Bio Grundlagen Flashcards
Isoprenoide
Terpene, Terpenoide
größte Naturstoffgruppe -ca. 35.000 Vertreter
vielfältige Funktionen (Abwehrstoff, Pheromone, Lichtschutz, Signaltransduktion, Photosynthese…)
Naturstoffe - Struktur ist formal aufgebaut aus Isopreneinheiten (C5)
Acetat-Mevalonat-Weg oder Alternativer Weg (nicht-Mevalonat-Weg, DXP/MEP-Weg)
Mono-, Sesqui-, Triterpene als Arzneistoffe von Bedeutung
lipophile Mono-, Sesquiterpene vorwiegend äth. Öle
hydrophile Mono- und Triterpene in Form von Glykosiden (Iridoide, Saponine, Steroide)
unterschiedl. chem. und physikalische Eigenschaften - keine Allgemeinaussagen bzgl Wirkung und therap. Bedeutung mgl
Acetat-Mevalonat-Weg
Bildung von Sesqui- und Triterpenen sowie Sterole
im Zytoplasma (Ubichinone in den Mitochondrien)
Alternativer Weg, Nicht-Mevalonatweg
DXP/MEP-Weg
in den Plastiden von Algen und höheren Pflanzen, Bakterien
Hemi-, Mono-, Di-, und Tetraterpene
nicht im Menschen und Tieren nachgewiesen
Ausgangsstoffe: Glycerinaldehyd-3-Phosphat und Pyruvat wird zu DXP(Deoxy-Xylose-5-Phosphat) und dann zu MEP (Methyl-erythritol-4-Phosphat)…
Verknüpfung der Isopreneinheiten
Pharmazeutische Relevanz der Isoprenoide
best. Isoprenoide und/oder deren Komination sind oft charakteristisch für einzelne Pflanzenarten
Isoprenoidmuster als biochemisches Merkmal zur Identiätsprüfung und für Chemotaxonomie
Monoterpene
Entstehung durch 1,4-Verknüpfung (K-S) von zwei Hemiterpenen (IPP und DMAPP)
IPP = Isopentenyldiphosphat
DMAPP = Dimethylallyldiphosphat
- lineare Verbindungen (wenig; Geraniol, Linalool, Citronellal)
- cyclisch/bicyclische Verbindungen (Limonen, Campfer, Pinene, Carvon, Menthol) sind zahlreicher —> liphophil, leicht flüchtig; Vorkommen in ätherischen Ölen
- Iridoide als Untergruppe der Monoterpene
Iridoide/Secoiridoide
Aufbau
Unterteilung
pharmakologische Wirkung
Bedeutung
Secoiridoide
10 C-Atome, Abweichung mgl. mit C9 und C8 durch Decarboxylierung
Unterteilung: Iridoidglykoside, Secoiridoidglykoside und nichtglykosidische Iridoide
abgesehen von der Bitterwirkung zeigen sie keine auffallenden pharmakologische Wirkung
antimikrobielle, antiphlogistische Eigenschaften der Hydrolyseprodukte
Iridoidmuster ist artspezifisch - Identitätsprüfung
unsachgemäßes Trocknen, Lagern in feuchter Atomosphäre zerstört Iridoide (labile Verbindungen)
- Qualitätsprüfung (bei sorgfältiger Extraktherstellung bleiben Iridoide erhalten)
Secoiridoide als Bittermittel
Biosynthese einfacher Monoterpene
bis zum GPP
Biosynthese der Iridoide
Bis zum Iridodial
Iridodial-Gleichgewicht
Decarboxylierung des C10-Iridoids
Aufspaltung zum Secoiridoid
Biosynthese der Iridoide
Umwandlung von Iridodial in 8ß-C-Iridoide
- Vom Iridoidial zum Secologanin
- Vom Iridoidial zu den Valepotriaten
Umwandlung von epi-Iridoidial in 8alpha-C-Iridoide
Aucubin
