Themendienst Biobasierte Wirtschaft

THEMENDIENST BIOBASIERTE WIRTSCHAFT / AUSGABE 4 VOM 31.05.2013
Themendienst Biobasierte Wirtschaft
Daten | Fakten | Hintergründe
Ausgabe 4
Natürlich gesund: Arzneipflanzen sind
ein Markt mit Zukunft
Für Schnupfen, Übelkeit und Muskelschmerzen über Entzündungen und Infektionen bis hin zu Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und Depressionen sind
heute wirksame Arzneimittel auf pflanzlicher Basis erhältlich. Da sie viele Krankheitssymptome erfolgreich lindern können, gewinnen diese Arzneimittel – auch
Phytopharmaka genannt – bei Ärzten, in der medizinischen Forschung und auch bei
Verbrauchern zunehmend an Bedeutung.
Die Ursprünge der Naturheilkunde auf Grundlage heimischer Arzneipflanzen
gehen auf die mittelalterliche Klostermedizin zurück. In den Klostergärten wurden
Pflanzen angebaut, mit denen erkrankte Bewohner der umliegenden Dörfer versorgt wurden. Seit dem 19. Jahrhundert wird, vor allem von deutschen Pharmakologen, intensiv daran geforscht, Wirkstoffe aus den Wurzeln, Blättern, Blüten oder
Samen der Arzneipflanzen zu isolieren und zu verfeinern oder gegebenenfalls mittels chemischer Verfahren nachzubilden. Beispielsweise ist der extrahierte Wirkstoff Salicin aus heimischer Weidenrinde Vorbild für das synthetisch gewonnene
„Aspirin“. Die überlieferten Rezepturen auf pflanzlicher Basis wurden mit Einzug
künstlich hergestellter Medikamente nicht vollständig verdrängt, da sich nicht
alle im Labor kopieren oder industriell wirtschaftlich produzieren lassen. Doch die
Möglichkeit, Wirkstoffe für Arzneimittel synthetisch und in industriellem Maßstab
31.05.2013
Biobasiertes Wirtschaften
... bezeichnet eine Wirtschaftsweise, die sich an natürlichen Stoffkreisläufen
orientiert. Sie nutzt biologische Vorgänge, entwickelt diese weiter, macht
sie leistungsfähiger und deren Nutzung damit effizienter und nachhaltiger. Die biobasierte Wirtschaft, auch Bioökonomie genannt, umfasst alle
Wirtschaftssektoren und ihre zugehörigen Dienstleistungsbereiche, die
biogene Ressourcen – wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen und deren
Produkte – erzeugen, be- und verarbeiten, nutzen oder damit handeln. Sie
trägt dazu bei, Herausforderungen wie Ernährungssicherung, Klimaschutz,
Erhalt der Biodiversität und den schrittweisen Ersatz knapper werdender
fossiler Rohstoffe durch nachwachsende Ressourcen zu bewältigen. Das
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
unterstützt Forschungs-, Entwicklungs- und Produktionsaktivitäten für
eine nachhaltige biobasierte Wirtschaft. Das Ziel ist klar: „Neue Produkte:
aus Natur gemacht“.
Welche Alternativen es zu den fossilen Rohstoffen Erdöl, Erdgas oder Kohle
gibt und welche Bedeutung die biobasierte Wirtschaft hat, zeigt der Film
„Neue Produkte: Aus Natur gemacht“
www.aus-natur-gemacht.de
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herzustellen, hat in Deutschland dazu geführt, dass der Anbau von Arzneipflanzen
lange Zeit eine untergeordnete Rolle spielte.
Zwischenzeitlich rückte die Biotechnologie mehr in den Fokus. Penicillin war eines der ersten mikrobiologisch hergestellten medizinischen Produkte. Angesichts
der zunehmenden Zahl resistenter Keime suchen Biotechnologen heute zum
Beispiel in den Tiefen der Ozeane und Höhen Nepals und Tibets, im Amazonas
und in Wüsten nach neuen Pilz- und Bakterienstämmen – in der Hoffnung, unter
Zehntausenden von Proben fündig zu werden.
