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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002030-6

Untersuchungen zur Phytochemie und zur biologischen Aktivität von Pittosporum angustifolium Lodd.

  • Pittosporum angustifolium Lodd. (Pittosporaceae) ist ein kleiner Baum, welcher ursprünglich in Australien beheimatet ist, wo er in den meisten inländischen Gebieten zwar zerstreut, aber lokal nie gehäuft vorkommt. Von dieser Spezies, welche oft auch mit der Trivialbezeichnung „Gumby Gumby” betitelt wird, werden im Bereich der Ethnomedizin Zubereitungen für verschiedenste Indikationsbereiche wie Schmerzen, Krämpfe, Erkältungen oder Hauterkrankungen verwendet. Auch in der Komplementärmedizin werden Präparationen dieser Pflanze als Additivum bei malignen Erkrankungen eingesetzt. Zielstellung der vorliegenden Dissertation war eine exakte Charakterisierung der Phytochemie von Pittosporum angustifolium sowie eine Untersuchung von Extrakten, Fraktionen und Isolaten auf deren biologische Aktivitäten. Neben zwei grundlegenden Diplomarbeiten [35,36] lagen zu Beginn dieser Arbeit (Januar 2010) keinerlei wissenschaftliche Publikationen diesbezüglich vor. Im Rahmen der Untersuchungen zur Phytochemie wurden aus australischem Drogenmaterial (Blätter und Samen) sowie aus selbstgezogenen Pflanzen (Blätter) insgesamt 55 Triterpensaponine isoliert. Von diesen konnten 33 vollständig und fünf teilweise strukturell aufgeklärt werden, wobei 29 Verbindungen, welche als Pittangretoside A-Z und A1-C1 bezeichnet wurden, erstmalig als Naturstoffe beschrieben werden konnten. Hierbei handelt es sich um Aglyka vom Oleanan-, 17,22 seco Oleanolsäure- und Taraxasterol-Typ, welche mono- oder bisdesmosidisch vorliegen. Zwischen den verwendeten Drogen-Chargen konnten sowohl quali- als auch quantitative Unterschiede hinsichtlich der Phytochemie festgestellt werden. In allen untersuchten Pflanzenteilen (Blatt, Samen, Spross, Wurzel) wurden Triterpensaponine nachgewiesen. Von weiteren 13 isolierten Polyphenolen konnten drei als glykosylierte Flavonole und weitere drei als Derivate von mit Kaffeesäure substituierter Chinasäure identifiziert werden. Es handelt sich hierbei um bekannte Verbindungen. Über weitere Bestimmungen konnten Fettsäuren sowie als Bestandteile des ätherischen Öls Mono- und Sesquiterpene sowie C13 Isoprenoide bestimmt werden. Über verschiedene Testsysteme und Assays wurden Überprüfungen hinsichtlich biologischer Aktivitäten der Polyphenole und insbesondere der Triterpensaponine durchgeführt. Für letztere konnten über Agardiffusionstests antimikrobielle Wirkungen gegen mehrere Candida Arten, hämolytische und gegen mehrere tumorigene Zelllinien zytotoxische Effekte nachgewiesen werden. Weiterhin wurde eine Hemmung der humanen Topoisomerase I belegt. Alle beobachteten Aktivitäten sind an strukturelle Voraussetzungen der Triterpensaponine wie das Acylierungsmuster und die Zuckerverknüpfung gebunden. Hierzu konnten interessante Struktur-Wirkungs-Beziehungen abgeleitet werden. So scheint für viele der gezeigten biologischen Effekte eine Acylierung mit hauptsächlich C5-Resten an Position C-22 bzw. C-21 und C-22 des Aglykons essentiell zu sein, während sich Verbindungen mit fehlender oder an C-28 vorhandener Acylierung in den durchgeführten Untersuchungen als vergleichsweise schwächer oder nicht aktiv erwiesen. Unterschiedliche Zuckerkompositionen zeigten hierbei einen abschwächenden oder verstärkenden Einfluss. Für die isolierten Polyphenole wurde eine antioxidative Aktivität nachgewiesen. Zusätzlich ergaben sich Hinweise auf eine mögliche Induktion von IL8 durch den Rohextrakt der australischen Blattdroge. Eine Überprüfung von Saponinen und Polyphenolen via NMDA-Rezeptor- und Cholinesterase-Inhibitionsassay erbrachte keinen Anhaltspunkt für eine antidementive Wirkung. Ebenso konnte kein Nachweis für eine antiphlogistische Wirkung (Bestimmung von TNFalpha) und für die Beeinflussung weiterer Zytokine (IL1beta und IL10) erbracht werden. Über einige dieser Ergebnisse lassen sich Anwendungsbebiete im Bereich der Komplementärmedizin wie z. B. bei malignen Erkrankungen erklären. Für andere ethnomedizinische Indikationen konnten aufgrund nicht zur Verfügung stehender oder nicht adequater Testsysteme keine abschließenden, beurteilenden Aussagen getroffen werden.
