Wirksame Inhaltsstoffe und Akzeptanz von zwei tropischen und zwei einheimischen Arzneipflanzen

Zusammenfassung

Zwei afrikanische Arzneipflanzen (Garcinia kola, Cola nitida) und zwei heimische (Thymus vulgaris, Hypericum perforatum) wurden hinsichtlich ihrer Wirksubstanzen verglichen. Es wurde ein Fragebogen entwickelt, um festzustellen, wie die Akzeptanz von Phytopharmaka außereuropäischer Herkunft in der deutschen Bevölkerung ist. Dabei ergaben sich aus den Erhebungen Unterschiede zwischen 5 verschiedenen Altersgruppen, bei der Art der Applikation (Tee, Öl, Salben, Tabletten, Tropfen) und ebenso bei dem Bezug von verschiedenen Kontinenten.

Summary

Comparison of phytopharmaceutical acceptance of two tropical and two European medicinal plants

Two African medical plants (Garcinia kola, Cola nitida) and two European (Thymus vulgaris, Hypericum perforatum) were compared with regard to their main therapeutic relevant substances. A questionnaire was developed to determine the acceptance of herbal medicinal products in the German population. The study showed differences between 5 age groups with reference to the type of medication (tea, oil, salve, tablets or drops) as well as the frequency of origin from different non-European countries.

Schlüsselwörter

Garcinia kola - Cola nitida - Thymus vulgaris - Hypericum perforatum - Vergleich - Inhaltsstoffe - Akzeptanz

Key words

Garcinia kola - Cola nitida - Thymus vulgaris - Hypericum perforatum - comparison - compounds - acceptance

Die vorliegende Studie hat 3 Schwerpunkte: Zum einen sollen die Inhaltsstoffe und die antibakterielle Wirkung zweier einheimischer und zweier afrikanischer Arzneipflanzen untersucht werden und anschließend in ihrer Effektivität einem synthetischen Präparat gegenübergestellt werden. Der Test erfolgt an Bakterienstämmen.

Im zweiten Abschnitt werden die Anwendungsbereiche der Testpflanzen in der Medizin und in der Volksheilkunde dargestellt und die Ableitung ihrer Wirksamkeit aus den nachgewiesenen Inhaltsstoffen vorgenommen.

Im dritten Teil werden die Ergebnisse einer Datenerhebung vorgestellt. Sie wird durchführt, um festzustellen, inwieweit Heilpflanzen und ihre Extrakte in der Bevölkerung akzeptiert sind. Bei dieser Befragung wird zwischen weiblichen und männlichen Personen unterschieden und es werden 5 Altersgruppen getrennt ausgewertet. Weiterhin wird zwischen den verschiedenen Anwendungsbereichen und der Herkunft der Phytopharmaka aus europäischer oder außereuropäischer Produktion unterschieden.

Testpflanzen und Untersuchungsmethoden

Als einheimische Arzneipflanzen wurden Johanniskraut (Hypericum perforatum L.) und Thymian (Thymus vulgaris L.) gewählt und als außereuropäische Pflanzen die tropischen Arten Garcinia kola Heckel (Abb. 1) und Cola nitida (Vent.) Schott et Endl. (Abb. 2). Die beiden heimischen Arzneipflanzen wurden ausgewählt, da sie nach Art ihrer Inhaltsstoffe und Anwendungsbereiche als Vergleichspflanzen geeignet waren.

Abb. 1: Garcinia kola, aufgeschnittener Samen.

Abb. 2: Cola nitida, aufgeschnittener Samen.

Von den 4 Arten aus 4 Familien werden unterschiedliche Pflanzenteile zur Herstellung der Wirksubstanzen verwendet. Bei Garcinia kola und Cola nitida sind es die Samen bzw. die Kotyledonen, bei Thymus vulgaris die Blätter und bei Hypericum perforatum die Blüten und jungen Blätter.

Zur Testung der antibakteriellen Wirkung dienen die beiden Bakterienstämme Escherichia coli (K12) und Bacillus subtilis. Zum Vergleich wird das chemisch definierte Antibiotikum »Cotrim forte« mit den Wirkstoffen Sulfamethoxazol und Trimethoprim gegenüber gestellt.

