Pharmazeutische Chemie (Fach) / Kohlenhydrate (Lektion)

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• alpha-Zucker Das Lactol-C (C-1) hat die gleiche Konfiguration wiedas reihenzugehörigkeitsbestimmende Chiralitätszentrum
• beta-Zucker Das Lactol-C (C-1) hat die entgegengesetzte Konfigurationdes reihenzugehörigkeitsbestimmenden Chiralitätszentrums
• FRUCTOSE: Zuckeraustauschstoff für Diabetiker (50 - 100 g verteilt über den Tag)Die Leber besitzt für Fructose eine 5 - 10 x höhere Phosphorylierungskapazität als für Glucose unddie Verstoffwechslung ist insulin-un-abhängigEinschränkung: ein Teil der Fructose wird in Glucose umgewandelt.Nachteile bei der Verwendung als Süßungsmittel in Backwaren:- verstärkte Maillard-Reaktion, Backwaren werden schon bei niedriger Temperatur dunkelbraun !- äußerst hygroskopisch: Backwaren nicht "knusprig Fructose ruft eine weniger intensive Glucoseantwort hervor als Saccharose und viele Stärkeprodukte.Diesem Vorteil steht der Nachteil ihrer Cholesterin- und LDL-erhöhenden Wirkung bei hohem Verzehr(>20% der Energiezufuhr) gegenüber.Die beobachteten Wirkungen rechtfertigen weder die ausdrückliche Empfehlung noch das Abraten vomKonsum von fructosereichem Obst und Gemüse.Hereditäre Fructose - Intoleranz: Mangel an Aldolase B in der Leber, 1: 25.000 in EuropaErworbene Fructose- Malabsorption im Darm:Verminderte Aktivität des Transportproteins GLUT-5 (5-7% in den westlichen Ländern)Therapie: Xylose-Isomerase aus Bakterien (z.B. Streptomyces rubiginosus) FRUCTOSIN
• 3 Möglichkeiten DISACCHARIDE: 1) Lactol-OH mit Lactol-OH: Glycosyl-glycoside2) Lactol-OH mit Carbinol-OH: Glycosyl-glycosen3) Carbinol-OH mit Carbinol-OH: kommt in der Natur nicht vor
• 1) Glycosyl-glycoside - nicht reduzierende Disaccharide, haben kein Lactol-OH:- keine Reaktion mit Carbonylreagentien, z.B. Phenylhydrazin- keine Mutarotation- gegen Alkali unempfindlich Bedeutsame Naturstoffe:- Trehalose „PILZZUCKER“- Saccharose Nicht reduzierend, keine Reaktion mit Aldehydreagentien und mit Lauge.Auffallend leicht hydrolysierbar mit verdünnter Säure (Ketozucker-furanoid)Man erhält eine äquimolare Mischung von D-Glucose + D-Fructose = „Invertzucker“
• 2) Glycosyl-Glycosen Verhalten sich wie Glycosen:- Fehling’s Reagens wird reduziert- Mutarotation- Reaktion mit Lauge- Reaktionen der Carbonylgruppe mit Hydroxylamin, Phenylhydrazin .....- Oxidation zu den entsprechenden Glyconsäuren: „Aldobionsäuren“. Di-D-GlucosenLactol-Hydroxyl (a od. b) kann mit den OH-Gruppen an den C-Atomen 2,3,4 und 6 verethert sein:8 Möglichkeiten, 4 davon sind bedeutsame Naturstoffe:- Maltose- Isomaltose- Cellobiose- Gentiobiose
• LACTOSE 4-O-(b-D-Galactopyranosyl)-a oder b-D-glucopyranose a-Lactose: Kristallisation aus Wasser < 93 °C (als Monohydrat)b-Lactose: Kristallisation aus Wasser > 93 °C (wasserfrei !)Gleichgewichtseinstellung erfolgt >70° nahezu momentan!b-Lactose: leichter H2O-löslich und süßer als a-Lactose! Lactose-Verwendung1) Pharm. Hilfsstoff: Füllstoff, zur Direkttablettierung (sprühgetrocknete L.),zur Herstellung von Verreibungen (Triturationen), Zusatz zu Lyophilisierungsproduktenzur besseren Kuchenbildung.2) Als mildes Laxans für Säuglinge, bei denen die Lactase nur gering aktiv ist.Ungespaltene Lactose kann im Dünndarm nicht resorbiert werden:sie wirkt als osmotisches Laxans. Analog: Lactoseintoleranz.3) Als Rohstoff zur Gewinnung der Abführmittel Lactulose und Lactitol.