Iridoidhaltige Drogen
Iridoidglykosid-Drogen
- Eisenkraut (Verenaue herba, Verbena officinalis, Verbenaceae)
- Mönchspfefferfrüchte (Agni casti fructus, Vitex agnus castus, Lamiaceae (früher Verbenaceae)
- Ehrenpreiskraut (Veronicae herba, Veronica officinalis, Plantaginaceae)
- Augentrostkraut (Euphrasiae herba, Euphrasia stricta, E. rostkoviana, Orobanchaceae)
- Teufelskrallenwurzel (Harpargophyti radix, Harpagophytum procumbens, H. zeyheri, Pedaliaceae)
- Spitzwegerich (Plantaginis lanceolatae folium, Plantago lanceolata s.l., Plantaginaceae)
- Wollblume, Königskerzenblüten (Verbasci flos/Verbascum thapsus, V.densiflorum(thapsiforme), V. phlomoides/ Scrophulariaceae
Iridoidhaltige Drogen
Secoiridoidglykosid-Drogen
- Enzianwurzel (Gentianae radix, Gentiana lutea, Gentianaceae)
- Tausendgüldenkraut (Centaurii herba, Centaurium erythrea s.l., C. majus, C. suffroticosum, Gentianaceae)
- Bitterkleekraut (Menyanthidis trifoliatae folium, Menyanthes trifoliata, Menyanthaceae)
Iridoidhaltige Drogen
nichtglykosidische Iridoid-Drogen
Baldrianwurzel(Valerianae radix, Valeriana officinalis s.l., Caprifoliaceae (früher Valerianaceae)
Synthese von cyclischen Monoterpenen (äth. Öle)
bis zum Kationischen Zwischenprodukt
Synthese einfacher zyklischer Monoterpene
Bitterstoffe und Bitterwert
Anwendungsgebiete der Bitterstoffe
Verdauungsbeschwerden, Appetitlosigkeit, Völlegefühl, Blähungen
Geschmacksknospe
Geschmackseregung - Geschmacksrichtungen
Umami
ätherische Öle
Gewinnungsmethoden der ätherischen Öle
ätherische Öle,
Farbe
optische Aktivität
Dichte
synthetische Öle
farblos (Nelkenöl rotbraun, Kamillenöl blau, Schafgarbenöl blau)
optisch aktiv
0,8-1,2 g/ml ( Hinweis 1cm3 = 1ml, 1dm3 = 1L)
schwerer als Wasser: Zimtöl, Nelkenöl
synthetische Öle (Kosmetika, Parfüms), falls identisch mit den natürlichen Ölen spricht man von naturidentischen Ölen
Auspressen von Ölen
Extraktion allgemein
Definition der Extraktion
Wann wird extrahiert
Lösungsmittel und Extrakt bezeichnet man als…
Extraktion allgemein
Prozesse während der Extraktion
Eigenschaften des LM
Extraktion allgemein
Einfluss der LM-Polarität auf Extraktion
Extraktionsverfahren aufgrund der Polarität
Extraktion allgemein
2 grundlegende Extraktionsverfahren
Extraktion allgemein
Mazeration
Extraktion allgemein
Digestion
Vor-und Nachteile der Mazeration
Extraktion allgemein
Perkolation
Reperkolation
Vor-und Nachteile der Perkolation
Soxhlet-Extraktion
Extraktion allgemein
Vor- und Nachteile der Soxhlet-Extraktion
Extraktion allgemein
Festphasenextraktion
Extraktion allgemein
Verwendung von überkritischem CO2
Wasserdampfdestillation
Drogen werden vormazeriert und dann der Destillation unterworfen
wichtigstes Verfahren, um den Gehalt an äth. Ölen zu bestimmen
Abtrennung und Bestimmung des äth. Ö. erfolgt in der Fücklaufdestillationsapparatur.