Gewinnung der Wirksubstanzen

Die getrockneten Pflanzenteile werden zerkleinert. Bei Thymus vulgaris erfolgt die Extraktion des ätherischen Öles über Wasserdampfdestillation. Hypericum perforatum wird in Wasser bei 70°C extrahiert. Die getrockneten Samen von Garcinia kola und die frischen Samen von Cola nitida werden wie im vorstehenden Beitrag beschrieben ([1]) prozessiert.

Fragebogen

Für die bevölkerungsbezogene Erhebung wurde ein Fragebogen mit 7 Hauptpunkten entwickelt (Abb. 3).

Abb. 3: Erhebungsbogen

Ergebnisse

Inhaltsstoffe

Die Wirksubstanzen der 4 untersuchten Heilpflanzen konnten nicht alle in den eigenen Schul-Laboren bestimmt werden, daher stammen viele Angaben aus dem Labor der Firma Finzelberg in Andernach, wo wir die Extraktionen und Auftrennungen durchgeführt haben. Die Untersuchungsprobleme in der Schule waren v.a. bedingt durch die Einschränkung bei der Verwendung von Lösungsmitteln. In 10 von 10 Versuchen in der Schule wurde die gewünschte Substanzauftrennung mittels DC zunächst nicht erreicht. Eine der Ursachen war die Wahl des Fließmittels Petrolether. Laut Fa. Finzelberg ist Dichlorethan hier als Lösungsmittel geeignet. Für Schülerversuche darf es jedoch aufgrund seiner Toxizität nicht verwendet werden ([2]). Durch die Arbeiten im Labor der Fa. Finzelberg und Angaben aus der Literatur konnten dann die folgenden Inhaltsstoffe definiert werden.

Thymus vulgaris: Ätherisches Öl mit Thymol ([3]), Kaffeesäure, Flavonoide (Apigenin, Hyperosid, Rutosid) (Finzelberg, 2011), Saponine, Gerbstoffe.

Hypericum perforatum: Flavonoide (Hyperosid, Rutosid, Apigenin), Hyperforin, Hypericin (Finzelberg, 2011); Gerbstoffe (Catechin), Xanthone.

Garcinia kola: Polyphenole, Flavonoide (Apigenin, 60%), Tannin, Saponine, Alkaloide ([4]), Xanthone.

Cola nitida: Polyphenole, Flavonoide, Alkaloide (Coffein, Theobromin), Catechin (liegt überwiegend als Coffein-Catechin- Komplex vor und wurde früher Kolanin genannt).

Antibakterielle Wirkungen

Die Einwirkdauer der Testsubstanzen auf Kulturen von Escherichia coli (K 12) und Bacillus subtilis betrug jeweils 24 h. Das synthetische Präparat, das als Kontroll- und Vergleichssubstanz diente, wirkte sowohl bei E. coli als auch bei B. subtilis stark antibakteriell. Thymus vulgaris zeigte ebenfalls eine antibakterielle Wirkung bei beiden Kulturen, Hypericum perforatum nur eine leichte Wirkung auf B. subtilis. Garcinia kola hemmte das Wachstum von B. subtilis. Cola nitida wirkte nicht antibakteriell.

Anwendungsspektrum

Garcinia kola und Cola nitida haben in ihren Ursprungsländern ein breites Anwendungsspektrum (Tab. 1). Verwendet werden i.d.R. die Samen. Daher schien eine Prüfung sinnvoll, ob für die in beiden Pflanzen nachgewiesenen Inhaltsstoffe spezifische Arzneimittelwirkungen aus der Literatur bekannt sind. Dieses konnte durch ausführliche Recherchen bestätigt werden. Damit handelt es sich bei den beiden Tropenpflanzen um Drogen, die potenzielle Phytopharmaka enthalten.

Tab. 1: Anwendungsspektrum von Garcinia kola und Cola nitida in ihren Ursprungsländern.

