Phytochemische Differenzierung zwischen Digitalis lanata und Digitalis purpurea, sowie quantitative Bestimmung des Cardenolidgehaltes

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1 Lars Hartmann / Marcus Zunker Versuche 9 Phytochemische Differenzierung zwischen Digitalis lanata und Digitalis purpurea, sowie quantitative Bestimmung des Cardenolidgehaltes Versuch 13 HPLC Bestimmung der Primär- und Sekundärglykoside von Digitalis purpurea-blättern 1. Drogencharakterisierung: 1.1 Vergleich der verwendeten Digitalisarten: Pflanze (lat.) Digitalis purpurea L. Digitalis lanata EHRH. Pflanze (dt.) Roter Fingerhut Wolliger Fingerhut Familie Scrophulariaceae Scrophulariaceae Vorkommen Morphologischer Hauptunterschied Pflanzenteile die arzneilich verwendet werden Hauptinhaltsstoffe einheimisch, Nord- und Nordwesteuropa violette Blütenblätter getrocknete Laubblätter der einjährigen Pflanze Cardenolid-Glykoside inkl. Purpureaglykosid A Digitoxin, Gitoxin und Gitaloxin Südosteuropa weiß/blassgelbe Blütenblätter getrocknete Laubblätter der zweijährigen Pflanze Cardenolid-Glykoside inkl. Lanatosiden A, B, C Digitoxin und Digoxin 1.2 Weitere Inhaltsstoffe beider Arten: - herzunwirksame Pregnanglykoside - Flavonoide - Steroidsaponine - Phenolglykoside

2 2. Herzglykoside: 2.1 Strukturelle Merkmale (wichtig für Herzwirksamkeit): - Sterangerüst mit folgender Ringverknüpfung o A/B cis o B/C trans o C/D cis - mindestens zwei β-oh-gruppen (charakteristischerweise an C3 und C14) - 17ß-Lactonring o γ Lactonring Cardenolide o δ Lactonring Bufadienolide - charakteristische Desoxyzucker o 6-Desoxy-β-D-allose o β-d-antiarose o α-l-rhamnose o α-l-thevetose o β-d-digitalose o β-d-digitoxose o β-d-cymarose o α-l-oleandrose o β-d-sarmentose

3 2.2 Primar- und Sekundärglykoside Genin ist ein Synonym für Aglykon nicht Zuckeranteil eines Moleküls Glycoside, die sich in ihrer nativen Form in der Pflanze befinden, werden Primärglycoside genannt (mit Glucose am terminalen Ende). Nach Abspaltung dieser endständigen Glucose durch Hydrolyse wird die dabei entstandene Verbindung Sekundärglycosid genannt Beispiele für Primärglykoside

4 2.2.2 Sekundärglykoside

5 3. Biosynthese: Cardenolide und Bufadienolide entstehen beim oxidativen Abbau von Cholesterol oder aus Stigmasterol und β-sitosterol (wissenschaftlich noch nicht genau geklärt). Diese Stoffe entstammen den Sterolstoffwechsel. Nach dem oxidativen Abbau durch das Side-Chaine-Cleavage-Enzyme (Seitenkettenspaltungsenzym) entsteht Pregnenolon, welches durch eine Isomerase in Progesteron umgeformt wird. Eine 5-β-Reduktase wandelt das Molekül in 5-β-Pregnan 3, 20 dion um, und eine NADPH abhängige Oxidoreduktase formt es weiter zu 5-β-Pregnan 3- β-ol-20 on um, somit ist die OH Gruppe an C3 eingeführt. Der Lactonring an C 17 entsteht durch Esterbildung von Pregnan-3β, 14β, 21 triol 20 on und Malonyl-CoA, unter Abspaltung von CoA und Decarboxylierung des Malonylrestes.