Das Volumen der überdestillierten Menge wird abgelesen und Gehaltsangaben erfolgen in ml/kg. Wird das Öl in eine organische Vorlage destilliert (z.B. Xylol, muss ein Vorlauf destilliert werden
ein geringer Prozentsatz des äth. Ö. löst sich im Destillationswasser —> aromatisches Wasser (schlecht bei Stärkehaltigen Drogen)
Vorgehen und Skizze der Rücklaufdestillationsapparatur
In welchen Familien ist äth. Öl
Ätherisches Öl ist weit verbreitet in den Familien der Apiaceae,
Lamiaceae, Lauraceae, Myrtaceae, Pinaceae, Piperaceae,
Rutaceae, Zingiberaceae und Asteraceae.
einzellige Exkretbehälter
Ölzellen
Zingeberaceae, Lauraceae, Piperaceae
Zellen sind abgestorben und die Zellwände sind durch eine Suberinschicht undurchlässig geworden
Schizogene und lysogene Exkretbehälter
schizogen: Zellen weichen auseinander (Pinaceae, Myrtaceae)
lysogen: auflösung von Zellwänden (Rutaceae)
Exkretbehälter zw. Kutikula und Zellmembran
Biosynthetische Herkunft äth. Öle
Pharmakokinetik äth. Öle
gute Resorption aus dem GIT
Terpenoide werden gut über die Haut aufgenommen (percutane Aufnahme is quantitativ vergleichbar mit peroraler)
Def. Harz, Balsam
Anwendung von äth. Ölen
antimikrobielle Wirkung äth. Öle
schädigende Wirkung gg Mikroorganismen (Bakterien, Pilze)
Mundpflege, Zahnbehandlung
Lebensmittel und pharm. Zubereitungen bedürfen oft keines zusätzlichen Konservierungsmittels wenn sie äth. Ö. enthalten
Salbei, Myrrhe (äth. Öl + Harz + Gummenfraktion), Thymianöl, Quendelkraut, Eucalyptusöl, Nelkenöl, Zimtöl, Pfefferminzöl
expektorierende Wirkung von äth. Ölen
Vermehrung der Bronchialsekretion und einer Verflüssigung des Bronchialsekretes (sekretoytisch) -
besserer Abtransport (Verdünnungseffekt)
Anregung insb. der mucösen Drüsenzellen
sekretomotorischer Effekt (verstärkte Flimmertätigkeit)
Wirkung erfolgt z.T. reflektorisch über die Reizung der Magennerven, zum größten Teil über die lokale Reizung der Schleimhäute der Atemwege - inhalative Applikation
Bsp: Thymian/öl, Quendelkraut, Eucalyptusblätter/öl, Fenchel/öl, Anis/öl, Fichtennadelöl, Terpentinöl, Latschenkieferöl, Kiefernnadelöl
Reinsubstanzen(Menthol, Thymol, Campher, 1,8-Cineol)
Spasmolytika, Carminativa, Stomachika, Cholagoga
spasmolytisch auf glatte Muskulatur - Acetylcholin-Antagonismus/ Hemmung der Na-abh. Membran-ATPase wird diskutiert
Carminativa = blähungstreibende Mittel
Stomachika = Magensaftsekretions-aktivierend/verstärkend - wirken Apetitanregend und fördern die Verdauung
Bitterstoff-drogen (Amara), Bitterstoffdrogen mit äth. Öl (Amara aromatica)
Cholagoga = AS, die den Gallenfluss steigern u. eine Ausschüttung von Gallenflüssigkeit in den Darm induzieren
Choleretica: Anregung des Gallenflusses aus der Leber
Cholekinetica: Anregung der Kontraktion der Galle
Bsp Carminativa: Anis, Fenchel, Kamille, Kümmel, Melisse, Wacholder
Amara aromatica: Hopfen, Kalmus, Bitterorangenschale, röm. Kamille, Wermut
Cholagoga: Jav. Gelbwurz, Curcumawurzelstock, Pfefferminz
hyperämisierende Wirkung äth. Öle
äußere Anw. - stärkere Durchblutung der Haut
Wärmegefühl, Hautrötung (Reizung von Hautrezeptoren)
bei rheumatischen und neuralgischen Schmerzen sowie Durchblutungsstörungen und Sportverletzungen
Bsp: Terpentinöl, Rosmarinöl, Methylsalicylat, Campher, „Franzbranntwein“
äth. Öl - Sedativa
Stimmungsveränderungen über Chemorezeptoren
- beruhigende Wirkung
Bsp: Baldrian, Melisse, Nelke, Hopfen, Lavendel
Missbrauch von äth. Drogen
Abortiva
Hyperämie der Gebärmutter
Hinweis zu Extrakten aus Ätherischöldrogen
Pharmakologisch wirksame Dosen mit Extrakten in der Regel nicht erreichbar !
