Insektizidvergiftung

Insektizide sind chemische Substanzen, die verwendet werden, um Insekten abzutöten oder zu bekämpfen, die Ernteerträge zu verbessern und Krankheiten vorzubeugen. Die Exposition des Menschen gegenüber Insektiziden kann durch direkten Kontakt, Einatmen oder orale Einnahme erfolgen. Wichtige Insektizide, die den Menschen beeinträchtigen können, sind Organochlorine (Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)), Organophosphate (Malathion und Parathion) und Carbamate (Carbaryl, Propoxur, Aldicarb und Methomyl). Aufgrund der langfristigen negativen Auswirkungen von DDT auf Wildtiere und Umwelt ist die Anwendung heute in vielen Ländern verboten. Es wird jedoch immer noch in Gebieten mit hohen Malaria-Infektionsraten eingesetzt. Die Chemikalie erzeugt Neurotoxizität und endokrine Störungen. Organophosphate und Carbamate haben cholinerge Wirkungen, da ihr ähnlicher Wirkmechanismus die Acetylcholinesterase hemmt. Organophosphate binden das Enzym irreversibel, während Carbamate das Enzym für< 48 Stunden reversibel hemmt. Die Diagnostik basiert auf Anamnese und klinischen Befunden, wobei Labortest zur Bestätigung der Diagnose zur Verfügung stehen. Die Behandlung umfasst die Dekontamination und eine symptomatische Therapie. Im Rahmen eines cholinergen Toxidroms werden Atropin und Pralidoxim gegeben, um die Auswirkungen eines cholinergen Überschusses umzukehren.

Aktualisiert: 27.06.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Definition

Insektizide sind Substanzen, die verwendet werden, um Insekten zu töten oder sie an destruktiven Verhaltensweisen zu hindern.

  • Insektizide als Teil der Gruppe der Pestizide (jede Substanz, die dazu bestimmt ist, Schädlinge zu verhindern, zu zerstören oder abzuwehren)
  • Unter dem Begriff „Pestizide“ mit eingeschlossen: Fungizide, Rodentizide, Bakterizide und Herbizide
  • Wirkmechanismus von Insektiziden: Eingriff in die biologischen Mechanismen von Insekten
  • Viele Organismen teilen ähnliche biologische Mechanismen → Wirkungen von Pestiziden oft nicht spezifisch für einen Organismustyp

Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)

Ätiologie

Dichlordiphenyltrichlorethan:

  • Allgemein bekannt als DDT
  • Farbloses, geschmackloses, kristallines Organochlor
  • Anwendung:
    • Verhindert Ausbreitung von Malaria Malaria Malaria, Gelbfieber Gelbfieber Gelbfieber-Virus und insektenübertragenen Krankheiten
    • Insektenbekämpfung in der Pflanzen- und Tierproduktion und in Gebäuden
  • Erstes der modernen synthetischen Insektizide in den 1940er Jahren
  • Einsatz von DDT seit 1977 in Deutschland verboten
  • Weiterer Einsatz in Malariagebieten mit hoher Mortalität
  • Hochbeständige Chemikalie:
    • Boden-Halbwertszeit: 2–15 Jahre
    • Biologische Halbwertszeit: 3–6 Jahre
Ätiologie einer Insektizidvergiftung

Einsatz von Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT):
Diese Chemikalie wurde häufig als Insektizid verwendet, wobei diese wie im Bild gezeigt versprüht wurde (Jones Beach, New York). Die Verwendung von DDT wurde 1977 in Deutschland wegen seiner negativen Auswirkungen auf Wildtiere und die Umwelt eingestellt.

Bild: „Fogger truck sprays Jones Beach” von Department of Epidemiology, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA. Lizenz: CC BY 2.0

Pathogenese

  • DDT-Exposition:
    • Exposition des Menschen normalerweise durch die Aufnahme von Fleisch, Fisch und Milchprodukten
    • Aufnahme auch durch direkten Kontakt und Inhalation möglich
  • Umwandlung von DDT in seine Metaboliten wie Dichlordiphenyldichlorethan (DDE) → DDT und DDE werden im Fettgewebe Fettgewebe Fettgewebe: Histologie gespeichert
  • Auswirkungen:
    • Assoziationen von DDT und Tumorentwicklung bei Versuchstieren beobachtet, aber es gibt keine eindeutigen Beweise für die Krebsentstehung beim Menschen
    • Oxidativer Stress als möglicher Schlüsselfaktor bei der Hepatokarzinogenese
    • Auslösung einer Neurotoxizität durch das verzögerte Schließen des Na +-Kanals
  • Gilt als endokrin wirksame Chemikalie → Beeinflussung der östrogenen Aktivität führt zu Reproduktionsstörungen

