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Terpene, eine bioaktive Stoffgruppe in Vitalpilzen

Vorkommen und Verbreitung

Terpene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Sie werden von Isopren Einheiten abgeleitet. Isopren ist der Trivialname für den ungesättigten Kohlenwasserstoff 2-Methylbuta-1,3-dien. Es ist ein Derivat des 1,3-Butadiens. Isopren ist die Grundeinheit der Terpene, wird selbst aber meist nicht zu diesen gezählt. Isopren wird von vielen Pflanzen produziert und in die Erdatmosphäre abgegeben, es ist neben Methan der Kohlenwasserstoff mit der höchsten Emissionsrate (1).

Terpene sind von ganz unterschiedlicher Struktur. Sie enthalten, je nach Organisations-struktur, fünf bis zum zigfachen von fünf Kohlenstoffatomen im Molekül.  Sie sind in der Natur weit verbreitet. Hauptsächlich kommen sie in Pflanzen vor. Seltener sind sie auch tierischen Ursprungs. In Pflanzen sind sie Bestandteil der ätherischen Öle, die häufig angenehm, intensiv duften, aber auch medizinisch nutzbar sind (2).

Die einfachsten Terpene, die sogenannten Hemiterpene, verfügen über fünf Kohlenstoffatome. Sie sind relativ selten, man schätzt die Anzahl der bekannten Substanzen auf 25. Sie kommen z. B. in Hopfen und Zitrusfrüchten vor. Eine Verdoppelung der Kohlenstoffatome auf zehn führt zu den Monoterpenen, von denen rd. 900 bekannt sind.

In einschlägigen Publikationen wird berichtet, dass Monoterpene für den Geschmack und Duft von rd. 90 % aller Spezies verantwortlich sind (1). Auch viele ätherische Öle werden aus Monoterpenen gewonnen. Aber Monoterpene spielen bei Pflanzen auch eine bedeutende ökologische Rolle. Sie helfen ihnen in der Abwehr von Pflanzenfressern, sie schützen gegen Pilzbefall und locken Insekten an die bei der Bestäubung unentbehrlich sind. Bei Säugetieren sind Monoterpene in der Stabilisierung der Zellmembrane involviert, ferner in Stoffwechsel-vorgängen und in der Regulierung enzymatischer Reaktionen.

Sesquiterpene haben 15 C-Atome im Molekül und kommen unter anderen in Kamille, Paprika und Ingwer vor. Über 3.000 Sesquiterpene sind bekannt, die eine beachtliche Rolle bei der Nahrungsmittelerzeugung spielen. Über 20 Kohlenstoffatomen verfügen die etwa 5.000 bekannten Diterpene. Sie sind unter anderen in Wolfsmilch, Rosmarin und Süßgräsern, sowie in Insekten und verschiedenen Meeresbewohnern enthalten. Sie zeichnen sich durch große biologische Aktivität aus, wie z.B. die des Vitamin A. Die etwa 150 mit 25 C-Atomen ausgestatteten, biologisch ebenfalls aktiven Sesterterpene kommen unter anderen im Schutzwachsen von  Insekten und in Schwämmen vor (3, 4).

Die Triterpene, verfügen über 30 Kohlenstoffatome im Molekül und kommen z.B. in Nelken, Oliven, Mistel, Birken und Zitrusfrüchten vor. Eine noch kompliziertere Struktur haben die Tetraterpene mit 40 Kohlenstoffatomen. Die Carotinoide, Vorstufen des Vitamin A, enthalten Tetraterpene. Sie kommen in grünem Gemüse, auch in Möhren vor (5).

Terpene haben hohes pharmakologisches Potential

Sehr ausführlich wird in der Fachpresse das antitumorale Potential der Terpene diskutiert. Die nachgewiesene Wirkung reicht von der Hemmung des Wachstums von unterschiedlichen Tumorarten, über die Induktion von Apoptose bis hin zur Reduktion der Genotoxizität verschiedener Karzinogene, wie Mykotoxine oder Benzopyren. Sie regen die Aktivität verschiedener Immunzellen an, speziell die der NK-Lymphozyten und Phagozyten.

