DE10034494B4

DE10034494B4 - Verfahren zur Herstellung eines Extrakts von amerikanischem Ginseng

Info

Publication number: DE10034494B4
Application number: DE10034494A
Authority: DE
Inventors: Feng-Nien Ko; Chien-Jen Shih; Je-Yie Lin; Pey-Chyi Wu; Mo-Chi Cheng
Original assignee: Medical and Pharmaceutical Industry Technology and Development Center
Current assignee: Medical and Pharmaceutical Industry Technology and Development Center
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: US6991815B2; FR2797401A1; US20040213860A1; JP2001192340A; US6800304B2; US6962719B1; TWI222357B; FR2797401B1; DE10034494A1; JP3453114B2; US20020187209A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Extrakts von amerikanischem Ginseng umfassend die Schritte:
(a) Extrahieren des amerikanischen Ginsengs mit einem Lösungsmittel einer Polarität von mehr als 0,88, um einen Extrakt zu erhalten;
(b) Filtrieren des Extrakts, um ein Filtrat zu gewinnen, und
(c) Zentrifugieren des Filtrats und Auffangen des Überstands,
(d) Ultrafiltration des genannten Überstandes mit einer Membran mit einem Molekulargewichtsschnitt von mindestens 1.000 Dalton sowie Aufkonzentrierung des erhaltenen Retentates.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Extrakts von amerikanischem Ginseng zur Verhütung und Behandlung von peptischen Ulkuskrankheiten sowie seine Verwendung zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung.

Der amerikanische Ginseng (Panax quinquefolium L.) ist eine Spezies von Araliaceae, eine nordamerikanische Ginseng-Art, die in den Vereinigten Staaten und Kanada heimisch ist. Die zu den Araliaceae gehörenden Panax-Pflanzen wie etwa Panax ginseng, Panax quinquefolium, Panax pseudo-ginseng etc. werden in China schon seit langem als Form einer tonischen Medizin verwendet, und Panax ginseng wird in China, Japan und Korea traditionell als wertvoller medizinischer Stoff erachtet. Nach der Ernte wird Panax ginseng guter Qualität im allgemeinen mit siedendem Wasser oder Dampf behandelt, um den Roten Ginseng zu ergeben. Mit Hilfe heißer Luft oder Sonnenlicht getrockneter Panax ginseng wird als Weißer Ginseng oder roher Ginseng bezeichnet. Der amerikanische Ginseng ist eine krautartige mehrjährige Pflanze, und seine Wurzel wird hauptsächlich als nahrhaftes Tonikum verwendet. Seine Morphologie ist der des Panax ginseng ähnlich, doch gibt es weniger faserartige oder seitliche Wurzeln. Gegenwärtig wird der amerikanische Ginseng in den Vereinigten Staaten, auf dem Festland von China und in Rußland künstlich kultiviert. Viele Berichte zeigen, daß einige Bestandteile des amerikanischen Ginseng ähnlich sind wie in Panax ginseng, darunter mehrere Arten von Ginseng-Saponinen, Oligosaccharide, etherische Öle, Aminosäuren, Vitamine und Spurenelemente. Schon von alters her glaubt man, daß sowohl der amerikanische Ginseng als auch der Panax ginseng Wirkungen besitzen, die die Physis stärken, die Gesundheit fördern und bewahren und das Leben verlängern. Sie werden somit als milde Tonika angesehen, die für tägliche diätetische oder medizinische Mittel verwendet werden.

