1a Einführung in die Pharma. Biologie I

Was untersucht die Pharmazeutische Biologie?

Die biologischen Grundlagen der Pharmazie und ihre Nutzung zur Gewinnung, Prüfung, Standardisierung, Herstellung und Anwendung von Arzneistoffen.

Was bedeutet Pharmakognosie?

Lehre von biogenen Arzneidrogen, Arzneimitteln und Giftstoffen; heute im deutschsprachigen Raum weitgehend als Pharmazeutische Biologie bezeichnet.

Welche fünf Bereiche umfasst die Pharmazeutische Biologie und welche Fragen stellen sie?

• Geschichte: Wie wurden Heilmittel entdeckt?

• Botanik: Welche Pflanze liefert die Droge?

• Chemie: Welche Stoffe enthält sie?

• Pharmakologie: Wie wirken diese?

• Biotechnologie: Wie lassen sie sich biologisch herstellen?

Welche drei Teilgebiete sind besonders wichtig für die Arzneimittelentwicklung und -prüfung?

• Bioprospektion entdeckt neue biogene Wirkstoffe

• Drogenanalyse prüft Identität und Inhaltsstoffe

• Standardisierung sichert gleichbleibende Qualität

Was unterscheidet Phytochemie und Phytotherapie?

• Phytochemie untersucht und isoliert pflanzliche Stoffe

• Phytotherapie nutzt pflanzliche Zubereitungen medizinisch

Was untersuchen Ethnobotanik, Ethnopharmakologie und Zoopharmakognosie?

• Ethnobotanik: traditionelle Heilpflanzenverwendung

• Ethnopharmakologie: Wirkstoffe und Wirkungen traditioneller Heilmittel

• Zoopharmakognosie: Selbstmedikation bei Tieren

Was ist ein Naturstoff im engeren Sinn des Skripts?

Ein Molekül aus dem Sekundärmetabolismus eines Organismus.

Was ist eine Arzneipflanze und was ist ihre Arzneidroge? (Folien 9, 23–27)

Arzneipflanze: Pflanze, die medizinisch genutzte Stoffe liefert.

Arzneidroge: daraus verwendeter Rohstoff, z. B. getrocknete Blätter, Wurzeln oder ätherisches Öl.

Was unterscheidet Arzneistoff und Arzneimittel? (Folien 14, 22, 31)

• Arzneistoff: wirksamer Bestandteil, als Einzelstoff oder Stoffgemisch.

• Arzneimittel: zur medizinischen Anwendung bestimmtes Produkt, das Arzneistoffe und gegebenenfalls Hilfsstoffe enthält.

Was bedeutet „Droge“ in der Pharmazie im Unterschied zur Alltagssprache?

Pharmazeutisch ein pflanzlicher oder tierischer Rohstoff, z. B. für Arzneizubereitungen; nicht automatisch ein Rauschmittel. Englisch „drug“ kann allgemein Arzneimittel bedeuten.

Welche Angaben musst du zu jeder Arzneipflanze kennen?

Deutscher Name, lateinischer Pflanzenname, Pflanzenfamilie, Drogenname und Hauptinhaltsstoffe.

Den botanischen Autor musst du nicht aktiv kennen.

Wie lautet der Steckbrief der Bärentraube? (Folien 39–40)

• Bärentraube

• Arctostaphylos uva-ursi

• Familie Ericaceae

• Droge Uvae ursi folium (Bärentraubenblätter)

• wichtiger Inhaltsstoff Arbutin

Was sind biogene Arzneistoffe und welche Formen können sie haben?

• Arzneistoffe aus Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen

• sie können isolierte Reinstoffe oder Substanzgemische sein

Sind alle Drogeninhaltsstoffe therapeutisch wirksam?

Nein. Dazu gehören wirksame Stoffe, erwünschte Begleitstoffe und auch unwirksame oder unerwünschte Bestandteile.

Wie lassen sich reine biogene Arzneistoffe herstellen? (Folien 16–17)

• Durch Isolation aus der Droge
  zB. Alkaloide, Herzglykoside, Anthrachinone, Flavanoide, Cumarine, Saponine, Antibiotika, Peptidhormone, Zytostatika

• chemische Veränderung eines Naturstoffs (Partialsynthese), Totalsynthese oder biotechnologische Verfahren.

