeilen verschossen wurde.

Natürlich hatten sie diese Waffen nicht nur um sich vor menschlichen Eindringlingen zu

schützen, sondern auch um ihre eigene Nahrung in Form von Beute zu erlegen. Es gab

verschiedene Tiere, die die Indianer verspeisten. Dazu gehörten kleines Wild und großes

Wild, z.B. Jaguar und Tapir, aber auch kleinere Tiere wie Vögel und Fische. Für jede dieser

Tierarten brauchten sie eine bestimmte Art von Pfeil, denn mit einem so großen Pfeil mit

lanzenförmiger Spitze, wie man es zum Erlegen eines Jaguars braucht, kann man keinen

Vogel erlegen und danach verspeisen. Also bauten sie damals für die Jagd von Vögeln ein

Pfeil mit stumpfer Spitze, denn er sollte ja nicht in den Ästen hängen bleiben. Um Fische zu

fangen, hatten sie einen Pfeil mit einer in drei bis fünf Teile gefiederter Spitze. Für die Fisch-

und Vogeljagd jedoch benötigte man noch nicht das Pfeilgift Curare. Nur für die Erlegung

von Wild tauchten sie die aus Bambus bestehende Spitze in das Pfeilgift Curare ein und

schossen diese auf die Tiere. Durch das Pfeilgift allein verendeten diese Tiere jedoch nicht,

daher benutzten sie für die Erlegung solcher großen Tiere diese lanzenförmigen Spitzen, da

durch diese eine starke Blutung entsteht und somit dann das Tier verblutet und zum Verzehr

geeignet ist.

Damals war die genaue Wirkung des Pfeilgiftes Curare noch nicht erforscht, man wusste eben

nur, dass diese tödlich wirkt. Erforscht wurde das Pfeilgift erst Jahrhunderte später von vielen

verschiedenen Forschern. 1 2

1 http://de.wikipedia.org/wiki/Curare ; 27.03.2010 2 www.regenwaldmenschen.de/deutsch/download/curare.pdf ; 07.04.2010

Page 7: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 7 -

4.2 Wie wurde es früher hergestellt?

Das Pfeilgift Curare wurde aus dem Saft der Stammrinde von Strychnosarten oder auch

Mondsamengewächsen hergestellt, außerdem noch aus den Sekreten verschiedener

Froscharten. Die Strychnosarten, das sind Brechnüsse, gehören zur Familie der Loganiaceen

und wachsen z.B. in Hinterindien, in Kongo, im Malayischen Archipel, in Gebieten des

Amazonas und des Orinoko.

Es gibt sehr viele Arten von Brechnüssen, wobei einige von ihnen hochgiftig sind. Man sollte

wissen, dass die Brechnüsse keine Nüsse, sondern Beeren sind. Und das Fruchtfleisch dieser

Beeren ist saftig und sehr gut schmeckend, aber jedoch hochgiftig. Es wird von den dortigen

Einwohnern auch in kleinen Mengen verzehrt. Doch eigentlich ist es für medizinische Zwecke

zu verwenden. 3

Um die „braune Masse“, die die Indianer an die Spitze ihrer Pfeile geschmiert haben,

herzustellen, wurden damals die Pflanzen der Strychnosarten (Brechnüsse), z.B. Lianen mit

apfelartigen Früchten, tagelang gekocht, solange, bis die Flüssigkeit so eingedickt war, dass

man sie zum Bestreichen der Pfeile nutzen konnte.

Bei der damaligen Herstellungsmethode starben die Menschen daran, da das Gift auch über

die Lunge ins Blut gelangen und ihre Wirkung, die in 5.2.1 beschrieben ist, entfalten kann.

4 5

3 http://de.wikipedia.org/wiki/Brechnüsse ; 27.03.2010 4 übernommen : http://www.bronberg.co.za/Images/Plant_pics/Strychnos_pungens_8388.jpg ; 27.03.2010 5 übernommen : http://wolf.mind.net/swsbm/Images/New10-2003/Strychnos_nux-vomica-4.jpg ; 27.03.2010

Page 8: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 8 -

4.3 Heutige Herstellung

Im Gegensatz zu früher, wo Curare biologisch hergestellt wurde, wird es heute nur noch

synthetisch hergestellt. Gründe dafür sind, dass erstens die Nachfrage durch rein biologische

Herstellung nicht zu decken ist und zweitens die Nebenwirkungen in der medizinischen

Nutzung durch die chemische Herstellung stark reduziert worden sind.

In den 60er Jahren hatte Curare dann seinen durchschlagenden Erfolg, da zuvor das Verfahren

der Dünnschichtchromatographie entwickelt wurde.

Bei einer Chromatographie können reine Substanzen aus einer Mischung isoliert werden.

Das geschieht durch bestimmte Adsorption.

Bei der Dünnschichtchromatographie wird die Mischung, aus der ein Reinstoff isoliert

werden soll, auf eine Scheibe gegeben und die Analyselösung, die es isolieren soll, ebenfalls

als eine Starlinie auf die Scheibe punktförmig aufgetupft. Diese Scheibe wird dann in eine

Schale mit Lösungsmittel, welches nur den Boden bedeckt, gestellt. Nun wandert das

Lösungsmittel nach oben und erreicht irgendwann die Startlinie, die aus der Analyselösung

besteht. Ab da beginnt die Isolierung des Reinstoffes durch Auftrennung. 6

7 8

Gefäß mit Lösungsmittel Scheibe mit Analyselösung, auf der das Lösungsmittel nach

oben gewandert ist

6 "Chromatographie." Microsoft® Encarta® 2006 [CD]. Microsoft Corporat ion, 2005 7 übernommen: http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ch/3/anc/croma/dc/prinzip/trennung1m70gr0101.jpg ; 04.04.2010 8 übernommen: http://www.lehrer-online.de/dyn/pics/666601-666647-1-9_farbs toffe_ergebnis350.jpg ; 04.04.2010

Page 9: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 9 -

4.4 Arten von Curare

Es gibt verschiedene Arten von Curare, die auch auf verschiedene Art und Weise hergestellt

und auch für verschiedene Zwecke verwendet werden. Als erstes gibt es „Tubocurare“.

