Toxikologie: Behandlungsstrategien und Analytische Methoden

Antidotbehandlung: Neutralisierung von Giftstoffen

Die Antidotbehandlung zielt darauf ab, Giftstoffe zu neutralisieren, die vom Gewebe absorbiert wurden und in den Blutkreislauf gelangt sind. Es gibt verschiedene Typen:

• Chemische Gegenmittel

  Diese Antidote reagieren mit dem Giftstoff, um eine ungiftige oder weniger toxische Verbindung zu bilden. Beispiele hierfür sind Glucose mit HCN (bildet Heptose) oder Natriumthiosulfat mit Metallen (bildet Schwefelverbindungen).

• Chelatbildner

  Chelatbildner verbinden sich mit Metallen und Halbmetallen zu wasserlöslichen, nichtionischen und in der Regel ungiftigen oder weniger toxischen Chelatkomplexen. Beispiele: BAL (Dimercaprol) für Arsen (As), Quecksilber (Hg), Chrom (Cr), Gold (Au); Cobalt-EDTA für Cyanide.

• Ersatztherapie

  Diese Therapie versucht, die toxische Wirkung zu überschreiben, indem sie die verursachten Stoffwechselstörungen korrigiert. Zum Beispiel neutralisiert 5%iger intravenöser Ethylalkohol die toxischen Wirkungen von Methanol oder Ethylenglykol, indem er die Produktion der tatsächlich giftigen Metaboliten verhindert. Vitamin B6 (Pyridoxin) neutralisiert die neurotoxische Wirkung von Isoniazid.

• Biologische Antidote

  Biologische Antidote sind Seren, die die toxische Wirkung bestimmter Antigene neutralisieren. Beispiele: Botulinumtoxin-Antitoxin, Schlangengift-Antitoxin, Pilz-Antitoxin.

• Physiologische Antidote

  Physiologische Antidote heben die Wirkung von Toxinen auf, indem sie eine antagonistische Wirkung ausüben. Beispiele: Strychnin und Barbiturate (wirken antagonistisch), Pilocarpin und Atropin (wirken antagonistisch).

Eliminationsbehandlung: Beschleunigte Giftstoffausscheidung

Die Eliminationsbehandlung zielt darauf ab, die Verweildauer von Giftstoffen im Körper zu minimieren und sollte in Verbindung mit anderen Therapien angewendet werden. Es gibt verschiedene Typen:

• Elimination über die Atemwege

  Durch künstliche Beatmung wird die Ausscheidung von absorbierten flüchtigen Giftstoffen über die Atemwege gefördert, während gleichzeitig die Atemfunktion aufrechterhalten wird.

• Renale Elimination

  Hierbei kommen drei Hauptmethoden zum Einsatz:

  • Osmotische Diurese

    Infusion von 3 Litern oder mehr isotonischer oder hypertonischer Lösung (z. B. Mannit oder Harnstoff). Dies ist nur bei normaler Herz- und Nierenfunktion anwendbar.

  • Diuretika

    Verwendung von Diuretika wie Hydrochlorothiazid, die aktiv und sicher die Urinausscheidung fördern.

  • Urin-Alkalisierung

    Verabreichung von Serum-Bicarbonat zur Förderung der Ausscheidung schwacher Säuren über den Urin.

• Extrarenale Elimination

  Diese Methoden zielen darauf ab, Giftstoffe direkt aus dem Blut zu entfernen und sind unerlässlich, wenn die Nierenfunktion beeinträchtigt ist. Methoden umfassen:

  • Austauschtransfusion

    Austausch des Blutes des Patienten.

  • Peritonealdialyse

    Eine Form der Nierenersatztherapie.

  • Intestinale Elimination

    Anwendung von Abführmitteln und Klistieren zur Stimulierung des Stuhlgangs und damit zur Ausscheidung von Giftstoffen.

Phasen der chemisch-toxikologischen Analyse

Trennung von Toxinen aus biologischem Material

Die Trennung von Toxinen aus biologischem Material ist ein entscheidender Schritt in der toxikologischen Analyse. Je nach Art des Giftstoffs kommen verschiedene Methoden zum Einsatz:

• Giftige Gase oder flüchtige Substanzen

  Diese werden durch Erhitzen, Destillation, mittels Mikro-Conway-Diffusionszellen oder Headspace-Analyse aus der Probe entfernt.

• Anorganische und mineralische Toxine

  Diese sind oft an feste oder organische Materie gebunden und können nur durch Kalzinierung (Veraschung) oder Oxidation abgetrennt werden. Schwermetalle wie Blei (Pb), Arsen (As) oder Kupfer (Cu) können auch durch Chelatbildung entfernt werden.

• Flüchtige organische Toxine

  Diese werden mit organischen, nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln (z. B. Ether) extrahiert. Die Extraktion kann im sauren oder alkalischen Milieu der Probe erfolgen. Für eine allgemeine Analyse wird die Probe oft in vier Teile geteilt, wobei ein Teil für weitere Analysen oder Gegenanalysen aufbewahrt wird. Die Extraktion kann auch mittels Elektrophorese, mit unpolaren oder polaren Lösungsmitteln bei verändertem pH-Wert der Probe oder durch chromatographische und Kapillarmethoden durchgeführt werden.

Identifizierung und Quantifizierung von Toxinen

Nach der Trennung der Toxine aus der Probe erfolgt deren Identifizierung und Quantifizierung. Die Analyseverfahren lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen:

• Screening-Techniken (Orientierende Verfahren)

  Diese Techniken dienen als Voruntersuchung, und ihre Ergebnisse sind in der Regel nicht ausreichend für einen abschließenden Bericht. Beispiele sind die Papierchromatographie, Spektrophotometrie oder Immunoassays.

• Bestätigende Techniken (Konfirmatorische Verfahren)

  Diese Techniken bestätigen die Ergebnisse, die durch vorherige Screening-Verfahren erhalten wurden, oder werden direkt eingesetzt. Die gute Laborpraxis empfiehlt die Identifizierung von Toxinen mittels mindestens zweier Techniken mit unterschiedlichen physikalisch-chemischen Grundlagen, z. B. Gaschromatographie (GC), Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) oder hochauflösende Massenspektrometrie. Die sicherste Methode ist die integrierte Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS).

Analytische Techniken können auch nach den verwendeten Instrumenten als instrumentelle Analytik klassifiziert werden.