Erst kürzlich wurde in einer Reihe wissenschaftlicher Berichte gezeigt, daß der amerikanische Ginseng tatsächlich eine Fülle physiologischer bzw. pharmazeutischer Wirkungen besitzt, darunter gegen das Altern (Xiao P.G. et al., 1993, Journal of Ethnopharmacology 38(2-3), 167-75), Verhütung von Atherosklerose und Hyperlipidämie (Li J. et al., 1999, Life Science 64(1), 53-62), Schutz vor Leberschäden (Yoshikawa M. et al., 1998, Chemical and Pharmaceutical Bulletin 46(4), 647-54), Verbesserung der Funktion des kardiovaskulären Systems (Kwan C.Y., 1995, Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, Supplement 1, S297-9; Yang S., 1992, China Journal of Chinese Material Medica 17(9), 555-7; und US-Patent Nr. 4 708 949), Verhütung von Gedächtnisfunktionsstörungen und Demenz (Benishin C.G., 1991, Pharmacology 42(4), 223-9; Li Z. et al., 1999, Journal of Pharmacy and Pharmacology 51(4), 435-40; Lewis R. et al., 1999, Phytotherapy Research 13(1), 59-64), Senkung von Hyperglykämie (Oshima Y. et al., 1987, Journal of Natural Products 50(2), 188-90; Martinez S. und Staba E.J., 1984, Japanese Journal of Pharmacology 35(2), 79-85); Hemmung von Brustkrebszellen (Duda R.B. et al., 1996, Annals of Surgical Oncology 3(6), 515-20), Stärkung der Physis, anti virale Wirkung (US-Patent Nr. 5 071 839), Antioxidation, Reduktion der Nebenwirkungen bei der Chemotherapie und Strahlentherapie gegen Krebs (US-Patent Nr. 4 945 115), Modulation der Verdauung im Magen (Yuan C.S. et al., 1998, American Journal of Chinese Medicine 26(1), 47-55), und Stärkung der Immunfunktionen (US-Patent Nr. 4 795 742) etc..

In neuerer Zeit haben Magen-Darm-Krankheiten in der Bevölkerung zugenommen, besonders in den hochentwickelten Ländern. Zu den Ursachen für peptische Ulzera gehören ständiger Alltagsdruck, übermäßige Reizung durch Alkohol, Nebenwirkungen von Arzneimitteln wie etwa Aspirin oder entzündungshemmenden Nichtsteroid-Arzneimitteln oder Helicohacter pylori-Infektion. Zu den Arzneimitteln, die vorwiegend für die Behandlung von peptischen Ulzera verwendet werden, gehören Muscarin-Antagonisten wie z.B. Methscopolaminbromid; H2-Blocker wie etwa Cimetidin; Antazida wie etwa Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid; H⁺/K⁺-ATPase-Hemmer wie etwa Omeprazol; antibakterielle Arzneimittel wie z.B. eine Mischung aus Amoxicillin und Metronidazol. Diese Arzneimittel lassen sich in zwei Kategorien einteilen: die eine wird für den physischen Schutz der Magenschleimhaut verwendet, um die Reizung der Schleimhautulkusstellen durch die Magensäure zu lindern, und die andere wird eingesetzt, um die Sekretion von Magensäure chemisch zu hemmen, um so zu verhindern, daß aufgrund der Erosion durch übermäßige Magensäure eine Geschwürbildung entsteht. Die weite Verbreitung von peptischen Ulzera und ihr häufiges Wiederauftreten mag an der Lebensführung der Patienten oder am Wechsel der Jahreszeiten liegen, und viele Patienten leiden immer wieder an peptischen Ulzera. Es besteht somit ein Bedarf an einem sicheren, milden und wirksamen Arzneimittel zur Behandlung und Verhütung von peptischen Ulzera.