Tubocurare wird grundsätzlich nur aus der Stammrinde von Pflanzen, hauptsächlich der

Pflanze Chondrodendron tomentosum, hergestellt. Aus dieser Art von Curare hat sich das,

später in der Medizin verwendete, Tubocurarin entwickelt, welches dann zur Muskelrelanxion

bei chirurgischen Eingriffen benutzt wurde. „Tubo“ ist spanisch und bedeutet Röhre. Diese

Art hat ihren Namen daher, dass sie in Bambusröhren aufbewahrt wird.

Als nächstes gibt es „Calebassencurare“. Diese Art hat ihren Namen daher, dass sie in

ausgehöhlten Kürbissen aufbewahrt wird und „calabaza“ bedeutet Kürbis. Diese wird

hauptsächlich aus den Strychnosarten, also Brechnüssen, hergestellt und enthält somit

Strychnosalkaloide. Diese verhalfen dazu, die Beute zu erlegen, indem sie bewegungsunfähig

gemacht wurde.

Als letzten gibt es Topfcurare. Der Name kommt daher, dass es in Tontöpfen aufbewahrt

wird. Es wurde zum gleichen Zweck, wie das Calebassencurare benutzt, war aber eher typisch

für eine bestimmte Gruppe von Indios. Hauptsächlich stellten die Indios des Gebietes beim

Orinoko diese Art her. 9

10 11

„Chondrodendron tomentosum“

9 http://de.wikipedia.org/wiki/Curare ; 28.03.2010 10 übernommen: http://www.mobot.org/tours/medicinal_plants /images/curare.jpg ; 07.04.2010 11 übernommen: http://pharm1.pharmazie.uni-greifswald.de/allgemei/koehler/koeh-156.jpg ; 07.04.2010

Page 10: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 10 -

5. Wirkungsweise

5.1. Nervensystem

5.1.1 Zentrales Nervensystem – peripheres Nervensystem

Im Allgemeinen ist das Nervensystem zur Erfassung, Verarbeitung, Speicherung und

Aussendung von Informationen zuständig. Dafür ist es in zwei Teile geteilt: Das zentrale

Nervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem. Zum zentralen Nervensystem gehören

die übergeordneten Zentren: Das Gehirn und das Rückenmark. Zum peripheren Nervensystem

gehören alle anderen Nervenzellen und Nervenbahnen. 12

„Reize der Außenwelt erreichen über das periphere Nervensystem das ZNS. Nach der Verarbeitung und dem

Entwurf einer sinnvollen Reakt ion im ZNS werden die notwendigen Muskeln und/oder inneren Organe für die

Reizbeantwortung mit Hilfe des peripheren Nervensystems erregt.“ 13

12 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 147, „Zentrales und peripheres Nervensystem“ 13 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 148, Abb. 10.2

Page 11: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 11 -

5.1.2 Willkürliches Nervensystem – Vegetatives Nervensystem

Außerdem teilt man das gesamte Nervensystem noch in ein „willkürliches“ (somatisches)

und ein „vegetatives“ (autonomes) Nervensystem auf. Das willkürliche Nervensystem steuert

die Vorgänge, die man selber steuert, z.B. Bewegungen von Muskeln.

Das vegetative Nervensystem können wir durch den Willen nicht beeinflussen, es steuert die

inneren Organe und Vorgänge wie z.B. Stoffwechsel, Atmung und Kreislauf. 14

„Willkürliches und vegetatives Nervensystem im Vergleich. Während über das willkürliche Nervensystem die

Skelettmuskulatur gesteuert wird, beeinflusst das vegetative Nervensystem Herzmuskel, glatte Muskulatur und

Drüsen.“ 15

14 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 148, „Willkürliches und vegetatives Nervensystem“ 15 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 148, Abb. 10.3

Page 12: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 12 -

5.1.3 Nervengewebe

Das Nervengewebe ist das komplizierteste Gewebe des Menschen und die wichtigsten Zellen

dieses Gewebes sind die Nervenzellen, in der Fachsprache „Neurone“. Von diesen Neuronen

sind circa 100 Milliarden im Gehirn vorhanden, sie besitzen alle die gleichen Grundstrukturen

und werden von den Genen gesteuert. Die Neurone sind für die Aufnahme von Informationen

verantwortlich. Jedes Neuron besitzt viele kurze Fortsätze, Dendriten genannt, die durch die

Zellmembran, mithilfe von Botenstoffen, elektrische Signale und Impulse der anderen Zellen

aufnehmen und an den Zellkörper weiterleiten. Die Dendriten sind also afferente

(zuführende) Fortsätze. Denn auch bei den Neuronen und Dendriten wird es in afferente und

efferente (wegführende) Neuronen und Dendriten unterteilt. Die afferenten Neuronen z.B.

leiten die Impulse vom peripheren Nervensystem zum ZNS und die efferenten leiten die

Impulse vom ZNS zu den peripheren Zellen.

