Trädet sagradas (Rhamnus purshiana DC.) användbara bark

Trädet sagradas (Rhamnus purshiana DC.) användbara bark Grenar med blad och blommor från R. purshiana (Av författaren) Sara Bergman Farmakognosi 7,5hp, ht-08 Handledare: Anders Backlund Avdelningen för Farmakognosi Institutionen för Läkemedelskemi Uppsala universitet 1

Namn Från det lilla trädet sagrada, R. purshiana (Frangula purshiana (DC.) A. Gray ex J.C Cooper), fås drogen sagradabark (Rhamni purshianae cortex) (Wichtl, 2004). Auktor för det vedertagna vetenskapliga namnet är Augustin Pyramus de Candolle (D.C.) (IPNI 1, 2008). Auktor för det synonyma namnet är Asa Gray (A. Gray) och detta namn publicerades först i en bok av J.C. Cooper. Sagradabark går under namnet cascara i den europeiska farmakopén och som cascara sagrada i den amerikanska farmakopén (Wichtl, 2004). Namnet cascara sagrada kommer från spanska cáscara sagrada och betyder helig bark (Samuelsson, 2004). Moderorganism Trädet har sitt ursprung på den nordamerikanska västkusten, i amerikanska staterna Oregon, Washington, Idaho, Montana och Kalifornien och i kanadensiska staten British Columbia (Wichtl, 2004). Barken brukade enbart samlas in från dessa vilda bestånd men på grund av utrotningshot så odlas numera trädet i Kenya (Sandberg och Bohlin, 1993) men även fortsatt på den nordamerikanska kontinenten i Oregon, Washington och British Columbia. Dessa odlingar utgör ett komplement till det fria beståndet. Insamling av barken sker numera från båda bestånden (Wichtl, 2004). Trädet kan bli mellan 6 och 18 m högt, vilket gör att det ibland klassas som en buske. Det tillhör familjen Rhamnaceae, brakvedsväxter (Willis, 1988). Grenarna är gråaktiga. Bladen är stora och något ovala med en flikig bladkant (Wichtl, 2004). Bladen kan bli upp mot 17 cm långa med fin behåring på undersidan och nerver som löper över bladet. Blommorna sitter i knippen och är klockformade (Bhattacharjee, 2001). De har vita kronblad (Wichtl, 2004) och gröngula foderblad. Frukterna är små, runda och mörka. Se figur 1. När frukterna är mogna finns 2 till 3 frön i varje frukt. Fortplantning sker med hjälp av fröna. Barken har en röd-grå färg på utsidan. En väldränerad jord och ett soligt läge krävs för att sagrada ska växa (Bhattacharjee, 2001). Figur 1. Blad, blommor och frukt från R. purshiana (Köhler, 1883-1914) 2

Historisk användning Bruket av sagradabark, som ett laxermedel, har pågått sedan 1880 i Europa (Madaus i utvärderande rapport, EMEA, 2008). En annan art från samma släkte, R. californica Eschsch. (IPNI 2, 2008), var dock känd av mexikanska och spanska präster i Kalifornien innan 1800-talet. Där blev R. purshiana beskriven 1805 och 1877 började den användas som laxermedel (Evans, 2002). Drogen Bark från sagrada används för att göra drogen. Barken börjar samlas in i april och insamlingen fortsätter till slutet av augusti. Longitudinella snitt görs i stammen med 5-10 cm emellan varefter barken avlägsnas och får torka i skugga. Under lagring och preparation av barken är det viktigt att inte utsätta den för varken regn och fukt, då en partiell extraktion kan ske (Evans, 2002), eller för ljus (Wichtl, 2004). Lagring måste ske för att den färska barken innehåller reducerade antrakinonderivat i för höga koncentrationer, vilket skulle ge alldeles för stark effekt. Oxidation av dessa sker under lagringen (Samuelsson, 2004). Ett alternativ till lagringen är att värma barken vid 100 C under en timme (Sandberg och Bohlin, 1993). Förr var det krav på minst ett års lagring. Fastän detta inte gäller så lagras ändå barken i något år innan den används (Evans, 2002). Identifiering av barken görs makro- och mikroskopiskt. Typiska makroskopiska karakteristika är relativt platta barkbitar, 1-5 mm i tjocklek. Utsidan har en grå-brun färg och är nästan helt täckt med mossor och lavar. Insidan har långa räfflor och kan vara