Garcinia kola	Hauptbestandteile
entzündungshemmend	entzündungshemmend
Unterstützung bei Wundheilung	Migräne
krampflösend bei Koliken	Erbrechen
bei Gelenkbeschwerden	leichte Blutdruckerhöhung
Leber- und Gallenerkrankungen	Husten und Heiserkeit
antibakterielle Wirkung	Unterstützung von Diäten
als »chewing sticks« zur Zahnpflege	wirkt euphorisierend
	in Afrika Ritualdroge aufgrund eines betäubenden Effektes (in Zaubermitteln, Amuletten)

Inhaltsstoffbezogene Wirkungen

Eine Anzahl der für die Wirkungen relevanten Inhaltsstoffe gehören zu der Gruppe der Flavonoide, welche in allen 4 Pflanzen enthalten sind. Diese gehören zu den sekundären Pflanzenstoffen, die ubiquitär verbreitet sind. Ein diskutierter Mechanismus ist eine direkte Wechselwirkung mit der DNA. Durch ihren, den Nukleotiden ähnelnden Aufbau, können die Flavonoide die DNA vor kanzerogenen Stoffen schützen, indem sie sich ohne Beschädigung an diese anlagern und so Bindungsstellen blockieren. Weiterhin sind sie möglicherweise an der Regulation der Apoptose beteiligt, indem sie diese induzieren oder die Expression der Protoonkogene und verschiedene intrazelluläre Signalmoleküle hemmen. Ein weiterer Schutz besteht in ihrer antioxidativen Wirkung, da Flavonoide in der Lage sind, reaktiven Sauerstoff oder reaktive Stickstoffverbindungen abzufangen, indem sie Wasserstoffatome abspalten.

Die Senkung des Risikos, an Herz-Kreislauf- Störungen zu erkranken, beruht auf einer Hemmung der Blutgerinnung, sodass die Stoffe einen positiven Einfluss auf das Thromboserisiko und andere Gefäßkrankheiten besitzen. Sie können Blutgefäße stabilisieren und somit einer Veneninsuffizienz vorbeugen. Außerdem besitzen sie eine Entspannungswirkung auf die glatte Muskulatur, was zur Erweiterung der Koronarien führt. Somit wird das Herz besser durchblutet und mit Sauerstoff versorgt. Einige Flavonoide besitzen antivirale, antimikrobielle und fungizide Eigenschaften. Des Weiteren können sie die Histaminfreisetzung hemmen. Die Flavonoide Hyperosid und Rutosid besitzen eine diuretische Wirkung. Diese beiden Substanzen führen zu einer leichten Steigerung der Herzleistung, sie wirken also positiv inotrop. Beide kommen in Johanniskraut vor. Ein Flavonoid mit krebshemmender Wirkung ist das Apigenin, welches in Garcinia kola und Hypericum perforatum vorkommt. Apigenin zeigt gegenüber bösartigen Tumoren zytostatische Aktivität. Es stoppt den Zellzyklus in der Mitosephase.

In allen 4 Heilpflanzen finden sich Gerbstoffe wie das Tannin oder das Catechin. Sie werden bei Entzündungen der Haut oder Schleimhaut sowie bei Diarrhö eingesetzt. Ihre Anwendung beruht darauf, dass sie Eiweißstrukturen an sich binden, sie verändern und sogar denaturieren können und somit eine adstringierende, also zusammenziehende Wirkung besitzen. Äußerlich angewendet vermindern sie das Austreten von Flüssigkeit aus der Haut, beispielsweise bei Wunden. Innerlich verhindern Gerbstoffe bei einer Erkrankung des Magen-Darm-Traktes das Eindringen von Wasser in den Darm, weil sie die Oberfläche verdichten und einen Schutzfilm bilden. Sie bauen in der Pflanze eine Schutzbarriere gegen Schadstoffe wie Mikroorganismen auf, wirken also antibakteriell ([3]). Catechine können in bestimmten Konzentrationen das Anheften und das Wachstum von Erregern bei einer Zahnfleischentzündung hemmen, was den Einsatz von Garcinia kola als natürliche Zahnhygiene erklärt.

Zu den sekundären Pflanzenstoffen gehören auch die Saponine. Sie sind sowohl in Thymus vulgaris als auch in Garcinia kola enthalten. Charakteristisch ist ihr sehr bitterer Geschmack, der seifenartige Aufbau und ihre Oberflächenaktivität, die auch den Einsatz der beiden Pflanzen als schleimlösendes Mittel bei Husten begründet, da Saponine die Oberflächenspannung herabsetzen können. Des Weiteren können sie Wechselwirkungen mit der Zellwand eingehen. So bilden Saponine Komplexe innerhalb der Zellmembran bei Pilzen, sofern diese Sterine enthalten, und wirken somit wachstumshemmend, da die Pilze von eindringender Flüssigkeit zerstört werden. Untersuchungen zeigen, dass Menschen in Großbritannien im Durchschnitt 15 mg täglich an Saponinen zu sich nehmen, wohingegen traditionell lebende asiatische und afrikanische Menschen etwa 110-120 mg verzehren ([3]).