Außerdem besitzt jedes Neuron nicht nur viele Dendriten, sondern auch noch einen

fadenartigen Fortsatz, der Axon oder auch Neurit genannt wird. Diese beginnen am

Axonhügel und verlaufen als dünner Arm weiter. Am Ende teilt er sich in viele

Verzweigungen auf. Diese Enden nennt man Synapsen, die aus drei Teilen bestehen.

(Beschreibung der einzelnen Teile siehe unter „Fortleitung von Impulsen innerhalb eines

Neurons und zwischen Neuronen“.) Die Axone leiten die zugeführten elektrischen Signale

und Impulse wieder in den Körper, z.B. zu Muskeln. Sie sind also efferente Fortsätze. Als

nächstes bauen die Axone an den Synapsen Kontakt zu anderen Neuronen, Muskeln oder

Drüsen auf. Die Synapsen sind also die Verbindungspunkte zwischen den einzelnen

Neuronen.

Außerdem haben alle Verzweigungen der Axone präsynaptische Endknöpfe. Diese

Endknöpfe besitzen synaptische Vesikel, in denen Stoffe für die synaptische Übertragung

enthalten sind. Diese Stoffe nennt man Neurotransmitter. 16

Da die Neuronen der Hauptteil des Nervengewebes sind, werden sie von einem

Nervenhüllgewebe, der Neuroglia, unterstützt bzw. umhüllt. Dieses versorgt die Neuronen

mit Nährstoffen und isoliert die Neuronen elektrisch. Außerdem schützt es vor Fremdstoffen.

16 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 148-149, „10.2.1 Das Neuron“

Page 13: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 13 -

„Nervenzelle aus dem Rückenmark mit Zellkörper und Axon (...). Das Axon leitet Informat ionen vom

Zellkörper weg. Außerdem sieht man viele baumförmige verzweigte Dendriten (oben und rechts), die mit

anderen Nervenzellen Kontakts tellen bilden und Informat ionen zum Zellkörper hinleiten.“ 17

„Aufbau eines Neurons. Die obere, hellblau unterlegte Bildhälfte stellt die „Eingangsseite“ eines Neurons dar,

wo Informationen aufgenommen werden; die untere, grau unterlegte Bildhälfte die „Ausgangsseite“, die

Informationen fortleitet – zu anderen Nerven-, Drüsen-, oder Muskelzellen. Die Pfeile geben die Richtung der

Erregungsleitung von den Dendriten über den Zellkörper zum Axon an.“ 18

17 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Die Gewebe des Körpers“, S. 66, Abb. 5.13 18 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 149, Abb. 10.5

Page 14: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 14 -

5.1.4 Die verschiedenen Potenziale eines Neurons

Wie schon beschrieben sind die Neuronen für die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung

von Informationen in Form von elektrischen Impulsen verantwortlich. Man unterscheidet bei

den Neuronen also zwischen Ruhepotential, dem Generatorpotenzial und dem

Aktionspotenzial.

Während dem Ruhepotenzial, also wenn keine äußeren Reize zur Verarbeitung vorhanden

sind, beträgt die Spannung an der Membran des Neurons circa -70mV, das heißt, das

Zellinnere ist negativ geladen, während das Äußere der Zelle positiv geladen ist. Die negative

Ladung kommt folgendermaßen zustande:

Der Unterschied zwischen negativ und positiv kommt durch die ungleiche

Ionenkonzentration zwischen Zellinnerem und Zelläußerem zustande. Dadurch entstehen

dann Diffusionskräfte, da immer ein Bestreben nach Konzentrationsausgleich besteht. Das

führt dazu, dass aus dem Zellinneren z.B. Kaliumionen, die positiv geladen sind, nach außen

diffundieren und gleichzeitig versuchen auch positiv geladene Natriumionen nach innen zu

diffundieren, doch in diesem Ruhezustand ist die Zellmembran zehn mal durchlässiger für

Kaliumionen als für Natriumionen. Das führt nun also dazu, dass sich außerhalb der Zelle

positive Ladungen (von Natrium) häufen und gleichzeitig entsteht im Innern ein Mangel an

positiven Ladungen, also überwiegen die negativen. Und diese Ladung beträgt dann circa

-70mV, man nennt sie das Ruhemembranpotenzial. 19

Wenn die Synapsen nun angeregt werden, ändert sich an dieser einen Empfängerzelle das

Membranpotenzial (also die Ladung). Die Synapsen unterscheiden sich darin, dass die einen

die Impulse depolarisieren und die anderen sie hyperpolarisieren. Das Membranpotenzial

muss einen bestimmten Schwellenwert erreichen, um ein Aktionspotenzial auszulösen.

Solange dieser bestimmte Spannungswert trotz eines Impulses und der Depolarisation nicht

erreicht wird, befindet sich die Zelle im Generatorpotenzial. 20

19 - 20 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 151, „10.3.2 Das Ruhepotenzial“, „10.3.3 Das Generatorpotenzial“, S. 152, „10.3.2 Das Aktiospotenzial“

Page 15: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 15 -

Sobald der Spannungswert erreicht wird, nimmt die Durchlässigkeit von Natriumionen sofort

zu und diese strömen in großer Zahl ins Zellinnere, weil es dort eben negativ geladen ist und

ein Konzentrationsausgleich immer erwünscht ist. Doch es entsteht ein so großer Strom, dass

dann das Zellinnere positiv geladen ist mit circa 30mV. Diesen Zustand nennt man dann

Aktionspotenzial.

Dieses Aktionspotential kann nun über die Axone an die anderen Zellen weitergeleitet

werden. 21

Da dieser Zustand des Aktionspotenzials nur kurz erhalten bleiben soll, muss das

Ruhepotenzial wieder einkehren. Diesen Vorgang nennt man Repolarisation und geschieht

folgendermaßen:

Wenn der Höhepunkt der Durchlässigkeit von Natriumionen erricht ist, beginnt die

Durchlässigkeit schnell wieder abzunehmen. Somit können dann die positiven Natriumionen

nicht mehr durch die Membran nach innen diffundieren, die positiven Kaliumionen können

jedoch wieder nach außen diffundieren und das Ruhepotenzial von circa -70mV kehrt wieder

ein, nachdem sogar eine kurzzeitige noch negativere Spannung (Hyperpolarisation)

vorhanden war. 22

„Der Spannungsverlauf an der Zellmembran be i Ablauf eines Aktionspotenzials.“ 23

22 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 152, „10.3.5 Die Repolarisation“ 23 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 153, Abb. 10.9

Page 16: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 16 -

5.1.5 Fortleitung von Impulsen innerhalb eines Neurons und zwischen Neuronen

Nun müssen die elektrischen Impulse noch innerhalb eines Neurons und zwischen den

einzelnen Neuronen weitergeleitet werden, damit das Signal auch im Gehirn (ZNS) bzw. in

den Muskeln, Drüsen, ...(peripheren Nervensystem), je nachdem wo das Signal entstand,

ankommt.

Wie oben erklärt, hat ein Neuron, das sich im Aktionspotenzial befindet, eine positive Ladung

(von circa +30mV) und ein Neuron, die sich noch im Ruhepotenzial befindet, eine negative

Ladung (von circa -70mV). Das heißt, die Ladungen sind entgegengesetzt. Das führt dazu,

dass positive Ionen in den negativen Bereich fließen, also vom Aktionspotenzial ins

Ruhepotenzial. Somit werden dann die im Ruhepotenzial befindlichen Neurone erregt. Diese

Erregung zieht sich dann durch das gesamte Axon hindurch. Diese Weiterleitung der Impulse

innerhalb der Neurone nennt man kontinuierliche Erregungsausbreitung.

Die Übertragung des Impulses zu anderen Neuronen geschieht an den Synapsen, wo das Axon

des einen Neurons mit dem Dendriten des anderen Neurons verbunden ist. Um später die

Wirkung von Curare zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, dass die Verbindung zwischen

einem Axon und dem Dendriten einer Muskelzelle als motorische Endplatte bezeichnet wird.

Die Synapse besteht, wie in 5.1.3 erwähnt, aus drei Teilen: Präsynaptisches Neuron,

postsynaptische Zelle und synaptischer Spalt.

Das präsynaptische Neuron hat am Ende ein häufig verzweigtes Axon, welches die

synaptischen Vesikel mit den Neurotransmittern enthält.

Die postsynaptische Zelle ist die Zelle danach, die die Rezeptoren für die Neurotransmitter

besitzt.

Der synaptische Spalt ist der Spalt zwischen den beiden Zellen, der mit einer Flüssigkeit, die

sich Extrazellulärflüssigkeit nennt, gefüllt ist.

Wenn nun also ein Impuls auf die letzte Verzweigung trifft, schütten die synaptischen Vesikel

die Neurotransmitter aus, die sich dann sofort an die Rezeptoren des nächsten Neurons setzen.

Dieses Ansetzen verändert die Leitfähigkeit der Membran dieses nächsten Neurons und ein

neues Potenzial, postsynaptisches Potenzial genannt, entsteht. Somit wurde dann auch dieses

Neuron erregt bzw. in ein Aktionspotenzial gebracht. Wobei das nur geschieht, wenn auch

genügend Impulse vorhanden sind. Das heißt, entweder müssen viele Impulse hintereinander

oder auf einmal ganz viele Impulse eintreffen.

Page 17: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 17 -

Es gibt aber nicht nur diese erregenden, sondern auch die hemmenden Synapsen. Das

bedeutet, dass ein Neurotransmitter diese Synapse nicht erregt, sondern das Ruhepotenzial

verstärkt, es also noch negativ geladener wird. Dann kann diese Synpase, je nach Negativität,

schwerer oder kaum noch erregt werden. 24

„Aufbau einer Synapse. Bei Erregung werden die in den synaptischen Bläschen gespeicherten Neurotransmitter

in den synaptischen Spalt freigesetzt. Auf der pos tsynaptischen Membran befinden sich Rezeptoren, an die sich

der Transmitter anheftet.“ 25

24 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 153, „10.3.7 Die Fortleitung von Nervensignalen“ und „ 10.4.1 Die Erregungsüberleitung an den Synapsen“ 25 übernommen aus dem Buch „Bio logie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapite l: „Das Nervengewebe“, S. 153, Abb. 10.10

Page 18: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 18 -

5.1.6 Neurotransmitter

5.1.6.1 Neurotransmitter allgemein

Auch bei den Neurotransmittern gibt es Unterschiede, ob sie erregend oder hemmend wirken.

Sie sind für die Steuerung unseres Verhaltens und unserer Gemütslage verantwortlich und

müssen in gleicher Menge vorhanden. Sind sie das nicht, kommt es zu neurologischen

Störungen wie z.B. Depressionen, Parkinson oder Schizophrenie. 26

5.1.6.2 Acetylcholin und Acetylcholinesterase

Um später die Wirkung des Pfeilgiftes Curare verstehen zu können, muss man erst die

Funktionsweise des Neurotransmitters Acetylcholin und dessen dazugehörigen Enzym

Acetylcholinesterase verstehen.

Der Neurotransmitter Acetylcholin besteht aus dem Enzym Cholinacetylesterase, Essigsäure

und Cholin und ist einer der wichtigsten Transmitter im vegetativen Nervensystem und

außerdem noch für die Impulsübertragung zwischen Nervenzellen und Muskelzellen

verantwortlich. Auch das Enzym Acetylcholinesterase befindet sich hauptsächlich in den

Synapsen zwischen Neuronen und Muskelzellen.

