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\parindent0pt

\begin{document}

\section*{\LARGE Medizinische Wirkstoffe}
\rightline{Chemie GLF 12/2 2006}
\rightline{Christian Neukirchen}
\bigskip

Laut dem deutschen Arzneimittelgesetz dienen Arzneimittel dazu,
Krankheiten zu verhüten, Krankheiten zu erkennen, Krankheiten zu
lindern und Krankheiten zu heilen.

\section{Kurze Geschichte der Arzneimittel}

Schon in Neandertalergräbern wurden Überreste von Heilpflanzen als
Grabbeigaben entdeckt.

Assyrer und Ägypter kannten bereits einige hundert Heilpflanzen und
ihre Anwendung.

In der Antike wurden viele Pflanzen, Mineralien und tierische
Wirkstoffe von den Griechen und Römern untersucht.  Dieses Wissen
bildete die Grundlage der Medizin für Jahrhunderte.

Im Mittelalter gab es vor allem Einflüsse aus dem Orient, aber auch
hierzulande wurde neues entdeckt, zum Beispiel von Hildegard von Bingen.

In der Neuzeit dann begaben sich die Forscher auf die Suche nach dem
Panazee, der Universalmedizin, die alles heilt.  Wahrscheinlich
wichtigste Person der Neuzeit, aus Sicht der Geschichte der
Arzneimittel war \textit{Paracelsus}, der Chemie als Arznei verwendete
und so Wegbereiter der pharmazeutischen Chemie war.  Er prägte den
Ausspruch \textit{``Alle Ding' sind Gift und nichts ohn' Gift; allein die
Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.''}  Diese Regel gilt
natürlich (oder gerade?) heute immer noch.

Im 19. Jahrhundert wurden dann viele pflanzliche Inhaltsstoffe
chemisch untersucht und erste synthetische Arzneistoffe hergestellt.

Im 20. Jahrhundert gab es die ersten Antibiotika und allgemein
Anwendungen der Biochemie, zum Beispiel für die künstliche Herstellung
von Hormonen oder Enzymen.

\section{Wirkweisen}

Die Wirkweise eines medizinischen Wirkstoffes kann meist in vier
Kategorien eingeordnet werden:

\begin{itemize}
\item Beeinflussung von Rezeptoren, Stimulation oder Blockade
\item Beeinflussung von Enzymen, Hemmung oder Aktivierung
\item Beeinflussung der Biosynthese, durch Antibiotika oder Chemotherapeutika
\item Substitution von körpereigenen Stoffen, z.B. Insulin
\end{itemize}

Im Allgemeinen ist die räumliche Struktur des Moleküls wichtiger als
dessen exakte chemische Zusammensetzung.

\section{Pflanzliche Wirkstoffe}

Pflanzliche Wirkstoffe sind die Wirkstoffe der \textit{Phytopharmaka}
und zum Großteil immer noch unbekannt.  Dies liegt daran, dass es in
Pflanzen sehr viele verschiedene Stoffe gibt, diese oft nur zusammen
wirken (\textit{Synergie}) und ihr Metabolismus im Körper unerforscht ist.

Eine recht gut untersuchte Stoffgruppe stellt die der \textit{Alkaloide}
dar, zu der bekannte Stoffe wie 
\textit{Atropin},
\textit{Chinin},
\textit{Cocain},
\textit{Coffein},
\textit{Morphin},
\textit{Nikotin} und 
\textit{Strychnin} gehören.

Alkaloide sind chemisch ungenau definiert.  Allen gemein ist, dass es
organische, heterozyklisch stickstoffhaltige Moleküle sind, die oft
basisch reagieren.

Fast alle Alkaloide sind sehr giftig.

\goodbreak

\textbf{Baldrian} (\textit{Valeriana officinalis}) ist eine der
ältesten Arzneipflanzen.  Sie wird heute vor allem als
Nervenentspannungsmittel verwendet, ist aber kein Schlafmittel.

Die Wirkstoffe des Baldrian sind nicht genau bekannt, da Baldrian
viele Inhaltsstoffe hat, keines allein aber die Wirkung trägt.

Baldrian wirkt gegen Unruhe, Angst und Aggressivität; einzelne
Inhaltsstoffe haben sogar krampfmildernde Wirkung.

Baldrian enthält ätherische Öle (hauptsächlich Valeriansäure
(Pentansäure, $C_4H_9COOH$), Valepotriate, Valerensäuren
(ungesättigt), Alkaloide und sonstige Pflanzensäuren.

\bigskip

Andere interessante Arten pflanzlicher Wirkstoffe sind Saponine
(Zucker und Steroide, die mit einem Sauerstoff verbunden sind), da sie
bei Kontakt mit Wasser schäumen und daher als Hustenmittel verwendet
werden, und Digitalisglykoside, die die Kontraktionskraft des Herzen
stärken.

\section{Synthetische Wirkstoffe}

\begin{floatingfigure}[r]{3cm}
  \includegraphics[width=3cm]{acetylsalicylsaeure}
%  \caption{Acetylsalicylsäure}
\end{floatingfigure}

\textbf{Acetylsalicylsäure}, der Wirkstoff von \textit{Aspirin},
wurde 1897 von Arthur Eichengrün entdeckt, die Entdeckung wird jedoch
oft Felix Hoffmann zugeschrieben.

Acetylsalicylsäure wird industriell durch Veresterung von Salicylsäure
und Essigsäureanhydrid hergestellt (vgl. Duden Chemie, S. 476).

\begin{align*}
  \raisebox{-0.7cm}{\includegraphics[width=2.5cm]{salicylsaeure}}
  \kern0.25cm + \kern0.25cm
  \raisebox{-1.1cm}{\includegraphics[width=2cm]{essigsaeureanhydrid}}
  \kern0.25cm &\rightleftharpoons \kern0.25cm
  \raisebox{-0.7cm}{\includegraphics[width=3.5cm]{acetylsalicylsaeure}}
  \kern0.25cm + \kern0.25cm
  \raisebox{-0.8cm}{\includegraphics[width=2.3cm]{essigsaeure}}\\
  \textrm{Salicylsäure} + 
  \textrm{Essigsäureanhydrid} &\rightleftharpoons
  \textrm{Acetylsalicylsäure} + 
  \textrm{Essigsäure}
\end{align*}

Acetylsalicylsäure wird erst im Magen zur unbekömmlichen Salicylsäure
umgesetzt.

Salicylsäure blockiert das Enzym \textit{Cyclooxygenase}, das bei der
Bildung von \textit{Prostaglandinen} und \textit{Thromboxanen} wichtig
ist.

Prostaglandine sind Stoffe, die Schmerzsignale auslösen können; 
Thromboxane sind gerinnungsfördernd.

Daher wirkt Acetylsalicylsäure schmerzstillend, fibersenkend,
entzündungs\-hemmend und gerinnungshemmend.

\begin{figure}[b]
  \centering
  \includegraphics[width=6cm]{ass}
  \caption{Räumliche Struktur von Salicylsäure in Cyclooxygenase}
\end{figure}

\end{document}