Sie gelten als potente Entzündungshemmer. Besonders ist die antientzündliche Wirkung der Monoterpene hervorzuheben. Sie haben sich sowohl in Tierexperimenten als auch in Studien bei Patienten mit Asthma bewährt. Antientzündlich wirken auch die in Kamille, Arnika Artischocke und Curcuma enthaltenen Sesquiterpene, um nur einige zu nennen. Von den Triterpenen sind die von der Palme (Borassus flavellifer) und des Süßholzwurzelextraktes (Glycyrrhiza glabra) zu nennen.

Auch gegen Schmerzempfinden können viele Terpene eingesetzt werden. Weitere Verwendungsmöglichkeiten eröffnet die sedative, entspannende, schlaffördernde Wirkung einiger Terpene. Bekannt sind ferner die Leberschutzwirkung und der hypotensive Effekt mehrere Terpene. Selbst auch eine aphrodisierende Wirkung wurde beschrieben, die durch den Triterpen-Alkohol, namens Ambrein ausgelöst wird und besonders in arabischen Ländern hoch in Kurs steht. Es soll die Konzentration von verschiedenen Hormonen der Adeno-hypophyse, sowie die Konzentration von Testosteron im Blutserum erhöhen (3).

Sie tragen dazu bei, Cholesterinwerte zu senken und Herzkrankheiten vorzubeugen. Sogar äußerlich können sie angewendet werden, um die Haut zu schützen. Die äußere Anwendung verzögert die Anfälligkeit der Haut für Sonnenbrand und fördert die Wundheilung.

Umfangreich ist schließlich die Datenlage über die Abwehrwirkung von Terpenen gegenüber Insekten, Parasiten, Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze, Viren und Protozoen. Sie sind, die Vielfalt ihrer biologischen Aktivität betreffend, auch in diesem Bereich kaum zu überbieten (3,6).

Terpene auch in Pilzen weit verbreitet

Terpene sind auch in Pilzen weit verbreitet. Im Echten Leberreischling (Fistulina hepatica) wurden 48 flüchtige Komponenten nachgewiesen, von denen alleine elf an dem charakteristischen Geschmack des Pilzes beteiligt sind (7). Mikroskopische Pilze, wie Penicillium camemberti und P. caseifulvum produzieren Sesquiterpene und Diterpene bei der Käseherstellung. Die Entstehung von zahlreichen Terpenalkoholen (Terpenoide mit einer Hydroxilgruppe) bei der Fermentation von Pu-Erh-Tee wird der Aktivität von Aspergillus niger zugeschrieben. Mehrere Sesquiterpene wurden aus den Extrakten des insektenpathogenen Pilzes Verticillium hemipterigenum, dem berüchtigten Aspergillus fumigatus und dem ebenfalls hochgefährlichen Stachybotrys chortarum nachgewiesen (1).
Zahlreiche Pilze, sowohl mikroskopische als auch Makropilze sind auch an der Biokonversion von Terpenen in Terpenoide beteiligt. Alle Terpenoide gehen auf Terpene zurück. Sie sind als Pflanzendüfte und  -aromas bekannt, sie verursachen die gelbe Farbe der Sonnenblume und die Rote der Tomate, sind Pflanzengifte und Medizin. Über 60 % aller Naturprodukte sind Terpenoide (8).

Nähere Betrachtung verdienen die in die Gruppe der Großpilze (Makromyceten) gehörenden Ständerpilze (Basidiomycota), die als wichtigen Wirkstoff Terpene enthalten und eine pharmakologische Wirkung zeigen. Eine Übersicht publizierten Lindequist und Kollegen (9).

