Ciguatoxine

  Ciguatoxine sind eine Gruppe von ca. zwanzig kompliziert gebauten, strukturell eng verwandten, hoch neurotoxischen polycyclischen Polyether. Sie sind Stoffwechselprodukte eines marinen Dinoflagellaten und Mitverursacher der Ciguatera, einer Lebensmittelvergiftung. Das Ciguatoxin steht synonym für Ciguatoxin CTX1B.

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Geschichte

Die Strukturaufklärung des Ciguatoxins CTX1B erfolgte 1989. Dazu wurden aus 4000 kg Riesenmuränen (Gymnothorax javanicus) lediglich 0,36 mg des Toxins isoliert. Diese geringe Menge genügte dennoch zur Aufklärung der sehr komplexen Struktur dieses Polyethers.^[1]

Eine erste Totalsynthese eines Ciguatoxins (CTX3C), dessen komplexe Struktur 13 Ringe cyclischer Ether mit 30 Stereozentren enthält, wurde 2001 veröffentlicht.^[2]

Vorkommen

Sie sind Stoffwechselprodukte des in subtropischen und tropischen Regionen des Pazifischen Ozeans, des Indischen Ozeans sowie der Karibik verbreiteten Dinoflagellaten Gambierdiscus toxicus. In den marinen Nahrungsketten kommt es zur Anreicherung dieser Toxine, in Folge dessen auch Speisefische des Menschen wirksame Dosen der Ciguatoxine enthalten können.

Interessanterweise findet sich das eigentliche Ciguatoxin CTX1B nicht als direktes Stoffwechselprodukt des Dinoflagellaten, sondern tritt erst in höheren Trophieebenen in Erscheinung. Auch enthalten die Vertreter dieser Ebenen tendentiell mehr höher hydroxylierte Derivate, während aus Kulturen des Gambierdiscus toxicus eher unpolarere Vertreter zu isolieren sind (z. B. CTX3C). Diese Tatsache ist auf die Metabolisierung der Ciguatoxine im tierischen Organismus zurückzuführen. Da die Toxizität mit zunehmend hydrophilen Charakter der Verbindung stark zunimmt, tritt in der Nahrungskette neben der Akkumulation der Gifte auch deren Wirkungspotenzierung ein. So ist CTX1B ca. zehnmal giftiger als das um drei Hydroxygruppen ärmere CTX4B.

Eigenschaften

Ciguatoxine sind farblose Öle. Sie sind chemisch relativ beständig. So werden sie beispielsweise beim Zubereiten von Speisen durch Kochen nicht zerstört.

Biologische Bedeutung

Der Genuss von Ciguatoxin-belasteten Speisefischen verursacht eine schwere, jedoch nur selten tödliche verlaufende Lebensmittelvergiftung, die sogenannte Ciguatera. Ciguatoxine binden an spannungsaktivierte Natriumkanäle (voltage-gated sodium channel, Na_v) und verursachen deren permanente Aktivierung.^[3] Typische Zeichen einer Vergiftung sind Taubheit in den Extremitäten, Parästhesien, Störungen des Warm-Kalt-Empfindens und Erbrechen. Die Symptome können Tage, häufig aber auch Wochen bis hin zu Jahren anhalten. Eine Behandlung kann nur symptomatisch erfolgen, da kein Antidot zur Verfügung steht.

Die LD₅₀(Maus, intraperitoneal) beträgt für CTX1B 1,64 µg/kg und für CTX3C 6,24 µg/kg.

Quellen

1. ↑ M. Murata, A. M. Legrand, Y. Ishibashi, T. Yasumoto: Structure of Ciguatoxin and its congener. In: J. Am. Chem. Soc. 111, 8929 (1989)
2. ↑ M. Hirama, T. Oishi, H. Uehara, M. Inoue, M. Maruyama, H. Oguri, M. Satake: Total synthesis of ciguatoxin CTX3C. In: Science 294, 1904 (2001)
3. ↑ T. Anger, D. J. Madge, M. Mulla, D. Riddall: Medicinal chemistry of neuronal voltage-gated sodium channel blockers. In: J. Med. Chem. 44, 115 (2001)