Subscribe to RSS
DOI: 10.1055/s-2008-1064945
© Sonntag Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG
Cumarine
Differenzierte Risikobetrachtung mit dem Beispiel eines pflanzlichen ArzneimittelsPublication History
Publication Date:
18 June 2008 (online)

Zusammenfassung
In letzter Zeit wird gehäuft über Risiken von Nahrungsinhaltsstoffen und pflanzlichen Arzneimitteln in Verbindung mit deren Gehalt an Cumarinen berichtet. Ziel dieses Reviews ist es deshalb, zunächst eine Übersicht zur Biochemie, Pharmakologie und Toxikologie dieser Stoffgruppe zu geben. Abhängig vom Substitutionsmuster bestehen zwischen den zahlreichen Cumarinderivaten große Unterschiede in den physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften. Deutliche Abweichungen existieren außerdem hinsichtlich der Metabolisierung von Cumarin bei verschiedenen Tierspezies und beim Menschen. Auf der Basis dieser Besonderheiten wird eine differenzierte Bewertung am Beispiel eines pflanzlichen Arzneimittels vorgenommen, des Spezialextraktes EPs® 7630 aus Pelargonium sidoides, für den in umfassenden Toxizitätsstudien bei Ratte und Hund NOEL von mehr als 750 mg/kg ermittelt wurden. Bei der bestimmungsgemäßen Anwendung von 3 × 30 Tropfen beträgt die tägliche Aufnahme des Spezialextraktes etwa 60 mg. Dies entspricht bei einem Erwachsenen (60 kg KG) einer Aufnahme von 1 mg/kg und bei einem Kind mit 15 kg KG von 4 mg/kg. Basierend auf den vorliegenden toxikologischen Daten errechnet sich daraus ein mehrere 100-facher Sicherheitsfaktor. Da der Extrakt ausschließlich 7-Hydroxycumarinderivate enthält, fanden sich insbesondere keinerlei Hinweise auf ein hepatotoxisches Potenzial. Außerdem konnte experimentell ein Einfluss auf die plasmatische Gerinnung ebenso ausgeschlossen werden, wie eine mögliche pharmakokinetische oder pharmakodynamische Wechselwirkung mit Warfarin.
Summary
Coumarins. A differentiated risk assessment using a herbal medicinal product as an example
In the recent past, a number of reports have been published discussing the risks of food supplements and herbal medicinal products in connection with their content of coumarin. It is the aim of the present review to give a general overview on the biochemistry, pharmacology, and toxicology of this group of compounds. Dependent on the substitution pattern large differences exist in the physicochemical and biological characteristics between the numerous coumarin derivatives. In particularly, a marked distinction exists between different animal species and humans with respect to the metabolism of coumarin. Based on these particularities a differentiated risk evaluation is necessary. This will be discussed using as an example the special herbal extract EPs® 7630 (contained in Umckaloabo® for the treatment of acute bronchitis) which is prepared from the roots of Pelargonium sidoides. Toxicological studies in rats and dogs revealed a NOEL >750 mg/kg body weight. Applying the recommended dose of 3 × 30 drops, the daily intake of the extract amounts to 60 mg which is equivalent to a dosage of 1 mg/kg in an adult with a body-weight of 60 kg or 4 mg/kg in child with a body weight of 15 kg, respectively. Thus, a safety factor of more than 100-fold can be calculated. As EPs® 7630 exclusively contains 7-hydroxycoumarin derivatives no evidence for hepatotoxicity was obtained. Likewise, in animal experiments an influence on plasma coagulation as well as a possible pharmacokinetic or pharmacodynamic interaction with warfarin could be excluded.
Schlüsselwörter
Cumarine - Toxikologie - Leber - Pelargonium sidoides - EPs® 7630 - Risikobewertung
Key words
Coumarins - toxicology - liver - Pelargonium sidoides - EPs® 7630 - risk evaluation - review
Literatur
- 1
Musch E, Chrissafidou A, Malek M.
Akute Hepatitis durch Kava-Kava und Johanniskraut: immun-vermittelter Mechanismus?.
Dtsch Med Wochenschr.
2006;
131
1214-1217
Reference Ris Wihthout Link
- 2
Loew D, Teschke R, Siegers CP, Droege H.
Leserbriefe zu (1) mit Erwiderung.
Dtsch Med Wochenschr.
