Cumarin

Autoren: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer, Prof. Dr. med. Martina Bacharach-Buhles

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Zuletzt aktualisiert am: 20.11.2017

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Synonym(e)

1,2-Benzopyron; 2H-1-Benzopyran-2-on; alpha-Benzopyron; alpha-Chromon; CAS-Nummer: 91-64-5; Chromen-2-on; Coumarin (INCI-Kennzeichnung); Cumarinum; Kumarin; o-Cumarsäurelacton; