Neurotoxizität

Neurotoxizität ist eine Schädigung des zentralen oder peripheren Nervensystems, die durch Medikamente, Metalle, Lösungsmittel, Pestizide oder andere Chemikalien verursacht wird. Da reife Neuronen eine begrenzte Regenerationsfähigkeit besitzen und das sich entwickelnde Gehirn besonders empfindlich ist, können neurotoxische Schädigungen dauerhaft sein und stellen ein zentrales Anliegen sowohl der klinischen als auch der Umwelttoxikologie dar.

Definition

Neurotoxizität ist eine strukturelle oder funktionelle Schädigung des zentralen oder peripheren Nervensystems, die aus der Exposition gegenüber einem Medikament, Metall, Lösungsmittel, Pestizid oder einem anderen chemischen Agens resultiert.

Scope

Dieses Thema behandelt, warum das Nervensystem anfällig für chemische Schädigungen ist, die Hauptziele innerhalb des Nervensystems (Neuronen, Axone, Myelin und synaptische Übertragung), repräsentative Neurotoxine und die besondere Empfindlichkeit des sich entwickelnden Gehirns. Es handelt sich um einen Referenz- und Bildungsbeitrag, nicht um eine klinische Leitlinie.

Core questions

• Was macht Neuronen und ihre Stützstrukturen anfällig für chemische Schädigungen?
• Welche Nervensystemziele – Zellkörper, Axon, Myelin oder Synapse – werden von verschiedenen Neurotoxinen beeinflusst?
• Warum ist das sich entwickelnde Nervensystem besonders anfällig?
• Wie werden subtile neurotoxische Effekte erkannt und einer Exposition zugeschrieben?

Key concepts

• Neuronopathie, Axonopathie und Myelinopathie
• Penetration der Blut-Hirn-Schranke
• Exzitotoxizität
• Interferenz mit der synaptischen Übertragung
• Entwicklungsneurotoxizität
• Begrenzte neuronale Regeneration

Mechanisms

Das Nervensystem wird teilweise durch die Blut-Hirn-Schranke geschützt, aber lipophile Chemikalien und einige transportierte Substanzen erreichen es, und einmal geschädigt, regenerieren sich reife Neuronen schlecht. Neurotoxine wirken an verschiedenen Zielen: einige töten neuronale Zellkörper (Neuronopathie), einige schädigen lange Axone (Axonopathie, oft eine längenabhängige periphere Neuropathie verursachend), einige schädigen Myelin (Myelinopathie), und einige stören die Neurotransmission, zum Beispiel die Organophosphat-Hemmung der Acetylcholinesterase. Das sich entwickelnde Gehirn ist einzigartig anfällig, da der Zeitpunkt der Exposition die Zellmigration, Differenzierung und die Bildung von Verbindungen stören kann, Prozesse, die später keine normale Gelegenheit mehr haben, aufzutreten (Grandjean & Landrigan, 2006; Spencer & Schaumburg, 2000).

Clinical relevance

Neurotoxizität liegt den unerwünschten Wirkungen bestimmter Medikamente, beruflicher und umweltbedingter Expositionen sowie Giften zugrunde und ist ein Schwerpunkt der Sicherheitsprüfung sowohl für Medikamente als auch für Industriechemikalien. Das Verständnis der Ziele und des Zeitpunkts neurotoxischer Schädigungen beeinflusst, wie Expositionen bewertet werden. Dieser Eintrag erklärt, wie Neurotoxizität verstanden wird; er ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

Epidemiology

Eine Reihe von Belegen verbindet die Entwicklungsexposition gegenüber bestimmten Industriechemikalien und Metallen mit neuroentwicklungsbedingten Schäden, und die Anzahl der als entwicklungsneurotoxisch anerkannten Chemikalien ist mit der Untersuchung solcher Expositionen gestiegen, was zu Forderungen nach strengeren Vorsichtsmaßnahmen bei Tests geführt hat (Grandjean & Landrigan, 2006).

History

Klassische Fälle menschlicher Vergiftungen – Blei, Methylquecksilber, Organophosphate und bestimmte Lösungsmittel – etablierten das Feld der klinischen Neurotoxikologie und prägten ihre Konzepte der axonalen und entwicklungsbedingten Schädigung. Spätere Übersichten zur Entwicklungsneurotoxizität haben geringfügige Expositionen im frühen Leben als ein Problem der öffentlichen Gesundheit neu bewertet (Grandjean & Landrigan, 2006).

Debates

Wie vorsorglich sollte die Chemikalienregulierung in Bezug auf die Entwicklungsneurotoxizität sein?

Da entwicklungsneurotoxische Effekte subtil, verzögert und schwer zu untersuchen sein können, gibt es eine Debatte darüber, wie viel Gewicht begrenzten menschlichen Beweisen beigemessen werden sollte und ob Tests und Regulierung vorsorglicher sein sollten.

Key figures

• Philippe Grandjean
• Philip Landrigan
• Peter Spencer
• Herbert Schaumburg

Seminal works

• grandjean-2006
• spencer-schaumburg-2000

Frequently asked questions

Warum kann eine neurotoxische Schädigung dauerhaft sein?

Reife Neuronen haben eine begrenzte Regenerationsfähigkeit, und Schäden, die während der Entwicklung des Nervensystems auftreten, können Prozesse wie Zellmigration und Verbindungsbildung stören, die später nicht wiederkehren, sodass einige neurotoxische Effekte dauerhaft sind.

Was sind die Hauptwege, auf denen Chemikalien das Nervensystem schädigen?

Verschiedene Neurotoxine zielen auf unterschiedliche Strukturen ab – den neuronalen Zellkörper, das Axon, die Myelinscheide oder die synaptische Übertragung –, weshalb sich ihre klinischen Effekte unterscheiden, obwohl alle Formen der Neurotoxizität sind.