gul, röd-brun eller nästan svart. För undersökning i mikroskop reduceras barken till ett pulver och kloralhydrat används för visualisering (Eur. Pharm., 2007). Mikroskopiska karakteristika innefattar bland annat olika celltyper, som kollenkym- och parenkymceller., och kristaller av kalciumoxalat. Vanligen ses också fragment från mossor i mikroskopet (Evans, 2002). Tunnskiktskromatografi (TLC) används också i identifieringen. Som referens används en lösning av barbaloin. Proverna påvisas på TLC-plattan med en alkalisk lösning innan plattan evalueras i dagsljus och under UV-ljus vid 365 nm. Sagradabark används oftast i form av ett te, som bereds genom att kokande vatten hälls över fint sönderdelad bark. Sagradabark förekommer även i tabletter som ett torrt extrakt (Wichtl, 2004). Extraktet erhålls genom att använda kokande vatten eller etanol (60 % v/v) på barken. Drogen ska innehålla minst 8 % antrakinonderivat, varav 60 % ska vara cascarosider uttrycka som cascarosid A. För att kontrollera halten av cascarosider görs en serie extraktioner. Först görs ett pulver av drogen som löses upp i vatten och kokas. Lösningen får svalna innan saltsyra blandas i. En blandning av eter och hexan tillsätts och blandningen skakas. Den organiska fasen tvättas med vatten varefter tvätten blandas med den aquatiska fasen från föregående steg. Denna extraheras med etylacetat, som är mättad med vatten. Den organiska fasen kan användas för att undersöka halten av antrakinonderivat andra än cascarosiderna medan den aquatiska fasen används för cascarosiderna. För haltbestämning av cascarosiderna späds den aquatiska fasen med vatten och blandas därefter med järnklorid och saltsyra. Sedan värms lösningen i 4 h, tvättas med natriumhydroxid och vatten och extraheras med en blandning av eter och hexan. Den organiska fasen tvättas och lösningsmedlet får sedan evaporera innan återstoden löses upp i magnesiumacetat. Absorbansen mäts därefter på lösningen vid 440 nm och 515 nm. Kvoten mellan absorbansen vid 515 nm och absorbansen vid 440 nm ska vara större än 2,4 för att testet ska vara giltigt. Halten cascarosider, uttryckt som cascarosid A, beräknas på följande sätt: 3

(A 6,95) / m där A är absorbansen vid 515 nm och m är massan av substansen som undersöks, angivet i gram (Eur. Pharm., 2007). Kemi Sagradabark innehåller runt 8 % antrakinonderivat, där större delen utgörs av cascarosid A, B, C, D, E och F. Dessa ämnen är C- och O-glykosider (Evans, 2002). I cascarosid A och B är aglykonen aloe-emodin antron, i cascarosid C och D är aglykonen chrysophanol antron (Samuelsson, 2004) och i cascarosid E och F är aglykonen emodin-9-antron. Glukosresterna sitter fästa till syret på C-8 (O-glykosid) och i C-10 (C-glykosid) (Manitto et al., 1995). Se figur 2. Figur 2. Molekylstruktur för cascarosid A-F som utgör majoriteten av antrakinonderivat i sagradabark (Av författaren efter Manitto et al., 1995; Bruneton, 1999) Antrakinonderivat kan biosyntetiseras via shikimisyravägen eller via acylpolymalonatvägen. I familjen Rhamnaceae, som R. purshiana tillhör, används huvudsakligen acylpolymalonatvägen med acetat som prekursor för att syntetisera antrakinonderivaten (Samuelsson, 2004). Vidare innehåller sagradabark två stereoisomera C-10 glykosider vars aglykon är aloe-emodin antron (Evans, 2002). Dessa kallas för aloin A och aloin B men de är svårseparerade varför blandningen av dem kallas för barbaloin (Samuelsson, 2004). Tillsammans med ytterligare en C- glykosid, vars aglykon är chrysophanol antron, utgör dessa nedbrytningsprodukter från cascarosiderna. Dessutom finns ett antal O-glykosider vars aglykoner är emodin oxantron, aloeemodin och chrysophanol. Olika diantroner, från emodin, aloe-emodin och chrysophanol förekommer också tillsammans med heterodiantroner som palmidin A, B och C. Fria antrakinoner som aloe-emodin, emodin och chrysophanol hittas också (Evans, 2002). Förutom antrakinonderivat finns andra substanser som stärkelse, resiner, lipider och tanniner i barken (Duke, 1985). Farmakologi Cascarosider har en tarmretande effekt och används därför som laxermedel vid kortvarig förstoppning. De spjälkas inte av enzymerna i mage och tunntarm utan först i tjocktarmen kommer bakterier att spjälka cascarosiderna till respektive aglykon och sedan reducera dem till korresponderande, aktiva, antronderivat (De Witte och Lemli i utvärderande rapport, EMEA, 2008). Framförallt emodin-9-antron och chrysophanol antron är viktiga (ESCOP monografi i utvärderande rapport, EMEA, 2008). Den laxerande effekten åstadkoms på två sätt. Påverkan på tarmens motilitet leder till en snabbare passage genom tarmsystemet, vilket medför att mindre mängder vätska hinner tas upp från tarminnehållet. Detta sker genom stimulering av de peristaltiska rörelserna och hämning av blandningsrörelserna (Wichtl, 2004). Det andra sättet är påverkan av sekretionen. Absorptionen 4

av vatten och elektrolyter till epitelcellerna i tarmen hämmas samtidigt som det omvända, sekretion av vatten och elektrolyter, sker. Dessa båda effekter leder till att avföringen blir lösare och transporteras snabbare genom tarmsystemet (Monografi EMEA, 2008). Exakt hur dessa effekter åstadkoms är inte klarlagt ännu men flera experimentella studier har gjorts för att försöka klarlägga den molekylära verkningsmekanismen. I djurstudier har det visats att enzymet NO-syntas induceras av extrakt av sagradabark. Kväveoxid, som syntetiseras av NOsyntas, tros påverka sekretionen i magtarmkanalen. Exakt hur är okänt men kväveoxid tros ha en roll i förklarandet av sagradabarkens laxerande verkan (Izzo et al., 1997). Teorier finns även om att platelet activating factor, PAF, skulle kunna vara involverad. Aloe-emodin har i in vitro-studier stimulerat frisättning av PAF från celler i tunn- och tjocktarm från människa (Tavares et al. i utvärderande rapport, EMEA, 2008). De antronderivat som absorberas från tarmen kommer till största delen att konjugeras med glukuronsyra eller med en sulfatgrupp, varefter de utsöndras i urinen eller i gallan (De Witte och Lemli i utvärderande rapport, EMEA, 2008). De aglykoner som redan fanns i preparatet absorberas i tunntarmen och genomlider samma öde som de aktiva antronderivaten (Wichtl, 2004). Klinisk erfarenhet Sagradabark räknas som ett väletablerat växtbaserat läkemedel för behandling av förstoppning. Erfarenheten från kliniska studier är dock begränsad, denna klassificering grundas snarare på studier av sagradabarkens farmakologiska effekt och andra växter som innehåller liknande antrakinonderivat (Utvärderande rapport, EMEA, 2008). Ett fåtal studier kan hittas där kliniska undersökningar har gjorts med sagradabark (Mauracher et al., i utvärderande rapport, EMEA, 2008; Marchesi et al., 1982). Mauracher och hans kollegor jämförde ett extrakt från sagradabark med glucofrangulin och Dulcolax. Glucofrangulin visade sig ha bäst effekt vid allvarligare förstoppning medan vid mildare förstoppning var effekten av de tre laxermedlena likvärdiga (Mauracher et al., i utvärderande rapport, EMEA, 2008). Biverkningar och toxikologi Vid tillfälligt intag av preparationer av sagradabark kan gastrointestinala kramper uppkomma. Missfärgning av urinen kan också förekomma men är inget farligt. Missfärgningen beror på metaboliter. Vid långvarig användning eller vid missbruk kan elektrolytförlust ske, speciellt av kalium. Hypokalemi kan leda till påverkan på hjärtat och musklerna. Långvarig användning kan även ge hemituri och proteinuri. I vissa fall ses även en ofarlig pigmentering av mucosan i magtarmkanalen (Pseudomelanosis coli). Detta är dock reversibelt och försvinner då bruket av sagradabark upphör (Wichtl, 2004). Misstankar finns om att långvarig användning av stimulerande laxermedel, som sagradabark, skulle