2006;
131
1880-1883
Reference Ris Wihthout Link
- 3
Teschke R, Hennermann KH, Schwarzenböck A.
Arzneimittelbedingte Hepatotoxizität: Diagnostische Hilfe durch Bewertungsskala.
Dtsch Ärztebl.
2006;
103
A2311-A2318
Reference Ris Wihthout Link
- 4
Hänsel R, Sticher O.
Pharmakognosie - Phytopharmazie.
Berlin: Springer.
2004;
Kap. 7.3
744-890
Reference Ris Wihthout Link
- 5
Abraham K.
Zimt und Cumarin: Eine Klarstellung aus wissenschaftlich-behördlicher Sicht.
Dtsch. Lebensmittel-Rundschau.
2007;
10
480-487
Reference Ris Wihthout Link
- 6 Classen HG.
Lebensmitteltoxikologie . In: Marquart H, Schäfer SG (Hrsg.) Lehrbuch der Toxikologie. Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich; Wissenschaftliche Verlagsges 1994Reference Ris Wihthout Link - 7
Cinnamomum . In: Hänsel R, Keller K, Rimpler H, Schneider G (Hrsg.) Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. Band 4: Drogen A-D. Berlin, Heidelberg; Springer 1992: 884-910Reference Ris Wihthout Link - 8
Schneider G.
Arzneidrogen.
Mannheim: BI-Wissenschaftsverlag.
1990;
Kap. 21
168-170
Reference Ris Wihthout Link
- 9
Lake BG.
Coumarin metabolism, toxicity and carcinogenicity: relevance for human risk assessment.
Food Chem Toxicol.
1999;
37
423-453
Reference Ris Wihthout Link
- 10
Booth NL, Nikolic D, van Breemen RB, et al..
Confusion regarding anticoagulant coumarins in dietary supplements.
Clin Pharmacol Ther.
2004;
76
511-516
Reference Ris Wihthout Link
- 11
Kostova I.
Synthetic and natural coumarins as cytotoxic agents.
Curr Med Chem Anticancer Agents.
2005;
5
29-46
Reference Ris Wihthout Link
- 12
Naser-Hijazi B, Gallenkemper G , Rieckemann B, Vanscheidt W.
Cumarin übt im Gegensatz zu Cumarinderivaten keinen Einfluss auf die Prothrombinzeit
aus.
Phlebologie.
2003;
1
17-22
Reference Ris Wihthout Link
- 13 Loew D.
Thrombembolie . In: Rietbrock N, Staib H, Loew D (Hrsg.) Klinische Pharmakologie. 4. Aufl. Darmstadt; Steinkopff 2001: 228-243Reference Ris Wihthout Link - 14 Suttie JW, Olson RE. Vitamin K. Present knowledge in Nutrition. 5. Ed. Washington D.C.; The Nutrition Foundation Inc. 1984: 241-259
Reference Ris Wihthout Link
- 15 Piertzik K, Golly I, Loew D. Handbuch Vitamine. München; Urban & Fischer bei Elsevier 2008
Reference Ris Wihthout Link
- 16 Majerus PW, Tollefsen DM.
Anticoagulants, thrombolytics, and antiplatelet drugs. In: Hardman JG, Limbird LE, Gilman AG (Eds.) The Pharmacological Basis of Therapeutics. 10. Ed. New York McGraw-Hill; 2001: 1519-1538Reference Ris Wihthout Link - 17 Scientific Committee on Food .Opinion on Coumarin of 16. December 1994, ANNEX 1 to EFSA. European Commission
Reference Ris Wihthout Link
- 18
Cohen AJ.
Critical review on the toxicology of coumarin with special reference to interspecies
differences in metabolism and hepatotoxic response and their significance to man.
Food Cosmet Toxicol.
1979;
17
277-289
Reference Ris Wihthout Link
- 19 US Department of Health and Human Services .National Toxicology Program 1992a. Draft Technical Report TR 422. NIH Research Triangle Park, NC; 1992 NIH-Publication: No 92-3153
Reference Ris Wihthout Link
- 20
Adam BS, Pentz R, Siegers CP, et al..
Troxerutin protects isolated rat liver from a possible lipid peroxidation by coumarin.
Phytomedicine.
2005;
12
52-61
Reference Ris Wihthout Link
- 21
Pulsford AH, Heyword R, Street AE, Majeed SK.
Toxicity of venalot (a mixture of coumarin and troxetin) in the baboon.
