Hypericin

Hypericin ist ein rotes Anthrachinon-Derivat und einer der wesentlichen färbenden Bestandteile der Johanniskräuter, insbesondere des Echten Johanniskrauts (Hypericum perforatum).

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Hypericin[1]
Andere Namen	1,3,4,6,8,13-Hexahydroxy-10,11-dimethyl­phen­anthro[1,10,9,8-opqra]perylen-7,14-dion (IUPAC) rac-(3aM,10aM)-1,3,4,6,8,13-Hexahydroxy-10,11 dimethyl­phenanthro[1,10,9,8-opqra]perylen-7,14-dion[1]
Summenformel	C30H16O8
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 548-04-9 EG-Nummer 208-941-0 ECHA-InfoCard 100.008.129 PubChem 5281051 ChemSpider 4444511 DrugBank DB13014 Wikidata Q425409
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse	Photosensitizer, Nerven-/Psycho-Therapeutika
Eigenschaften
Molare Masse	504,44 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	320 °C[2]
Löslichkeit	schlecht in 1 M Natronlauge (10 g·l−1)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[4] Achtung H- und P-Sätze H: 302 P: 264​‐​270​‐​301+312​‐​501[4]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Anwendung

Hypericin ist in Arzneimitteln enthalten, die auf Johanniskraut basieren. Die Zugabe von Hypericin zu Lebensmitteln ist durch den Anhang III der Verordnung (EG) Nr. 1334/2008 (Aromenverordnung) innerhalb der EU einheitlich verboten.

Da Hypericin sich vorzugsweise in krebsartigem Gewebe sammelt, wird es in der Fluoreszenzdiagnose als Indikator für Krebszellen eingesetzt.^[5]

Wirkung

Nach der Exposition gegenüber Hypericin wurden phototoxische Reaktionen der Haut, der Augenlinse und der Retina festgestellt; Letzteres kann zur Makuladegeneration führen.^[6][7] In der photodynamischen Krebstherapie wird Hypericin wegen seiner Eigenschaft als Photosensibilisator eingesetzt. Das Hypericin ist affin gegenüber Proteinen. Aufgrund bisher ungeklärter Mechanismen reichert es sich insbesondere in Krebszellen an. Der Patient wird nach der Verabreichung des Sensibilisators mit einem spezifischen Lichtspektrum bestrahlt, welches mit Hilfe von Lampen oder eines Lasers erzeugt wird. Diese Bestrahlung führt zu einer Reaktion des Sensibilisators mit Sauerstoff, wodurch es zur Bildung von Singulett-Sauerstoff kommt, was zu einer Schädigung und dem Absterben der bestrahlten Krebszellen führt.

Es wird die Möglichkeit erprobt, hochresistente Bakterien, etwa Staphylococcus aureus-Stämme in eiternden Brandwunden, mit Hypericin zu sensibilisieren und dann durch Licht abzutöten.

Die antivirale Aktivität von Hypericin beruht hauptsächlich auf der Eigenschaft von Hypericin, mit Licht Singulett-Sauerstoff zu erzeugen. Dieser ist hoch reaktiv und zerstört organisches Material wie Zellwände, Virenhüllen, genetische Information etc.

Dadurch, dass die Inkubationen von Hypericin mit viralem Material meist nicht vor Licht geschützt stattfanden, inaktivierte Singulett-Sauerstoff die Viren, was erst zur Entdeckung der antiviralen Aktivität von Hypericin geführt hat. In der Dunkelreaktion zeigt Hypericin meist überhaupt keine antivirale Aktivität.^[8]

Nebenwirkungen

Das große chromophorartige System des Moleküls bedeutet, dass es im Körper eine phototoxische Reaktion hervorrufen kann, wenn der Stoff (häufig als „natürliches“ Antidepressivum in Form von Johanniskrautprodukten benutzt) in Übermengen oder mit anderen Photosensibilisatoren (synergistischer Effekt) eingenommen wird, da Hypericin die Fotoempfindlichkeit des Körpers erhöht. Nach äußerlicher Anwendung von Hypericin (Bäder/Fußbäder mit Johanniskraut) kann bei Sonnenexposition ein Ödem auftreten.

Hypericin führt zu einer Aktivierung von Cytochrom P450, hierbei vor allem des Subtyps 3A4 (CYP 3A4) in der Leber. Da CYP 3A4 für die Verstoffwechselung vieler Arzneistoffe verantwortlich ist, wird deren Abbau gefördert. Davon betroffen sind u. a. hormonelle Verhütungsmittel, wodurch die Wirksamkeit der Antibabypille vermindert wird.

• 
  Echtes Johanniskraut (Hypericum perforatum)
• 
  Aus Knospen des Echten Johanniskrauts austretendes Hypericin („Blut des heiligen Johannes“)
• 
  Gewinnung von Hypericin-haltigem Johanniskrautöl („Johannisöl, Oleum hyperici“)
• 
  Hypericin in der Kunst (Hermann J. Roth)

Eigenschaften

Hypericin – ein fluoreszierender, kirschroter Farbstoff – ist chemisch ein Naphthodianthron. Es besitzt ein Perylen-Strukturelement. Das Hypericin-Molekül weist eine große strukturelle Vielfalt hinsichtlich der Konformation (d. h. Torsions- und Konstitutionsisomere) auf. Vier stabile Konformere mit unterschiedlicher räumlicher Ausrichtung werden beobachtet: die sogenannten Butterfly- (B) und Propeller-Konformere (P) mit je zwei Enantiomeren. Der Übergang erfolgt über tautomere Formen des Hypericins. Auch Assoziation (Dimerisierung) ist möglich.^[9][10]

Konformere des Hypericins: (P) = Propeller-Konformation, (B) = Butterfly-Konformation („Doppel-Schmetterling“)

Vom Hypericin leitet sich strukturell das Fagopyrin ab, ein im Buchweizen vorkommender photoxischer Farbstoff.

Biosynthese

Die Biosynthese von Hypericin erfolgt aus Emodin.

Analytik

Zur zuverlässigen Bestimmung von Hypericin kann nach adäquater Probenvorbereitung die Kopplung der HPLC mit der Massenspektrometrie herangezogen werden.^[11][12][13]

Literatur

• H. Brockmann, F. Kluge, H. Muxfeldt: Totalsynthese des Hypericins. In: Chem. Ber., 1957, S. 2302–2318.
• H. Falk: Vom Photosensibilisator Hypericin zum Photorezeptor Stentorin – die Chemie der Phenanthroperylenchinone. In: Angew. Chemie., 111, 1999, S. 3306–3326.
• F. Kluge: Synthese des Hypericins, Dissertation, Univ. Göttingen 1957
• A. Kubin, F. Wierrani, U. Burner, G. Alth, W. Grünberger: Hypericin–the facts about a controversial agent. In: Current pharmaceutical design, Band 11, Nummer 2, 2005, S. 233–253. PMID 15638760 (Review).
• O. Scherer, F. Kluge: Synthese von Dicholormaleinsäure Thioanhydrid und dessen Einsatz für die Synthese des Hypericins, in Chem. Ber. 1966 S. 1973-1983
• M. Waser, H. Falk: Towards Second Generation Hypericin Based Photosensitizers for Photodynamic Therapy. 11, 2007, S. 547–558.