Die Wirkung der Xanthone, die in Garcinia kola und in Hypericum perforatum vorkommen, beruht auf ihrer antioxidativen Eigenschaft, sodass sie einen Effekt auf die Herzgefäße, aber auch auf Krankheiten wie Diabetes oder Arthritis besitzen. Freie Radikale sind zellschädigend und rufen z.B. eine Zellalterung hervor. Die Wirkung der Xanthone ist 100-fach stärker als die von Vitamin C und sie sind leistungsfähiger als jedes andere natürliche Antioxidans. Man bezeichnet sie daher auch als Superantioxidantien. Die reichhaltigste Quelle an Xanthonen ist Garcinia mangostana, in der man bis zu 40 der über 200 vorkommenden Xanthone nachgewiesen hat. Xanthone sollen auch einen positiven Effekt auf die Psyche haben.

Das Thymol im ätherischen Öl von Thymus vulgaris wird auch als Bekämpfungsmittel gegen die Varroamilbe, einen Parasiten bei Bienen, eingesetzt. Auch Garcinia kola hat eine antiparasitische Wirkung.

Phenolsäuren, zu denen die Chlorogenund die Kaffeesäure zählen, welche bei Cola nitida nachgewiesen worden sind, unterdrücken die Bildung von Nitrosaminen. Verschiedene Phenolsäuren hemmen das Wachstum gramnegativer Bakterien, welche im Gegensatz zu grampositiven Bakterien nur eine dünne, einschichtige Mureinhülle besitzen.

Vergleich der vier Heilpflanzen

Die eigenen Untersuchungen haben ergeben, dass die tropischen Arzneipflanzen Garcinia kola und Cola nitida wenig spezifische Übereinstimmungen bei den Inhaltsstoffen mit den beiden einheimischen Arten Hypericum perforatum und Thymus vulgaris aufweisen (Tab. 2). Generell enthalten sie alle Stoffe, die antibakterielle, antivirale und krebshemmende Eigenschaften haben. So wird Garcinia kola ebenso wie Thymus vulgaris bei Atemwegserkrankungen eingesetzt sowie bei Diarrhö und bei Parasitenbefall. Hypericum perforatum zeigt eine positive Auswirkung auf die Psyche und auch die beiden tropischen Arzneipflanzen werden als Stimulantien genutz.

Tab. 2: Therapeutisch wirksame Inhaltsstoffe bei den 4 untersuchten Arzneipflanzen.

Inhaltsstoffe mit pharmakologischer Wirkung	Garcinia kola	Cola nitida	Thymus vulgaris	Hypericum perforatum
Flavonoide Hyperosid Rutosid Apigenin	+ +	+	+ +	+ + + +
Gerbstoffe Tannine Catechin	+ + +	+ +	+	+ +
Saponine	+		+
Hypericin				+
Xanthone	+		+	+
Phenolsäuren Chlorogensäure Kaffeesäure	+ +	+ + +	+ +
Alkaloide Coffein Theobromin	+	+ + +

Erhebungen zur Akzeptanz von Phytopharmaka

Die Dokumentation der Daten wurde mithilfe eines Fragebogens durchgeführt, der zuvor in einem Probeversuch getestet worden war (Abb. 3). Insgesamt wurden Daten von 163 Personen erhoben, die alle aus Eschweiler stammen. Die Einwohnerzahl von Eschweiler beträgt 55505 (31.12.2010), es handelt sich somit eher um eine Kleinstadt, jedoch mit enger Anbindung an die Großstadt Aachen, aber auch nach Köln und Düsseldorf. Die Bevölkerung ist damit nicht großstädtisch, jedoch sehr flexibel und daher können auch bei der nicht sehr großen Untersuchungsgruppe aussagekräftige Resultate erwartet werden. Die befragten Personen (50% weiblich) wurden unabhängig vom Geschlecht in 5 Altersklassen eingeteilt, da Vorversuche keine geschlechtsspezifischen Unterschiede ergeben hatten. Der Grund für diese Untergliederung war, dass in unterschiedlichem Alter ein anderes Verhalten gegenüber der Verwendung von Phytopharmaka möglich erschien. Es ergaben sich jedoch geringere Unterschiede als erwartet.