Welche Verfahren dienen zur Produktion biogener Arzneistoffe? Nenne Beispiele.

• Chemische Totalsynthese: vollständiger chemischer Aufbau, z. B. Oxytocin, Vitamine oder Salicylsäure. Die Produkte sind mit den entsprechenden natürlichen Reinstoffen identisch.

• Biotechnologische Herstellung: Mikroorganismen produzieren z. B. Antibiotika, Immunsuppressiva oder Enzyme.

• Gentechnologische Herstellung: veränderte Mikroorganismen oder Zellkulturen bilden therapeutische Proteine, z. B. rekombinantes Insulin.

Welche Vorteile und Probleme haben pflanzliche Gewebekulturen?

• Vorteile: kontrollierte Produktion unabhängig von Wetter und Jahreszeit.

• Probleme: langsames Wachstum, oft geringe Ausbeuten und empfindliche Zellen

Nenne ein Naturstoff-Beispiel mit Quelle, Molekül und medizinischer Anwendung.

Eiben (Taxus-Arten) liefern Paclitaxel bzw. Vorstufen für seine Herstellung. Paclitaxel stabilisiert Mikrotubuli und wird als Zytostatikum eingesetzt.

Welcher wichtige Arzneistoff stammt aus Artemisia annua und weshalb erhielt Youyou Tu 2015 den Medizin-Nobelpreis?

Wer isolierte Morphin, woher stammt es und welche Bedeutung hat es für die Arzneistoffentwicklung?

• Morphin wurde zum Ausgangspunkt für verwandte Opioide

Was ist Opium und wie beeinflussen sich seine Inhaltsstoffe?

Opium ist der eingetrocknete Milchsaft des Schlafmohns. Es enthält Morphin und weitere Stoffe, die dessen Wirkungen laut Folie beeinflussen:

• Noscapin verstärkt die Schmerzlinderung durch Morphin → Synergismus.

• Thebain schwächt die Atemhemmung durch Morphin ab → Antagonismus.

• Papaverin entspannt die glatte Muskulatur und wirkt damit der Muskelanspannung durch Morphin entgegen → Antagonismus.

Merke: Opium wirkt als Gemisch anders als Morphin allein.

Was bedeutet „offizinelle Arzneidroge“?

Eine Arzneidroge, die in einem Arzneibuch aufgenommen ist.

Welche drei zentralen Qualitätskriterien gelten für offizinelle Arzneidrogen?

Identität, Reinheit und Wirkstoffgehalt bzw. biologischer Wirkwert müssen den Anforderungen des Arzneibuchs entsprechen.

Warum reichen selbst gesammelte, richtig bestimmte Bärentraubenblätter nicht automatisch als Arzneidroge pharmazeutischer Qualität aus?

Die richtige Identität allein genügt nicht: Auch Reinheit und geforderter Gehalt müssen geprüft werden; Trocknung und Lagerung beeinflussen die Qualität.

Was ist eine Pharmakopöe?

Ein Arzneibuch mit verbindlichen pharmazeutischen Regeln, insbesondere zu Qualität, Prüfung, Lagerung und Bezeichnung von Arzneimitteln und Ausgangsstoffen.

Welche Angaben enthält eine Drogenmonographie? (Folie 13)

• Bezeichnung

• Definition

• Eigenschaften

• Identitätsprüfung

• Reinheitsprüfung

• gegebenenfalls Gehaltsbestimmung

• Lagerungshinweise

Was unterscheidet strukturierte und unstrukturierte pflanzliche Drogen? (Folien 23–27)

• Strukturierte Drogen besitzen erkennbare Organstrukturen, z. B. Blätter und Wurzeln.

• Unstrukturierte Drogen sind gewonnene Produkte ohne Organstruktur, z. B. Öle, Harze und Gummen.

