Spinnengift ist ein gefährlicher Cocktail

(02.05.2019) Spinnengift besteht nicht nur aus Nervengift, sondern aus einer Vielzahl an gefährlichen Bestandteilen. In einer neuen Studie fassen Forschende der Universität Bern viele Jahre Spinnengift-Forschung zusammen und zeigen, wie diverse Substanzen im Spinnengift miteinander interagieren und so die Beute effektiv ausschalten.

In den letzten Jahrzehnten konzentrierte sich die Erforschung von Spinnengift fast ausschliesslich auf die darin enthaltenen Nervengifte (Neurotoxine).

Dabei ging es darum, die lähmende und toxische Wirkung einzelner Giftkomponenten auf Gliederfüsser und Wirbeltiere zu verstehen. Weltweit waren Forschende erfolgreich bei der Identifizierung von Neurotoxinen und deren Auswirkungen.

Diese Erkenntnisse sollten Anwendung in der Bekämpfung von Erkrankungen des Nervensystems finden, erfolgreich war man bisher vor allem in der Entwicklung von möglichen neuen Insektiziden.


Die Jagdspinne Cupiennius salei stammt aus Mittelamerika und hat eine Beinspannweite von rund zehn Zentimetern.

Lange ausser Acht gelassen wurde jedoch die grosse Komplexität von Spinnengiften, die weit über das reine Nervengift hinausgeht.

In der Fachzeitschrift Toxins veröffentlichten Forschende des Instituts für Ökologie und Evolution (IEE) der Universität Bern unter der Leitung von Lucia Kuhn-Nentwig und Wolfgang Nentwig kürzlich einen Artikel, der einen Überblick über viele Jahre Forschung zu den diversen Komponenten von Spinnengift gibt.

Die Studie zeigt: Spinnengift löst in den Beutetieren der Spinnen vielfältige Wechselwirkungen aus.

Die Beute doppelt angreifen

Die IEE-Forschenden untersuchen das Spinnengift im Labor am Beispiel des Gifts der Jagdspinne Cupiennius salei. Diese Spinnen aus Mittelamerika haben eine Beinspannweite von rund zehn Zentimetern und jagen ohne Netz.

Den komplexen Wirkmechanismus des Gifts formulieren die Forschenden mit dem Begriff dual prey-inactivation strategy. Diese «Duale Beute-Inaktivierungsstrategie» beinhaltet einerseits einen spezifischen, neurotoxischen Teil – also die Nervengifte. Zudem gibt es aber auch einen unspezifischen, stoffwechselbedingten Teil.

«Beide Teile der Strategie interagieren sehr eng miteinander. Nicht nur Muskeln und Nervensystem der Beutetiere werden angegriffen, auch die innere Homöostase, das physiologische Gleichgewicht in einem Organismus, wird durch die Blockade von Ionenkanälen und verschiedenen Stoffwechselwegen gestört», erklärt Lucia Kuhn-Nentwig.

Optimal aufeinander abgestimmt

Zwischen den Giftbestandteilen gibt es zahlreiche synergistische Wechselwirkungen. Beispielweise greifen die toxischen Bestandteile die Muskeln und das Nervensystem an, was zu Krämpfen beziehungsweise Lähmungen führt.

Aber auch das innere Gewebe der Beutetiere wird zerstört, was die Verbreitung des Gifts erleichtert und zudem langfristig Schmerzen und Entzündungen auslösen. Wiederum andere Bestandteile beeinflussen den Energiehaushalt und erhöhen den Blutzucker, was die Körperfunktionen des Beutetieres erheblich stört.

Die wesentlichen Giftkomponenten sind in ihrer Wirkung exakt aufeinander und auch auf verschiedene Stoffwechselwege abgestimmt. «Diese duale Beute-Inaktivierungsstrategie ist sehr effektiv – sie reduziert das Risiko, dass die Spinne ein Beutetier verliert und auch, dass potenzielle Beutetiere langfristig eine Resistenz gegen Spinnengift entwickeln», sagt Lucia Kuhn-Nentwig.

«Ganze Armada von Substanzen»

Um das Spinnengift besser verstehen zu können, untersuchten die Wissenschaftlerin und ihre Kollegen die Gesamtheit aller in den Giftdrüsen hergestellten RNA-Moleküle (das sogenannte Transkriptom).

