WMII-Praktikumsseminar Triterpene und Johanniskraut

Georgios Daletos Apotheker Institut für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf Universitätsstr. 1, Geb.26.23.00.32 D-40225 Düsseldorf E-Mail: [email protected] Einleitung

Muttersubstanz der Triterpene ist das Squalen DMAPP + IPP → Geranyl-PP → → Farnesyl-PP → → Squalen Einleitung Allgemeine Nachweisreaktionen

farblose Triterpene Reagenzien farbige und Steroide Verbindungen

Drogenanalytik: - RG / Tüpfelreaktionen (Identität, Vorprüfung) - DC-Sprühreagenzien (Identität) - photometrische Gehaltsbestimmung (Praktikum)

Reagenzien/Namensreaktionen: - Anisaldehyd, ... - Liebermann-Burchard-Reaktion - Zlatkis-Zak-Reaktion - Antimon(III)-chlorid Saponine / Saponoside

Definition:

Glykosidische Pflanzeninhaltsstoffe, die

„auf Öle emulgierend und Suspensionen stabilisierend wirken, „ optisch aktiv sind, „ hämolytische Aktivität auch in hoher Verdünnung aufweisen, „ ichthyotoxisch (Hydrämie) sind, „ ...

nicht präzise definiert Saponine / Saponoside

Verbreitung in der Natur:

„ Weit verbreitet (¾ der Pflanzenarten!) „ Konzentration oft sehr hoch (bis ca. 30 %) „ Meist im Zellsaft gelöst „ Häufig als komplexes Gemisch nah verwandter Verbindungen Saponine / Saponoside

„ Strukturelles Einteilungsprinzip nach Konstitution d. Sapogenins „ Triterpensaponine „ Steroidsaponine „ Steroidalkaloidsaponine

„ 3 verschiedene Typen der Zuckerkettenverknüpfung „ monodesmosidisch griech. desmos = Band „ bisdesmosidisch „ trisdesmosidisch

Gängige Monosaccharide: D-Glucopyranose, D-Galactopyranose, ...

Art, Anzahl, Verknüpfungsart und Reihenfolge variieren! Saponine / Saponoside

Solanidantyp Spirosolantyp Saponine / Saponoside

Wirkung der Saponine (therapeutisch relevant):

„ expektorierend-sekretolytisch (reflektorisch über den Parasympathikus)

„ entzündungshemmend-antiulzerogen (Exsudation ↓, glucocorticoidartige Wirkung und verminderte Enzymh.)

„ Tonikum (Stimulierung Lernfähigkeit, Gedächtnis, motorische Aktivität)

„ Adjuvantien zur Herstellung von Impfstoffen Süßholzwurzel

Liquiritiae radix Ph. Eur. Stammpflanze: Süßholz (Glycyrrhiza glabra) Fabaceae

Inhaltsstoffe: „ Triterpensaponine (2-15 % Glycyrrhizinsäure, daneben andere Aglyka) „ Flavonoide (1-2 %, Liquiritin, Isoliquiritin) „ saure Polysaccharide, Sterole, Cumarine … Süßholzwurzel Süßholzwurzel

Indikationen:

z Husten und Bronchialkatarrh z Magen-, Duodenalulzera, Gastritis (Pepsinaktivität↓, Lebensdauer Epithezellen MDT↑,...) z Geschmackskorrigenz z Ostasien + Japan vorwiegend bei chron. Hepatitis. Süßholzwurzel

Risiken: in erster Linie bei „Mißbrauch“: mineralocorticoide W.: → H2O-Retention (Pseudoaldosteronismus) → RR↑ → Hypokaliämie Anwendung nicht länger als 4 – 6 Wochen!