kunna orsaka att tarmen blir beroende av medlet och slutar fungera normalt utan tillförsel av stimulerande laxermedel. Några konkreta bevis finns dock inte (Utvärderande rapport, EMEA, 2008). Användning av sagradabark som laxermedel är kontraindicerat vid inflammatoriska tillstånd i magtarmkanalen, som Crohns sjukdom, eller vid obstruktion i magtarmkanalen (Monografi EMEA, 2008). Interaktioner med andra preparat uppkommer främst på grund av hypokalemin som kan uppstå vid användning av sagradabark. Hjärtglykosiders effekt kan potentieras av hypokalemin och verkan av antiarytmiska läkemedel kan påverkas. Preparat som tiaziddiuretika, kortikosteroider 5

och lakritsrot kan också ge hypokalemi och kan därmed förvärra en hypokalemi uppkommen av sagradabark (Wichtl, 2004). Vad gäller toxicitetsstudier är dessa gjorda framförallt på antrakinonerna aloe-emodin och emodin. Dessa har visat sig vara genotoxiska i in vitro-studier (Müller et al., 1996). Studier har gjorts för att undersöka om användning av laxermedel innehållande antrakinoner kan ge upphov till cancer, speciellt till kolorektal cancer. Hittills har dock resultaten varit motsägande och fler studier behövs (Monografi EMEA, 2008). En studie undersökte patienter med nyligen uppkommen kolorektal cancer. Deras användning av antrakinoninnehållande preparat utreddes och histopatologiska undersökningar utfördes. Genom jämförelse med en kontrollgrupp, som inte visade tecken till utveckling av kolorektal cancer, kom slutsatsen att det inte fanns något samband mellan användande av denna typ av laxermedel och utveckling av kolorektalcancer (Nusko et al., 2000). En annan studie undersökte sambandet mellan Pseudomelanosis coli och kolorektal cancer. Uppkomst av Pseudomelanosis coli tyder på långvarig användning av laxermedel med antrakinoner och är mer pålitligt än en patients egen redogörelse för användning av laxermedel. Denna studie fann tecken på ett samband mellan kolorektal cancer och uppkomst av Pseudomelanosis coli, orsakad av intag av denna typ av laxermedel (Siegers et al., 1993). Medicinsk användning Idag utnyttjas sagradabarken för dess laxerande effekt vid tillfällig förstoppning. Den tillhör gruppen tarmretande läkemedel med ATC-koden A 06 AB (Monografi, EMEA 2008). Sagrada återfinns i preparat över hela världen, i länder som Argentina, Australien, Sydafrika, Tyskland och USA (Herbal Medicines, 2008). I Sverige däremot finns inte något preparat idag som innehåller sagrada. Det senaste som fanns på marknaden, Emulax, fick godkännandet för försäljning borttaget den 31 mars 2004 (Läkemedelsverket, 2008). Inom veterinärmedicinen utnyttjas sagradabark också vid förstoppning (Evans, 2004). Det ges framförallt till hundar (Duke, 1985). 6

Referenser Bhattacharjee, S. K. Handbook of Medicinal Plants; Pointer Publishers: Indien 2001; s. 295. Bruneton, J. Pharmacognosy, phytochemistry, medicinal plants; Lavoisier Publishing: Paris, Frankrike 1999; s. 433. Duke, J. A. Handbook of Medicinal Herbs; CRC Press: 1985; s. 403. EMEA (European Medicines Agency) Monografi för Rhamnus purshiana D.C., cortex. URL:http://www.emea.europa.eu/pdfs/human/hmpc/rhamni_purshianae_cortex/51357906enf in.pdf 2008.10.16 Utvärderande rapport av Rhamnus purshiana D.C. URL:http://www.emea.europa.eu/pdfs/human/hmpc/rhamni_purshianae_cortex/51358006en. pdf 2008.10.16 Referenslista till utvärderande rapport av Rhamnus purshiana D.C. URL:http://www.emea.europa.eu/pdfs/human/hmpc/rhamni_purshianae_cortex/51357806enf in.pdf 2008.10.16 Nr. 3: ESCOP monografi. Rhamni purshiani cortex (Cascara), 2nd edition; Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003; Nr. 19: De Witte P. and Lemli L. The metabolism of anthranoid laxatives. Hepato-gastroenterology 1990, 37, 601-605; Nr. 33: Tavares, I.A. et al. Effects of anthraquinone derivates on PAF release by human gastrointestinal mucosa in vitro. Phytotherapy Research 1996, 10 (Suppl. 