Sie berichten über eine umfangreiche Gruppe dieser Pilze die antibiotische Wirkung haben. Beim Gelbgrünen Kammporling (Albatrellus cristatus) zeigen Sesquiterpene eine antibakterielle Wirkung gegen die in der Natur ubiquitären Heubazillus Bacillus subtilis, B. cereus und B. brevis. Ein Diterpen in Hohlfuß-Röhrling (Suillus claviceps) wirkt den Angaben zufolge gegen den Gurkenpathogen Cladosporium cucumerinum. Die in verschiedenen Clitopilus-Arten (Räslinge) enthaltenen Sesquiterpene unterdrücken das Wachstum von penicillinresistenten grampositiven Bakterien. Eine Reizker Art, Lactarius flavidulus, enthält Monoterpene und wirkt gegen das menschen- und tierpathogene Bakterium Staphylococcus aureus, sowie gegen Bacillus subtilis, Candida albicans und andere. Sesquiterpene im Langstieligen Knoblauchschwindling (Marasmius alliaceus), im Zwergseitling (Pleurotellus hypnophilus) und im Genabelten Zähling (Lentinellus omphalodes) sind wirksam gegen verschiedene Bakterien und Pilze und sind darüber hinaus auch zytotoxisch (9).

Terpene in Vitalpilzen

In der mündlichen und schriftlichen Kommunikation über Pilze mit Heilkraft in deutscher Sprache hat sich zunächst die Bezeichnung „Heilpilz etabliert. Sie ist eine annähernd sinngemäße Übersetzung der weit verbreiteten englischen Bezeichnung medicinal mushroom“. Für die Bezeichnung „Heilpflanze“, die als Vorbild gilt, gibt es aber eine klare Definition, die für Heilpilze nicht zutrifft. Deshalb hat sich – bis auf weiteres – für Großpilze (Makromyceten) mit Heilkraft die Alternativbezeichnung „Vitalpilz“ durchgesetzt (5).

Der als Massenpilz bekannte und von Sammlern geschätzter Honiggelber Hallimasch (Armillaria mellea) wirkt antibakteriell. Chemische Analysen haben keine allzu hohen Nährstoffwerte für den Hallimasch ergeben. Umso interessanter sind die Ergebnisse, die von verschiedenen Forschergruppen in Amerika und China über die aktiven Substanzen des Hallimasch präsentiert wurden. Viele von diesen Substanzen sind sogenannte sesquiterpenische aromatische Esterverbindungen, die aus der Vereinigung von Säuren mit Alkoholen unter Abspaltung von Wasser entstehen. Solche sind das Armillaricin, Armillaridin, Armillarikin, Armillarinin, Armillaripil und andere. Eine antibakterielle und antimykotische Wirkung besitzen unter anderen die Substanzen Melleolid, Armillol, Judeol, Armillyl und Arnamiol (10, 11).

Schon vor mehr als 40 Jahren zeigte der kanadische Wissenschaftler C. Richard in Laborversuchen, dass der Hallimasch eine antibakterielle Wirkung hat. Er testete den Pilz mit Erfolg gegen Bacillus subtilis und Bacillus cereus sowie gegen den besonders gefährlichen Eitererreger Staphylococcus aureus (12). Auch andere Experten bestätigten die antibakterielle Wirkung und zwar hauptsächlich gegen sogenannte grampositive Bakterien. Zu dieser Gruppe gehören die meisten kugelförmigen Bakterien wie die Pneumokokken, Erreger der Lungenentzündung und die Streptokokken. Letztere verursachen unterschiedliche Krankheiten von eitrigen Entzündungen über Mischinfektionen bis zur Hirnhautentzündung und zum Scharlach (13).

Besondere Beachtung verdient der Schiefe Schillerporling (Inonotus obliquus), genannt auch Chaga, wegen seiner antitumoraler Wirkung.  Auch er ist ein holzbewohnender Pilz, der in Birken- und Stieleichenwäldern, in Buchenmischwäldern sowie in Parks, Alleen und an Straßenbäumen vorkommt. Im Gegensatz zum Hallimasch ist der Schillerporling hierzulande relativ selten, aber in Gebieten, in denen große Birkenwälder wachsen, z.B. in Polen, im Baltikum und in Russland, ist er weitverbreitet (14).
Die Berichte über eine erfolgreiche Verwendung des Schiefen Schillerporlings in der Volksmedizin erreichen uns aus seinem Hauptverbreitungsgebiet, aus Russland, Polen, Finnland und aus dem gesamten baltischen Raum. Dort gilt er schon seit langem als hochwirksam gegen Krebs.