ABER: Möglichkeit von reflektorisch induzierten Effekten auch bei sehr niedrigen Konzentrationen
Pharmakologische Untersuchungen werden mit äth. Ölen selbst gemacht (viel höhere Konzentration an Wirkstoffen als bei Ätherischöldrogen (Tees, Infuse, Fertigarzneimittel auf Extraktbasis))
Welche Wrk haben äth. Öldrogen noch
z.b. Kamille
antiphlogistisch = entzündungshemmend
(äußerlich, innerlich)
Sesquiterpene
Muttersubstanz Biosynthese
Farnesyldiphosphat - Gleichgewicht
Biosynthese der Sesquiterpene
Germacrantyp, Eudesmantyp
Guajantyp
Synthese von Bisabolen, Bisabolol
vom Germacrantyp zu 6-Lacton oder 8-Lacton
Biosynthese Cadinan-typ
Bisabolan, Caryophyllan-typ
Gegenüberstellung der Typen
Germacran, Farnesan, Humulan, Caryophyllan, Bisabolan, Cadinan, Driman/Iresan
Gegenüberstellung Eleman, Seliman/Eudesman, Germacran, Guajan, Xanthan, Pseudoguajan
entsprechende Sequiterpenlactone
von
Germacran, Eudesman, Eleman, Guajan, Xanthan, Helenan, Abrosan
Sesquiterpenlactone - allgemeines Wissen
interessante Gruppe der Sesquiterpene - beachtliche pharmakologische oder biologische Aktivität
nicht mehr flüchtig durch Lacton (nicht im ätherlischen Öl)
Elektronenarm- reaktiv - als Einzelsubstanz verwendbar (Ausnahme in Phytotherapie)
Michael Reaktion
Elektronenarm greift elektronenreiche Stellen an - kovalente Bdg
Einzelstoff-Pharmaka: Cannabinoide, Opioide, Podophyllotoxin
Kontaktallergie möglich!
Asteraceaen kumulieren Sesuqiterpenlactone - amara aromatica und antiphlogistisch
Sesquiterpene- allg. Charakteristika
Struktur und biologische Eigenschaften von Sesquiterpenlactonen
Sesquiterpenlactone als Kontaktallergen
Biosynthese der Diterpene
Umsetzung des all-trans-GGPP
biologisch wichtige Diterpene
pharmakologisch relevante Diterpene
Ginkgolide (Phenolisch)
Taxane (Alkaloid)
Forskolin (Labdangerüst)
Steviosid (Kaurantyp)
Drogen: Herzgespannkraut (nervöse Herzbeschwerden, Schilddrüsenüberfunktion)
Andornkraut (Amaraum: Appetitlosigkeit, dysp. Beschw., Katharrhe d. Luftwege)
(selten in Teemischung od. Fertigpräparaten)
Triterpensaponine
Biosynthese der Muttersubstanz der Triterpene
Squalen
Reaktionsmechanismus der Squalen-Synthese
weiterführende Reaktion von Squalen
Squalenepoxid kann zwei weiterführende Reaktionswege einschlagen
Dammarantyp, Oleantyp und Ursantyp
Saponine
generelle Definition
Glykosidisch vorliegende Triterpene bzw. Aglyka besitzen durch ihre Bipolarität (hydrophile Zuckerkette-lipophiles Aglykon) Emulgatoreigenschaften und werden als Saponine bezeichnet, wenn sie in Wasser gelöst beim Schütteln einen stabilen Schaum ergeben.
Bestandteile der Saponine
biologische und pharmakologische Eigenschaften von Saponinen
Wrkg auf Erythrozyten
weitere pharmakologische, therapeutisch relevante Effekte der Saponine
Vorkommen der Triterpensaponine
Nichtglykosidische Triterpene
weit verbreitetes Vorkommen, jedoch selten Wirksamkeitsbestimmende Inhaltsstoffe
Wirksamkeitsbestimmende nicht glykosidische Triterpene in:
- Ringelblumenblüten
- Weihrauch
Gummen
sind Heteropolysaccharide, die nach einer mechanischen Verletzung aus Pflanzen ausfließen und an der Luft zu einer festen, glasigen Masse erstarren.
