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
; 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 4 3.1. Charakterisierung wichtiger lonenkanäle 4 3.1.1. Schematische Darstellung spannungsabhängiger lonenkanäle 4 3.1.2. Natrium-Kanäle 5 3.1.3. Kalium-Kanäle 6 3.1.4. Calcium-Kanäle 6 L-Calcium-Kanäle N-Calcium-Kanäle P-Calcium-Kanäle T-calcium-Kanäle 3.2. Regulation der Muskelkontraktion 9 3.2.1. Regulation der Herzmuskelkontraktion 10 3.2.2. Regulation der Muskelkontraktion in der glatten Muskulatur 12 3.3. 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 16 4.1. In-vitro Testmodell am isolierten Papillarmuskel des Meerschweinchens - 16
5. C. 4.2. 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 5.1. 5.2. 5.3. 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 17 18 20 20 21 21 22 22 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 317. 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 40 42 43 50 52 56 57 3. 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 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 31 33 36 36 37 38 39 39 40 4. 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 5.1. 5.1.1. 5.2. 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' 60 60 66 74 83 87 90 90 91 93
- 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. 98 1. 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 2.3.1. HPLC-Analytik lipophiler Verbindungen 2.3.2. 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 98 98 99 100 101 107 107 110 113 113 116 121 127 135 137 146 4.3. Strukturaufklärung des Cumarins C3= p-d-glucosyl-columbianetin 154 5. Pharmakologische Untersuchungen des Lomatium dissectum Extraktes 160 5.1. Bisherige pharmakologische Untersuchungen 160 5.Z. Eigene pharmakologische Untersuchungen 161 5.2.1. Untersuchungen auf Calcium-Kanal-blockierende Eigenschaften von Lomatium dissectum 161 5.2.2. Hemmung der 5-üpoxygenase Aktivität durch Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum 163 5.2.3. Hemmung der Cyclooxygenase Aktivität durch Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum 165 E. Zusammenfassung der Ergebnisse 166 F. Experimenteller Teil 170 1. Substanzen und Extrakte für pharmakologische Untersuchungen 170 1.1. Herkunft des Drogenmaterials, der Extrakte und Reinsubstanzen für das in-vitro Screening 170 1.2. In-vitro Testsystem auf Calcium-Kanal-blockierende Wirkung von Naturstoffen 173 1.3. In-vitro Testsystem für Naturstoffe mit möglicher Aktionspotentials-veriängernder Wirksamkeit 175 2. Phytochemische Untersuchungen von Lomatium dissectum (NUTT.) MATH. & CONST. 177 2.1. Herkunft des Drogenmaterials 177 2.2. Chromatographische Arbeitsmethoden 177 2.2.1. Dünnschichtchromatographie 177 2.2.2. Normaldruck-Säulenchromatographie 179 2.2.3. Gaschromatographie 181
2.3. Analytische Hochleistungsflüssigchromatographie 182 2.4. Semipräparative Hochleistungsflüssigchromatographie 183 3. Chemische Arbeitsmethoden' 184 4. Isolierung der Inhaltsstoffe von Lomatium dissectum 185 5. Physikalisch-chemische Untersuchungen. 187 6. Weitere pharmakologische Untersuchungen 189 Anhang 1 190 Literaturverzeichnis 195