Wofür stehen Folium, Herba und Flos im Drogennamen? (Folien 24–25)

Folium = Blatt

Herba = Kraut, meist oberirdische Teile mit nicht verholztem Stängel

Flos = Blüte

Wofür stehen Fructus, Semen und Cortex im Drogennamen? (Folie 26)

Fructus = Frucht

Semen = Samen

Cortex = Rinde

Was unterscheidet Radix und Rhizoma? (Folie 27)

Radix = Wurzel

Rhizoma = unterirdische verdickte Sprossachse (Wurzelstock), also keine echte Wurzel

Warum verwendet man häufig nur bestimmte Pflanzenteile als Arzneidroge? (Folie 25)

Die gewünschten Wirkstoffe sind oft in bestimmten Organen besonders stark angereichert.

Was bedeutet Extraktion? (Folien 29–30)

Inhaltsstoffe werden mithilfe eines Extraktionsmittels aus der Rohdroge herausgelöst.

Was unterscheidet Tinktur und Trockenextrakt? (Folien 29–30)

Tinktur: flüssiger, mit Ethanol geeigneter Konzentration hergestellter Auszug.

Trockenextrakt: feste Zubereitung nach weitgehender Entfernung des Lösungsmittels.

Wie gewinnt man ätherisches Öl und wie lassen sich apolare Stoffe extrahieren? (Folie 30)

• Ätherisches Öl z. B. durch Wasserdampfdestillation

• apolare Stoffe z. B. durch CO₂-Extraktion

Warum liefern Wasser, Ethanol und weniger polare Lösungsmittel unterschiedliche Extrakte?

Inhaltsstoffe lösen sich je nach Polarität unterschiedlich gut.

Das Lösungsmittel bestimmt deshalb, welche Stoffe und Mengen herausgelöst werden.

Was gilt bei einem therapeutisch eingesetzten Pflanzenextrakt als Wirkstoff?

Der gesamte Extrakt als Stoffgemisch, nicht nur ein einzelner Inhaltsstoff. Das bedeutet aber nicht, dass jeder enthaltene Stoff selbst therapeutisch wirksam ist.

Welche drei Kategorien von Inhaltsstoffen enthalten Pflanzenextrakte? Nenne ihre Funktion und Beispiele.

• Wirksamkeitsbestimmende Inhaltsstoffe: tragen wesentlich die therapeutische Wirkung, z. B. Cardenolide in Digitalisblättern oder Aescin im Rosskastanienextrakt.

• Erwünschte Begleitstoffe: unterstützen Wirkung, Aufnahme oder Stabilität. Beispiele: Saponine fördern die Resorption; Ascorbinsäure schützt Hyperforin im Johanniskrautextrakt vor Oxidation.

• Unerwünschte Extraktivstoffe: können schädlich sein, z. B. Pyrrolizidinalkaloide (lebertoxisch und mutagen) oder Ginkgolsäuren in Ginkgoextrakten.

Welche Faktoren verändern die Zusammensetzung eines Pflanzenextrakts?

Genetik der Pflanze, Umweltbedingungen, Entwicklungsstadium bei der Ernte, Extraktionsmittel und Herstellungsverfahren.

Welche drei Kategorien von Inhaltsstoffen können Extrakte enthalten?

• wirksamkeitsbestimmende Inhaltsstoffe

• erwünschte Begleitstoffe

• unerwünschte Stoffe

Welche Folgen hat die Vielstoffnatur eines Extrakts für Analytik, Wirkung und Qualitätskontrolle? (Folien 21, 31–36)

Warum macht es einen Pflanzenextrakt anspruchsvoll, dass er viele verschiedene Stoffe enthält?

Analytik: viele Stoffe müssen unterschieden werden.

Wirkung: mehrere Komponenten können zusammenwirken.

Qualitätskontrolle: Zusammensetzung und Herstellung müssen reproduzierbar sein.

Warum genügt es oft nicht, nur einen Inhaltsstoff eines Extrakts zu messen? (Folien 31–36)

Andere wirksame, unterstützende oder schädliche Stoffe können unabhängig davon schwanken.

Gleicher Gehalt eines Markers bedeutet daher nicht automatisch gleiche Wirkung oder Qualität.

Was zeigt das Beispiel Pfefferminzöl über den Erntezeitpunkt?

