Hintergrund

Die Gattung Sonnentau aus der Familie der Sonnentau-Gewächse (Droseraceae) umfasst über 200 Spezies und stellt die zweitgrößte Gattung karnivorer Pflanzen dar. Ihre mit Klebedrüsen besetzten Blätter ermöglichen den Fang von Insekten als Stickstoffquelle und somit ein Wachstum auch auf sehr nährstoffarmen Böden, wie z. B. in Hochmooren.

Obwohl das Hauptverbreitungsgebiet die Südhalbkugel der Erde ist, kommen einzelne Sonnentau-Spezies auch in Europa vor, wie der Rundblättrige Sonnentau (Drosera rotundifolia), der Langblättrige Sonnentau (Drosera intermedia) und der Mittlere Sonnentau (Drosera anglica). Früher dienten diese europäischen Sonnentau-Arten als Stammpflanze für die Arzneidroge Drosera herba [[10]] [[18]]. Intensive Wildsammlungen und die Trockenlegung von Mooren führten zu einem Rückgang der Bestände. Die europäischen Sonnentau-Arten stehen seit 1980 in Europa unter Naturschutz und sind durch das Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG 2009) besonders geschützt.

Als Folge daraus ging die pharmazeutische Industrie dazu über, ihre SonnentauBiomasse aus anderen Herkunftsregionen wie Ostafrika und Madagaskar zu importieren [[16]] [[21]] [[23]]. Es zeigte sich, dass außereuropäische Drosera-Spezies deutlich geringere Konzentrationen an wirksamkeitsbestimmenden Inhaltsstoffen aufweisen und somit minderwertig für die pharmazeutische Verwendung sind. Die Schwierigkeit in der Beschaffung von hochwertigem Sonnentau-Material führte zu Kultivierungsund Anbauexperimenten. Beispielhaft hierfür sind Projekte der Universität Greifswald, die sich mit Kultivierung von Torfmoosen in Kombination mit Drosera-Anbau auseinandersetzen [[6]].

Botanischer Steckbrief vom Sonnentau

Der Rundblättrige Sonnentau ist eine mehrjährige krautige Pflanze, die sich aus einer Winterknospe entwickelt und eine Rosette bildet. In den Sommermonaten Juni bis August wächst aus der bodenständigen Rosette ein ca. 30 cm hoher, einseitiger Wickel mit bis zu 25 weißen, knapp 1 cm großen Blüten. Die Kapselfrüchte enthalten bräunlichschwarze Samen, die im Frühherbst bis Oktober reifen und den Winter überdauern. In der Blattrosette werden an bis zu 7 cm langen Blattstielen die gattungstypischen Fangblätter gebildet, die mit jeweils ca. 200 haarfeinen rötlichen Tentakeln besetzt sind und an ihrem Ende ein klebriges Sekret ausscheiden, das zum Fang von Insekten dient. Neben der Nahrungsbeschaffung unterstützt das Sekret durch die darin enthaltenen eiweißspaltenden Enzyme auch die Verdauung der Nahrung. Das auf Verankerung ausgerichtete Wurzelsystem des Sonnentaus ist schwach ausgeprägt und reicht nur wenige Zentimeter tief. Verwendet wird die ganze Pflanze einschließlich der unterirdischen Teile (Sonnentaukraut – Droserae herba).

Inhaltsstoffe

Lange zählten vor allem die schon in geringen Konzentrationen antimikrobiell wirksamen Naphthochinone, vor allem Plumbagin und 7-Methyljuglon, zu den wirksamkeitsbestimmenden Inhaltstoffen des Sonnentaus [[22]]. Mehrere In-vitro-Studien zeigten jedoch, dass Flavonoide und Ellagsäure-De- rivate zur antiinflammatorischen und spasmolytischen Wirkung beitragen [[15]] [[16]] [[19]] [[21]].