Toxicol Letters.
1983;
15
167-174
Reference Ris Wihthout Link
- 22 Scientific Committee on Food .Opinion on Coumarin, expressed on 22/9/999, ANNEX 2 to EFSA. European Commission 1999
Reference Ris Wihthout Link
- 23
Coumarin .
Question number EFSA-Q-2003-118.
The EFSA Journal.
2004;
104
1-36
Reference Ris Wihthout Link
- 24
Beamand JA.
Lack of effect of coumarin on unscheduled DNA synthesis in precision-cut human liver
slices.
Food Chem Toxicol.
1998;
36
647-653
Reference Ris Wihthout Link
- 25
Sasaki Yu F, Imanishi H, Ohta T, Shirasu Y.
Effects of antimutagenic flavourings on SCEs induced by chemical mutagens in cultured
Chinese hamster cells.
Mutat Res.
1987;
189
313-318
Reference Ris Wihthout Link
- 26
Lake BG, Beamand JA, Wield PT, Price RJ.
Use of precision-cut liver slices to evaluate species differences in 2-actylaminofluorene
induced unscheduled DNA synthesis.
Tox Appl Pharm.
1996;
138
231-241
Reference Ris Wihthout Link
- 27
Felter SP, Vassallo JB, Carlton BD, Daston GP.
A safety assessment of coumarin taking into account species-specificity of toxicokinetics.
Food Chem Toxicol.
2006;
44
462-475
Reference Ris Wihthout Link
- 28
Cox D, O’Kennedy R, Thornes RD.
The rarity of liver toxicity in patients treated with coumarin (1,2-benzopyrone).
Human Toxicol.
1989;
8
501-506
Reference Ris Wihthout Link
- 29 Kuntz E, Kuntz HD. Praktische Hepatologie. Leipzig; Barth 1998
Reference Ris Wihthout Link
- 30 Bundesgesundheitsamt .Lebertoxische Wirkungen von Cumarinen. Arzneimittel Schnellinformationen des BGA Pharm
In. IV/92
56
1994
Reference Ris Wihthout Link
- 31
ClinicalTrials.gov .
4-Methylumbelliferone as a Treatment for Chronic HBV/HCV (Heparvit®).
Reference Ris Wihthout Link
- 32
Ritschel WA, Grummich KW, Kaul S, Hardt TJ.
Biopharmaceutical parameters of coumarin and 7-hydoxycoumarin.
Pharm Ind.
1981;
43
271-276
Reference Ris Wihthout Link
- 33
Kaighen M, Williams RT.
The metabolism of 3-14C coumarin.
J Med Pharm Chem.
1961;
3
25
Reference Ris Wihthout Link
- 34
Waller AR, Chasseaud LF.
The metabolic fate of 14C-coumarin in baboons.
Food Cosmet Toxicol.
1981;
19
1-6
Reference Ris Wihthout Link
- 35
Ritschel WA, Denson DD, Grummich KW.
Pharmacokinetics of coumarin and 7-hydroxycoumarin in the rhesus monkey after intravenous
and peroral administration.
Arzneim Forsch/Drug Res.
1988;
38
1619-1623
Reference Ris Wihthout Link
- 36
Ritschel WA, Gummrich KW.
Pharmacokinetics of coumarin and 7-hydroxycoumarin upon i.v. and p.o. administration
in the euthyroid and hypothyroid beagle dog.
Arzneim Forsch/Drug Res.
1981;
31
643-649
Reference Ris Wihthout Link
- 37
Ritschel WA, Brady ME, Tan HS, et al..
Pharmacokinetics of coumarin and its 7-hydroxy-metabolites upon intravenous and peroral
administration of coumarin in man.
Eur J Clin Pharmacol.
1977;
12
457-461
Reference Ris Wihthout Link
- 38
Ritschel WA, Brady ME, Tan HS.
First-pass effect of coumarin.
Int J Clin Pharmacol Biopharm.
1979;
17
9-103
Reference Ris Wihthout Link
- 39
Shilling WH, Crampton RF, Longland RC.
Metabolism of coumarin in man.
Nature.
1969;
221
664-665
Reference Ris Wihthout Link
- 40
Sharifi S, Lotterer E, Michaelis HC, Bircher J.
Pharmacokinetics of coumarin and is metabolites. Preliminary results in three healthy
volunteers.
