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Der Fliegenpilz enthält zwei giftige Substanzen mit den Namen Ibotensäure und Muscimol. Beide Stoffe wirken in nicht zu hohen Mengen ähnlich wie ein Alkoholrausch. Man ist verwirrt, kann nicht mehr richtig sprechen, wird sehr unruhig und hat Koordinationsstörungen. Je nach Person können ausserdem starke Angstgefühle auftreten sowie Depressionen oder aber ein übersteigertes Hochgefühl. Bekannt ist der Fliegenpilz auch deswegen, weil er Halluzinationen auslöst.
Die tödliche Dosis an Muscimol liegt für einen erwachsenen Menschen etwa bei 3 Gramm. Bei einer Vergiftung mit Muscimol kann als Gegengift der Stoff Physostigmin eingenommen werden. Dieses Gegengift kehrt die Wirkung des Muscimol teilweise um: Es beruhigt den Körper wieder, indem es den Herzschlag verlangsamt und eine Überaktivität der Nerven unterdrückt.