Flavonoide

Zu den wichtigsten Flavonoiden zählen Hy- perosid, Isoquercetin, Quercetin und 2‘‘-O- Galloylhyperosid. Beim Vergleich der Inhaltsstoffe verschiedener Sonnentau-Arten untereinander zeigt sich eine ähnliche Zusammensetzung, jedoch variieren die Inhaltsstoffmengen deutlich. Während Drosera anglica und Drosera rotundifolia bis zu 6% Flavonoide und Ellagsäure-Derivate enthalten, besitzt Drosera intermedia nur ca. die Hälfte dieser Inhaltsstoffe. Drosera ma- dagascariensis, eine aus dem tropischen Afrika und Madagaskar stammende Sonnentau-Spezies, beinhaltet nur ca. ein Zehntel der wertvollen Flavonoide und Ellagsäure- Derivate [[25]].

Naphthochinone

Neben der Flavonoid-Konzentration unterscheiden sich die Arten auch in den Naph- thochinon-Gehalten. Mit bis zu 1% enthält die Spezies Drosera intermedia den höchsten Gehalt, insbesondere Plumbagin. Vergleichend dazu ist in Drosera rotundifolia ca. 0,5% und in Drosera madagascariensis 0,03% enthalten. Hauptvertreter bei diesen Sonnentau-Arten ist das Naphthochinon 7-Methyljuglon [[5]] [[19]].

Wirkung

Die Inhaltsstoffe von Sonnentau wirken entspannend auf die glatte Muskulatur der Bronchien und lösen Verkrampfungen, die eine Ursache von Hustenreiz darstellen. Neben den sekretlösenden und antibakteriellen Eigenschaften wurde auch von immunstimulierenden Wirkungen berichtet. Diese werden vermutlich aber nur in sehr geringen Konzentrationen der Inhaltsstoffe ausgelöst.

Volkstümliche und homöopathische Anwendung

Der Rundblättrige Sonnentau (Drosera ro- tundifolia) wurde volkstümlich über Jahrhunderte hauptsächlich zur Behandlung von Atemwegserkrankungen wie Asthma, Bronchitis, Keuchhusten und Reizhusten eingesetzt [[2]] [[21]]. Weiterhin wurden ihm keimtötende, fiebersenkende, wundreinigende und krampflösende Eigenschaften zugesprochen.

Die Verknappung von Pflanzenmaterial und die erschwerte Beschaffung hochwertiger Sonnentau-Arten sind mögliche Ursachen für den Rückgang von Sonnentau als Arzneipflanze. Lediglich ein Phytopharmakon von derzeit 1008 zugelassenen pflanzlichen Arzneimitteln enthält Drosera herba. Weitere 24 Homöopathika und Arzneimittel der anthroposophischen Therapierichtung, die Sonnentau enthalten, sind auf dem deutschen Arzneimittelmarkt zugelassen [[8]] [[12]].

Aktuelle Forschung

Klinische Studien zur evidenzbasierten medizinischen Nutzung von Sonnentau-Präparaten fehlen weitestgehend, was sich aus seiner praktischen Nichtverfügbarkeit der Pflanzen in den letzten Jahrzehnten erklären lässt. Das Inhaltsstoffprofil und die Vielzahl an aktuellen In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen geben Anlass zur Hoffnung, dass sich dies in Zukunft ändern wird.

Entzündungshemmung

Die klassische Anwendung von SonnentauExtrakten liegt in der Kinderheilkunde zur Behandlung von krampfartigen und entzündlichen Erkrankungen der oberen Atemwege wie beispielsweise Keuchhusten [[7]]. Bereits 1993 wurden Extrakten und Tinkturen aus Sonnentau antiinflammatorische und spasmolytische Effekte zugesprochen [[4]] [[11]]. Zu den wirksamkeitsbestimmenden Inhaltsstoffen zählen die im SonnentauExtrakt enthaltenen Flavonoide und Naphthochinone. Eine Studie zur entzündungshemmenden und krampflösenden Wirkung des Sonnentaus zeigte, dass vor allem die Flavonoide wie Quercetin, Hyperosid und Isoquercetin in der Lage sind, die Aktivität des Enzyms neutrophile Elastase zu hemmen, während die Naphthochinone wie das Plumbagin keine Aktivität zeigten.

Unter physiologischen Umständen ist dieses Enzym am Abbau von mikrobiellen Erregern beteiligt. Chronische Infektionen und Entzündungsprozesse können eine Überaktivität des Enzyms initiieren, was zur Schädigung von Lungengewebe und folglich zu weiteren Entzündungsprozessen führt. Die Autoren der Arbeit stellten im HamsterModell fest, dass unter Einfluss von Sonnentau-Extrakten ein weiteres Fortschreiten von Lungenschädigungen durch Hemmung der Elastase-Aktivität verhindert werden konnte [[19]].