Wenn nun Acetylcholin durch einen Impuls aus den synaptischen Vesikeln in den

synaptischen Spalt freigesetzt wird, dockt es sich an die Rezeptoren des postsynaptischen

Neurons an und versetzt dieses also ins Aktionspotenzial. Nach diesem Vorgang kommt das

Enzym Acetylcholinesterase zum Einsatz, denn die Rezeptoren müssen wieder freigegeben

werden, da der Reiz bereits übertragen wurde. Das Enzym spaltet Acetylcholin wieder in

Cholin und Essigsäure, indem das Enzym es aufnimmt, und es dann abbaut. Somit wird es

wieder unwirksam. 27

26 Buch: „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbe itete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 154-155, „10.4.2 Übersicht über die Neurotransmitter“ 27 http://www.uni-protokolle.de/ Lexikon/Acetylcholin.ht ml ; 02.04.2010

Page 19: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 19 -

5.2 Wirkung

5.2.1 Wie wirkt das Pfeilgift Curare?

Das Pfeilgift Curare ist ein Nervengift und wirkt nur auf das willkürliche Nervensystem, das

heißt, es wirkt nur zwischen einem Neuron und einer Muskelzelle. Es lähmt also nicht das

vegetative Nervensystem und auch nicht die Nervenstämme.

Curare konkurriert nach Verabreichung mit Acetylcholin. Denn Curare ist ein kompetitiver

Hemmstoff und wird auch als Antagonist bezeichnet. Das bedeutet, dass Curare die gleiche

räumliche Struktur wie Acetylcholin hat, aber eine andere chemische. Zu verstehen ist das so,

dass Curare sich zwar in das aktive Zentrum der Rezeptoren setzen kann, aber nicht umgesetzt

wird. Somit ist Curare ein nicht- depolarisierender Hemmstoff, da er sich an die Rezeptoren

setzt, aber keine Depolarisation auslöst.

Solange die Konzentration dieses Hemmstoffes höher ist als die des eigentlichen Substrates,

in diesem Fall Acetylcholin, können sich die Hemmstoffe ohne Probleme an die Rezeptoren

setzen. Erst wenn die Substratkonzentration höher ist, können sich die Substrate wieder

durchsetzen und eine Reaktion entstehen lassen. Somit besetzt das Pfeilgift Curare die

Rezeptoren und verhindert eine Reaktion von Acetylcholin und dem Rezeptor, die das Neuron

in ein Aktionspotenzial versetzen würde.

Also auch wenn durch ein Impuls Acetylcholin von der präsynaptischen Nervenzelle

freigesetzt wird, kommt es zu keiner Weiterleitung dieses Impulses, da die Rezeptoren belegt

sind.

Zusammengefasst verhindert das Pfeilgift Curare die Übertragung des Neurotransmitters

Acetylcholin, der (wie unter 5.1.6.2 beschrieben) für die Übertragung von Impulsen vom

efferenten Neuron auf den Muskel zuständig ist. 28

Nun möchte ich noch einen Satz zitieren, der in der Fachsprache die Wirkung von Curare

beschreibt. Aufgrund meiner Erläuterungen über die Funktion des Nervensystems und meiner

Erklärung, wie das Pfeilgift Curare wirkt, sollte auch dieser komplexe Satz für jedermann

verständlich sein:

28 http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelrelaxans ; 28.03.2010

Page 20: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 20 -

„Abkömmlinge des indianischen Pfeilgiftes Curare blockieren die Azetylcholinrezeptoren an

der motorischen Endplatte und verhindern die Depolarisation der postsynaptischen

Membran.“ 29

Eine Anmerkung zum damaligen Verzehr von erlegter Beute:

Die Indianer haben früher durch ihre Pfeile mit dem Gift an der Spitze ihre Beute erlegt und

diese danach verzehrt, obwohl die Beute nun das Gift im Körper hatte. Die Indianer haben

dadurch keinen Schaden davongetragen, weil das Gift nur wirkt, wenn es in die Blutbahn

gelangt. Wenn es aber nur in den Verdauungstrakt gerät, passiert rein gar nichts. Daher

musste sich die Indianer nur sorgen machen, wenn sie z.B. eine Verletzung im Mundraum

hatten. Dann hätte das Gift in die Blutbahn gelangen können und sie unter Umständen sogar

getötet.

5.2.2 Welche Symptome sind sichtbar?

Nach der Verabreichung von Curare, kommt es auch zu äußerlich sichtbaren Veränderungen

beim Menschen. Da die Reizübertragung zu Muskeln stark eingeschränkt ist, kommt es nur

noch zu leichten Zuckungen der Muskeln, die nach und nach immer mehr abschwächen. Am

widerstandsfähigen ist die Atemmuskulatur, somit setzt diese zuletzt aus.

Der Mensch, der Curare verabreicht bekommen hat, ist im Endeffekt einfach gelähmt.