Steroide allgemein
Struktur des Grundgerüsts
Vorkommen
Biosynthese geht aus von?
Ringverknüpfungen in Steroiden
5a, 5ß, Cardenolid-Reihe
Ringverknüpfung beeinflusst Molekülgeometrie
Beispiel: Digitoxigenin und Uzarigenin
Einteilung der Steroidgruppen in Bezug auf ihre Anwendung als Arzneistoffe
Sterole
Definition
Grundstruktur
Unterschied der Sterole in Pflanzen, Pilzen, Tiere
altertümliche Einteilung
Beispiel typischer Sterole
- in tierischen Organismen (biolog. Bedeutung)
- in Pflanzen (pharm. Verwendung)
Biosynthese der Sterole
- Beginn wie bei den Triterpenen - FPP und FPP wird zu Squalen
- Squalen oxidiert zu Squalen-2,3-Oxid
- Als Vorgängersubstanz der Steroide entsteht Protosteryl-Kation
Protosteryl-Kation als Ausgangssubstanz für verschiedene Zwischenstufen
- tierisch
- pflanzlich
Bildung von Cholesterol aus zwei Stoffen
Steroidsaponine
Definition
zwei Strukturtypen
Diosgenin Struktur
Ausgangsmaterial für?
Biosynthese der Steroidsaponine
Stereochemie der Furo- und Spirostanole
Herzwirksame Steroidglykoside
Definition
Digitoxin Struktur
Vertreter (Familien)
Pharmakologische Eigenschaften und generelle Anwendung von herzwirksamen Steroidglykosiden
- Wirkung
- niedrige/höhere Dosen - Wirkung
Wirkungsmechanismus HWG
Anwendung HWG
HWG - Strukturelle Unterschiede des Aglykons
Aglyka
- Digitoxigenin
- Gitoxigenin
- Digoxigenin
- Diginatigenin
Biosynthese herzwirksamer Steroidglykoside
ausgehend von Cholesterol zum Pregnan-Derivat
Biosynthese der Cardenolide
Biosynthese des Lacton-Rings der Cardenolide und Bufadienolide
HWG - selten vorkommende Zucker
Lanatosid A zu Digitoxin
Einfluss des Zuckers auf die pharmakologische Aktivität der Steroidglykoside
HWG - AM-Gruppen
Was entsteht aus Cholesterol?
Herzwirksame Steroide (HWS)
Der Begriff herzwirksame Steroide (früher auch allgemein als „herzwirksame Glykoside“ [HWG] oder „Herzglykoside“ bezeichnet) fasst eine Gruppe von Verbindungen zusammen, die spezifische Wirkungen auf das Herz von Kalt- und Warmblütern ausüben. Sie sind üblicherweise Glykoside, jedoch kommen sie auch als nicht glykosidische Verbindungen vor.
Die bedeutsamste Gruppe der HWS stellen die HWG dar. Biosynthetisch werden die Aglyka der HWG als Derivate des Cholesterols aufgefasst. Sie lassen sich in C23 (Cardenolide, γ-Lacton) und C24 (Bufadienolide, δ-Lacton) Steroide unterscheiden. Im Zuckerteil der HWG (an C-3 gebunden) treten neben ubiquitär vorkommenden Zucker wie D-Glucose und L-Rhamnose auch sehr seltene 2,6-Desoxyzucker wie z.B. D-Digitoxose, D-Cymarose oder L-Oleandrose u.a. auf.
Die Zuckerkette ist fast immer linear.
von Cholesterol zu Digitoxigenin
Scillarenin
Zucker der HWG
Allgemeines zu HWG
Einfluss Zucker
Anwendung
Digoxin
g-Strophantin
Partialsynthetische Vertreter
Pharmakologie der HWG
Funktion der Na/K-ATPase
Bindungsregionen für die Digitalisglykoside
Substitution am Genin
Resorptionsquoten
Digitoxin, Digoxin, g-Strophanthin
