Je leest:

Toxicologie. Over gifbekers en vingerhoedskruid

Toxicologie. Over gifbekers en vingerhoedskruid

Auteur: | 27 maart 2003

De toxicologie is eigenlijk ontstaan doordat mensen met allerlei planten en dieren in aanraking kwamen en daar ziek of gezond van werden. Deze kennis werd vervolgens gebruikt als middel om bijvoorbeeld een vervelende echtgenoot uit de weg te ruimen of om hartklachten te verlichten. Tegenwoordig is de toxicologie gegroeid tot een vakgebied dat helpt bij het oplossen van moorden en beschermen en genezen van mensen. Een korte inleiding in een brede wetenschap.

De toxicologie is eigenlijk ontstaan doordat mensen met allerlei planten en dieren in aanraking kwamen en daar ziek of gezond van werden. Deze kennis werd vervolgens gebruikt als middel om bijvoorbeeld een vervelende echtgenoot uit de weg te ruimen of om hartklachten te verlichten. Tegenwoordig is de toxicologie gegroeid tot een vakgebied dat helpt bij het oplossen van moorden en beschermen en genezen van mensen. Een korte inleiding in een brede wetenschap.

Wat is gif?

Toxicologie betekent letterlijk de leer van de vergiften. Het woord toxicologie is afkomstig van het Griekse woord toxon dat boog betekent. Toxeuma is een pijl. Vroeger werd vaak gif gebruikt om de punten van pijlen mee in te smeren, zodat ze nog dodelijker werden. Het woord toxicon werd gebruikt om het gif op de pijlpunten mee aan te duiden. Maar wat is gif nou precies? In het woordenboek staat: ver·gif,vergift-het~-0.1 stof die al in kleine dosis de levensfunctie ernstig verstoort. Dat is waar het in de toxicologie om draait. De toxicologie bestudeert stoffen en de effecten die kunnen optreden als mensen of dieren ermee in aanraking komen.

Giftige planten

Goudenregen, oleander, papaver, blauwe monnikskap, vingerhoedskruid…het klinkt als een mooie bloementuin, maar dit zijn enkele voorbeelden van zeer giftige planten die gewoon in de achtertuin kunnen groeien. En de symptomen die deze planten kunnen veroorzaken liegen er ook niet om: gevoelloosheid, braken, verlamming, hartstoornissen en soms zelfs de dood. Een paar druppeltjes gifsap uit de monnikskap ( Aconitum napellus) kan bijvoorbeeld al dodelijk zijn. Het kan via de huid worden opgenomen en veroorzaakt hartritmestoornissen en verlaging van de bloeddruk. Dit gif werd in het oude Europa in oorlogen in de watervoorziening van de vijand gedaan om deze zo uit te schakelen. De gevlekte scheerling ( Conium maculatum) bevat coniine (ongeveer 2%). Dit gif is dodelijk in een dosis van 7.5-15 mg per kg lichaamsgewicht, wat qua hoeveelheid voor volwassenen ongeveer te vergelijken is met een theelepel water. Het verlamt de motorische zenuwen en werkt op het ademhalingscentrum. Vingerhoedskruid ( Digitalis purpurea) bevat onder andere digitoxine en digitaline, voornamelijk in de groene bladeren en zaden, waardoor inname van 2-3 g gedroogde blaadjes al dodelijk kan zijn.

Afb. 1 Vingerhoedskruid ( Digitalis purpurea)

Giftige planten worden soms ook expres gegeten bijvoorbeeld voor hun geneeskrachtige of hallucinerende werking. Digitaline werd in de Romeinse tijd al als medicijn voor het hart gebruikt en de monnikskap werd vroeger ook wel gebruikt als pijnstiller. De giftige stof ricine uit de wonderboom ( Ricinus communis) die door de Egyptenaren werd gebruikt als middel tegen buikklachten, kan al bij inname van 1 mg dodelijk zijn. Uit de zaden van de papaverplant ( Papaver somniferum) wordt opium gehaald en paddestoelen met psylocibe worden ook wel de “magic mushrooms” genoemd voor hun geestverruimende werking. Maar ook een hoge dosis opium of psylocibe kan een trip op een nare manier doen eindigen.

Toxicologie in de oude cultuurvolken

Mensen hebben al sinds het ontstaan van de mensheid met giftige stoffen te maken, want ze komen overal in de natuur voor. Vroeger werd kennis van giftige stoffen bij toeval opgedaan, doordat mensen met een bepaalde plant of dier in aanraking kwamen. Waarschijnlijk deelden mensen in de prehistorie planten al in als “veilig” of “niet veilig”. In de oude Chinese geneeskunsten werd veel van deze kennis gebruikt. Het oudste geschrift over de medische toepassingen van giftige stoffen dateert echter pas uit het jaar 1550 voor Christus en werd pas in de 19de eeuw gevonden in Egypte vlakbij Luxor. Professor Georg Ebers vond in een tombe een rol papyrus tussen de benen van een mummie. Op die rol stonden vele gebruiken en tradities van Egyptische artsen uit die tijd en meer dan 800 recepten met bekende giftige stoffen met geneeskrachtige eigenschappen zoals de wonderboom, gevlekte scheerling, monnikskap, opium en sommige zware metalen als lood (Pb) en antimoon (Sb). Hieronder staat een gedeelte van de papyrusrol met een Egyptisch recept tegen buikklachten.

Afb. 2 Een gedeelte van de Papyrus Ebers (24/25; 8,3-8,16).

Ook is bekend dat de Grieken en Romeinen veel gebruik maakten van gif en giftige planten. In de Griekse mythologie komen we daar een aantal voorbeelden van tegen; Medea vermoordde de nieuwe vrouw van haar ex-man met een trouwjurk doordrenkt met gif, Heracles doodde in zijn zesde opdracht mens-etende vogels met gifpijlen (met het bloed en gal van Hydra dat als gif diende) en werd later zelf vermoord met een in gif gedoopte trui. Maar ook in de Griekse geschriften staan verhalen over giftige stoffen en hun medicinale toepassingen. Hippocrates (400 v. C.) gebruikte kruiden, rust en frisse lucht als middel tegen verschillende ziektes, maar beschreef ook wat je moest doen om opname van giftige stoffen tegen te gaan. Theophrastus (370-286 v. C.), een leerling van Aristoteles, beschreef in Historia Plantarum de classificatie van een aantal planten gebaseerd op de plek waar ze stonden, de vorm van de bladeren en de manier waarop ze gebruikt konden worden. Zo beschreef hij onder andere hoe je gif kon bereiden uit de gevlekte scheerling. Met een beker van dit gif werd de filosoof Socrates (470-399 v.C.) ter dood gebracht. Dit is waarschijnlijk een van de bekendste executies uit die tijd, maar in de 4de eeuw voor Christus was er ware een epidemie van gevallen van vergiftigingen. Het was niet alleen een effectief middel om politieke tegenstanders en echtgenoten uit de weg te ruimen, maar het was ook bijna onmogelijk om de doodsoorzaak te achterhalen. Dit ging zo’n driehonderd jaar door tot de Romeinse keizer Lucio Cornelio Sulla (138-78 v.C.) in 82 v. C. de wet Lex Cornelia opstelde die het vergiftigen van personen verbood.

Toch was zelfs nog in de Middeleeuwen dood door vergiftiging, met name door middel van arsenicum, aan de orde van de dag. Vaak ging het om politieke moorden. Archieven van Florence uit die tijd bevatten contracten met namen van slachtoffers, prijzen en data waarop de overeenkomst werd gesloten. Maar ook vergiftigen van echtgenoten was een veel voorkomend verschijnsel. De beruchte Italiaanse vrouw Toffana verkocht make-up met arsenicum (agua Toffana) aan jonge vrouwen. De make-up werd met gebruiksaanwijzing geleverd waarin stond hoe je van je nieuwe man af kon komen, zodat ze een betere status kregen als jonge, rijke weduwe. Een van de meest bekende en beruchte families van gifmengers uit die tijd was de familie Borgias-Lucretia en met name paus Alexander VI en zijn zoon Cesare. Zij schakelden bisschoppen en kardinalen uit door ze wijn met arsenicum te serveren. In die periode leefde ook Catharina de Medici. Zij testte giftige stoffen door ze, onder het mom van hulp, aan de zieken en armen te geven. Zo bestudeerde zij de snelheid waarmee een gif werkte, de effectiviteit en de klachten van de slachtoffers.

Paracelsus

De meer verantwoorde, experimentele basis voor de toxicologie als wetenschap werd gelegd in de wetenschappelijke Renaissance door de Zwitserse arts Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), beter bekend als Paracelsus.

