Untersuchungen zu Qualitätskriterien und zum antiemetischen Wirkmechanismus von Ingwer

Transkript

1 Untersuchungen zu Qualitätskriterien und zum antiemetischen Wirkmechanismus von Ingwer Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften (Dr. rer: nat.) der Naturwissenschafllichen Fakultät IV - Chemie und Pharmazie - der Universität Regensburg vorgelegt von Stefan Germer aus Hösbach 1996

2 1 EINLEITUNG Zingiberofficinale ROSCOE - Ein Überblick Stellung im botanischen System Botanische Beschreibung Gewinnung von Ingwer Historisches Anbau und Ernte Weiterverarbeitung des Roh-Ingwers Gebleichter Ingwer Geschnittener und gemahlener Ingwer Handelssorten Anatomische und morphologische Beschreibung der Droge Eigenschaften der Droge Ingwer-Öl Ingwer-OIeoresin Inhaltsstoffe des Ingwers Gingerole Die Biosynthese der Gingerole " Shogaole Zingeron Dehydrogingerdione Diarylheptanoide ' Hydroxyzimtsäuren und Hydroxybenzoesäuren Aminosäuren Diterpenlactone Ätherisches Öl Lipide und Glycolipide Kohlenhydrate Enzyme Anthocyanidine 16

3 1.4 Medizinische Anwendung Antibakterielle Wirkung Antifungale Wirkung Molluskizide Wirkung Antischistosomale Wirkung Nematozide Wirkung Wirkung gegen Filarien Wirkung auf den Blutzucker Wirkung auf den Cholesterolspiegel Wirkung auf den Herzmuskel Wirkung auf das Immunsystem Wirkung auf die Histaminfreisetzung Wirkung in Entzündungsmodellen Wirkung auf Plättchenaggregation und Blutgerinnung Wirkung am isolierten Meerschweinchenileum Wirkung an isolierten Hepatocyten Wirkung auf die Magen-Darm-Motilität Wirkung auf Ulkusentstehung und Magensaftproduktion Wirkung auf die Magenschleimhaut Wirkung auf die Gallensekretion Wirkung gegenüber induziertem Erbrechen Ergebnisse klinischer Prüfungen zur antiemetischen Wirksamkeit Sonstige Verwendung Haushalt Industrie und Technik Getränke mit Ingwerzusätzen 27 2 PROBLEMSTELLUNG 29

4 III 3 DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE Grundsätzliche Aspekte zur Qualitätsbewertung von Ingwer Forderungen an das Inhaltsstoffspektrum eines qualitativ hochwertigen Ingwers Verfälschungen Schönungsmittel Prüfvorschriften Analytik des Oleoresins Die Scharfstoffe HPLC-Methodenentwicklung HPLC mit Photodioden-Array-Detektion Detektion der Scharfstoffe durch LC-MS-Kopplung Die homologe Reihe der Dehydrogingerdione Das ätherische Öl HPLC mit Photodioden-Array-Detektion Zweier-Fraktionierung GC-Methodenentwicklung Zuordnung von ätherischen Öl-Komponenten zu einzelnen Peaks im HPLC-Fingerprint Zuordnung weiterer Substanzen nach HPLC-Trennung Gingerol-analoge Verbindungen mit Esterstruktur Zingeron Ferulasäure Charakterisierung einzelner Zonen im DC des Gesamt-Extraktes sowie des ätherischen Öles von Ingwer : Analytische DC Präparative DC DC-Untersuchung des ätherischen Öles DC-Untersuchung weiterer Substanzen Präparative Isolierung der Hauptkomponenten der Scharfstoff-Fraktion Säulenchromatographie des Gesamt-Extraktes von Ingwer Partialsynthese von Zingeron Präparative HPLC 70

5 IV Inhaltsverzeichnis Massenspektrometrische Untersuchungen der isolierten Substanzen Zingeron [6]-, [8]- und [10]-Gingerol [6]-, [8]- und [10]-Shogaol [6]-, [8]- und [10]-Dehydrogingerdion (3R,5S)-3,5-Diacetoxy-1-(3,4-dimethoxyphenyl)-decan Kemspinresonanzspektroskopische Untersuchungen der isolierten Substanzen Zingeron [6]-, [8]- und [10]-Gingerol [6]-Shogaol [6]-Dehydrogingerdion Untersuchungen zur Stabilität der Ingwer-Inhaltsstoffe Stabilität von [6]-Gingerol in Abhängigkeit von der Lagertemperatur Stabilität von Ingwer anhand ausgewählter Verbindungen des Gesamt-Extraktes in Abhängigkeit von der Lagertemperatur Stabilität von [6]-, [8]- und [10]-Gingerol Stabilität von [6]-, [8]- und [10]-Shogaol Stabilität von [6]-, [8J- und [10]-Dehydrogingerdion Veränderungen in der Zusammensetzung des ätherischen Öles im Verlauf der Lagerung Physiologische Testung des acetonischen Gesamt-Extraktes von Ingwer sowie der isolierten Substanzen am Ileum-Präparat des Meerschweinchens Die Physiologie des Erbrechens und Therapieansätze Hypothesen zum antiemetischen Wirkmechanismus von Ingwer Einfluß des acetonischen Gesamt-Extraktes von Ingwer auf die durch Serotonin induzierten Kontraktionen des lleums Testung der isolierten Reinsubstanzen Struktur-Wirkungs-Beziehungen Testung der isolierten Reinsubstanzen im Mehr-Agonisten-Modell Schlußfolgerung 126

6 V 4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE Grundsätzliche Aspekte zur Qualitätsbewertung von Ingwer Analytik des Oieoresins Präparative Isolierung der Hauptkomponenten der Scharfstoff-Fraktion Untersuchungen zur Stabilität der Ingwer-Inhaltsstoffe Physiologische Testung des acetonischen Gesamt-Extraktes von Ingwer sowie der isolierten Substanzen am Ileum-Präparat des Meerschweinchens MATERIAL UND METHODEN Chemikalien, Lösungsmittel, Reagenzien Geräte Drogenmaterial Extrakte Vorbereitung des Drogenmaterials zur Extraktion Methanolischer Gesamt-Extrakt Acetonischer Gesamt-Extrakt Ätherisches Öl HPLC-Untersuchungen HPLC-Anlage HPLC-Methode LC-MS-Anlage DC-Untersuchungen GC-Untersuchungen GC-Anlage GC-Methode 135

7 VI Inhaltsverzeichnis 5.8 Präparative Isolierung Säulenchromatographie an Kieselgel Säulenchromatographie an RP-18-Material Präparative HPLC Präparative DC Partialsynthese von Zingeron Massenspektrometrie Kernspinresonanzspektroskopie Untersuchungen zur Stabilität Lösung von [6]-Gingerol Methanolischer Gesamt-Extrakt Kalibrierung Spezielle Methoden zur Analytik des ätherischen Öles Zweier-Fraktionierung Authentische Referenzen zur GC-Untersuchung Authentische Referenzen zur HPLC- und DC-Untersuchung Physiologische Testung am Ileum-Präparat des Meerschweinchens Allgemeines Geräte Versuchsbedingungen Dosis-Wirkungs-Kurven Testung der isolierten Reinsubstanzen Mehr-Agonisten-Modell ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS LITERATURVERZEICHNIS 151