Absolute Kontraindikationen: cholestatische Lebererkrankungen, Leberzirrhose, Hypertonie, Hypokaliämie, Schwangerschaft (Kommission E)

Wechselwirkungen: Saluretika Herzglykoside Süßholzwurzel

5α- und 5β- Reduktase

5β + (5α)-Tetrahydrocortisol Cortisol Wirkung: Hemmung der Biotransformation von Cortisol 11β-Hydroxy- corticosteroid- Dehydrogenase

Konjugation mit Glucuronsäure Ausscheidung zu 99% mit Urin

Cortison Ginsengwurzel

Ginseng radix PhEur 6 Stammpflanze: Ginseng (Panax ginseng) Araliaceae

Drogenvariationen: weißer / roter Ginseng

Inhaltsstoffe: „ Triterpensaponine (2-3%; PhEur = min. 0,4 % einer Mischung von Ginsenosid Rg1 und Rb1) „ Polyacetylene (Panaxytriol, Panaxynol, ...) „ Polysaccharide (Panaxane A-U und Ginsenane PA, PB, S-IA und S-IIA) „ Ätherische Öle „... Ginsengwurzel

Drogenvariationen

weiß: gebleicht und getrocknet rot: Dampf behandelt und getrocknet Ginsengwurzel

Dammaran-Typ

6 Ginsengwurzel

Verarbeitung, Arzneiformen:

In den Ursprungsländern traditionell zerkleinerter roter Ginseng als Teezubereitung. Heutzutage gibt es dort Ginsengshops.

In Europa weißer Ginseng (Arzneibuchware)

→ pulverisiert direkt als Kapseln/Dragees.

→ Extrakte. Wirkungen: • Tonikum • Immun-/Kreislaufstimulation • Fettstoffwechselregulation • Blutzuckersenkung • Tumorhemmende Wirkung Ginsengwurzel Herzwirksame Glykoside

Definition:

„ Gruppe meist glykosidischer Pflanzeninhaltsstoffe, die spezifische Wirkungen auf den Herzmuskel von Kalt- und Warmblütlern entfalten

Ausnahmen:

„ Nichtglykosidische Steroide mit Wirkung auf das Herz

„ Glykoside ohne Steroidgerüst mit Wirkung auf das Herz Herzwirksame Glykoside

HWG – Verbreitung Cardenolide Bufadienolide Ranunculaceae Ranunculaceae Adonis Helleborus Brassicaceae Hyacynthaceae Cheiranthus cheiri Urginea Apocynaceae Crassulaceae Strophantum Kalanchoe Nerium Apocynum Celestraceae Euonymus Plantaginaceae Digitalis Convallariaceae Convallaria Hyacinthaceae Ornithogalum Bufo rubescens Herzwirksame Glykoside

– Auszüge/Extrakte [Miroton®] bis 2010 - Homöopathika

– Digitoxin (Ph. Eur. 6.0) [Digimerck®] – Digoxin (Ph. Eur. 6.0) [Lanicor®] – Lanatosid C [Ceglunat®] – Ouabain (= g-Strophanthin) (Ph. Eur. 6.0) [Strodival®] – Proscillaridin A [Talusin®]

– α-Acetyldigoxin [Lanadigin®] – β-Acetyldigoxin [Novodigal®] – Metildigoxin [Lanitop®] – Meproscillarin [Clift®] Herzwirksame Glykoside

Pharmakodynamik: Indikationen:

„ positiv inotrop • chron. Herzinsuffizienz „ negativ chronotrop „ negativ dromotrop • Herzrhythmusstörungen „ positiv bathmotrop

Bindung an die K+ Bindungsstelle der Na+/K+-ATPase

Blockade der Ionenpumpe

Intrazellulär [c]: Na+↑ , K+↓

Verringerter Ca2+-Auswärtstransport durch Na/Ca-Austauscher

Intrazellulär [c]: Ca2+↑

Positiv inotroper Effekt Herzwirksame Glykoside

C

D

A

B Herzwirksame Glykoside

Variationen:

- Abwandlungen des Butenolidringes (→ α-Pyronring = Pentadienolidring)

- Abwandlungen durch Oxidation: Herzwirksame Glykoside

Zuckerteil: Neben D-Glc, L-Rha und D-Fuc eine Reihe spezieller Desoxyzucker. „normaler“ Zucker endständig. → Primärglykosid

Relevanz der Glykosidkette für die Wirkung: Aglyka sind auch herzwirksam, therapeutisch jedoch wegen der zügigen Metabolisierung unbrauchbar!

Durch seltene Z. werden die HWG viel langsamer abgebaut.