Man kocht aus seinem imperfekten, unvollendeten Fruchtkörper einen Tee und verabreicht diesen den Kranken. Dieser Tee soll erfahrungsgemäß so gut wirken, dass ihn selbst die in Moskau ansässige Akademie für Medizinwissenschaften der Sowjetunion in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts für die Verwendung gegen verschiedene Krebsarten freigegeben und empfohlen hat. So wurde er gegen Lungenkrebs, Magenkrebs, Mischtumore, Hautkrebs und gegen Darmkrebs eingesetzt. Freilich wussten die russischen Ärzte genau, dass der Schiefe Schillerporling kein Wundermittel ist. Doch sie beobachteten in vielen Fällen eine deutliche Linderung der Begleitsymptome von Chemotherapien wie Appetitlosigkeit, Schmerzen und andere und unterstützten deshalb die Verwendung des Pilzextraktes.
In chemischen Analysen wies man im Schiefen Schillerporling verschiedene Triterpene nach, die als  Hauptbestandteil von ätherischen Ölen gelten, ferner Tannine, Substanzen, die stark mit Eiweiß reagieren und daher gerbend und zusammenziehend wirken, sowie Alkaloide, organische Säuren, unter anderen Vanilinsäure, Syringasäure und Hydroxybenosesäure (15, 16).

Im Glänzenden Lackporling (Ganoderma lucidum), genannt auch Reishi und Ling zhi, sind bisher über 140 verschiedene Triterpene und ihre Derivate nachgewiesen worden. Die meisten fand man im Fruchtkörper. Andere wurden von der Fruchtkörper-Oberfläche gewonnen, wohin sie ausgeschieden werden. Sogar aus den Sporen des Glänzenden Lackporlings konnte man Triterpene isolieren.

Aufgrund wissenschaftlicher Studien in Tiermodellen und in Laborexperimenten werden den Triterpenen im Glänzenden Lackporling umfangreiche pharmakologische Aktivitäten bescheinigt. Berichtet wird über

  • Anti-HIV-Aktivität
  • blutdrucksenkende Wirkung
  • leberschützende Wirkung
  • Thrombozytaggregation hemmende Wirkung
  • Histamin-Freisetzung hemmende Wirkung
  • cholesterinsenkende Wirkung
  • Herzfunktion stimulierende Wirkung
  • zytostatische Wirkung
  • schmerzstillende Wirkung

Besonders erwähnenswert ist der nachhaltig bittere Geschmack des Glänzenden Lackporlings. Die Bitterkeit rührt von den Triterpenen her, und ihre Intensität korrespondiert mit bestimmten Strukturmerkmalen dieser Substanzen. Am bittersten ist die Lucideniksäure D-1. Am wenigsten bzw. überhaupt nicht bitter sind Ganolucideniksäure C und D sowie die Lucideniksäuren B, C, E-1, G und H. Der bittere Geschmack trug in der traditionellen Volksheilkunde wesentlich zum Image des Glänzenden Lackporlings als magischer Pilz und stärkendes Tonikum bei (17).

Der durch Triterpene verursachte Histamin-Freisetzung hemmende Wirkung des Glänzenden Lackporlings kommt in der praktischen Mykotherapie besondere Bedeutung zu, da der Pilz erfolgreich zur Linderung von Allergien, chronischen Heuschnupfen und auch Bronchitis eingesetzt werden kann. Gesundheitsstörungen, unter denen eine große Zahl von Menschen leidet (9).

Schließlich sollte noch der Eichhase (Polyporus umbellatus) erwähnt werden, der hat in In-Vitro-Experimenten die roten Blutkörperchen vor eine durch  2,2′-Azobis(2-amidinopropane) dihydrochlorid (AAPH) verursachte Hämolyse geschützte. Wie sich in weiteren Untersuchungen herausstellte, wurde die Wirkung durch Triterpen-Carbonsäuren, konkret Polyporusteron A und Polyporusteron B verursacht. Die Forscher haben diese Substanzen durch alkoholische Extraktion aus dem Pilz gewonnen. Die antihemolytische Wirkung war bei Polyporusteron B grösser als bei Polyporusteron A (18).