Weiterhin können alle nicht- depolarisierenden Hemmstoffe, also auch Curare, Histamin

freisetzen. Histamin erweitert die Blutgefäße und macht gleichzeitig die Blutgefäßmembran

permeabler. Es kann ein Histamin-Schock entstehen, der bis hin zur Ohnmacht führen kann

oder allergische Reaktionen, wie z.B. Hausausschlag, treten durch die zu hohe

Histaminfreisetzung auf. 30 31 32

29 übernommen aus dem Buch „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nico le Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003, Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“, S. 155, blauer Kasten, Punkt 2 30 "Histamin" Microsoft® Encarta® 2006. Microsoft Corporation, 2005 31 "Schock” Microsoft® Encarta® 2006. Microsoft Corporat ion, 2005 32 http://www.henriettesherbal.com/eclectic/madaus/curare.html ; 10.10.09

Page 21: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 21 -

5.2.3 Was passiert bei welcher Dosierung?

Größere Mengen, jedoch noch unterhalb der tödlichen Dosis, die bei 0,34 mg pro Kilo

Körpergewicht liegt, an Curare können jedoch noch andere Folgen haben.

Dazu gehören ein starker Blutdruckabfall und ein Abfall der Herzfrequenz, das mit

gleichzeitig zu geringer Sauerstoffversorgung zum Herzstillstand führen kann, somit wäre

auch das tödlich.

Außerdem setzt der Stoffwechsel aus, jedoch geschieht das erst sehr spät und er erholt sich

auch als erstes, wenn die Curarewirkung nachlässt.

5.2.4 Wie wird es wieder abgebaut?

Es gibt zwei Möglichkeiten Curare wieder abzubauen. Entweder man gibt ein „Gegengift“,

welches dann die Wirkung von Curare aufhebt oder es wird von allein vom Körper wieder

abgebaut und dann über die Niere ausgeschieden.

Neostigmin ist eines der Gegenmittel des Pfeilgiftes Curare. Allgemein ist es als

Acetylcholinesterase- Hemmer bekannt, das heißt, wenn es nicht zum Entgegenwirken von

Curare eingesetzt wird, konkurriert es, genau wie Curare es sonst tut, mit Acetylcholin. Somit

bildet dann Neostigmin mit Acetylcholinesterase ein Komplex. Dieser Komplex wird

langsamer gespalten, als es der Acetylcholin- Acetylcholinesterase- Komplex wird. Deshalb

sammelt sich das dadurch freigesetzte Acetylcholin an den Rezeptoren des postsynaptischen

Neurons und die Wirkung wird dadurch an diesen Rezeptoren verstärkt.

Erst wenn sich das Neostigmin- Acetylcholin- Komplex wieder voneinander löst, kann die

Acetylcholinesterase das Acetylcholin wieder aufspalten. Das Acetylcholin wirkt dann nicht

mehr und alles läuft wieder wie gewohnt ab. 33

Wenn Neostigmin als Curareantagonist wirkt, funktioniert das genauso. Als erstes bildet

Neostigmin ein Komplex mit Acetylcholinesterase.

Nun wird so viel Acetylcholin freigesetzt, dass die Konzentration an Acetylcholin, also des

Substrates, die Konzentration von Curare, also des kompetitiven Hemmers, übersteigt und

somit kann sich das eigentliche Substrat wieder durchsetzen und eine Reaktion hervorrufen.

Ausgeschieden wird Curare dann über die Niere. Das Neostigmin wird wiederum von der

Acetylcholinesterase abgebaut.

33 http://www.pharmawiki.ch/wiki/index.php?wiki=Neostigmin ; 31.03.2010

Page 22: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 22 -

6. Medizinische Nutzung

6.1 Wie wird das Pfeilgift Curare verabreicht?

Das Pfeilgift Curare wird bei medizinischen Anwendungen immer intravenös verabreicht. Das

bedeutet, Curare wird direkt in eine Vene gespritzt. Der Vorteil daran ist, dass das „Gift“

sofort wirkt und der Patient somit innerhalb kürzester Zeit in Narkose liegt. Ein weiterer

Vorteil daran ist, dass die Wirkung kontrollierbar ist, da sofort sichtbar ist, was nach

Verabreichung passiert.

Das Gegenteil wäre bei der subkutanen Injektion der Fall. Bei dieser Methode wird das Gift in

das unter der Haut liegende Fettgewebe gespritzt und verteilt sich nur sehr langsam im

Körper. Somit wird die Wirkung unkontrollierbar und eine solche Aktion endet, je nach

Dosis, mit höherer Wahrscheinlichkeit mit dem Tod. So wie es damals bei den Indianern der

Fall war. Der Pfeil wurde auf die Eindringlinge geschossen, ging in das nächstgelegene

Fettgewebe und die Getroffenen starben langsam und qualvoll an Erstickung. Bevor sie

erstickten, wurde aber zunächst der restliche Körper gelähmt und die Getroffenen waren

vollkommen hilflos.

6.2 Warum, wann und wo wird es eingesetzt?

Das durch die Indianer entdeckte Nervengift Curare ist heute für die medizinische Nutzung

sehr wichtig geworden, auch wenn heute nicht mehr Curare direkt verwendet wird, sondern

durch andere synthetische Muskelrelanxien ersetzt wurde. Muskelrelaxion bedeutet einfach,

dass die Muskeln entspannt (gelähmt) werden (eng. relaxe = entspannen).

Diese synthetischen weiterentwickelten Nachfolger von Curare haben die Vorteile, dass die

Nebenwirkungen sehr gering gehalten werden können, außerdem kann man besser

bestimmen, wie lang eine Narkose andauern soll.

Anfangs benutzte man Curare nur als Medikament für gegen einige Krankheiten wie z.B.

Epilepsie, Tollwut, Parkinson, Tetanus und als Hilfe für die Elektroschock- Therapie bei

psychisch Kranken. Bei den Elektroschocks wollte man durch Curare Knochenbrüche

vermeiden.