Renaissance der Arzneipflanzen
Ein gestiegenes Umweltbewusstsein und der allgemeine gesellschaftliche Trend
zur Rückbesinnung auf natürliche Produkte sowie die Erkenntnis, dass die
Natur ein großes, bisher ungenutztes Potenzial an Wirkstoffen bietet, haben zu
einer größeren Nachfrage nach Arzneipflanzen aus heimischer Produktion
geführt. Die rein pflanzlichen Phytopharmaka müssen, um als apothekenpflichtiges Medikament in den Handel
zu gelangen, wie ihre synthetischen
Pendants wissenschaftliche Prüfungen
durchlaufen und sich in klinischen
Tests vor dem Bundesinstitut für
Arzneimittel und Medizinprodukte
(BfArM) bewähren. Das schafft Vertrauen. Gerade wenn Gelenke schmerzen,
der Schnupfen nicht aufhört oder wenn
sie sich abgeschlagen fühlen, greifen
Verbraucherinnen und Verbraucher zu
pflanzlichen Medikamenten.
Die positive Einstellung zu pflanzlichen Medikamenten spiegelt sich in den
Marktzahlen wider: Pflanzliche Arzneimittel erzielten im Jahr 2011 in Deutschland ein Absatzvolumen von mehr als einer Milliarde Euro. Deutschland ist damit
mit Abstand der wichtigste Markt in Europa. Das ist leider nur zu einem kleinen
Teil auf die hiesigen Ernteerträge zurückzuführen: 90 Prozent der verarbeiteten
Arzneipflanzen werden importiert. Auf deutschem Boden werden etwa 75 Arten
auf rund 13.000 Hektar unter streng kontrollierten Maßgaben angebaut, wobei 24
Arten über 90 Prozent der Gesamtfläche ausmachen. Die bedeutsamsten Anbauregionen sind in Thüringen, Bayern, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Niedersachsen.
Dort wachsen die wichtigsten Arzneipflanzen wie Kamille und Lein, gefolgt von
Pfefferminze, Sanddorn, Fenchel, Mariendistel und Johanniskraut.
Ausbau auf 20.000 Hektar
Da Arzneipflanzenerzeugnisse „made in Germany“ auch weltweit gefragt sind,
unterstützt die Bundesregierung unter Federführung des Bundesministeriums
für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz die Erzeuger über den
„Aktionsplan zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe“ dabei, die
Anbauflächen bis zum Jahr 2020 auf 20.000 Hektar auszuweiten. Dazu werden
aktuell mehrere innovative Forschungsprojekte gefördert, die unter anderem die
Agrobiodiversität sichern und Wege aufzeigen sollen, wie die gesamte Wertschöpfungskette vom Arzneipflanzen-Züchter über den Verarbeiter bis zum Hersteller
von Phytopharmaka optimiert werden kann.
Was zeichnet Arzneipflanzen aus?
Arzneipflanzen enthalten in einem oder in mehreren ihrer Organe, also in
Wurzeln, Blättern, Blüten oder Samen, Substanzen, die für therapeutische
Zwecke oder als Vorstufen für pharmazeutisch-chemische Halbsynthesen
verwendet werden.
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Kapuzinerkresse ist Arzneipflanze
des Jahres 2013
Ihren Namen verdankt sie der Form ihrer
Blüten, die mit einem Sporn in der Mitte an
die Kapuze einer Mönchskutte erinnert. Ihre
leuchtend gelb-orangen bis roten Blütenblätter zieren vielen Gärten: Ihre Inhaltsstoffe sind medizinisch wirksam, und im Jahr
2013 wurde die Kapuzinerkresse als Arzneipflanze des Jahres ausgezeichnet.
Den Inhaltsstoffen der Kapuzinerkresse
wird eine antibiotische Wirkung zugeschrieben. Dafür sind ihre Glucosinolate
von Bedeutung. Diese sind auch für ihren
scharfen Geschmack verantwortlich und
werden im Körper durch Enzyme in Senföle umgewandelt, die eine Vermehrung von
verschiedenen Bakterien, Viren und Pilzen hemmen können. Zudem weisen
diese Öle einen durchblutungsfördernden Effekt auf. Studien* zeigen, dass
der Einsatz von Präparaten mit Kapuzinerkresse und Meerrettichwurzel bei
Atem- und Harnwegserkrankungen ebenso wirksam sein kann wie StandardTherapien mit Antibiotika.
Seit 1999 kürt der „Studienkreis Entwicklungsgeschichte der Arzneipflanzenkunde“ an der Universität Würzburg die Arzneipflanze des Jahres.