J Irish Colleg Physicians Surgeons.
1993;
22
29-32
Reference Ris Wihthout Link
- 41 Sharifi S. Pharmakokinetische Untersuchungen von Cumarin und seiner Metaboliten nach oraler und
intravenöser Applikation bei gesunden Probanden [Dissertation]. Göttingen; Georg-August Universität 1990
Reference Ris Wihthout Link
- 42 Born SL, Lehman-McKeeman LD. In vitro rates of coumarin 3,4-epoxidation are not predictive of species differences
in hepatotoxicity [Abstract]. SOT Annual Meeting 1998
Reference Ris Wihthout Link
- 43 Born SL, Hu JK, Lehman-McKeeman LD. o-hydroxyphenylaceticaldehyde (O-HPA) is a hepatotoxic metabolite of coumarin [Abstract]. SOT Annual Meeting 1998
Reference Ris Wihthout Link
- 44
Fernandez-Salguero P, Hoffman SM, Cholerton S, et al..
A genetic polymorphism in coumarin 7-hydroxylation: Sequence of the human CPYP2A genes
and identification of variant CYP2A6 alleles.
Am J Hum Genet.
1995;
57
651-660
Reference Ris Wihthout Link
- 45
Hadidi H, Irsbaid Y, Vagbe CB, et al..
Variability of coumarin 7- and 3-hydroxylation in a Jordanian population is suggestive
of a functional polymorphism in cytochrome P450 of CYP2A6.
Eur J Clin Pharmacol.
1998;
54
437-441
Reference Ris Wihthout Link
- 46
Fentem JH, Fry JR, Whiting DA.
o-Hydroxyphenylacetaldehyde: a major and novel metabolite of coumarin formed by rat,
gerbil and human liver microsomes.
Biochem Biophys Res Comm.
1991;
179
197-203
Reference Ris Wihthout Link
- 47
Fentem JH, Fry JR.
Metabolism of coumarin by rat, gerbil and human liver microsomes.
Xenobiotica.
1992;
22
357-367
Reference Ris Wihthout Link
- 48
EEC .
Council Directive on the approximation of the laws of the Member States relating to
flavourings for use in foodstuffs and to source materials for their production (88/388/EEC).
Official Journal of the European Communities.
L184
1988;
61-67
Reference Ris Wihthout Link
- 49 Marshall M, Loew D. Venenerkrankungen. Berlin, Heidelberg, New York; Springer 2003
Reference Ris Wihthout Link
- 50 Bundesinstitut für Risikobewertung .Verbraucher, die viel Zimt verzehren, sind derzeit zu hoch mit Cumarin belastet. Gesundheitliche Bewertung des BfR
043
2006
Reference Ris Wihthout Link
- 51 Bundesinstitut für Risikobewertung .Hohe tägliche Aufnahmemengen von Zimt: Gesundheitsrisiko kann nicht ausgeschlossen
werden. Gesundheitliche Bewertung des BfR
044
2006
Reference Ris Wihthout Link
- 52
Kayser O, Kolodziej H.
Highly oxygenated coumarins form Pelargonium sidoides
.
Phytochemistry.
1995;
39
1181-1185
Reference Ris Wihthout Link
- 53
Latté KP, Kayser O, Tan N, Kaloga M, Kolodziej H.
Unusual coumarin pattern of Pelargonium species forming the origin of the traditional herbal medicine Umckaloabo®
.
Z Naturforsch.
2000;
55c
528-533
Reference Ris Wihthout Link
- 54
Kolodziej H.
Fascinating metabolic pools of Pelargonium sidoides and Pelargonium reniforme, traditional and phytomedicinal sources of the herbal medicine Umckaloabo®
.
Phytomedicine.
2007;
14(Suppl 6)
9-17
Reference Ris Wihthout Link
- 55
Koch E, Biber A.
Treatment of rats with the Pelargonium sidoides extract EPs® 7630 has no effect on blood coagulation parameters or on the pharmacokinetics of
warfarin.
Phytomedicine.
2007;
14(Suppl 6)
40-45
Reference Ris Wihthout Link
Prof. Dr. med. dent. Dr. med. Dieter Loew
Am Allersberg 7
65191 Wiesbaden
Dr. Egon Koch
Präklinische Forschung
Dr. Willmar Schwabe Arzneimittel
Willmar-Schwabe-Straße 4
76227 Karlsruhe