Page 23: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 23 -

Im Laufe der Zeit entwickelte es sich dann so, dass Curare als Narkotikum bzw. als

Muskelrelaxan bei Operationen verwendet wurde. Da nun bekannt ist, dass Curare die

Muskeln, also auch die Atemmuskulatur, lähmt, war dieses Einsetzen bei Operationen nicht

ungefährlich. Dank der Forschung und Entwicklung hat man es im Laufe der Jahre geschafft,

Curare so gut zu erforschen, dass es kontrollierbar wurde und nur noch mit geringem Risiko

verwendet werden konnte.

Man legte sehr viel wert darauf, Curare verwenden zu können, denn dieser Stoff hatte den

Vorteil, dass er Hypnotikum und Analgetikum in einem ist. Das bedeutet, dass der Patient tief

schläft und gleichzeitig keine Schmerzen spürt.

Erst als Curare sich gegen die vorherigen Narkotika durchgesetzt hatte und die Nachfrage

enorm stieg, begann man es auch synthetisch herzustellen (wie in 4.3 beschrieben). 34

Da man nun wusste, dass Curare überall auf die Muskulatur entspannend und erschlaffend

wirkte, wurde es auch auf dieser Hinsicht für die Chirurgen interessant, da dadurch die

Operationsbedingungen sehr begünstigt wurden. Somit führte der Anästhesist am 23. Januar

1942 zum ersten Mal eine Operation mithilfe von Curare durch. Es war eine

Blinddarmoperation und aufgrund der durch Curare erschlafften Bauchmuskulatur konnte der

Chirurg ganz wunderbar operieren. Von diesem Tag an wurden alle muskelrelanxierenden

Mittel mit Hochdruck weiterentwickelt, denn nur durch die Entdeckung des medizinischen

Nutzens konnte man später auch Operationen am Herzen durchführen.

Seit man Curare als Narkotikum benutzte, ist es sehr wichtig geworden die Narkose apparativ

zu überwachen, da Narkoseschwankungen immer möglich sind und man in solchen Fällen

sofort eingreifen muss. Ebenso immer lebensnotwendig ist die künstliche Beatmung während

einer Narkose durch ein Muskelrelaxan, denn durch diese werden auch immer die

Atemmuskeln gelähmt, so dass keine selbstständige, aber überlebenswichtige, Atmung unter

einer solchen Narkose möglich ist.

Auch heute wendet man Curare noch, in natürlich sehr gering dosierter, Tablettenform gegen

Lähmungen, Krämpfe oder Schwächezuständen an. 35

34 http://www.innovations-report.de/html/berichte/medizin_gesundheit/bericht-25937.ht ml ; 20.02.2010 35 http://idw-online.de/pages/de/news76019 ; 29.03.2010

Page 24: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 24 -

6.3 Welche Nebenwirkungen kann es geben?

Jedes Arzneimittel hat auch die unerwünschten Nebenwirkungen, so auch Curare.

Es ist bekannt, dass bei allen Muskelrelanxien eine erhöhte Blutungsneigung entsteht. Das

kommt daher, dass durch diese Mittel im Körper Heparin freigesetzt wird. Dies ist ein Stoff,

der sonst in der Leber gespeichert wird und zur Verhinderung von Blutgerinnung da ist und

auch für die Auflösung von Gefäßgerinnseln notwendig ist. 36

Doch man hat auch schon für die Nebenwirkungen Gegenmittel erforscht. So kann man gegen

Blutungen Protaminsulfat geben.

Als nächstes wird mit hoher Wahrscheinlichkeit Histamin freigesetzt (wie bereits in 5.2.2

erklärt), was dann zur höherer Permeabilität der Membranen führt und somit eben zu

Ausschlag oder gar einem Schock führen kann. Unter diesen Umständen kann man

Antihistaminika geben, die dann die Wirkung von Histamin verringern. Dieser Stoff wird

auch sonst als Mittel gegen allergische Reaktionen gegeben.

Außerdem nahm die Zusammenziehung der Ring- und Längsmuskulatur in den Hohlorganen

zu, z.B. Darm, Magen, Harnröhre. Doch auch dies ließ sich durch die Antihistaminika

vermeiden. 37

36 "Heparin." Microsoft® Encarta® 2006 [CD]. Microsoft Corporation, 2005 37 www.springerlink.com/index/K08756381X376843.pdf ; 07.04.2010

Page 25: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 25 -

7. Nachwort

7.1 Fazit

In dieser Hausarbeit sollte es zunächst darum gehen, wie das Pfeilgift Curare überhaupt

entdeckt wurde. Ich habe herausgefunden, dass schon die Indianer im 15. Jahrhundert dieses

Gift in Form von einer braunen Masse zu ihrem eigenen Schutz und zur Ernährung benutzten.

Damals wusste noch keiner, wie genau das funktioniert, dennoch wurde es als

Hauptverteidigungsmittel benutzt. Das finde ich sehr beeindruckend. Weniger beeindruckend,

sondern sehr schrecklich hingegen war die damalige Herstellungsweise. Die Männer haben

die Frauen dazu gezwungen, die Sträucher so lange einzukochen, bis sie ihre eingedickte

Masse hatten und den Männern war es dabei völlig egal, dass die Frauen dabei starben. Für

die war es sogar noch ein gutes Zeichen, wenn die Frauen tot auf dem Boden lagen, denn

dann konnten sie sicher sein, dass das Gift wirkt.

Doch nur dadurch, dass einige europäische Eindringlinge von den Indianern durch dieses Gift

getötet wurden, wurden die Europäer auf dieses Gift aufmerksam. Daher kann man vielleicht

mit dem Schaden an den vielen armen Frauen besser klarkommen, da später auch sehr vielen

anderen Menschen durch das medizinische Nutzen von Curare geholfen wurde.

