Cumarine

Cumarine leiten sich von den Phenolsäuren ab und finden sich häufig in Pflanzen der Familien der Dolden- und Rautengewächse. Die Stammverbindung ist das Cumarin (1-H-1-Benzopyran-2-on), das erst beim Welkprozess enzymatisch gebildet wird und z.B. das typische Aroma des Waldmeisters ausmacht. Häufig sind sie mit dem ätherischen Öl der Pflanze vergesellschaftet.

Mittlerweile sind etwa 500 verschiedene Cumarine bekannt. Toxikologisch bedeutungsvoll sind das durch Fäulnisprozesse z.B. in angeschimmelten Kleeheu entstehende Dicumarol, das zu hämorrhagischen Erkrankungen von Weidevieh führen kann (sweet glover desease) und die als stark leberkanzerogenen Aflatoxine in Schimmelpilzen, die aus Polyketiden gebildet werden.
Synthetisch hergestellte 4-Hydroxy-Cumarinderivate werden in der Medizin als orale Antikoagulantien verwendet.

Einteilung

Cumarinderivate

Das Grundgerüst der Cumarine bildet das Cumarin, das sich beim Welkprozess aus frischen Pflanzenteilen aus Melitosid, einem Glucosid der 2-Hydroxy-Zimtsäure unter Isomerisierung zur Cumarinsäure bildet.

Cumarin
Cumarin

Dicumarol

Dicumarol ist ein dimeres Derivat von Cumarin und wird durch Fäulnisprozesse cumarinhaltiger Pflanzenteile wie z.B. Klee gebildet. Es wirkt antagonistisch zu Vitamin K und hemmt so die Bildung von Gerinnungsfaktoren in der Leber.

Hxdroxycumarinderivate

Umbelliferon
Umbelliferon

Natürlich vorkommende Cumarin-Derivate haben als Grundstruktur das Umbelliferon (7-Hydroxycumarin), das aus 4-Hydroxy-Zimtsäuren gebildet wird.

Name Chemische Bezeichnung
Herniarin 7-Methoxycumarin
Aesculetin 6,7-Dihydroxycumarin
Aesculin 6-O-(ß-D-Glucosyl)aesculetin
Scopoletin 7-Hydroxy-6-methoxycumarin
Fraxetin 7,8-Dihydroxy-6-methoxycumarin
Fraxin 8-O-(ß-D-Glucosyl)fraxetin
Osthenol 8-(3-Methyl-2-butenyl)umbelliferon

Furano- und Pyranocumarinderivate:

Furanocumarine entstehen aus isoprenyliertem Umbelliferon, wie z.B. Osthenol, unter Bildung eines 5-er Ringes zu Furanocumarinen, unter Bildung eines 6-er Ringes zu Pyranocumarinen.

Angelicin
Angelicin
Visnadin
Visnadin
Name Chemische Bezeichnung
Bergapten 5-Methoxypsoralen
Xanthotoxol 8-Hydroxypsoralen
Methoxysalen(Xanthotoxin) 8-Methoxypsoralen
Imperatorin 8-(3-Methyl-2-butenyl)psoralen
Heraclenol 8-(2,3-Dihydroxy-3-methylbutoxy)psoralen
Pimpinellin 5,6-Dimethoxyangelicin

Aflatoxine

Aflatoxine werden von bestimmten Schimmelpilzen aus Polyketiden gebildet.

Wirkung

Cumarin Wirkung

Cumarin wirkt ähnlich wie das Rutosid entzündungshemmend, abschwellend und durchblutungsfördernd. Zubereitungen aus cumarinhaltigen Pflanzen wie z.B. der Steinklee werden zur Behandlung von Venenleiden eingesetzt. Da Cumarin im Tierversuch lebertoxische und kanzerogene Eigenschaften zeigte, wird empfohlen, die Langzeitaufnahme durch cumarinhaltige Lebensmittel wie z.B. zimthaltige Tees, zu begrenzen. Die Übertragbarkeit der Befunde auf den Menschen ist allerdings strittig, da die Toxizität von Cumarin speziesabhängig unterschiedlich ist. In einigen Studien konnte sogar ein günstige Effekte bei Tumorleiden nachgewiesen werden.
Höhere Dosierungen von Cumarin treten Kopfschmerzen und Benommenheit auf.

Dicumarol Wirkung

Dicumarol wirkt antagonistisch zu Vitmain K und hemmt daher die Bildung von Gerinnungsfaktoren in der Leber, wobei dafür die Hydroxylgruppe an C-4 des Cumarin-Grundgerüsts essentiell ist. Aus dieser Verbindung wurden die oralen Antikoagulantien entwickelt.

Furanocumarine Wirkung

Besonders lineare Furanocumarine vom Typ des Psoralens besitzen photosensibilisierende Eigenschaften, d.h. es können in Verbindung mit Sonnenlicht starke Entzündungen der Haut und Sonnenbrand hervorgerufen werden.
Medizinisch wird dieser Effekt zur Behandlung von Psoriasis und Vitiligo bei der PUVA-Therapie (Psoralenderivat + UVA-Bestrahlung) ausgenutzt.

Pyranocumarine Wirkung

Visnadin wirkt im Tierversuch erweiternd auf die Herzkranzgefäße und positiv inotrop. Die Wirksamkeit ist jedoch nicht durch klinische Studien belegt.

Aflatoxine Wirkung

Aflatoxine werden von bestimmten Schimmelpilzen auf stärke- und fetthaltigen Lebensmitteln, wie z.B. Nüsse, Brot, Mais, gebildet und wirken karzinogen auf die Leber. Verschimmelte Lebensmittel sind daher nicht mehr für den Verzehr geeignet und sollten komplett weggeworfen werden.

Vorkommen

Cumarin-Typ Bezeichnung Beispiel
Cumarin Cumarin Waldmeister, Steinklee, Liebstöckel, Pastinakfrüchte, Tonkabohnen
Hydroxycumarine Umbelliferon Engelwurz, Kamillenblüten, Seidelbastrinde, Feigenblätter, Pastinakfrüchte
Aesculetin Ringelblume, Rosskastanienrinde
Scopoletin Ringelblume, Feigenblätter
Aesculin Rosskastanienrinde
Furanocumarine Bergapten Engelwurz, Feigenblätter, Bärenklau-Arten, Liebstöckel, Raute
Psoralen Feigenblätter, Bärenklau-Arten, Liebstöckel, Raute
Diuretisch Xanthoxin Feigenblätter, Bärenklau-Arten
Angelicin Bärenklau-Arten
Pimpinellin Bärenklau-Arten, Pastinakfrüchte
Pyranocumarine Visnadin Bischofskraut

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