* z. B. Albrecht U. et al.: Eine randomisierte, Placebo-kontrollierte Doppelblindstudie eines pflanzlichen Arzneimittels mit Kapuzinerkressenkraut und Meerrettich bei akuter Sinusitis, akuter Bronchitis und akuter Blasenentzündung bei Kindern im Vergleich zu
anderen Antibiotika. Arzneim.-Forsch./Drug Res. 57, No. 4, S. 238-246 (2007)
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Neue Hautpflegeprodukte aus Pflanzen
Arzneipflanzen machen nicht nur der Schulmedizin Konkurrenz, sondern beleben
auch das Geschäft mit Naturkosmetik. In einem Verbundprojekt soll nun erstmals
aus Blättern des Sanddorns eine Hautcreme gegen Alterung kreiert werden.
„Bislang werden nur die Früchte und Kerne der Sanddornbeere verwendet. Die
Blätter landen nach der Ernte stets auf dem Kompost“, sagt Silvia Hinrichs,
Geschäftsführerin der Sanddorn Storchennest GmbH. Ihr Unternehmen ist in
Deutschland mit rund 100 Hektar größter Anbauer der gelb-roten Beere. Jährlich
werfen die Plantagen 70 bis 100 Tonnen Beeren ab. Daraus entstehen Brotaufstriche, Säfte, Tee, Senf, Gummibärchen, Weine oder Liköre. „Derzeit kann die Nachfrage nach Sanddorn durch einheimische Produktion nicht vollständig gedeckt
werden“, berichtet Hinrichs. Die Abnehmer stünden Schlange, da die Beeren aus
kontrolliertem Anbau auch international begehrt seien.
Dr. Thomas Mörsel von der brandenburgischen Untersuchungs-, Beratungs-,
Forschungslaboratorium GmbH interessiert sich weniger für die Früchte, sondern
vielmehr für die Blätter des Baumes.
Mörsel koordiniert das vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
geförderte Forschungsprojekt, das
die Wirkstoffe der Blätter für Cremes
nutzbar machen will. Den Chemiker
interessieren die sekundären, auch
Phytamine genannten Inhaltsstoffe
der Sanddornblätter. „Jede Pflanze,
jeder Baum hat im Laufe der Evolution lebenserhaltende Schutz- und
Abwehrstoffe entwickelt, um sich
gegen Bakterien, Pilze oder Fressfeinde zu schützen oder schädliche
UV-Strahlen abzublocken“, erklärt
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Mörsel. „Solche suchen wir gezielt.“ Er spricht konkret von Stoffen wie Flavonoiden,
Ellagtaninen und Carotinoiden, die in den Blättern des Sanddorns zu finden sind und
entzündungshemmende wie auch antimikrobielle Eigenschaften besitzen.
Vom Blatt zum Produkt
Seit anderthalb Jahren forschen und
testen die Projektbeteiligten, wie aus
den Sanddornblättern ein heilendes
Naturkosmetikprodukt werden kann.
Von der ersten Idee bis zum fertigen
Produkt ist es ein langer Weg, bei dem
es auf Feinheiten ankommt. „Ob die
Beere am Wegesrand wächst oder an
der Küste, ob sie in einem sonnigen
oder einem verregneten Sommer
gedeiht, ob sie im Juni geerntet wird
oder Ende September, kann schon
das Wirkstoffpotenzial der Blätter
beträchtlich beeinflussen“, sagt Mörsel.
Die Wirkstoffe findet er in manchen
Blättern in einem Gehalt von zwei
Prozent, in anderen von acht Prozent. Silvia Hinrichs führt daher genau Buch,
um den geeigneten Strauch zu identifizieren.
Erntemaschine gesucht
Noch gibt es jedoch einige offene Punkte. Silvia Hinrichs bereitet vor allem die bevorstehende Ernte Kopfzerbrechen. Derzeit tüftelt sie mit ihren Mitarbeitern an einer
brauchbaren Erntemethode. Bislang werden die Sträucher per Hand abgeschnittenen,
schockgefrostet und maschinell gerüttelt, die Blätter landen dabei lieblos auf dem Boden. „Gelingt es, Beeren und Blätter in ausreichender Qualität zu ernten, werden wir
Landwirten, die Sanddorn anbauen, mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer höheren
Wertschöpfung pro Hektar verhelfen können“, stellt Hinrichs vorsichtig in Aussicht.
Thomas Mörsel ergänzt: „Wenn alles klappt, können wir unsere Ergebnisse auch auf
andere Pflanzenarten übertragen.“ Die Büffelbeere, eine amerikanische Verwandte des
Sanddorns, würde er sich dann als nächstes vornehmen.