Ein Schlüsselmoment für die Forschenden war die Identifizierung der sogenannten ?-Amylase als Hauptprotein im Spinnengift. «Darauf aufbauend konnten wir das Vorkommen vieler weiterer Peptide und Proteine im Spinnengift verstehen, die alle einen wichtigen Beitrag zum toxischen Effekt des Spinnengiftes beitragen», erklärt Kuhn-Nentwig.

Dieses Prinzip der Wirkung von Spinnengift wurde zwar an einer Art (Cupiennius salei) entwickelt, ist aber auf die meisten anderen Spinnenarten übertragbar. Kuhn-Nentwig fasst zusammen: «Spinnengift ist mehr als ein Toxin, es ist eine ganze Armada von Substanzen, die auf maximal vielen verschiedenen Wegen einen Organismus angreifen, lähmen und töten.»

Publikation

Kuhn-Nentwig, L., Langenegger, N., Heller, M., Koua, D., & Nentwig, W.: The Dual Prey-Inactivation Strategy of Spiders—In-Depth Venomic Analysis of Cupiennius salei. Toxins, 2019, 11(3), 167. https://doi.org/10.3390/toxins11030167



Weitere Meldungen

European Venom Network

European Venom Network: Europaweites Forschungsnetzwerk zu Tiergiften

Tiergifte sind in allen größeren Tiergruppen und Lebensräumen mehr als 100 Mal unabhängig voneinander entstanden
Weiterlesen

Thunberga wasserthali; Bildquelle: L.T. Wasserthal

25 neue Arten aus der Spinnen-Gattung Thunberga beschrieben

Senckenberg-Wissenschaftler Peter Jäger hat 25 neue Spinnenarten aus der Gattung Thunberga, benannt nach der schwedischen Klimaaktivistin Greta Thunberg, beschrieben
Weiterlesen

Spinnenart Ocrepeira klamt; Bildquelle: Charlotte Hopfe.

Forscherin der Universität Bayreuth entdeckt neue Spinnenart

Im Hochland von Kolumbien hat Charlotte Hopfe während eines Forschungsaufenthalts im Rahmen ihrer Promotion zum Thema „Spinnenseide“ eine neue Spinnenart entdeckt und zoologisch beschrieben
Weiterlesen

Weberknechtgattung Thunbergia; Bildquelle: Jochen Martens

Prominenter Name für neue Weberknechtgattung Thunbergia

Jochen Martens beschreibt neue Weberknechtgattung und benennt sie nach der schwedischen Klimaschutzaktivistin Greta Thunberg
Weiterlesen

Ein männliches Exemplar der neu entdeckten "Thunberg-Spinne".; Bildquelle: Rémy Eudeline, Lyon

Neue Spinnengattung zu Ehren Greta Thunbergs beschrieben

Senckenberg-Arachnologe Peter Jäger hat eine neue Spinnengattung auf Madagaskar benannt: Unter dem Namen Thunberga werden nun fünf Arten innerhalb der Riesenkrabbenspinnen zusammengefasst
Weiterlesen

Die Gartenkreuzspinne Araneus diadematus – adultes Weibchen.; Bildquelle: Rainer Altenkamp

Wegen Insektensterben: Häufigkeit von Netzspinnen drastisch reduziert

Die Grossen Radnetzspinnen sind im schweizerischen Mittelland in den letzten 40 Jahren in ihrer Häufigkeit drastisch zurückgegangen. Als Hauptgrund dafür gilt das sinkende Nahrungsangebot für diese insektenfressenden Tiere
Weiterlesen

Die Seidenspinne Nephila senegalensis im Aquazoo Löbbecke Museum Düsseldorf auf der Hand von Anna Bartz vom Universitätsklinikum Bonn.; Bildquelle: Philipp Schroeder/Aquazoo Löbbecke Museum Düsseldorf

Spinnenseide zur Heilung von Knochen und Knorpel

Zur Therapie von umfangreicheren Knochenbrüchen, Osteoporose und Tumoren suchen Ärzte Ersatzmaterial. Anna Bartz, Doktorandin in der Orthopädie und Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Bonn, verfolgt einen innovativen Ansatz
Weiterlesen

Mikroskopische Visualisierung der Bakterien im Pilz; Bildquelle: Leibniz-HKI

Spinnenbiss führt zu neuen Wirkstoffen

Der Biss einer Spinne verursachte eine schwere Entzündung und kostete einer Australierin den Unterarm. Doch diese tragisch verlaufende Infektion führte ein internationales Forscherteam zu neuen Wirkstoffen, den sogenannten Necroximen
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen