Wie funktionieren Nowitschok-Nervengifte?

Der russische Oppositionspolitiker Alexej Nawalny ist mit einem chemischen Nervenkampfstoff vergiftet worden. Wie der deutsche Regierungssprecher Steffen Seibert am Mittwoch in Berlin mitteilte, wurde die Substanz der sogenannten Nowitschok-Gruppe auf Veranlassung des Universitätskrankenhauses Charité durch ein Speziallabor der Bundeswehr zweifelsfrei nachgewiesen. 

"Es ist ein bestürzender Vorgang, dass Alexej Nawalny in Russland Opfer eines Angriffs mit einem chemischen Nervenkampfstoff geworden ist", erklärte Seibert nach Beratungen von Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU) mit mehreren Bundesministern zu dem Vorfall. Die Bundesregierung verurteile den Angriff "auf das Schärfste".

Wie wirkt Nowitschok?

Nowitschok löst eine Protein-Kettenreaktion aus, die unbehandelt schnell zum Tod führen kann. Es blockiert, genau wie jetzt am Patienten Nawalny beobachtet, die Produktion des Enzyms Cholinesterase.

Im Stoffwechsel ist die Cholinesterase wichtig für den Abbau des Neurotransmitters Acetylcholin.  Dieser Botenstoff spielt eine Rolle etwa beim Aufwachen oder der Aufmerksamkeit. Wird Acetylcholin nicht mehr abgebaut, führt das dazu, dass das Nervensystem ungehemmt mit Reizen bombardiert wird. Die Signalwege werden völlig überlastet und spielen verrückt.

Die Nerveninformationen prasseln dann auf Körpergewebe, Muskeln und Organe ein. Es kommt zu einem verstärkten Speichelfluss und zu Atemproblemen, weil der Patient seine Atemmuskulatur nicht mehr selbst kontrollieren kann. Lähmungen und Krämpfe können zum Tode führen, wenn die Vergiftung zu lange anhält.

Wie können Ärzte gegen die Vergiftung vorgehen?

Zunächst müssen die Mediziner verhindern, dass der Patient durch die Muskelverkrampfungen der Atemmuskulatur erstickt. Daher wurde Nawalny auch sofort künstlich beatmet (intubiert).

Als Gegengift verabreichen Mediziner daraufhin das Mittel Atropin, ein Alkaloid, das auch in Tollkirschen vorkommt. Atropin besetzt die Muskarinischen Acetylcholinrezeptoren der Zellen und schwächt damit die Wirkung des Acetylcholin-Bombardements ab. Die Behandlung muss so lange fortgesetzt werden, bis die Cholinesterase wieder wirken kann. Deshalb verabreichen Ärzte in dem Fall auch noch einen weiteren Wirkstoff namens Pralidoxim, um die Cholinesterasteproduktion wieder anzukurbeln.

Woher stammt das Nervengift?

Das russische Wort "Nowitschok" heißt auf Deutsch etwa "der Neue". Dabei ist Nowitschok gar nicht so "neu": Sowjetische Chemiker haben diese Familie von Verbindungen schon in den 1970er und 80er Jahren entwickelt.

Eigentlich sind es eine ganze Reihe von Nervengiften, die unter diesem Namen zusammengefasst werden. Alle von ihnen haben einen Organophosphor-Kern, ähnlich wie viele Insektizide, also Insektenschutzmittel.

Novichok-5 und Nowitschok-7 gelten als bis zu achtmal toxischer als der Kampfstoff VX - eines der gefährlichsten Giftgase der Welt. Es gibt mehr als einhundert Varianten in der weitverzweigten Nowitschok-Familie.

Produktion unter zivilem Deckmantel

Einige der weniger gefährlichen Verbindungen wurden bereits in Zeiten der Sowjetunion in chemischen Fachzeitschriften veröffentlicht - als Organophosphat-Insektizide. Offenbar war das ein Versuch, die militärische Forschung mit einem zivilen Forschungsprogramm zu tarnen. 

Aber das Täuschungsmanöver geht noch weiter: Sogar Zutaten zur Chemiewaffe selbst waren als normale Chemikalien gegenüber der internationalen Gemeinschaft getarnt. "Die Sowjetunion produzierte Nowitschok-Verbindungen, um die Chemiewaffenkonvention zu umgehen", sagte Michelle Carlin der Deutschen Welle. Sie arbeitet als Toxikologin an der Northumbria Universität in Newcastle, Großbritannien.

Der Trick, den die Chemiker nutzten: Sie produzierten zwei Komponenten in Form eines ultrafeinen Pulvers. Beide Komponenten waren nicht oder nur wenig giftig und standen auf keiner Verbotsliste. "Solange die Chemiker die ungiftigen Komponenten einzeln hergestellt haben, war es nicht illegal. Das wurde es erst beim Zusammenmischen", sagt Carlin.

Seitdem hat sich die Lage jedoch geändert. Nach der heutigen Chemiewaffenkonvention sind auch die Einzelbestandteile verboten. Doch über die Welt der Nowitschok-Chemie ist noch immer wenig bekannt.

Unkontrollierte Nerven-Signale führen zum Tod

Es ist nicht einfach zu bestimmen, welche spezifische Nowitschok-Verbindung bei einen Nervengift-Einsatz verwendet wurde. So bleibt auch unklar, welche der Nowitschok-Verbindungen genutzt wurden, um 2018 Doppelagent Sergej Skripal und dessen Tochter zu vergiften. Aber immerhin verstehen die Ärzte die Auswirkungen der Gifte gut.

"Sie reagieren sehr ähnlich wie andere Nervengifte", sagt Carlin. Weil Nowitschok-Verbindungen viel mächtiger sind als andere bekannte Nervengifte, reichen geringere Mengen davon aus, oder auch eine kürzere Zeit, um den gleichen Schaden anzurichten.

Auch für den Attentäter nicht ungefährlich

Wenn Nowitschok in die Umwelt gelangt, stellt es dort nur für einen begrenzten Zeitraum eine Gefahr dar. "Wenn das Nervengift mit der Luftfeuchtigkeit interagiert, zerfällt es", sagt Carlin. Zudem ist das Gift mit Wasser abwaschbar.

Attentäter, die diese Substanz nutzen, gehen dennoch ein ziemlich hohes Risiko ein. Zwar sei es leichter, die zwei ungiftigen Ausgangssubstanzen zu handhaben, sagt die Toxikologin, doch sobald man sie zusammenmischt, könne man ein Problem bekommen. 

Dieser Artikel wurde ursprünglich nach der Vergiftung von Sergej Skripal 2018 verfasst. Seitdem wurde er aktualisiert.