• Strukturaufklärung der Lactose: 1) Reduziert Fehling, Mutarotation, reagiert mit Phenylhydrazin => Glycosyl-glycose2) Saure Hydrolyse liefert D-Glucose und D-Galactose äquimolar3) Frage: Galactosyl-glucose oder Glucosyl-galactose ? Facit: anomerer Kohlenstoff der D-Glucose war frei (wurde oxidiert)daher: D-Galactosyl-D-glucose 4) An welcher OH-Gruppe ist die D-Glucose galactosyliert ? Während die Sauerstoffe an C-2', C-3', C-5' und C-6' methyliert sind, ist das O am C-4nicht methyliert! Beweis, daß an diesem C der Galactosylrest gebunden war. 5) Art der glycosidischen Verknüpfung ?Lactase ist eine b-Galactosidase, d.h. sie spaltet spezifisch b-glycosidische Bindungen.
• Lactose-Intoleranz Prävalenz in der westlichen Bevölkerung 10-30%, Japan und China > 90%Die verträgliche Lactosemenge variiert sehr stark!Ursache: Lactase-MangelSymptome: Blähungen, Bauchschmerzen, Völlegefühl, DurchfallDa nur die Monosaccharid-Komponenten resorbiert werden können, gelangt die nicht-gespaltene Lactose in den Dickdarm und wird dort von den Bakterien in kurzkettige Fettsäuren, CH3, H2 und CO2 gespalten.Diagnose:Nachweis von H2 in der Atemluft (GC) nach Belastung mit 50g Lactose normal: einige ppm H2, positiv: - 150 ppm H2 nach 90 Minuten) Behandlung der Lactose-Intoleranz:1) Lactosearme Diät: Gefahr Ca-MangelFertigprodukte (z.B. Suppenwürfel) meiden!2) Substitution durch saure Lactase: wirkt im MagenNachteil: Nur relativ kurze Verweildauer der Speisen im Magen.LACTRASE® Gewinnung aus Aspergillus oryzae3) Substitution durch neutrale Lactase: wirkt im DarmLACTOSOLV®Nahrungsergänzungsmittel mit Lactase zur Verbesserung der Verdauung von Milchzucker beiLaktoseintoleranz: 1 Kapsel spaltet etwa 6,5g Lactose (1/81 Milch)Gewinnung aus Hefe, Klyveromyces lactis, zweiwertige Metallionen z.B. Mg++ nötigEinnahme: 15 Min. vor dem Essen
• LACTULOSE: 4-O-(b-D-Galactosyl)-a oder b-D-fructoseSK: 0,48-0,62Lactulose SOLVAY ®-Pulver, LAEVOLAC®, DUPHALAC® (Lösung bzw. Sirup)b-LACTULOSE:Herstellung: Lobry de Bruyn-van Ekenstein-Umlagerung von LactoseIm EuAB ist „Lactulose-Lösung“ offizinell: >62% Lactulose + geringe Menge von Lactose,Epilactose (Galactosyl-D-mannose), D-Galactose, D-Tagatose und D-Fructose.Als unnatürliches Disaccharid wird Lactulose durch die Enzyme des GI nicht gespalten underreicht daher unverändert den Dickdarm, wo es durch Darmbakterien zu organischen Säuren(Milch-, Essig-, Propion-, Buttersäure usw.) und zu verschiedenen Gasen (CH4, H2, CO2...) metabolisiert wird. Unveränderte Lactulose und u.U. nicht resorbierte Säuren erhöhen den osmotischen Druck imDarmlumen und dadurch den Wassergehalt im Dickdarm, was zur vermehrten Darmfüllung und zurBeschleunigung der Darmpassage und Absetzung eines weichen Stuhles führt: laxierende Wirkung.Daher ist es notwendig, die Abbaukapazität der bakteriellen Enzyme zu überfordern und man mußsehr hohe Dosen geben: 10 - 30 g/Tag.Vorteil:- Verstärktes Bakterienwachstum führt zur Vermehrung der Stuhlmasse- Defäkationsreflex wird verstärkt:)Nachteil:- Verstärktung desr bakteriellen Lactulose-Abbaus- Wirkungsminderung bei chronischer Gabe Die Bildung der organ. Säuren senkt den pH-Wert im Dickdarm, sodaß NH3in das nichtrückresorbierbare NH4+ übergeführt wird. Daher kann Lactulose auch zur Senkung derPlasmakonzentration von NH3 verwendet werden, was bei Patienten mit portaler Hypertension undEnzephalopathie von therapeutischer, Bedeutung ist.
• TRI-SACCHARIDE RAFFINOSE:Struktur = Saccharose, die am O-6 des D-Glucosylteiles galactosyliert ist.Vorkommen: Hülsenfrüchte (Blähungen), ZuckerrübeNicht reduzierend
• TETRA-SACCHARIDE: STACHYOSE:Synonyma: Lupeose, CiceroseRaffinose, die am O-6 des Galactosylrestes galactosyliert ist.D-Galactosyl-1a → 6-D-galactosyl-1a → 6-D-glucosyl-1a → 2b-D-fructosidNicht reduzierendVorkommen: Reichlich in Leguminosen, verursacht Blähungen

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