Klinik

Diagnostik und Therapie

  • Klinische Diagnosestellung, hauptsächlich basierend auf einer Expositionsanamnese und den Symptomen
  • Spiegelmessung im Blut, Urin, Sperma, Fett und Muttermilch
  • Therapie:

Organophosphat-Toxizität

Ätiologie

Organophosphate:

  • Irreversible Cholinesterasehemmer
  • Beispiele für Organophosphat-Chemikalien:
    • Insektizide: Malathion, Parathion, Diazinon, Fenthion, Dichlorvos, Chlorpyrifos, Ethion
    • Herbizide: Tribufos (DEF), Merphos
    • Nervengase: Soman, Sarin, Tabun, VX
    • Augenheilmittel: Echothiophat, Isoflurophat
    • Anthelminthika Anthelminthika Anthelminthika: Trichlorfon
    • Industriechemikalie (Weichmacher): Tricresylphosphat

Pathophysiologie

  • Hemmt das Cholinesterase-Enzym im synaptischen Spalt
  • Irreversible Phosphorylierung von Acetylcholinesterase (AChE), die zur Hemmung der AChE führt
  • Vorkommen der Acetylcholinesterase in:
    • Parasympathische und sympathische Ganglien
    • Parasympathische muskarinische Endverbindungen
    • Sympathische Fasern in Schweißdrüsen
    • Nikotinrezeptoren an der skelettalen neuromuskulären Verbindung
  • Bei anhaltendem Acetylcholinspiegel aufgrund der AChE-Hemmung: erhöhte Neurotransmitter-Signalübertragung
Pestizid: Herbizidwirkung (Organophosphat)

Pestizide/herbizide Wirkung (Organophosphat):
1: Pestizidakkumulation im synaptischen Spalt
2: Acetylcholinesterase-Hemmung durch Pestizid
3: Ständige Aktivierung der Acetylcholinrezeptoren

Bild: „Pesticide:herbicide effect (organophosphate)“ von Rafael Vargas-Bernal et al. Lizenz: CC BY 3.0

Klinik

  • Cholinerges Toxidrom
  • Nadelkopfgroße Pupillen
  • Schwitzen, Speichelfluss
  • Bronchokonstriktion
  • Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
  • Diarrhö
  • ZNS-Stimulation, dann Depression
  • Muskelfaszikulationen, Schwäche, Lähmung
  • Tod durch Atemstillstand

Diagnostik

  • In erster Linie eine klinische Diagnose basierend auf Anamnese und Untersuchung
  • Einige Organophosphormittel mit ausgeprägtem Erdöl- oder Knoblauch-ähnlichen Geruch
  • Kann durch Messung der Cholinesterase-Aktivität bestätigt werden:
    • Verwendung von AChE und Plasmacholinesterase (PChE) oder Butyrylcholinesterase (BuChE) möglich
    • Acetylcholinesterase als nützlicher Marker für eine Organophosphatvergiftung

Therapie

  • Beurteilung von Atemwegen, Atmung, Kreislauf und neurologischer Funktion (ABCD-Schema)
  • Dekontamination:
    • Ausziehen der Kleidung, Waschen der exponierten Stellen
    • AK (innerhalb einer Stunde nach Einnahme)
    • Eigenschutz: Neoprenhandschuhe und -kittel tragen, da Kohlenwasserstoffe unpolare Substanzen wie Latex und Vinyl durchdringen können
    • Aktivkohle-Kartuschenmasken als Atemschutz
    • Spülen der Augen von Patient*innen, deren Augen kontaminiert wurden
  • Symptomatische Therapie:
    • Volumengabe i.v.
    • Intubation:
      • Keine Gabe von Succinylcholin, da es durch AChE metabolisiert wird
      • Kann bei Atemnot Atemnot Dyspnoe (Atemnot/Luftnot) aufgrund von Laryngospasmus, Bronchospasmus, Bronchorrhö oder Krampfanfällen erforderlich sein
  • Krampfanfälle Krampfanfälle Krampfanfälle im Kindesalter: Gabe von Benzodiazepine Benzodiazepine Benzodiazepine
  • Antidot-Therapie:
    • Atropin:
      • Bindet an Muscarinrezeptoren, blockiert diese vorübergehend und reduziert die cholinerge Wirkung(en)
      • Clearance von Atemwegssekreten und Beendigung der Bronchokonstriktion
    • Pralidoxim (2-PAM):
      • Wirksam sowohl bei der muskarinischen als auch bei der nikotinischen Wirkung
      • Reaktiviert AChE, hat jedoch eine vorübergehende Hemmwirkung auf das Enzym, sollte daher zusammen mit Atropin gegeben werden
      • Verbesserung der neuromuskulären Symptome

Merkhilfe cholinerges Syndrom

SLUDGE BBB (auf Englisch)