DE 36 09 005 A1 beschreibt pharmazeutische Zusammensetzungen, die eine Kombination aus einem Ubichinon-Koenzym, vorzugsweise Q10 und einem Pflanzenextrakt (u.a. aus Ginseng) beinhalten. Dokument Datenbank CAPLUS bei STN; AN 1997:778804 beschreibt u.a. den Effekt von chinesischen Ginseng-Extrakten auf die Toxinproduktion von Heliobacter pylori Bakterien. In US 5,459,041 A wird ein diagnostischer Kit zum Nachweis von Antikörpern, die für Campylobacter pylori bzw. für damit in Zusammenhang stehenden gastrointestinalen Erkrankungen spezifisch sind, dargestellt. DE 33 28 262 C2 offenbart eine Arzneimittelzubereitung zur Besserung von Krebssymptomen, welche ggf. einen Ginseng radix-Extrakt aufweist. JP 04-273824 A bzw. JP 3121850 B2 beschreiben ein Mittel, das eine niedermolekulare Ginseng-Fraktion enthält, welche eine säurehemmende Wirkung zeigt und die als Nichtsaponin-Substanz bezeichnet wurde. JP 02-234696 A beschreibt ein Mittel, welches Panax Japonicus Saponin aus Panax Japonicus als aktive Substanz enthält. JP 56-043214 A beschreibt ein Mittel, das ein Rohsaponin eines medizinischen Ginsengs umfasst, zur Behandlung von Stresssymptom begleitet von autonomer Unausgeglichenheit, die ein Grund für Gastroenteropathie ist. JP 54-135210 A ist zu entnehmen, dass Panax Saponin als aktive Substanz wirkungsvoll für die Behandlung von Ulkus ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Extrakten des amerikanischen Ginsengs.

Das Verfahren umfasst die Schritte (a) Extrahieren des amerikanischen Ginsengs mit einem Lösungsmittel einer Polarität von mehr als 0,88, um einen Extrakt zu ergeben; (b) Filtrieren des Extrakts, um ein Filtrat zu ergeben; und (c) Zentrifugieren des Filtrats, um einen Überstand (Gesamtextrakt) zu ergeben; und d) Ultrafiltration des Überstandes mit einer Membran mit einem Molekulargewichtsschnitt von mindestens 1.000 Dalton sowie Aufkonzentrierung des erhaltenen Retentates.

Das Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung kann zudem die Hilfsmittel der Ultrafiltration, Dialyse, Ausfällen mit Ethanol oder Durchführung einer Umkehrphasenchromatographie umfassen, um bestimmte Fraktionen des amerikanischen Ginseng-Extrakts zu erhalten.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von amerikanischen Ginseng-Extrakten bereitgestellt. Zunächst wird der amerikanische Ginseng mit einem Lösungsmittel einer Polarität von mehr als 0,88 extrahiert, um einen Extrakt zu ergeben. Zu den geeigneten Lösungsmitteln gehören Wasser, Ethanol, Methanol oder Mischungen derselben, vorzugsweise Wasser oder Ethanol und besonders bevorzugt eine 10-80% wäßrige Lösung von Ethanol. Als nächstes wird der Extrakt zur Entfernung der Pflanzenrückstande filtriert und dann zur Entfernung der Mikroteilchen und Verunreinigungen zentrifugiert. Der resultierende Überstand (Gesamtextrakt) wird nach Ultrafiltration auf eine geeignete Konzentration eingeengt. Mit Hilfe eines oder mehrerer der folgenden Verfahren: Ultrafiltration, Dialyse, Ausfällen mit Ethanol oder Durchführung einer Umkehrphasenchromatographie, werden verschiedene Fraktionen des amerikanischen Ginseng-Extrakts erhalten.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist die Ultrafiltration ein Schritt, bei dem der Gesamtextrakt mit Hilfe einer Ultrafiltrationsmembran mit einem Molekulargewichtsschnitt von 1000 bzw. 3000 filtriert wird, um zurückgehaltenes Material und ein Filtrat zu ergeben. Die Dialyse ist ein Schritt, bei dem der Gesamtextrakt mit Hilfe einer Membran oder eines Dialysebeutels mit einem Molekulargewichtsschnitt von 500 dialysiert wird, um die kleineren Moleküle zu entfernen. Das Ausfällen mit Ethanol ist ein Schritt, bei dem das aus der Ultrafiltration erhaltene Filtrat zur Trockene eingeengt und dann in 50-100 Ethanol gelöst wird, um den löslichen Teil zu erhalten. Die Durchführung der Umkehrphasenchromatographie ist ein Schritt, bei dem das aus der Ultrafiltration erhaltene Filtrat auf eine Umkehrphasensäule mit polyaromatischem Harz wie etwa Diaion HP-20 (Sigma, Kat. Nr. I-3605) aufgebracht wird, um die wirksame Fraktion des amerikanischen Ginseng-Extrakts zu eluieren.