Krampflösung

Neben der antientzündlichen Wirkung wurde auch der spasmolytische Effekt von Sonnentau-Extrakten untersucht. Dafür wurde die glatte Muskulatur des terminalen Ileums von Meerschweinchen einerseits mit Carbachol und andererseits mit Histamin zur Kontraktion stimuliert. Die Zugabe von Sonnentau-Extrakten schwächte den kontraktilen Effekt beider Substanzen ab, was auf einen nicht kompetitiven Antagonismus hindeutete [[19]].

Das Gewebshormon Histamin kommt im Körper ubiquitär vor. In der Lunge führt es über die Stimulation von H1-Rezeptoren zu einer Bronchokonstriktion. Besondere Bedeutung hat Histamin in der Pathophysiologie bei Asthma bronchiale. Carbachol ist ein Arzneistoff aus der Gruppe der Parasympathomimetika. Es handelt sich dabei um eine Substanz, die die Wirkung des Parasympathikus über die Bindung an muskarinergen Rezeptoren verstärkt. Solche Rezeptoren existieren auch an der glatten Muskulatur der Lunge. Werden diese durch den Neurotransmitter Acetylcholin stimuliert, kommt es zur Konstriktion des Lungenepithels.

Arzneistoffe wie Tiotropiumbromid wirken antagonistisch an M3-Rezeptoren. Sie werden beispielsweise bei der chronischobstruktiven Lungenerkrankung eingesetzt. Diese Menschen leiden unter Hyperreagibilität der Lunge. Das bedeutet, dass kleinste Reize wie kalte oder trockene Luft ausreichen, um krampfhafte Verengungen der Lunge auszulösen. Dabei spielt Acetylcholin im pathophysiologischen Prozess eine wichtige Rolle. Mithilfe des verwendeten Meerschwein-Modells können Rückschlüsse auf mögliche Wirkungen und Indikationsgebiete von Drosera-Extrakten gezogen werden.

Immunmodulation

Die Modulation der Immunantwort stellt eine weitere erfolgversprechende Möglichkeit des Einsatzes von Sonnentau-Extrakten dar. So konnte in vitro die direkte Wirkung von Drosera rotundifolia auf die Bronchialschleimhaut (16HBE-Zellen) gezeigt werden. Die Extrakte stimulierten die Integrität der Zellen gegenüber toxischen Substanzen über die Induktion von Cytochrom-P450- Enzymen (CYP1B1) und deren Reparationsfähigkeit über epidermale Wachstumsfaktoren wie AREG, EREG und EPGN. Als Wirkmechanismus wurde postuliert, dass die Epithelzellen proinflammatorische Zytokine ausschütten, die eine leichte Entzündung auslösen und darüber Zellen rekrutieren, die mit der angeborenen Immunabwehr und der Angiogenese in Verbindung stehen [[1]].

Naphthochinone aus Sonnentau besitzen eine ausgeprägte antibakterielle Aktivität gegen grampositive und teilweise gram-negative Erreger [[9]]. Dies geht zum einen darauf zurück, dass Naphthochinone die Atmungsoxidation sowie die Bildung von Superoxiden und Wasserstoffperoxid in Bakterienzellen stimulieren [[14]]. Von vielen Naphthochinonen, wie z. B. β-Lapachon und Shikonin, ist bekannt, dass sie als Topoiso- merase-I-Inhibitoren wirken, indem sie direkt an das Enzym binden [[3]].

Bei den Topoisomerasen handelt es sich um eine Gruppe von Enzymen, die die Struktur und Anordnung (Topologie) des DNA-Moleküls durch gezieltes Aufbrechen und Wiederverschließen des DNA-Strangs verändern und somit steigenden Torsionskräften während der Proteinbiosynthese entgegenwirken. Wird die Topoisomerase-I gehemmt, kommt es zu Strangbrüchen, die nicht wieder geschlossen werden. Das führt zur Apoptose der Zelle.