Bis zum Alter von 65 Jahren verwendeten fast alle Testpersonen Phytopharmaka. Bei höherem Alter waren es etwas weniger (77%). Vergleicht man die Darreichungsformen Tee, Öle/Salben und Tropfen/Tabletten, so werden die ersten beiden etwa gleich häufig verwendet, die letzteren etwas seltener (35 bzw. 39% vs. 26%. In den 5 Altersgruppen zeigen sich dabei deutliche Unterschiede: Tees werden bis zum Alter von 35 Jahren nur etwa von der Hälfte der Personen verwendet, ab 35 Jahren jedoch zu über 80%, Öle und Salben zeigen die gleiche Tendenz: Bis 50 Jahre liegt ihr Anteil zwischen 70 und 75%, danach steigt er auf bis zu 90% (Abb. 4). Tropfen und Tabletten zeigen in unserer Stichprobe eine im Alter eher abnehmende Häufigkeit der Verwendung (auf 25%).

Abb. 4: Häufigkeit der Verwendung von Phytopharmaka in Abhängigkeit von Alter und Darreichungsform.

Durch Veröffentlichungen in der Presse und Beiträge im Fernsehen besteht eine zunehmende Tendenz, ungewöhnliche Arzneimittel im Ausland bei Reisen zu erwerben. In der eigenen Testgruppe taten das jedoch nur 12%. Deutlich waren hier die Altersunterschiede: Unter-20-Jährige hatten noch keine Phytopharmaka im außereuropäischen Ausland gekauft. Mit zunehmendem Alter ergaben sich aufgrund der kleinen Stichprobe keine auffälligen Unterschiede (Abb. 5). Das Gleiche gilt für die Darreichungsformen der ausländischen Präparate (Abb. 6). Es scheinen jedoch Tees am häufigsten gekauft zu werden, gefolgt von Ölen oder Salben und Tropfen oder Tabletten (48:33:19%). Auch für die Herkunft der ausländischen Präparate liegen daher keine großen Zahlen vor: Südamerika, Afrika und Südostasien werden etwa gleich häufig genannt, Ostasien etwas seltener (Abb. 7).

Abb. 5: Häufigkeit des Erwerbs von Phytopharmaka in außereuropäischen Ländern, bezogen auf die verschiedenen Altersgruppen.

Abb. 6: Anwendungsformen außereuropäischer Phytopharmaka in verschiedenen Altersgruppen (tendenzielle Aussage aufgrund der geringen Anzahl der Befragten).

Abb. 7: Herkunft der in außereuropäischen Ländern erworbenen Phytopharmaka bei verschiedenen Altersgruppen (Mehrfachnennung möglich) (tendenzielle Aussage aufgrund der geringen Anzahl der Befragten).

Diskussion

Die eigene Datenerhebung hat interessante Angaben zum Konsumverhalten der Bevölkerung bei Phytopharmaka ergeben. Es zeigen sich altersspezifische Besonderheiten, Unterschiede in der Wahl der Präparateformen (Tee, Öl/Salbe, Tropfen/Tabletten) und Hinweise auf die Häufigkeit des Kaufs von Phytopharmaka in außereuropäischen Ländern. Auch zeigte die Umfrage, dass zumindest zwei der befragten Altersgruppen bereit wären, pflanzliche Arzneimittel im außereuropäischen Ausland zu erwerben. Die Antworten der Unter-20-Jährigen sind hierbei natürlich nur bedingt auswertbar da ihnen meist die finanziellen Mittel fehlen, derartige Reisen zu unternehmen. Dennoch scheint ein Grundinteresse für außereuropäische Phytopharmaka zu bestehen, obwohl andererseits viele der Befragten gegenüber ausländischen Medikamenten und gerade gegenüber traditionellen Phytopräparaten zurückhaltend sind, da sie mögliche Nebenwirkungen befürchteten.