Alle aus den verschiedenen Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Extrakte des amerikanischen Ginsengs sind wirksam gegen peptisches Ulkus. Deshalb können diese Extrakte mit einem physiologisch annehmbaren Träger versetzt werden, und/oder sie können mit einem pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger formuliert werden, um eine pharmazeutische Zusammensetzung herzustellen, die bei der Behandlung oder Verhütung von peptischen Ulzera wirksam ist. Der Begriff "peptisches Ulkus", wie vorstehend und nachstehend verwendet, bezieht sich auf Magengeschwüre und/oder Duodenalgeschwüre.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, die in keinster Weise einschränkend sein sollen und mit der Gestaltung des/der Extraktionsschritts/Extraktionsschritte und der Bewertung der pharmakologischen Wirksamkeit in Zusammenhang stehen.

Beispiel 1
2000 ml deionisiertes Wasser wurden zu 200 g gehacktem amerikanischen Ginseng gegeben, dann zum Sieden erhitzt und 1 Stunde lang am Rückfluß weiter erhitzt. Der Absud wurde durch ein Sieb Stärke Nr. 200 (Siebporen 0,074 mm) filtriert, und das Filtrat (erstes Filtrat) wurde aufgefangen. Weitere 2000 ml deionisiertes Wasser wurden zum Rückstand des vorstehend beschriebenen amerikanischen Ginsengs gegeben, am Rückfluß erhitzt und filtriert wie vorstehend beschrieben, um das zweite Filtrat zu ergeben. Die beiden Filtrate wurden vereinigt und mit 10 000 U/min 30 Minuten lang zentrifugiert, um Mikroteilchen und Verunreinigungen zu entfernen. Der Überstand (Gesamtextrakt) wurde dann durch die Ultrafiltrationsmembran mit Molekulargewichtsschnitt 1000 (Amicon, Kat. Nr. S1Y1) filtriert, um Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 1000 Dalton abzutrennen. Das zurückgehaltene Material, das die Substanzen mit einem Molekulargewicht größer als 1000 Dalton enthält, wurde unter vermindertem Druck aufkonzentriert, um den Extrakt 1 zu ergeben. Das Filtrat, das die Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 1000 Dalton enthält, wurde zur Trockene eingeengt, und dann wurde 90% Ethanol-Lösung zugesetzt, um diese Substanzen zu lösen. Die Ethanol-Lösung wurde filtriert (Advantec Nr. 2), um den löslichen Anteil zu erhalten, und der resultierende lösliche Anteil wurde zum vorstehend beschriebenen Extrakt I gegeben. Die Mischung wurde unter vermindertem Druck eingeengt, um den Extrakt II zu ergeben.
Beispiel 2
Der in Beispiel 1 beschriebene Gesamtextrakt wurde mit einer Ultrafiltrationsmembran mit Molekulargewichtsschnitt 3000 (Amicon, Kat. Nr. S1Y3) behandelt, um die Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 3000 Dalton abzutrennen. Das zurückgehaltene Material, das die Substanzen mit einem Molekulargewicht größer 3000 Dalton enthält, wurde unter vermindertem Druck aufkonzentriert, um den Extrakt III zu ergeben. Das Filtrat, das die Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 3000 Dalton enthält, wurde auf eine mit Diaion HP-20-Harz (Sigma, Kat. Nr. I-3605) gepackte Säule aufgebracht. Die Säule wurde zunächst mit deionisiertem Wasser eluiert, bis das Eluat farblos war, dann mit 95% Ethanol, und das Eluat wurde aufgefangen. Das 95% Ethanol-Eluat wurde dem vorstehend beschriebenen Extrakt III zugegeben. Die Mischung wurde unter vermindertem Druck eingeengt, um den Extrakt IV zu ergeben.
Beispiel 3
Der in Beispiel 1 beschriebene Gesamtextrakt wurde in einen Dialysebeutel mit einem Molekulargewichtsschnitt von 500 (Spectra/Por^® Kat. Nr. 131 057) gegeben. Die beiden Enden des Beutels wurden mit Klammern verschlossen. Der Beutel wurde in einen deionisiertes Wasser enthaltenden Eimer gelegt, wobei sich das Verhältnis von Überstand zu deionisiertem Wasser auf 1:10 belief. Der Gesamtextrakt wurde bei 4°C dreimal 20 Stunden lang unter Rühren dialysiert. Die im Dialysebeutel verbleibende Lösung wurde entnommen und unter vermindertem Druck eingeengt, um den Extrakt zu ergeben.
Beispiel 4
1000 ml 80%ige Ethanol-Lösung wurden zu 100 g gehacktem amerikanischen Ginseng gegeben, zum Sieden erhitzt und 1 Stunde lang am Rückfluß weiter erhitzt. Der Absud wurde durch ein Sieb Stärke Nr. 200 filtriert, und das Filtrat (erstes Filtrat) wurde aufgefangen. Der Ginseng-Rückstand wurde mit weiteren 1000 ml 80%iger Ethanol-Lösung versetzt und wie vorstehend beschrieben extrahiert, um das zweite Filtrat zu ergeben. Die beiden Filtrate wurden vereinigt und unter vermindertem Druck eingeengt, um den Extrakt V zu ergeben.
Beispiel 5
Bewertung der pharmakologischen Wirkung gegen peptisches Ulkus
Die Wirkung von amerikanischem Ginseng gegen peptisches Ulkus wurde bewertet unter Anwendung des von Robert A. et al. (1979, Gastroenterology 77, 433-443) und Takagi I. und Okabe S. (1968, Japan J. Pharmacol. 18, 9-18) beschriebenen Verfahrens, das nachstehend zusammengefaßt ist.
(1) Bewertung von streßinduziertem Ulkus:
Männlichen Long Evans-Ratten mit einem Gewicht von 150±20 g wurden nach 18 Stunden Fasten die Extrakte des amerikani schen Ginsengs oral verabreicht, während den Kontrollratten das gleiche Volumen destilliertes Wasser oral verabreicht wurde. Nach 1 Stunde wurden die Ratten in einen Halter gesetzt und 4 Stunden lang in Wasser mit 22_24°C teilweise eingetaucht. Die Ratten wurden dann getötet und ihre Mägen wurden längs der größeren Krümmung geöffnet, um den Grad der Geschwürbildung zu bewerten. Die Magengeschwürbildung wurde nach einem frei gewählten System mit Punkten bewertet:

0 = keine Blutung
1 = stellenweise Blutung
2 = leichte Blutung
3 = schwere Blutung, Hälfte des Magens blutbefleckt
4 = sehr schwere Blutung, ganzer Magen blutbefleckt

^a) Die Hemmungsrate (%) wurde nach folgender Gleichung berechnet: [(Punkte Kontrolltier) – (Punkte Versuchstier)]/(Punkte Kontrolltier) · 100%.