  • Pittosporum angustifolium Lodd. (Pittosporaceae) is a small tree that endemically grows in most inland areas of Australia. The species is colloquially referred to as “gumby gumby” and preparations of this plant are used in the field of ethnomedicine for the treatment of numerous disorders and deseases, such as pains, cramps, coughs and dermatosis. Recently, also in the field of complementary medicine it is used for a supplementary treatment of malignant deseases. The aim of the present dissertation was to characterize the genuine phytochemistry of Pittosporum angustifolium and, furthermore, to investigate potential biological activities of extracts, fractions and isolated pure compounds. Except two basic diploma projects, no scientific work have been published at the time of the beginning of this investigation (january 2010). Concerning the phytochemical section of this study, from Australian plant material (leaves and seeds) as well as from self grown plants (leaves) a total of 55 triterpene saponins were isolated. 33 thereof were completely structurally elucidated. Finally, 29 compounds, named pittangretosides A-Z and A1-C1, were characterized as new natural products and are reported here for the fist time. The aglycone backbones are consisting of the oleanane, an unusual 17,22-seco oleanolic acid and the taraxasterol type which are linked to one or two sugar chains, creating mono- and bisdesmosidic structures, respectively. In all investigated parts of the plant (leaves, seeds, stems, roots) triterpene saponins were detected in a different quality and quantity. Additionally, 13 polyphenolic compounds were isolated from the leaves. In detail, three flavonol glycosides and three derivatives of quinic acid substituted with caffeoyl residues were structurally elucidated. All of them are known compounds. Further analysis gave evidence for the occurence of some fatty acids as well as mono-, sesquiterpenes and C13 isoprenoids as components of the ethereal oil. Biological activities of polyphenols and especially of triterpene saponins were screened by several assays and test systems. The triterpene glycosides turned out to inhibit the growth of various Candida ssp., showed cytotoxic effects against four different cell lines and hemolysis, as well. Furthermore, an inhibition of the human topoisomerase I was clearly observed. All of these activities are obviously dependent on the acylation pattern and the branching of linked sugars. With respect to this, some interesting structure activity relationships could be derived. For example, C5 acyl residues at position C-22 or C-21 and C-22, respectively, seem to be essential for most of the observed biological effects, while a missing acylation or an acylation at C-28 showed only weak or no activities. For polyphenolic compounds antioxidant effects were shown. There was also evidence for a possible induction of IL8 by the crude extract of the Australian leaves. No effects were shown in the assay for antiphlogistic activity (by TNFalpha), NMDA receptor and cholinesterase inhibition assays and for an influence on IL1beta and IL10. On the one hand, some of these results fit with reported indications of the plant by the complementary medicine, for example malignant deseases. On the other hand, some ethnomedical applications have to be scrutinized and further investigated.

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Metadaten
Author: Christian Bäcker
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002030-6
Title Additional (English):Phytochemical and biological investigation of Pittosporum angustifolium Lodd.
Advisor:Prof. Dr. Ulrike Lindequist
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2014/10/21
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2014/10/06
Release Date:2014/10/21
Tag:Pittosporum angustifolium
GND Keyword:Cytotoxizität, Phytochemie, Saponine
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Pharmazie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
MSC-Classification:92-XX BIOLOGY AND OTHER NATURAL SCIENCES / 92Cxx Physiological, cellular and medical topics / 92C80 Plant biology
92-XX BIOLOGY AND OTHER NATURAL SCIENCES / 92Fxx Other natural sciences (should also be assigned at least one other classification number in this section) / 92F05 Other natural sciences (should also be assigned at least one other classification number in section 92)