Toxizität

Die abgebildeten Piktogramme bezeichnen giftige Substanzen und Gemische.
Unten das alte Piktogramm.

Die Toxizität (von altgriechisch τοξικότητα, aus toxikón (phármakon) - Pfeil(gift) aus toxa - Pfeil und Bogen) bedeutet die Giftigkeit.

Die Toxizität ist eine Stoffeigenschaft. Die toxische Wirkung eines Stoffes auf ein Lebewesen hängt neben seiner Giftigkeit auch entscheidend von der Exposition, d. h. von der Art ihrer Aufnahme ab: eine orale Aufnahme unterscheidet sich im Verlauf der Vergiftung häufig von einer inhalativen (durch die Atmung), dermalen (durch Hautkontakt), oder gar intravenösen, intramuskulären oder intraperitonealen (durch die Bauchhöhle) Aufnahme derselben Substanz.

Die Lehre von Giftstoffen, den Vergiftungen sowie deren Behandlung nennt sich Toxikologie.

Die komplexe Stoffeigenschaft "Toxizität" hat eine qualitative Komponente (z.B. Wirkmechanismus oder Organbezug) und eine quantitative Komponente, die toxische Potenz des Stoffes (u. a. die Dosis-Wirkungs-Beziehung) beschreibt.

Toxizität auf verschiedene Organe und Gewebe

Viele Substanzen wirken verschieden toxisch auf unterschiedliche Gewebearten oder Organe; daraus folgen dann Bezeichnungen für die Art der Giftwirkung:

Zellgiftigkeit oder Zytotoxizität bezieht sich auf Stoffe, die alle Zellen schädigen, etwa Wasserstoffperoxid oder Ethanol,
Nervengiftigkeit oder Neurotoxizität beschreibt Gifte, die vorwiegend Nervenzellen angreifen, wie Botulinumtoxin, Batrachotoxin oder Coniin,
Nierengiftigkeit oder Nephrotoxizität ist die toxische Wirkung auf die Nieren (manche Antibiotika oder die Aristolochiasäuren).
Lebergiftigkeit oder Hepatotoxizität ist die toxische Wirkung auf die Leber (verschiedene Antibiotika wie Actinomycine und Doxycyclin, einige Antituberkulotika, Phosphor, Ethanol etc.)
Blutgiftigkeit oder Hämotoxizität ist eine Eigenschaft von Substanzen, welche die Funktionsweise des Blutes negativ verändern (Kohlenstoffmonoxid) etc.

Dies beruht darauf, dass manche Toxine gezielt auf bestimmte Stoffwechselbereiche oder Stoffgruppen (wie Enzymebzw. Proteine), teils auch nur auf ein Biomolekül im Körper schädigend einwirken. Das Blutgift Kohlenstoffmonoxid etwa bindet an Hämoglobin im Blut und behindert damit den Sauerstofftransport.

Wirken Gifte toxisch auf die DNA, indem sie dort Veränderungen auslösen, werden sie als Mutagene bezeichnet. Erzeugen sie Krebs, so sind sie Karzinogene. Bewirkt ein Toxin Fehlbildungen bei Foeten, wird er als Teratogen klassifiziert. Hier genügen teils minimale Dosen des Giftstoffes, um einen mutagenen, karzinogenen oder teratogenen Effekt zu erzeugen.

Einige wenige Toxine wirken auf nahezu alle Gewebe toxisch und sind zusätzlich mutagen und kanzerogen wirksam; hierzu zählen Mykotoxine wie Aflatoxine und Citrinin.

Bestimmung und Messgrößen

Die Toxizität einer Substanz wird mit Hilfe verschiedener Verfahren bestimmt. Die wohl bekannteste Messgröße für Toxizität ist der LD₅₀- bzw. LC₅₀-Wert. Es gibt jedoch auch noch andere wichtige toxikologische Messgrößen wie den NOEL, die LOEC oder auch die IGC50. In letzter Zeit gibt es Überlegungen, die Toxizität noch unbekannter Substanzen mit Hilfe der Quantitative Struktur-Wirkungs-Beziehung QSAR abzuschätzen, bevor diese überhaupt synthetisiert werden.

In der Ökotoxikologie werden häufig Bioindikatoren verwendet, um die Toxizität von Substanzen zu messen. Ein bekanntes, wenn auch umstrittenes Beispiel für einen genormten Toxizitätstest ist der in DIN 38412-L31 normierte Fischtest, der mittlerweile durch den ebenfalls normierten (DIN 38415-T 6) Fischeitest ersetzt wurde. Auch der Daphnientest wird oft verwendet.

→ Zur genaueren Definition verschiedener Toxizitäts-Messgrößen siehe das Lemma Toxizitätsbestimmung.

Toxische Kapazität vs. Toxisches Potential

Die Toxische Kapazität eines Organismus oder eines Ökosystems bezeichnet dessen Toleranz gegenüber Substanzen, die bei Überschreitung des maximal tolerierten Wertes zu Schädigung oder Absterben führen. Im Gegensatz dazu bezeichnet das Toxische Potential die mindestens notwendige Menge einer Substanz, die toxische Reaktionen im Organismus oder Ökosystem hervorrufen.

Basierend auf einem Artikel in Wikipedia.de