Die Ulkus-Punktbewertungen der Kontrollratten beliefen sich durchweg auf 4.
(2) Bewertung von Ethanol-induziertem Ulkus:
Männlichen Long Evans-Ratten mit einem Gewicht von 150±20 g wurden nach 18 Stunden Fasten die Extrakte des amerikanischen Ginsengs oral verabreicht, während den Kontrollratten das gleiche Volumen destilliertes Wasser oral verabreicht wurde. Nach 15 Minuten wurde den Ratten 1 ml absolutes Ethanol verabreicht. Nach 1 Stunde wurden die Ratten getötet, und die Magengeschwürbildung wurde nach einem frei gewählten System mit Punkten bewertet:

0 = keine Schädigungen
1 = Hyperämie
2 = eine oder zwei leichte Schädigungen
3 = mehr als zwei leichte Schädigungen oder schwere Schädigungen
4 = sehr schwere Schädigungen

Die Ulkus-Punktbewertungen der Kontrollratten beliefen sich durchweg auf 4.
Die Ergebnisse der in den Tabellen 1 und 2 gezeigten pharmakologischen Bewertung lassen erkennen, daß die erfindungsgemäßen Extrakte des amerikanischen Ginsengs ausgezeichnete Hemmwirkung bei streß- und alkoholinduzierten Magengeschwüren aufweisen. Gemäß vorliegender Erfindung besitzt amerikanischer Ginseng, der mit Wasser oder Ethanol-Lösung extrahiert und mittels Ultrafiltration, Dialyse, Ausfällen mit Ethanol oder Umkehrphasenchromatographie weiterbehandelt wurde, ausgezeichnete Wirkung gegen peptische Ulzera.
Die Erfindung wurde insbesondere anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, doch wird Fachleuten klar sein, daß sich verschiedene Änderungen an Form und Detail vornehmen lassen, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Extrakts von amerikanischem Ginseng umfassend die Schritte: (a) Extrahieren des amerikanischen Ginsengs mit einem Lösungsmittel einer Polarität von mehr als 0,88, um einen Extrakt zu erhalten; (b) Filtrieren des Extrakts, um ein Filtrat zu gewinnen, und (c) Zentrifugieren des Filtrats und Auffangen des Überstands, (d) Ultrafiltration des genannten Überstandes mit einer Membran mit einem Molekulargewichtsschnitt von mindestens 1.000 Dalton sowie Aufkonzentrierung des erhaltenen Retentates.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der amerikanische Ginseng Panax quinquefolium L. ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Extrakt des amerikanischen Ginsengs durch Extrahieren mit einer 10-80% wäßrigen Lösung von Ethanol gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel eine 30-90 % wäßrige Ethanol-Lösung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Extrakt des amerikanischen Ginsengs durch Extrahieren mit Wasser gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ultrafiltrationsmembran einen Molekulargewichtsschnitt von 3.000 Dalton aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend den Schritt der Durchführung einer Umkehrphasenchromatographie mit dem Filtrat.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Umkehrphasenchromatographie mit einer Umkehrphasensäule mit polyaromatischem Harz durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Einengen des Filtrates, welches Substanzen mit einem Molekulargewicht kleiner 1.000 Dalton enthält, zur Trockne, Lösen durch Zugabe von 50-100% igem Ethanol, Filtrieren der Ethanollösung zur Gewinnung des löslichen Anteils, Mischen des löslichen Anteils mit dem Retentat des Anspruchs 1 und Einengen des Gemisches.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend das Beladen einer Umkehrphasensäule mit dem Filtrat, das Substanzen mit einem Molekulargewicht kleiner 3.000 Dalton enthält, Waschen mit Wasser und anschließend mit Ethanol, Auffangen des Eluates, Mischen des Eluates mit dem Retentat des Anspruchs 1 und Einengen.
Verwendung einer wirksamen Menge eines Extrakts von amerikanischem Ginseng hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer pharmazeutischen Zusammensetzung mit einem physiologisch annehmbaren Träger und/oder Arzneimittelträger zur Verhütung und/oder Behandlung von peptischem Ulkus, wobei peptisches Ulkus ein Magengeschwür und/oder Duodenalgeschwüre sind