Ein neuer Wirkstoff gegen Tumorzellen –
gefunden im Brokkoli
Prof. Dr. Ingrid Herr arbeitet als experimentelle
Onkologin in der Grundlagenforschung zu Krebstherapien am Universitätsklinikum Heidelberg
und dem Deutschen Krebsforschungszentrum.
Für ihre Studien zur Wirkung von Brokkoli-Inhaltsstoffen wurde sie 2012 mit dem SebastianKneipp-Preis ausgezeichnet.
Im Labor von Thomas Mörsel wird daran gearbeitet, die wertvollen Wirkstoffe
aus den Blättern herauszuholen, die später im Endprodukt enthalten sein sollen.
Aus diesen Extrakten wird vom niedersächsischen Kosmetikhersteller Logocos AG
dann eine Lotion oder Creme angerührt und die Verträglichkeit klinisch getestet.
Dabei werden keine synthetischen Farb-, Duft- und Konservierungsstoffe wie
Paraffine oder Silikone mit verarbeitet. Das Kompetenzzentrum Skintegral an der
Universitätsklinik Freiburg untersucht abschließend die dermatologische Wirksamkeit der Produkte.
Prof. Dr. Ingrid Herr
Frau Prof. Herr, was machen Sie als experimentelle Onkologin in Ihrer täglichen
Arbeit?
Ein großer Teil meiner Arbeit besteht darin,
die aktuellen Entwicklungen in der Forschung zu verfolgen und eigene Ideen für
Forschungsprojekte zu entwickeln. Vielversprechende Ideen zu bestimmten Substanzen
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und ihrer erwarteten Wirkung auf den Krebs setze ich dann mit meinem Team
aus Biologen und Medizinern zunächst in der Petrischale um. Im Erfolgsfall, also
einer Wirkung auf das Wachstum oder die Metastasierung der Tumore, folgen
in-vivo-Tests mit befruchteten Hühnereiern. Und wenn auch das erfolgreich war,
werden Tests an Mäusen durchgeführt.
Im vergangenen Jahr haben Sie den Sebastian-Kneipp-Preis für Ihre Forschung
erhalten. Was war Ihre Entdeckung?
Wir haben als erstes Forschungsteam entdeckt, dass ein Inhaltsstoff im Brokkoli –
Sulforaphan – gegen Tumor-Stammzellen wirkt. Dazu muss man wissen, dass bei
herkömmlichen Chemotherapien die für Tumor-Wachstum und Metastasierung
verantwortlichen Stammzellen meistens überleben und der Krebs so immer wieder zurückkehren kann.
2007 las ich dann von einer epidemiologischen Studie, bei der Männer mit Prostatakarzinom ein um die Hälfte verringertes Risiko für Metastasen hatten, wenn sie
viel Blumenkohl oder Brokkoli aßen. So kamen wir auf die Idee, das therapeutisch
wirksame Senföl aus diesem Gemüse auf seine Wirkung hin zu untersuchen. Und
tatsächlich: Unsere Tests zeigten, dass die Substanz Tumorstammzellen beseitigte
und Metastasen verhinderte und zwar besonders effektiv in Verbindung mit einer
Chemotherapie. Die Substanz greift einen übergeordneten Entzündungsfaktor
an und hemmt so spezielle Eigenschaften der Tumor-Stammzellen, nämlich ihre
Fähigkeit zur Selbsterneuerung und Resistenz gegen den programmierten Zelltod.
Bei welchen Krebsarten kann Gemüse die Prognose für Patienten verbessern?
Wir haben bei den Analysen mit dem sehr aggressiven Bauchspeicheldrüsenkrebs
angefangen. Patienten mit diesem Befund haben eine sehr schlechte Prognose,
weil zum Zeitpunkt der Diagnose meistens schon Metastasen vorhanden sind.
In der Zwischenzeit werden unsere Daten auch von anderen Forschern auf der
ganzen Welt bestätigt. Offenbar hat Sulforaphan auch eine positive Wirkung bei
Prostatakrebs und Brustkrebs. Sicher wird es auch noch weitere experimentelle
Studien mit anderen Tumor-Arten geben. Wir haben wahrscheinlich einen generellen Mechanismus gefunden.
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Sollten Krebspatienten jetzt mehr Brokkoli essen? Oder wirkt das Gemüse auch
bei gesunden Menschen?
Senföl-Glukoside mit einer therapeutischen Wirksamkeit kommen in der gesamten Kreuzblütler-Familie vor: in Blumenkohl und Brokkoli, Rucola und Kresse,
Senf, in der gesamten Kohl-Familie, aber auch in Rettich, Radieschen, Meerrettich
und vielem mehr. Deshalb ist es ratsam, viel aus dieser Gemüse-Familie zu essen.
