Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Ludwig-Maximilians-Universität München. von

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1 S Phytochemische und pharmakologische Untersuchungen von Arzneidrogen mit CaIcium-Kanal-blockierenden Eigenschaften und der Wurzel.von Lomatium dissectum (NUTT.) MATH/& CONST. Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Ludwig-Maximilians-Universität München von Karin Neuhaus-Carlisle aus München 1995

2 ; Inhaltsverzeichnis i i I A. Einleitung 1 Seite B. In-vitro Untersuchungen von Calcium-Kanal-Blockern 2 I ' 1. Caicium-Kanal-Blocker 2 2. Caicium-Kanal-Blocker in der heutigen Arzneimitteltherapie 3 t 3. Physiologische Grundlagen der Muskelkontraktion Charakterisierung wichtiger lonenkanäle Schematische Darstellung spannungsabhängiger lonenkanäle Natrium-Kanäle Kalium-Kanäle Calcium-Kanäle 6 L-Calcium-Kanäle N-Calcium-Kanäle P-Calcium-Kanäle T-calcium-Kanäle 3.2. Regulation der Muskelkontraktion Regulation der Herzmuskelkontraktion Regulation der Muskelkontraktion in der glatten Muskulatur Wirkung der Calcium-Ionen auf die kontraktilen Proteine 14 - in der Herzmuskulatur - in der glatten Muskulatur ' 4. Zur Verfügung stehende Testmethoden zur Untersuchung der CaIcium-Kanal-blockierenden Wirkung von Pflanzenstoffen In-vitro Testmodell am isolierten Papillarmuskel des Meerschweinchens - 16

3 5. C Patch-Clamp Messungen der einzelnen lonenströme an isolierten Myocyten 4.3. In-vitro Testmodell an glatter Muskulatur 4.4. In-vitro Messung radioaktiv markierten Calciums 4.5. Diskussion Bisher bekannte Naturstoffe mit Hinweisen auf Calcium-Kanal-blockierende Aktivität Bisher untersuchte Pflanzenextrakte Bisher untersuchte etherische öle Bisher untersuchte isolierte Naturstoffe Screening verschiedener Drogen und isolierter Verbindungen bezüglich ihrer CaIcium-Kanal-blockierenden Wirksamkeit Hemmung der Kontraktionskraft durch etherische Öle von Petroselini- und Apii fructus Hemmung der Kontraktionskraft durch verschiedene Extrakte aus Petroselini radix, folium und fructus Hemmung der Kontraktionskraft durch die isolierten Phenylpropanverbindungen Apiol, Myristicin und Allyltetramethoxybenzol Quantitative Bestimmung von Apiol in verschiedenen Petersilie-Extrakten Screening isolierter Phenylpropanverbindungen "Bewertungsschlüssel" für die Wirkstärke der Phenylpropanverbindungen und anderer isolierter Naturstoffe Struktur-Wirkungsbeziehung der getesteten Phenylpropane In-vitro Testmodell am isolierten Papillarmuskel des Meerschweinchens Meßprinzip Methodik Experimentelle Parameter Versuchsdurchführung Auswertung Reproduzierbarkeit der Methode Fehlerquellen Indifferente Drogenbegleitstoffe Auswahl von Pflanzen und Pflanzeninhaltsstoffen für das Screening Calcium-Kanal-blockierende Aktivität von Petroselinum crispum, Apium graveolens und isolierten Phenylpropanverbindungen Screening isolierter Pflanzeninhaltsstoffe 4.1. Mono- und Sesquiterpene 4.2. Cumarine 4.3. Naphthochinone 4.4. Knoblauch 4.5. Screening von Verbindungen unterschiedlicher Stoffklassen 5. Veränderung des Aktionspotentials in Meerschweinchen- Herzmuskelzellen durch Naturstoffe Das Aktionspotential Das Aktionspotential der Herzmuskelzelle In-vitro Testmodell zur Aufzeichnung von Aktions-potentials- Veränderungen an Herzmusketzellen des Meerschweinchen - Meßprinzip -Methodik - Versuchsdurchführung - Auswertung - Reproduzierbarkeit der Methode - Fehlerquellen'

4 - Diskussion 5.3. Plumbagin als Beispiel eines Naturstoffs mit möglicher Kalium-Kanal-blockierender Aktivität 96 D. Phytochemische und pharmakologische Untersuchungen von Lomatium dissectum (NUTT.) MATH. & CONST Allgemeine Übersicht 1.1. Systematik 1.2. Botanische Beschreibung 1.3. Volksmedizinische Verwendung 1.4. Bisher bekannte Inhaltsstoffe 2. Eigene Phytochemische Untersuchungen 2.1. Extrakte 2.2. DC-Screening 2.3. HPLC- Fingerprintanalyse HPLC-Analytik lipophiler Verbindungen HPLC-Analytik des Methanol- und Wasser Extraktes 3. Isolierung und Strukturaufklärung 3.1. Isolierung der lipophilen Inhaltsstoffe 3.2. Strukturaufklärung des Cumarins C5 = Columbianetin 3.3. Strukturaufklärung des Cumarins C4= 6 "-Acetyl-p-O-glucosyl-Columbianetin 3.4. Strukturaufklärung der Verbindung P1-9ol-Nonadeca-5Z,7Z-dien-10,12-diin-15on 4. Isolierung weiterer Verbindungen (C1, 2, 3) 4.1. Strukturaufklärung des Cumarins C1 = 6 *-ß-D-Arabinopyranosyl-ß-D-glucosyl- Columbianetin 4.2. Strukturaufklärung des Cumarins C2= Columbianin Strukturaufklärung des Cumarins C3= p-d-glucosyl-columbianetin Pharmakologische Untersuchungen des Lomatium dissectum Extraktes Bisherige pharmakologische Untersuchungen Z. Eigene pharmakologische Untersuchungen Untersuchungen auf Calcium-Kanal-blockierende Eigenschaften von Lomatium dissectum Hemmung der 5-üpoxygenase Aktivität durch Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum Hemmung der Cyclooxygenase Aktivität durch Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum 165 E. Zusammenfassung der Ergebnisse 166 F. Experimenteller Teil Substanzen und Extrakte für pharmakologische Untersuchungen Herkunft des Drogenmaterials, der Extrakte und Reinsubstanzen für das in-vitro Screening In-vitro Testsystem auf Calcium-Kanal-blockierende Wirkung von Naturstoffen In-vitro Testsystem für Naturstoffe mit möglicher Aktionspotentials-veriängernder Wirksamkeit Phytochemische Untersuchungen von Lomatium dissectum (NUTT.) MATH. & CONST Herkunft des Drogenmaterials Chromatographische Arbeitsmethoden Dünnschichtchromatographie Normaldruck-Säulenchromatographie Gaschromatographie 181

5 2.3. Analytische Hochleistungsflüssigchromatographie Semipräparative Hochleistungsflüssigchromatographie Chemische Arbeitsmethoden' Isolierung der Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum Physikalisch-chemische Untersuchungen Weitere pharmakologische Untersuchungen 189 Anhang Literaturverzeichnis 195