6 4. Wirkung und Anwendung: 4.1 Herzglykoside wirken: - positiv inotrop (Verbesserte Kontraktion der Herzmuskulatur) - negativ chronotrop (Herzfrequenz wird verlangsamt) - negativ dromotrop (atrioventrikuläre Überleitung wird gehemmt) 4.2 Pharmakodynamik: Lehre von den Einflüssen der Pharmaka auf den Organismus Durch die Herzglykoside wird Na + -K + -ATPase an der Außenseite der Zellmembran am Herzen gehemmt, wobei in der Zelle der Na + -Gehalt erhöht und der K + -Gehalt gesenkt wird. Durch das Gegenstromtransportsystem von Na + und Ca ++ wird die Ca ++ Aktivität erhöht, was die kontraktilen Proteine stimuliert. 4.3 Pharmakokinetik: Lehre über den Weg des Pharmakons im Organismus (Transformation, Resorption, Elimination) Lipophil Hydrophil gut resorbierbar, schlecht eliminierbar schlecht resorbierbar, gut eliminierbar Therapeutische Verwendung finden nur Herzglycoside, die einen gewissen Grad an Lipophilie aufweisen, damit die Resorbierbarkeit gewährleistet ist. Je höher der Sauerstoffanteil des Aglykons, desto hydrophiler ist die Verbindung, je höher der Anteil an 2,6-Didesoxyzuckern oder deren Methylethern ist, desto lipophiler die Verbindung.

7 5. Weitere Drogen in denen Herzglykoside enthalten sind: - Convallariae herba Maiglöckchenkraut - Adonidis herba Adoniskraut - Strophanthi grati semen Strophanthussamen - Scillae bulbus Meerzwiebel - Hellebori radix Nieswurz - Uzarae radix Uzarawurzel - Oleandri folium Oleanderblätter - Thevetiae semen Thevetiasamen - Apocyni cannabini radix Amerikanische Hanfwurzel - Erysimi herba Schöterichkraut 6. Versuch 9 - Phytochemische Differenzierung zwischen Digitalis lanata und Digitalis purpurea, sowie quantitative Bestimmung des Cardenolidgehaltes 6.1 Fließschema:

8 a) Abtrennung der Gerbstoffe pulverisierte Droge Extrakt + Ethanol 50% + PVP-Lösung 5% *** + Natriummonohydrogenphosphat *** sieden lassen Dichlormathanphase mit Glykosiden Ausschütteln Wasserphase verwerfen + Natriumsulfat (wasserfrei) filtrieren Filtrat Rückstand verwerfen zur Trockne eindampfen in Methanol/Dichlormethan aufnehmen Extrakt für DC b) *** wird weggelassen 6.2 Als Referenzen für die DC dienen: - Gitoxin - Digoxin - Digitoxin - Lanatoside A und C 6.3 Ergebnisse DC: Probe a) Lanatosid A enthält Probe b) Digitoxin enthält Digitalis lanata Digitalis purpurea 6.4 Gehaltsbestimmung von Digitoxin in Digitalis purpurea:

9 mit Gerbstoffen: 0,34% ohne Gerbstoffe: 0,46% 7. Versuch 13 - HPLC Bestimmung der Primär- und Sekundärglykoside von Digitalis purpurea-blättern 7.1 Fließschema:

10 a) Extraktion ohne Hydrolyse **** entfällt b) Extraktion mit Hydrolyse Pulverisierte Droge + Methanol/Wasser + Lanatosid A (interner Standard) 40 C 2 Stunden **** Ultraschalbad 1 Stunde Suspension filtrieren Filtrat Rückstandverwerfen zur Trockne einengen Aufnehmen mit Acetonitril/Wsser Extrakt für C18-Säule C18-Säule (Affinitätschromatographie Elution Fraktion 1 Fraktion 2 Fraktion 3 Kontroll DC entsprechende Faktion einengen mit HPLC-Fließmittel aufnehmen Extrakt für HPLC als Referenzen für die Kontroll-DC dienen Lanatosid A und Digitoxin

11 7.2 HPLC Fliessmittel: Acetonitril/Methanol/Wasser Ergebnisse: hydrolysierte Probe 0,13% unhydrolysierte Probe 0,11% Der Gehalt der hydrolysierten Probe ist höher, da durch Abspaltung der terminalen Glucose Primärglykoside in Sekundärglykoside umgewandelt werden Marcus Zunker & Lars Hartmann