Epidemiologische Studien haben bereits herausgefunden, dass der regelmäßige
Verzehr von Kohlgemüse vor bestimmten Krebserkrankungen schützen kann. Es
gibt offenbar also auch eine vorbeugende Wirkung.
Unbekannt ist bislang, welche therapeutischen Dosen bei Menschen notwendig sind.
Es kann aber bestimmt nicht schaden, häufig Gemüse aus der Familie der Kreuzblütler zu essen. Besonders viel Sulforaphan – nämlich 20 bis 100 Mal soviel wie ausgewachsene Pflanzen – enthalten Sprossen von Brokkoli. Die kann man sich selbst auf
der heimischen Fensterbank ziehen, außerdem passen sie gut zum Salat oder aufs
Butterbrot.
Liegt die Zukunft der Krebsvorsorge also im Gemüse?
Es gibt auf jeden Fall eine deutliche Tendenz. Denn auch andere Inhaltsstoffe sind
interessant für die Krebsforschung. Wir haben beispielsweise auch eine positive
Wirksamkeit des Polyphenols Quercetin gefunden, das im Brokkoli, aber auch in
Zwiebeln, Äpfeln, Beeren und vielen weiteren Obst- und Gemüsesorten vorkommt.
Andere Forschergruppen fanden solche Substanzen z. B. in grünem Tee oder im
Curcuma-Gewürz.
Wie geht Ihre Arbeit weiter?
Unsere experimentelle Forschung zum Sulforaphan wird demnächst in einer einjährigen Pilotstudie mit 40 Patienten in Verbindung mit einer Chemotherapie in Bezug
auf Tumorwachstum und Lebensqualität getestet. Wenn das erfolgreich ist, soll eine
größer angelegte Studie folgen. Parallel forschen wir im Labor aber schon mit weiteren bioaktiven Stoffen aus Gemüsepflanzen.
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THEMENDIENST BIOBASIERTE WIRTSCHAFT / AUSGABE 4 VOM 31.05.2013
Die Zahl des Monats: 440
Impressum
In Deutschland sind rund 440 heimische Arzneipflanzen bekannt. Ca. 75 Arten
werden in Deutschland erwerbsmäßig angebaut. Der Anbau von Arzneipflanzen
hat eine lange Tradition. In Deutschland findet er bevorzugt in den Bundesländern
Thüringen, Bayern, Hessen und Niedersachsen statt: Gemeinsam decken diese
Länder über 70 Prozent des heimischen Arzneipflanzenanbaus ab. Den größten
Anteil an der Gesamtanbaumenge hat die Kamille, gefolgt von Lein, Mariendistel,
Pfefferminze, Sanddorn, Fenchel, Johanniskraut und dem Wolligen Fingerhut.
Herausgeber
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft
und Verbraucherschutz (BMELV)
Referat L1 Presse
Wilhelmstraße 54
10117 Berlin
Telefon: +49 (0) 30 18 529-3174 /-3208
Telefax: +49 (0) 30 18 529-3179
E-Mail: [email protected]
Internet: www.bmelv.de
Auch die Bedeutung ursprünglich in China beheimateter Heilpflanzen, wie zum
Beispiel der Chinesische Engelwurz, nimmt in Deutschland zu. Mit Unterstützung
des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
setzt die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft ihre seit 2004 laufenden
Arbeiten zum Anbau von asiatischen Heilpflanzen unter mitteleuropäischen
Boden- und Klimabedingungen bis Ende 2013 fort. Gelingt es, die Anbaupotenziale
für diese Arzneipflanzen zu erschließen, bietet sich der deutschen Landwirtschaft
ein neuer Einkommensbereich mit hoher Wertschöpfung und für die deutsche
Pharmaindustrie eine größere Unabhängigkeit von Importen.
KAMEL: für mehr Arzneipflanzen in Deutschland
Damit künftig wieder mehr Arzneipflanzen in hoher Qualität und Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland angebaut werden, fördert das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz das Demonstrationsprojekt „KAMEL“
(aus „Kamille“ und „Melisse“). Forschergruppen und Unternehmen testen dabei
Fortschritte beim Anbau der Arzneipflanzen Kamille, Melisse und Baldrian. Es geht
um züchterische Optimierung, verbesserte Trocknung, Sä- und Erntetechniken.
Bildnachweise
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unter www.aus-natur-gemacht.de