Viele der Befragten wussten nicht, bei welchen der von ihnen verwendeten Medikamente es sich um Phytopharmaka handelt, da ihnen der Begriff als solcher nicht geläufig war und sie zu den pflanzlichen Arzneimitteln auch Homöopathika zählten.

Zur den verschiedenen Anwendungsformen lässt sich sagen, dass die ausgeprägte Verwendung von Tees in den älteren Gruppen damit zu erklären sein könnte, dass gerade ältere Personen dazu neigen, schwächere klinische Symptome mit leicht zugänglichen Tees aus heimischen Pflanzen zu behandeln. So wurde im Gespräch v.a. die Behandlung von Magenleiden mit Kamillentee erwähnt. Auch Präparate zur äußerlichen Anwendung wie Salben und Öle sind weitverbreitet. Sie fänden, so die Befragten, v.a. bei leichten Muskel- oder Gelenkbeschwerden Verwendung. Bei schwereren Erkrankungen vertraute der Großteil der Befragten nach wie vor auf synthetische Medikamente.

Fazit

Ursprünglich war lediglich geplant, Garcinia kola mit 2 einheimischen Heilpflanzen im Hinblick auf die antibakterielle Wirkung sowie auf die charakteristischen Inhaltsstoffe zu vergleichen. Da die eingesandten Proben allerdings von 2 verschiedenen Pflanzen, Garcinia kola und Cola nitida, stammten, wurde auch Cola nitida mit in den Vergleich eingebunden. Durch die Analyse der Inhaltstoffe wurden die Heilpflanzen nicht nur näher charakterisiert, sondern es konnten auch wesentliche Unterschiede gesichert werden. Des Weiteren wurde untersucht, welche Funktion die einzelnen Inhaltsstoffe im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungsgebiete der Pflanzen erfüllen. Durch den Vergleich mit anderen anerkannten Phytopharmaka lässt sich der Stellenwert von Garcinia kola und auch Cola nitida für die Pharmakologie besser bewerten.

Bei den Substanzextraktionen und der Bestimmung der Inhaltsstoffe erlebten wir große Schwierigkeiten, da nicht alle Versuche in der Schule durchführbar waren. Durch die Hilfe der Firma Finzelberg in Andernach bot sich uns die Gelegenheit, ein modernes pharmazeutisches Labor kennenzulernen. Zudem half uns das Institut für Mikrobiologie der Universität Bonn mit der Lieferung der Bakterien-Stämme für die Versuche zur antibakteriellen Wirkung der Testsubstanzen. Hierbei war es besonders wichtig für uns zu lernen, wie man steril arbeitet.

Wir entwickelten einen Fragebogen, der alles berücksichtigt, was uns bei der Untersuchung der Testpflanzen wichtig erschienen war. Die befragten Personen arbeiteten sehr gewissenhaft mit und gaben teilweise noch zusätzliche sehr persönliche Erfahrungsberichte. Gerade diese machten das Arbeiten besonders spannend.

Insgesamt waren die Untersuchungen mit vielen Anregungen verbunden und uns wurde sowohl das pharmazeutische Arbeiten als auch das wissenschaftliche Auswerten von Ergebnissen nähergebracht.

Online

http://dx.doi.org/10.1055/s-0032-1331490

Dr. Barbara Busert

Bischöfliche Liebfrauenschule Eschweiler
Liebfrauenstr. 30
52249 Eschweiler

[e-mail]

• Literatur

• 1 Schoiff R, Ziemons S, Kryschewski I et al. Die tropische Spezies Garcinia kola. Morphologische Merkmale, wirksame Inhaltsstoffe und Abgrenzung zu Cola nitida.. Z Phytother 2013; 34: 56-60
• 2 Gottwald W, Puff W. Physikalisch-chemisches Praktikum. Bd. 4 Weinheim: VCH; 1990
• 3 Wagner H, Wiesenauer M. Phytotherapie: Phytopharmaka und pflanzliche Homöopathika. Stuttgart, Jena, New York: G. Fischer; 1995
• 4 Alinnor IJ. Preliminary phytochemical and antibacterial activity screening of seeds of Garcinia kola . Journal of Chemical Society of Nigeria 2007; 32: 41-47