1), 20-21; Nr 40. Mauracher, E., Estapé, R., Keel, H.J., Maly, V., Stalder, G.A. and Wyss, G. Gekreuzter Doppelblindvergleich von gereinigtem Glucofrangulin mit zwei anderen Laxantien. Comparison of glucofrangulin in purified form with two other laxatives. Schweizerische Rundschau fur Medizin PRAXIS 1976, 65, 655-658; Nr. 69: Madaus, G. Lehrbuch der Biologischen Heilmittel, Band I; Georg Thieme Verlag: Leipzig 1938. Eur. Pharm. European Pharmacopoeia 6.0, volym 2; European Directorate for the Quality of Medicines and Healthcare (EDQM), Directorate of the Council of Europe, 2007; s. 1429-1430. Evans, W. C. Trease and Evans Pharmacognosy; Wb Saunders: Edinburg 2002; s. 235-237. Herbal Medicines. URL:http://www.medicinescomplete.com.ezproxy.its.uu.se/mc/herbals/current/1000729584.ht m?q=%22cascara%22#_hit 2008.10.16 IPNI (The International Plant Names Index). URL 1: http://www.ipni.org/ipni/idauthorsearch.do?id=16855-1&back_page=%2fipni%2feditadvplantnamesearch.do%3ffind_infragenus%3d%26find_isa PNIRecord%3Dtrue%26find_geoUnit%3D%26find_includePublicationAuthors%3Dtrue%26fin d_addedsince%3d%26find_family%3d%26find_genus%3drhamnus%26find_sortbyfamily%3 Dtrue%26find_isGCIRecord%3Dtrue%26find_infrafamily%3D%26find_rankToReturn%3Dall %26find_publicationTitle%3D%26find_authorAbbrev%3D%26find_infraspecies%3D%26find_i ncludebasionymauthors%3dtrue%26find_modifiedsince%3d%26find_isikrecord%3dtrue%2 6find_species%3Dpurshiana%26output_format%3Dnormal 2008.10.14 7

URL 2: http://www.ipni.org/ipni/idauthorsearch.do?id=2571-1&back_page=%2fipni%2feditadvauthorsearch.do%3ffind_abbreviation%3d%26find_surna me%3deschsch*%26find_isocountry%3d%26find_forename%3d%26output_format%3dnor mal 2008.10.16 Izzo, A. A., Sautebin, L., Rombol`a, L. and Capasso, F. The role of constitutive and inducible nitric oxide synthase in senna- and cascara-induced diarrhoea in the rat. European Journal of Pharmacology 1997, 323, 93-97. Köhler's Medizinal-Pflanzen, in naturgetreuen Abbildungen mit kurz erläuterndem Texte: Atlas zur Pharmacopoea germanica, Volume 3, 1883-1914 Missouri Botanical Garden 1995-2005. URL:http://www.illustratedgarden.org/mobot/rarebooks/page.asp?relation=QK99A1K631883 1914B3&identifier=0384 2008.10.21 Läkemedelsverket. URL:http://www.lakemedelsverket.se/upload/F%C3%B6retag/Humanl%C3%A4kemedel/avre gistrerade/2004.pdf 2008.10.16 Manitto, P., Monti, D. and Speranza, G. Studies on Cascara, Part 2. Structures of Cascarosides E and F. Journal of Natural Products 1995, 58, 419-423. Marchesi, M., Marcato, M. and Silvestrini, C. [Clinical experience with a preparation containing cascara sagrada and boldo in the therapy of simple constipation in the elderly]. Giornale di Clinica Medica 1982, 63, 850-863. Müller, S.O., Eckert, I., Lutz, W.K. and Stopper, H. Genotoxicity of the laxative drug components emodin, aloe-emodin and danthron in mammalian cells: Topoisomerase II mediated?. Mutation Research 1996, 371, 165-173. Nusko, G., Schneider, B., Schneider, I., Wittekind, C. and Hahn, E.G. Anthranoid laxative use is not a risk factor for colorectal neoplasia: results of a prospective case control study. Gut 2000, 46, 651-655. Samuelsson, G. Drugs of Natural Origin: A textbook of pharmacognosy; Swedish Pharmaceutical Society, Swedish Pharmaceutical Press: Stockholm, Sverige 2004; s. 243-252. Sandberg, F. och Bohlin, L. Fytoterapi: Växtbaserade Läkemedel; Hälsokostrådets förlag: 1993; s. 82. Siegers, C-P., von Hertzberg-Lottin, E., Otte, M. and Schneider, B. Anthranoid laxative abuse a risk for colorectal cancer? Gut 1993, 34, 1099-1101. Wichtl, M. (ed.). Herbal Drugs and Phytopharmaceuticals: A Handbook for Practice on a Scientific Basis; Medpharm Scientific Publishers: Stuttgart 2004; s. 504-508. Willis, J.C. A dictionary of the flowering plants and ferns; Cambridge University Press: 1988; s. 988. 8