Literatur

  1. 1. Carvalho, C.C.C.R. 2009: Biotransformation of Terpenes by Fungi. In M. Rai (Edt.)Fungal Biotechnology. 253-267. I.K. Intern. Publishing House Ltd. New Delhi

  1. 2. Cole, S.R. and Schweikert, M.A. 2003: Handbook of secondary fungal metabolits

(Vol. 1), Academic Press, New-York.

  1. 3. Jäger, S., Scheffler, A., Schmellenkamp, H. 2006: Pharmakologie ausgewählter Terpene. Pharmazeutische Zeitung. 22. Online-Ausgabe.

  1. 4. Frage, B.M. 2005: Natural sesquiterpenoids. Natural Products Report. 22/4. 456-485.

  1. 5. Lelley, J. 2008: Heilkraft der Pilze – Wer Pilze isst lebt länger. B.O.S.S. Druck und Medien, Goch.

  1. 6. Breitmaier, E. und Jung, G. 2005: Organische Chemie, Grundlagen, Stoffklassen, Reaktionen, Konzepte, Molekularstruktur. 5. Aufl. Georg Thieme Verlag, Stuttgart.

  1. 7. Wu, S., Krings, U., Zorn, H. and Berger, R.G. 2005: Volatile compounds from the fruiting bodies of beefsteak fungus Fistulina hepatica (Schaeffer: Fr.) Fr., Food Chemistry. 92/2. 22-226.

  1. 8. Carvalho, C.C.C.r and da Fonseca, M.M.R. 2006: Biotransformation of terpenes. Biotechnology Advances. 24/2. 134-142.

  1. 9. Lindequits, U., Teuscher, E. und Narbe, G. 1990: Neue Wirkstoffe aus Basidiomyceten. Zeitschrift f. Phytotherapie 11. 139-149.

10. Hobbs, Ch. 1995: Medicinal Mushrooms – An Exploration of Tradition, Healing and Culture. Botanical Press, Santa Cruz.

11. Liu, T.P., Chen, C.C., Shiao, P.Y., Shieh, H.R., Chen, Y.Y. and Chen, Y.J. 2015: Armillaridin, a Honey Medicinal Mushroom, Armillaria mellea (Higher Basidiomycetes) Component, Inhibits Differentiation and Activation of Human Macrophages. International J. of Medicinal Mushrooms. 17/2. 161-168.

12. Richard, C. 1971: Sur l’activite antibiotique del’ Armillaria mellea. Can. J. Microbiology. 17. 1395-1399.

13. Ying, J., Mao, X., Ma, Q., Zong, Y. and Wen, H. 1987: Icons of Medicinal Fungi from China. Science Press, Beijing.

14. Lelley, J. 1997: Die Heilkraft der Pilze – Gesund durch Mykotherapie. Econ Verlag, Düsseldorf.

15. Kahlos, K, and Hiltunen, R. 1988: Gas Chromatographic massspectrometric identification of some lanostanes from Inonotus obliquus. Acta Pharmaceutica

Fennica. 97. 45-49.

16. Balandaykin, M.E. and Zmitrovich, I.V. 2015: Review on Chaga Medicinal Mushroom, Inonotus obliquus (Higher Basidiomycetes): Realm of Medicinal Applications and Approches on Estimating its Resource Potential. International J. of Medicinal Mushrooms. 17/2. 95-104.

17. Batra, P., Sharma, A.K. and Khajuria, R. 2013: Probing Lingzhi or Reishi Medicinal Mushroom Ganoderma lucidum (Higher Basidiomyctes): A Bitter Mushroom with Amazing Health Benefits. International J. of Medicinal Mushrooms. 15/2. 127-143.

18. Sekiya, N., Hikiami, H., Nakai, Y., Sakakibara, I., Nozaki, K., Kouta, k., Shimada, Y., Terasawa, K. 2005: Inhibitory effects of triterpenes isolated from Chuling (Pleurotus umbellatus Fries) on free radica-induceed lysis of red blood cells. Biol. Pharma Bull. 28/5. 817-822.