Mutterkornalkaloide

Mutterkornalkaloide sind Inhaltsstoffe verschiedener Pilze, werden vorallem aber vom Mutterkornpilz (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.) hergestellt. Die Vergiftung von Getreide mit Mutterkorn sorgte bis ins 20 Jahrhundert für Vergiftungen, Massensterben durch alkaloidbelastetes Brot und zu einer höheren Kindersterblichkeit.

Neben dem Vorkommen im Mutterkornpilz werden sie noch in weiteren Pilzenarten synthetisiert.

Insbesondere lassen sie sich in den Pilzen der Gattungen Aspergillus, Claviceps, Penicillium und Rhizopus finden. Neben ihrem Auftreten in Pilzen, finden sich die Mutterkornalkaloide in wenigen Pflanzen.

Die Mutterkornalkaloide zeichnen sich durch ihr Ergolingrundgerüst und einer gleichen Biosynthese aus Tryptophan und Dimethylallylpyrosphat aus. Insgesamt umfasst die Gruppe 80 Einzelverbindungen, die sich in die Clavine und in die Lysergsäuren unterteilen lassen.

Mutterkornalkaloide sind aktive Wirkstoffe. Insbesondere die Amidderivate der Lysergsäure sind hochaktiv. Berühmtes Beispiel ist Lysergsäurediethylamid, welches als LSD bekannt ist.

Der Mutterkornpilz (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.) lebt parasitär auf Roggen und Süßgräsern. Sein bevorzugter Wirt ist der Roggen, aber auch Weizen, Gerste, Hafer und Dinkel werden von ihm befallen. Dieser Pilz bildet zum Überwintern das Mutterkorn, ein Sklerotium, welches länglich und kornähnlich ist. Die Pflanzen werden durch Sporen infiziert, die durch den Wind über die Felder getragen werden. Nach der Infektion bildet sich ein Pilzmyzel und später das Sklerotium.

Das Mutterkorn enthält bis zu 1% Mutterkornalkaloide. Unter ihnen ist das Ergotamin, das Ergosin, das Ergocristin & Ergokryptin.

Mutterkornvergiftungen treten in zwei verschiedenen Formen auf. In beiden Fällen kommt es jedoch zu Kopfschmerzen, Übelkeit und zu einem Kribbeln insbesondere in den Extremitäten. Bei der sogenannten gangränöse Form kommt es zu Durchblutungsstörungen der Extremitäten und zu starken Schmerzen. Bei der anderen Verlaufsform, der konvulsiven, kommt es dagegen zu zum Teil stundenlangen Krampfanfällen. Desweiteren kommt es zu neurologischen Langzeitschäden.

Bereits 5-10 g des Mutterkorns kann beim erwachsenen Mensch zum tot führen. Verantwortlich dafür sind der Mix aus verschiedenen Mutterkornalkaloiden und deren hohen Konzentration. Bei der Isolierung einzelner Alkaloide und deren Einsatz in definierten Mengen können die Alkaloide, wie zum Beispiel Ergometrin und Ergotamin aber auch zur Behandlung eingesetzt werden. Ergometrin kann so zum Beispiel zur Geburtshilfe eingesetzt werden. Generell zeigen die Mutterkornalkaloide eine wehenfördernde Wirkung. Ergotamin hingegen kann gegen Migräneanfälle und Clusterkopfschmerzen eingesetzt werden.

Die Lysergsäure ist ein bekannter Vertreter der Mutterkornalkaloide. Neben dem Vorkommen im Mutterkorn findet sich die Lysergsäure auch in Windengewächsen (Convolvulaceae Juss.).

Die Lysergsäure ist ein tetracyclisches System mit zwei Stereozentren. Es ist schlecht in Wasser und in organischen Lösungsmittel löslich. Die Säuregruppe ist in der Lage mit Aminen Amide zu bilden. So können sich Lysergoyltripeptide bilden, die durch die Verknüpfung eines Tripeptids mit der Lysergsäure entstehen.

Die Lysergsäure wird aus Tryptophan und Dimethylallylpyrophosphat (siehe Biosynthese der Terpene) synthetisiert. Nach der C-C Bindungsverknüpfung entsteht nach Decarboxylierung, Cyclisierung und Oxidation Chanoclavin. Nach einer Oxidation zum Aldehyd ist eine cis-trans Isomerierung (nicht dargestellt) erforderlich, um im nächsten Schritt erneut zu cyclisieren. Das entstehende Elymoclavin wird zur Delta-8,9-Lysergsäure oxidiert und schließlich zur Lysergsäure isomerisiert.

Andere Mutterkornalkaloide werden nach ähnlichem Muster synthetisiert. Der Aufbau weiterer Lysergsäuren geschieht durch weitere Derivatisierung. Die Synthese der Clavine zweigt vor der Ausbildung von Elymoclavin ab.

Auf Grund ihrer hochpotenten Wirkungen waren und sind die Mutterkornalkaloide beliebtes Forschungsthema von pharmazeutischen Wissenschaftler*innen. Durch Derivatisierung der Alkaloide ist es gelungen, mehrere Medikamente, wie das Methylergometrin oder Lisurid zu entwickeln und zu vertreiben.

Bei solchen Forschungen gelang es dem Schweizer Albert Hofmann ein künstliches Derviat der Lysergsäure, das Lysergsäurediethylamid (LSD), herzustellen und seine Wirkung zu protokollieren. Das überraschende an LSD ist seine hochpotente Wirkung. Bereits 50 - 300 µg (also 0.00005 - 0.00003 g) führen zu der Wirkung.

LSD ist ein Amid der Lysergsäure. Lysergsäure kann durch die Umsetzung einer geeigneten Kupplungsreagenz und mit Diethylamin zu LSD umgebaut werden. Heutige Verfahren zur Synthese von Mutterkornalkaloidderivaten sind meist halbsynthetisch, das bedeutet, dass die aus Mutterkorn gewonnenen Alkaloide weiter derivatisiert werden.

Neben körperlichen Wirkungen des LSD, wie zum Beispiel die Erweiterung der Pupillen und die Erhöhung des Blutdrucks, stehen die psychologischen Wirkungen im Vordergrund. Hier treten vorallem Wahrnehmungsveränderungen im Zeitgefühl und bei optischen und akkustischen Reizen auf. Zudem können Halluzinationen auftreten. Durch die Verstärkung der Wahrnehmung und deren Veränderung können dabei auch stimmungsverändernde Zustände, wie Glückseligkeit, Zufriedenheit, aber auch massive Angstgefühle eintreten. Auf Grund dieser Wirkung hielt Hofmann LSD als geeignet für den Einsatz innerhalb eines kontrollierten psychotherapeutischen Rahmens. Der Gebrauch als Gesellschaftsdroge und die darauffolgende repressive Politik verhinderte jedoch eine derartige Verwendung.