Cholinesterasehemmer – ihre Rolle im Fall Nawalny

Berlin. Unliebsame Politiker und Oppositionelle in Russland leben gefährlich: Der frühere Offizier des russischen Inlandsgeheimdienstes, Alexander Litwinenko, starb nach Ermittlungen im Jahr 2006 in London aufgrund Polonium im Tee, der russisch-britische Doppelagent Sergej Skripal und seine Tochter Julia bekamen vor zwei Jahren eine Dosis des Nervengiftes Nowitschok.

Was dem Politiker Alexei Nawalny eingeflößt wurde, ist noch unklar, doch auch hier ist ein Organophosphat ähnlich wie Nowitschok wahrscheinlich. Im Fall Skripal konnten die britischen Behörden noch Spuren des Gifts am Anschlagort finden und eine chemische Analyse einleiten, bei Nawalny bleiben wohl nur Abbauprodukte im Körper als Hinweis – hier dürfte das Gift nur schwer, wenn überhaupt noch nachzuweisen sein.

Blockade der Acetylcholinesterase

Was sich aber gut identifizieren lässt, ist der Wirkmechanismus: Viele Nervengifte blockieren das Enzym Acetylcholinesterase irreversibel. Diese Dauerblockade des Enzyms können Experten in Erythrozyten mit handelsüblichen Testkits nachweisen – sie ist neben den klinischen Symptomen ein starker Hinweis auf eine Organophosphat- oder Carbamat- vergiftung.

Entsprechend heißt es in einer kurzen Mitteilung der Charité in Berlin: „Die klinischen Befunde weisen auf eine Intoxikation durch Cholinesterasehemmer hin. Die konkrete Substanz ist bislang nicht bekannt. Die Wirkung des Giftstoffes, das heißt die Cholinesterasehemmung im Organismus, ist mehrfach und in unabhängigen Laboren nachgewiesen.“

Woher die Vergiftung?

Offenbar haben die Testkits bei Nawalny angeschlagen. Doch was könnte die Vergiftung verursacht haben? Cholinesterasehemmer kennen Ärzte unter anderem als Alzheimertherapeutika. Mittel wie Donepezil, Galantamin und Rivastigmin blockieren die Cholinesterase reversibel, bremsen dadurch den Abbau von Acetylcholin und erhöhen die bei Alzheimer beeinträchtigte cholinerge Neurotransmission.

Ganz anders Organophosphate: Sie phosphorylieren dauerhaft die Hydroxylgruppe der Aminosäure Serin im aktiven Bereich des Enzyms und schalten es dadurch aus, Carbamate übertragen die Carbamatgruppe auf Serin – mit dem gleichen Effekt. Als Folge wird Acetylcholin nicht mehr abgebaut und bombardiert die muskarinergen und nikotinergen Rezeptoren in Muskulatur und Nervenzellen, dadurch kommt es zu einer depolarisierenden Blockade der neuromuskulären Transmission sowie einer Überstimulation des cholinergen und zentralen Nervensystems.

Zu den muskarinergen Beschwerden zählen entsprechend Speichelfluss, Tränenfluss, Wasserlassen, Durchfall, Erbrechen, Bronchorrhö, Bronchospasmus, Bradykardie, Miosis, zu den nikotinergen vor allem Blässe, Tachykardie, Muskelzuckungen und Muskellähmungen.

Symptome teils erst nach Stunden

Häufige zentralnervöse Erscheinungen sind Schwindel, Ängste, Tremor, zerebrale Krampfanfälle und Atemlähmung. Die Symptomatik richtet sich vor allem nach den pharmakologischen Eigenschaften des Toxins und der Dosis. Bei manchen Substanzen treten die Symptome erst mit einer Verzögerung von einigen Stunden auf, andere wirken sofort und können innerhalb von Minuten zum Tod führen.

Als Antidot hat sich Atropin bewährt: Die Substanz verdrängt Acetylcholin von den Rezeptoren. Damit wird vor allem versucht, den Bronchospasmus und die Bronchorrhö zu lindern. Gegen die neuromuskulären Symptome helfen Oxime wie Pralidoxim, Benzodiazepine dämpfen schwere Krampfanfälle.

Toxische Cholinesterasehemmer werden grob in Insektizide und Nervenkampfstoffe eingeteilt. Bekannte Insektizide sind Carbamate wie Aldicarb und Methomyl, zu den Organophosphaten zählen Parathion (E605), Malathion und Chlorpyrifos.

Nervenkampfstoffe lassen sich je nach Basisformel chemisch in drei Gruppen gliedern: Zur G-Reihe zählen klassische Kampfstoffe wie Tabun, Sarin, Soman, zur V-Reihe VX. Nowitschok bildet eine eigene Reihe, dazu gehören die giftigsten jemals synthetisierten Substanzen.