Also wurde Curare irgendwann auf diesem Kontinent erforscht und genutzt. An der

Forschung waren sehr viele Forscher, Mediziner und andere Menschen beteiligt, da es ein

hochkomplexer Stoff war, wie sich herausstellte. Doch es hatte sich gelohnt, denn es war

einer der wichtigsten Stoffe, die je für die medizinische Nutzung von Bedeutung war. Somit

wurde Curare irgendwann nicht mehr nur auf natürliche Weise hergestellt, sondern auf

synthetische. Diese Entwicklung brachte nur Vorteile. Denn nun wurden die Nebenwirkungen

stark verringert und man konnte so viel produzieren, wie man brauchte. Diese

Weiterentwicklung von Curare war also auch von anderen Entwicklungen abhängig, denn

auch das Herstellungsverfahren „Dünnschichtchromatographie“ musste bereits entwickelt

worden sein.

Die Entwicklung vom Pfeilgift der Indianer bis zum medizinischen Nutzen war also von sehr

vielen verschiedenen Faktoren abhängig und dauerte vom 15. Jahrhundert bis zum 20.

Jahrhundert. An diesen rund 500 Jahren Entwicklungszeit ist deutlich zu erkennen, wie

komplex die ganze Sache ist.

Um es dann wirklich in der Medizin anwenden zu können, musste man als erstes dann erstmal

wissen, wie denn der Körper und das Nervensystem funktionieren. Ich habe mich hier in

Page 26: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 26 -

meiner Hausarbeit darauf beschränkt, das über das Nervensystem zu erläutern, was notwendig

zu wissen ist, um die Wirkung von Curare zu verstehen. Mir wurde sehr schnell klar, dass das

gesamte Nervensystem sehr kompliziert ist und es nicht vorstellbar ist, was da alles abläuft,

wenn man sich z.B. in den Finder schneidet oder eben Curare verabreicht bekommt. Ich fand

es sehr speziell, dass die Neuronen eine bestimmte Ladung besitzen, die sich vom

Ruhezustand zum Aktionszustand verändert und dadurch dann die äußeren Signale im Körper

weitergeleitet und verarbeitet werden.

Doch meiner Meinung nach kann man die Funktion des Nervensystems auch ein bisschen

vereinfacht und trotzdem korrekt darstellen, so dass es auch für Laien verständlich wird. Ich

habe so gut es geht versucht, es so verständlich wie möglich zu beschreiben. Die Bilder

sollten dem Verständnis beitragen, denn man kann sich mit Hilfe derer einfach besser

vorstellen, was im Nervensystem abläuft.

Wenn man das erst einmal alles gut verstanden hat, ist die Wirkung von Curare sehr leicht zu

verstehen. Denn dann wird nur noch erklärt, was Curare an der normalen Funktionsweise

verändert.

Ich hoffe, mir ist es gelungen, allen Lesern meiner Hausarbeit die Funktionsweise des

Nervensystems und die Wirkung von Curare auf dieses ein bisschen näher zu bringen.

Mir erscheint dieses Thema immer noch sehr interessant und ich hatte Spaß daran mich mit

diesen Dingen zu beschäftigen, auch wenn mir noch immer eine Menge Wissen fehlt, um die

Ausmaße des ganzen Systems zu verstehen.

Außerdem war es sehr interessant zu erfahren, dass Curare aus dem südamerikanischen

Bereich stammt und schon von den Indios genutzt wurde. Die ganzen Zusammenhänge

zwischen Entdeckung, Entwicklung und Nutzen wurden mir erst im Laufe dieser Arbeit

bewusst und es gab immer wieder Aha- Erlebnisse, was zum Spaß beigetragen hat.

Als abschließendes Wort möchte ich sagen, dass ich auch jetzt im Nachhinein noch der

Meinung bin, dass ich mir das richtige Thema für diese Jahresarbeit ausgesucht habe!

Merle Sievertsen

Page 27: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 27 -

8. Literaturverzeichnis

1. „Biologie Anatomie Physiologie“ von Nicole Menche, 5. überarbeitete Auflage 2003,

Urban & Fischer Verlag, Kapitel: „Das Nervengewebe“ und „Das Nervensystem“

2. „Biologie Oberstufe“ Gesamtband, herausgegeben von Prof. Ulrich Weber, 1. Auflage,

12. Druck 2008/06, Cornelsen Verlag, Seite 72 und 410

3. Duden, Band 5: Das Fremdwörterbuch, 3., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage,

veröffentlicht 1974

Page 28: Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert · Freiherr-vom-Stein Schule Biologie Herr Siebert Jahresarbeit Oktober 2009 – April 2010 Günsterode à Herkunft àWirkungsweise

- 28 -

9. Anhang

http://www.artikelpedia.com/artikel/biologie/9/curane-und-atropin--nerve5.php ; 28.03.2010 http://de.wikipedia.org/wiki/Brechnüsse ; 28.03.2010

http://de.wikipedia.org/wiki/Curare ; 28.03.2010

http://www.henriettesherbal.com/eclectic/madaus/curare.html ; 10.10.09 www.regenwaldmenschen.de/deutsch/download/curare.pdf ; 22.12.2010 http://www.innovations-report.de/html/berichte/medizin_gesundheit/bericht-25937.html ; 20.02.2010 http://idw-online.de/pages/de/news76019 ; 28.03.2010

http://www.pharmawiki.ch/wiki/index.php?wiki=Neostigmin ; 31.3.2010 www.springerlink.com/index/K08756381X376843.pdf ; 28.03.2010 http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Acetylcholin.html ; 02.04.2010 http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelrelaxans ; 28.03.2010 Microsoft® Encarta® 2006 Microsoft Corporation, 2005