Afb. 3 Paracelsus (1493-1541)

Paracelsus beweerde dat hij op zijn tochten door Europa van herders en kruidenvrouwtjes veel meer over genezen had geleerd dan op de universiteit. Hij promootte het gebruik van de inheemse geneeskruiden in plaats van de dure exotische producten in de apotheken. Hij ging op zoek naar de chemische stoffen in planten die zorgden voor de geneeskrachtige werking. Een van de belangrijkste vindingen die hij deed was dat de giftige werking van stoffen afhankelijk is van de dosis die je ervan binnen krijgt. De legendarische uitspraak " dosis sola facit venenum" (de dosis bepaalt of iets een gif is) is nog steeds de lijfspreuk van de toxicologie. Het is interessant te bedenken dat in de Griekse mythologie het woord pharmakon werd gebruikt in de betekenis van drugs en medicijn, maar ook vergif. Homerus beschrijft in Odysseus hoe Helena een Egyptische drugs in de wijn doet en dat deze drugs goed en kwaad kan zijn. Het kan je moed geven en pijn verzachten, ziekten genezen, maar het kan ook dodelijk zijn. Afhankelijk van hoe en hoeveel ervan wordt gebruikt, de dosis.

De moderne toxicologie

De Franse arts Mateo Jose Bonaventura Orfila (1787-1853) wordt gezien als de grondlegger van de moderne toxicologie. Hij was een van de eersten die systematisch dierproeven deed naar de verschillende effecten die een stof kan hebben. Zo deed hij proeven met arsenicum op dieren en onderzocht de route die het gif in het lichaam aflegde. In 1813 schreef hij zijn bevindingen in het boek Traite des Poisons Tires de Regnes Mineral, Vegetal et Animal, ou Toxicologie General I, wat wordt beschouwd als een van de eerste toxicologische standaardwerken. Hij probeerde ook met chemische analyses giftige stoffen aan te tonen in weefsels en lichaamsvloeistoffen om te bewijzen dat iemand door vergiftiging om het leven was gebracht, de hedendaagse forensische toxicologie. Orfila bestudeerde verder de punten waar een toxicoloog naar moet kijken om een uitspraak te kunnen doen over het gevaar van een stof. Ten eerste moet de aard van het mogelijke vergif bekend zijn. Verder moet er kennis zijn over het organisme dat de stof heeft binnen gekregen. Een muis is anders dan een mens. Maar ook een kind kan anders op stoffen reageren dan een volwassene. Ten derde is het heel belangrijk te weten hoe en hoeveel een organisme heeft binnen gekregen, immers: de dosis bepaalt of iets giftig is! Op basis van kennis uit onderzoeken, bijvoorbeeld met proefdieren of weefsels, kan dan een inschatting gemaakt worden van de schade die een stof teweeg zou kunnen brengen. Hieruit blijkt al wel dat in de toxicologie veel kennis nodig is van de fysiologie en anatomie van een mens of dier, maar ook van de chemie, biologie en geneeskunde.

In de late 19de eeuw en het begin van de 20ste eeuw, waren vooral Duitse wetenschappers pioniers op het gebied van de toxicologie. Twee grote namen uit die tijd zijn Oswald Smiederberg (1838-1921) en Louis Lewin (1850-1929). Zij richtten zich voornamelijk op de lever als groot ontgiftingsorgaan in verschillende diersoorten.

Tegenwoordig is de toxicologie veranderd van een studie naar de nadelige effecten van giftige stoffen, naar de meer moleculair biologische processen, zoals veranderde enzymactiviteiten, veranderde expressie van genen of membraanschade, die door giftige stoffen worden veroorzaakt. Ook veiligheidsbeoordeling en risicoschatting van lichaamsvreemde stoffen zijn niet meer weg te denken uit de toxicologie. Het herkennen, identificeren en kwantificeren van gevaar door blootstelling van stoffen speelt dan ook een grote rol. Mensen komen in het dagelijkse leven op allerlei manieren in contact met lichaamsvreemde stoffen, want ze zitten in de lucht, het water, maar ook in het eten. Ook gebruiken mensen steeds meer drugs (ook alcohol en roken vallen hieronder). Het is belangrijk te weten hoe cellen reageren op giftige stoffen, zodat het makkelijker wordt antistoffen en behandelingen voor vergiftigingen te ontwikkelen. Want ondanks dat tegenwoordig de meest moderne technieken ons in staat stellen giftige stoffen te identificeren, de grens tussen geestverruimend, geneeskrachtig, schadelijk en dodelijk blijft vaag. Dosis sola facit venenum.

Bronnen

Van Dale Handwoordenboek van Hedendaags Nederlands NN tweede druk in de nieuwe spelling, 1996 Algemene Toxicologie I: Principes en Mechanismen. Open Universiteit, Heerlen. 1988 ISBN 90 358 0532 1

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI).
© Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 maart 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.