  • Salivation (Speichelfluss)
  • Lakrimation (Tränenfluss als Hauptmerkmal)
  • Urination (Harndrang)
  • Defecation (Diarrhö)
  • GI cramping (Gastrointestinale Beschwerden)
  • Emesis ( Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter)
  • Bronchospasm (Bronchospasmus)
  • Bronchorrhea (Bronchorrhoe)
  • Bradycardia ( Bradykardie Bradykardie Bradyarrhythmien)

DUMBELS (auf Englisch)

Carbamat-Toxizität

Ätiologie

Carbamate:

  • Derivate der Carbaminsäure
  • Struktur ähnlich wie die der Organophosphate (Derivate der Phosphorsäure); gleiche Wirkungsweise
  • Verbindungen wie Carbaryl, Methomyl und Carbofuran dazugehörig
  • Carbaryl als das am zweithäufigsten nachgewiesene Insektizid in Oberflächengewässern in den Vereinigten Staaten:
    • Geringe Säugetiertoxizität
    • Kurze Halbwertszeit in der Umwelt
    • Wirksam gegen 160 schädliche Insekten

Pathophysiologie

  • Toxische Expositionen: dermal, inhalativ und orale Einnahme
  • Carbamate mit einem zwar ähnlichen Wirkmechanismus wie Organophosphate, allerdings reversible Bindung an AChE
  • Ähnliches toxikologisches Erscheinungsbild wie bei Organophosphat-Vergiftungen, jedoch oft mit einer Dauer von < 24 Stunden
  • Mechanismus:
    • Hemmt das AChE-Enzym durch Carbamylierung von AChE an neuronalen Synapsen und neuromuskulären Verbindungen → Überstimulation des Nervensystems
    • Hydrolyse der Carbamatbindungen innerhalb von 24–48 Stunden → Abbau von AChE zu Essigsäure + Cholin → Beendigung der Neurotransmitter-Signalübertragung

Klinik

  • Cholinerges Toxidrom
  • Nadelkopfgroße Pupillen
  • Schwitzen, Speichelfluss
  • Bronchokonstriktion
  • Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
  • Diarrhö
  • ZNS-Stimulation, dann Depression
  • Muskelfaszikulationen, Schwäche, Lähmung
  • Tod durch Atemstillstand

Diagnostik und Therapie

  • In erster Linie eine klinische Diagnose basierend auf Anamnese und Untersuchung
  • Durchführung einer Labordiagnostik möglich, aber keine Verzögerung von lebensrettende Therapien, während auf die Ergebnisse gewartet wird
  • Bestätigung der Diagnose durch Messung der Cholinesterase-Aktivität:
    • BuChE- und RBC-AChE-Spiegel
    • Schnelle Normalisierung des RBC AChE Spiegels bei einer Carbamatvergiftung
  • Therapie:
    • Entlassung von Patient*innen, die 12 Stunden nach der Exposition asymptomatisch sind
    • Stationäre Aufnahme aller symptomatischen Patient*innen für mindestens 48 Stunden
    • Dekontamination
    • Atropin und Benzodiazepine Benzodiazepine Benzodiazepine als primäre medikamentöse Behandlungen
    • Bei Atemnot Atemnot Dyspnoe (Atemnot/Luftnot) aufgrund von Laryngospasmus, Bronchospasmus, Bronchorrhö oder Krampfanfällen: Intubation erforderlich
    • Gabe von Pralidoxim bei einer Carbamatvergiftung, jedoch nicht bei einer Carbarylvergiftung (schlechte Ergebnisse)