Menge und Zusammensetzung des Öls verändern sich während der Blattentwicklung: Menthon nimmt nach seinem Maximum ab, während Menthol zunimmt.

Durch welche chemische Reaktion wird Menthon zu Menthol?

Durch Reduktion der Ketogruppe von Menthon zu einer sekundären Alkoholgruppe.

Was bedeutet ein Droge-Extrakt-Verhältnis (DEV) von 5:1?

Aus 5 Massenteilen Ausgangsdroge entsteht 1 Massenteil Extrakt.

Eine höhere erste Zahl bedeutet eine geringere Extraktausbeute, nicht automatisch stärkere Wirkung.

Was bedeutet Standardisierung im allgemeinen Sinn und warum ist sie nötig?

Festlegung und Sicherung definierter Qualitätsmerkmale über die Herstellung hinweg, damit trotz natürlicher Schwankungen reproduzierbare Qualität entsteht.

Wie unterscheidet das Skript standardisierte, quantifizierte und andere Extrakte?

Standardisierte: auf wirksamkeitsbestimmende Inhaltsstoffe eingestellt.
=> Der wirksame Inhaltsstoff soll in einer festgelegten Menge enthalten sein.

Quantifizierte: über eine oder mehrere Leitsubstanzen eingestellt.
=> Wir kontrollieren bestimmte charakteristische Stoffe – damit kennen wir aber noch nicht die gesamte Wirkung.

Andere: durch Produktionsprozess und individuelle Spezifikationen definiert.
=> Wir legen genau fest, woraus und wie der Extrakt hergestellt wird.

Was ist eine Leitsubstanz und beweist ihr Gehalt die Wirksamkeit?

Ein charakteristischer Inhaltsstoff zur analytischen Beurteilung.

Er muss nicht selbst die Wirkung bestimmen; gleicher Gehalt garantiert keine gleiche biologische Wirksamkeit.

Wie kann der Gehalt eines Extrakts auf einen Zielwert eingestellt werden? (Folien 36–37)

Durch Mischen von Chargen unterschiedlichen Gehalts.

Bei standardisierten Extrakten gegebenenfalls auch durch Zugabe inerter Hilfsstoffe wie Dextrin. Man verdünnt mit einem Hilfsstoff.

Wie und auf welchen Herstellungsstufen kann der Gehalt eines Extrakts normiert werden?

Normieren bedeutet, den Gehalt auf einen festgelegten Zielwert einzustellen:

• Ausgangsdroge: Drogen mit niedrigem und hohem Gehalt mischen.

• Flüssiger Auszug: Zu schwache und zu starke Auszüge mischen.

• Trockenextrakt: Extrakte unterschiedlichen Gehalts mischen oder einen zu hohen Gehalt durch inerte Hilfsstoffesenken.

Nativ bedeutet: ohne zugesetzte technische Hilfsstoffe.

Was ist Arbutin chemisch und warum gilt es als Prodrug?

Arbutin ist ein Hydrochinonglukosid: Hydrochinon ist an Glucose gebunden.

Es gilt als Prodrug, weil erst die Umwandlung den postuliert antibakteriell wirksamen Stoff Hydrochinon bereitstellt.

Wie verläuft der Weg von Bärentraubenblättern zur postulierten Wirkung in den Harnwegen laut Skript?

Bärentraubenblatt → Arbutin → Hydrolyse zu Hydrochinon im Verdauungstrakt und Resorption → Konjugation in der Leber → Ausscheidung der Konjugate über die Nieren → bakterielle Freisetzung von Hydrochinon in den Harnwegen.

Welche Rolle spielt die Leber beim Arbutin-Stoffwechsel laut Skript?

Sie konjugiert Hydrochinon mit Glucuronsäure oder Sulfat (Phase-II-Metabolismus).

Dadurch steigt die Wasserlöslichkeit und die Ausscheidung wird erleichtert.

Welche Rolle spielen Bakterien in den Harnwegen beim postulierten Arbutin-Mechanismus?

Sie können Hydrochinon aus seinen Glucuronid- oder Sulfatkonjugaten freisetzen. Das freie Hydrochinon besitzt die postulierte antibakterielle Wirkung.