In der Medizin werden Topoisomerase- Inhibitoren zum einen als Zytostatika in der Krebstherapie und zum anderen als Antibiotika zur Bekämpfung verschiedener Infektionskrankheiten eingesetzt. Zudem zeigte die Untersuchung von Chloroform-Extrakten aus Drosera-Arten eine Proteininaktivierung und/oder DNA-Interkalation, was zur antibiotischen Wirkung beitragen kann [[17]].

Lagern sich fremde Moleküle zwischen den Basenpaaren der DNA ein, spricht man von einer DNA-Interkalation. Dies kann zu einer fehlerhaften DNA-Replikation führen und somit zu Proteinen mit einer veränderten Aminosäuresequenz – und einem möglichen Funktionsverlust. In der Krebstherapie nutzt man solche Stoffe, um den Zellzyklus von Tumorzellen zu verzögern oder zu verhindern. Dadurch können sich bösartigen Zellen nicht mehr teilen. Anhand der beschriebenen Wirkungen wird klar, dass auch menschliche Zellen in zu hohen Konzentrationen von Naphthochinonen negativ beeinflusst werden könnten. Eine genaue Einstellung des verwendeten Extrakts ist daher Grundvoraussetzung für eine gefahrlose Anwendung.

Antibakterielle Wirkung

Neben den Naphthochinonen wurden auch Flavonoiden antibakterielle Eigenschaften zugesprochen. Die diskutierten antibakteriellen Wirkungsmechanismen von Flavonoiden beinhalten die Hemmung der Nukleinsäuresynthese, der Zytoplasmamembranfunktion und des Energiestoffwechsels [[24]]. Daneben sind Flavonoide besonders interessant, da sie die Virulenz, also die krankmachenden Eigenschaften von Bakterien, abmildern und somit eine Infektion verhindern können. Als Virulenz-Faktoren zählen u. a. die Veränderung der Membranpermeabilität und die Anhaftung an Zelloberflächen sowie die Ausbildung von Porinen auf Zellmembranen. Die Biofilmbildung kann weiterhin zur Steigerung der Pathogenität von Erregern führen [[24]].

In dem aktuellen Projekt „Sonnentau aus Mecklenburg-Vorpommern – mit synergistischer Wirkung gegen multiresistente Keime“ des Instituts für Pharmazie an der Universität Greifswald wird neben Anbaumethoden und der Erarbeitung von Qualitätskriterien zur Abgrenzung von minderwertigen Sonnentau-Arten für die pharmazeutische Verwendung, die Wirkung von Sonnentau-Extrakten gegen biofilmbildende multiresistente Keime erforscht. Die Kombination zwischen antibakteriellen Naphthochinonen und biofilmhemmenden Flavonoiden kann eine mögliche effektive Kombination in der Therapie gegen chronische Infektionen, wie Harnwegs- oder Atemwegsinfektionen, darstellen.

Toxizität

Flavonoide sind in der Pflanzenwelt weit verbreitet. Sie kommen in einer Vielzahl von Lebensmitteln wie Obst, Gemüse, Tee und Wein vor und weisen eine geringe Toxizität auf [[13]] [[20]]. Anders zu bewerten sind die vorhandenen Naphthochinone. So wirkt Plumbagin in niedrigen Konzentrationen antibiotisch und in hohen Konzentrationen giftig und mutagen [[22]] [[23]].

Nebenwirkungen und Kontraindikationen

Es sind keine schweren Nebenwirkungen von Sonnentau bekannt.

Aufgrund der in hohen Konzentrationen auftretenden erbgutverändernden Wirkung der Naphthochinone ist eine Anwendung in der Schwangerschaft und Stillzeit nicht zu empfehlen. Bei Säuglingen und Kleinkindern sollten Sonnentau-Präparate zurückhaltend eingesetzt werden. Außerdem sind Naphthochinone hautreizend, weisen aber nur ein geringes allergisches Potenzial auf.

Fazit

Durch die Wiederverfügbarkeit hochwertiger Sonnentau-Arten als Ausgangsdrogen für Drosera herba scheint eine Renaissance der alten Heilpflanze Sonnentau in der klassischen Indikation möglich. Dazu sind in Zukunft jedoch klinische Studien notwendig. Daneben zeichnen sich, bedingt durch die einmalige Kombination der Inhaltstoffe, neue Anwendungsgebiete im Bereich der Infektionsmedizin multiresistenter Keime ab.