Klinische Relevanz

  • Verätzung durch orale Einnahme: Saure oder alkalische Substanzen schädigen das Gewebe bei Verschlucken schwer. Die Einnahme von Alkali schädigt typischerweise die Speiseröhre Speiseröhre Ösophagus (Speiseröhre). Säuren verursachen schwerere Magenschäden. In großen Mengen und hohen Konzentrationen führt die Aufnahme von Ätzmitteln auch zu schweren Verletzungen wie Schock Schock Schock: Überblick, akutem Abdomen, Atemnot Atemnot Dyspnoe (Atemnot/Luftnot) und/oder veränderter psychischer Verfassung. Die Diagnose erfolgt durch Labordiagnostik, Bildgebung des Abdomens und des Thorax und Endoskopie. Die Therapie umfasst die Stabilisierung der Patient*innen, die Dekontamination und die symptomatische Therapie. Schwere Verletzungen können eine Operation erfordern.
  • Herbizide: chemische Substanzen, die verwendet werden, um unerwünschte Pflanzen abzutöten oder ihr Wachstum zu kontrollieren. Wichtige Herbizide, die den Menschen beeinträchtigen können, sind Paraquat, Agent Orange, Glyphosat und Organophosphate. Unterschiedliche Arten von Herbiziden führen zu unterschiedlichen klinischen Manifestationen und haben unterschiedliche Toxizitätsgrade. Die Exposition kann dermal, durch Einatmen oder orale Einnahme erfolgen. Die Therapie besteht in der Stabilisierung der Patient*innen und der Dekontamination. Nach der Einnahme von Organophosphaten kann ein Antidot Antidot Antidote: Gegenmittel der häufigsten Vergiftungen verabreicht werden. Die weitere symptomatische Behandlung hängt von dem betroffenen Organsystem ab.
  • Toxidrom: Gruppe klinischer Anzeichen und Symptome im Zusammenhang mit toxischer Aufnahme oder Exposition. Es gibt 5 traditionelle Toxidrome Toxidrome Allgemeine Prinzipien der Toxidrome: anticholinerg, cholinerg, opioid, sympathomimetisch und sedativ-hypnotisch. Toxidrome Toxidrome Allgemeine Prinzipien der Toxidrome entstehen oft durch Einnahme von Überdosierungen, Ansammlung von Medikamenten mit daraus resultierenden erhöhten Serumspiegeln, unerwünschten Arzneimittelwirkungen oder Wechselwirkungen zwischen ≥ 2 Medikamenten. Die Diagnose erfolgt durch klinische Befunde, die auf Medikamenten- und Expositionsanamnese und körperlicher Untersuchung basieren.

Quellen

  1. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. (2007). Cholinesterase inhibitors: including insecticides and chemical warfare nerve agents. https://www.atsdr.cdc.gov/csem/cholinesterase-inhibitors/pralidoxim.html (Zugriff am 19. Juni 2021).
  2. Bird, S. (2020). Organophosphate and carbamate poisoning. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/organophosphate-and-carbamat-poisoning (Zugriff am 12. März 2021).
  3. Goldman, R., Wylie, B. (2020). Occupational and environmental risks to reproduction in females: specific exposures and impact. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/occupational-and-environmental-risks-to-reproduction-in-females-specific-exposures-and-impact (Zugriff am 10. März 2021).
  4. Gupta, R., Parmar, M. (2020). Pralidoxime. StatPearls. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK558908/
  5. Harada, T., Takeda, M., Kojima S. (2016). Toxicity and carcinogenicity of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT). Toxicol Res 32:21–33. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4780236/
  6. Ware, G. (2004). An Introduction to Insecticides, 4th ed. Extracted from The Pesticide Book, 6th ed. Meister Media Worldwide.https://ipmworld.umn.edu/ware-intro-insecticides
  7. Wong, M. (2019). Organochlorine pesticide toxicity. Emedicine. https://emedicine.medscape.com/article/815051-overview (Zugriff am 12. März 2021).
  8. WHO. (2008.) World malaria report 2008 Global malaria program. World Health Organization. https://www.who.int/publications-detail-redirect/9789241563697
  9. MSD Manual. G. OMalley. R. OMalley. Vergiftungen mit Insektiziden. https://www.msdmanuals.com/de-de/profi/verletzungen,-vergiftungen/vergiftung/vergiftungen-durch-organophosphate-und-carbamate (Zugriff am 10. März 2023).
  10. Chemie.de. DDT. chemie.de (Zugriff am 10. März 2023).
  11. MSD Manual. G. OMalley. R. OMalley. Vergiftungen durch Organophosphate und Carbamate. Zuletzt aktualisiert im April 2020. https://www.msdmanuals.com/de-de/heim/verletzungen-und-vergiftung/vergiftung/insektizid-vergiftung (Zugriff am 10. März 2023).

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Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

Holger Wöltje

Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

Yasmin Kardi

Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

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Leon Chaudhari ist ein gefragter Marketingexperte, Inhaber mehrerer Unternehmen im Kreativ- und E-Learning-Bereich und Trainer für Marketingagenturen, KMUs und Personal Brands. Er unterstützt seine Kunden vor allem in den Bereichen digitales Marketing, Unternehmensgründung, Kundenakquise, Automatisierung und Chat Bot Programmierung. Seit nun bereits sechs Jahren unterrichtet er online und gründete im Jahr 2017 die „MyTeachingHero“ Akademie.

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Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

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Zach Davis ist studierter Betriebswirt und Experte für Zeitintelligenz und Zukunftsfähigkeit. Als Unternehmens-Coach hat er einen tiefen Einblick in über 80 verschiedene Branchen erhalten. Er wurde 2011 als Vortragsredner des Jahres ausgezeichnet und ist bis heute als Speaker gefragt. Außerdem ist Zach Davis Autor von acht Büchern und Gründer des Trainingsinstituts Peoplebuilding.

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Alexander Plath

Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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