Zuckerkette beeinflusst die biopharmazeutischen Eigenschaften!

z.B. Herzwirksame Glykoside

Analytik: Steroidteil, Zuckerteil, Lactonring lassen sich nachweisen! → strukturelle Charakterisierung bei der Isolierung → DC (Identität, Reinheit) → Gehaltsbestimmung

Nachweis aktivierter Methylengruppen:

ƒ Kedde-Reaktion ƒ Raymond-Reaktion ƒ Baljet-Reaktion

Cardenolide ; Bufadienolide : Kedde-Reaktion

Probleme bei der Quantifizierung • Konkurrenzreaktion: Hydrolyse des Lactonrings im Alkalischen • Abbau des Meisenheimer-Komplexes zu farblosen Produkten • Reaktion erfasst auch andere CH-acide Verbindungen - Aceton - Butanon, Acetaldehyd (im Ethanol enthalten) - z.B. Digitanolglykoside aus der Droge Herzwirksame Glykoside

Weitere Nachweisreaktionen

• Rosenheimer-Reaktion - Steroide mit Diensystem - 90% Trichloressigsäure → Rotfärbung

• Keller-Killiani-Reaktion - 2-Desoxyzucker und Steroide/Triterpene (Parallelnachweis) - Eisessig + FeCl3 in konz. H2SO4 unterschichten

• Liebermann-Burchard-Reaktion - Steroide und andere Triterpene -H2SO4 in Eisessig → Rot- später Blaufärbung Wolliger / purpurroter Fingerhut

wolliger Fingerhut purpurroter Fingerhut

• 2- bis mehrjähriges Kraut. • Im zweiten (und evtl. folgenden) Jahr treibt der ca. 1m hohe Spross, der auch die Blüten trägt. Wolliger / purpurroter Fingerhut

Digitalis lanatae folium DAB 10 Digitalis purpurea folium Ph. Eur. 6

Stammpflanze: wolliger Fingerhut Stammpflanze: purpurroter Fingerhut (Plantaginaceae) (Plantaginaceae)

Inhaltsstoffe: Inhaltsstoffe: • 0,5 – 1,5 % Cardenolide der Reihen • 0,3 – 0,6 % Cardenolide der Reihen A, B, C, D und E A, B und E • herzunwirksame Digitanolglykoside • herzunwirksame Digitanolglykoside • Steroidsaponine • Steroidsaponine • Flavonoide • Flavonoide • ... • ... Purpurroter Fingerhut Purpurroter Fingerhut

Gehaltsbestimmung (hier nach Arzneibuch):

Extraktion (mit Wasser unter Schütteln)

Zugabe von Blei(II)acetat, Na2HPO4-Zugabe

Erhitzen des Filtrats mit HCl

Ausschütteln der Aglyka mit Chloroform

Eindampfen eines Aliquots, Aufnahme in Reagenz

Reagenz (+10%) Photometrische Gehaltsbestimmung nach Kedde Cave: Aceton Johanniskraut Johanniskraut

Hyperici herba Ph.Eur. 6.2 Stammpflanze: Johanniskraut (Hypericum perforatum) Hypericaceae

Droge: während der Blütezeit geerntete u. getrocknete Triebspitzen → Drogenqualität

Inhaltsstoffe: ƒ Naphthodianthrone: Hypericin u. Pseudohypericin [0,03 – 0,3 %; Ph.Eur. min. 0,08 % Gesamthypericine, berechnet als Hypericin] ƒ Phloroglucinderivate: Hyperforin, Adhyperforin, ... [2 – 4 %] ƒ Flavonoide [2 – 4 % haupts. Quercetinglykoside wie Hyperosid, ...] ƒ Procyanidine und Catechingerbstoffe [6 – 15 %] ƒ Ätherische Öle ... Johanniskraut

Naphthodianthrone Johanniskraut Johanniskraut

Wirkungen:

ƒ antibakteriell (Hyperforin) ƒ antiviral (Hypericine) ƒ antidepressiv o klinische Wirksamkeit ist gesichert o Wirkstoffe sind noch heute umstritten

synergistische Effekte? Johanniskraut

Wirkungsmechanismus: ƒ Wiederaufnahme-Hemmung von Neurotransmittern aus dem synaptischen Spalt ƒ Beeinflussung der Achse Hypothalamus-Hypophyse- Nebennierenrinde

Wechselwirkungen: ƒ Hyperforin aktiviert PXR → CYP3A4-Expression ↑ ƒ Hypericin induziert den P-gp-Transporter (Ciclosporin, Indinavir, Nevirapin, orale Kontrazeptiva) WMII - Seminar

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Viel Spaß im Praktikum!