WMII-PraktikumsseminarTriterpene und Johanniskraut

Georgios DaletosApotheker

Institut für Pharmazeutische Biologie und BiotechnologieHeinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Universitätsstr. 1, Geb.26.23.00.32D-40225 Düsseldorf

E-Mail: georgios.daletos@uni-duesseldorf.de

Einleitung

Muttersubstanz der Triterpene ist das SqualenDMAPP + IPP → Geranyl-PP → → Farnesyl-PP → → Squalen

Einleitung

Allgemeine Nachweisreaktionen

farbige Verbindungen

Reagenzienfarblose Triterpene und Steroide

Drogenanalytik:

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

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

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

Saponine / Saponoside

Verbreitung in der Natur:

Weit verbreitet (¾ der Pflanzenarten!) Konzentration oft sehr hoch (bis ca. 30 %) Meist im Zellsaft gelöstHäufig als komplexes Gemisch nah verwandter

Verbindungen

Saponine / Saponoside

Strukturelles Einteilungsprinzip nach Konstitution d. SapogeninsTriterpensaponineSteroidsaponineSteroidalkaloidsaponine

3 verschiedene Typen der Zuckerkettenverknüpfungmonodesmosidischbisdesmosidischtrisdesmosidisch

griech. desmos = Band

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

Art, Anzahl, Verknüpfungsart und Reihenfolge variieren!

Solanidantyp Spirosolantyp

Saponine / Saponoside

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

Indikationen:

Husten und BronchialkatarrhMagen-, Duodenalulzera, Gastritis(Pepsinaktivität↓, Lebensdauer Epithezellen MDT↑,...) GeschmackskorrigenzOstasien + Japan vorwiegend bei chron. Hepatitis.

Süßholzwurzel

Risiken:in erster Linie bei „Mißbrauch“:

mineralocorticoide W.: → H2O-Retention(Pseudoaldosteronismus) → RR↑

→ HypokaliämieAnwendung nicht länger als 4 – 6 Wochen!

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

Wechselwirkungen:SaluretikaHerzglykoside

Süßholzwurzel

Süßholzwurzel

11β-Hydroxy-corticosteroid-

Dehydrogenase

Konjugation mit Glucuronsäure Ausscheidung zu 99% mit Urin

Cortison

Wirkung: Hemmung der Biotransformation von

Cortisol

Cortisol5β + (5α)-Tetrahydrocortisol

5α- und 5β-Reduktase

Ginseng radix PhEur 6Stammpflanze: 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 getrocknetrot: Dampf behandelt und getrocknet

Ginsengwurzel

Ginsengwurzel

6

Dammaran-Typ

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

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

Herzwirksame Glykoside

HWG – VerbreitungCardenolide

RanunculaceaeAdonis

BrassicaceaeCheiranthus cheiri

ApocynaceaeStrophantumNeriumApocynum

CelestraceaeEuonymus

PlantaginaceaeDigitalis

ConvallariaceaeConvallaria

HyacinthaceaeOrnithogalum

BufadienolideRanunculaceae

Helleborus

HyacynthaceaeUrginea

CrassulaceaeKalanchoe

Bufo rubescens

Herzwirksame Glykoside

– 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®]

– Auszüge/Extrakte [Miroton®] bis 2010

- Homöopathika

Herzwirksame GlykosidePharmakodynamik:

positiv inotropnegativ chronotropnegativ dromotroppositiv bathmotrop

Indikationen:

• chron. Herzinsuffizienz

• Herzrhythmusstörungen

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

A

B

C

D

Herzwirksame GlykosideVariationen:

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

- Abwandlungen durch Oxidation:

Herzwirksame GlykosideZuckerteil: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.

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

Nachweis aktivierter Methylengruppen:

Kedde-ReaktionRaymond-ReaktionBaljet-Reaktion

Cardenolide Bufadienolide

Herzwirksame Glykoside

Kedde-Reaktion

Probleme bei der Quantifizierung

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

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

Herzwirksame Glykoside

Wolliger / purpurroter Fingerhut

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

wolliger Fingerhut purpurroter Fingerhut

Wolliger / purpurroter Fingerhut

Digitalis purpurea folium Ph. Eur. 6

Stammpflanze: purpurroter Fingerhut(Plantaginaceae)

Inhaltsstoffe:• 0,3 – 0,6 % Cardenolide der Reihen

A, B und E• herzunwirksame Digitanolglykoside• Steroidsaponine• Flavonoide• ...

Digitalis lanatae folium DAB 10

Stammpflanze: wolliger Fingerhut(Plantaginaceae)

Inhaltsstoffe:• 0,5 – 1,5 % Cardenolide der Reihen

A, B, C, D und E• herzunwirksame Digitanolglykoside• Steroidsaponine• Flavonoide• ...

Purpurroter Fingerhut

Purpurroter Fingerhut

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

Photometrische Gehaltsbestimmung nach Kedde

Gehaltsbestimmung (hier nach Arzneibuch):

Reagenz (+10%)

Cave: Aceton

Johanniskraut

Johanniskraut

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

Hypericaceae

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

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

Johanniskraut

Naphthodianthrone

Johanniskraut

Johanniskraut

Wirkungen:

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

synergistische Effekte?

JohanniskrautWirkungsmechanismus:

Wiederaufnahme-Hemmung von Neurotransmittern aus dem synaptischen SpaltBeeinflussung der Achse Hypothalamus-Hypophyse-Nebennierenrinde

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

WMII - Seminar

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Viel Spaß im Praktikum!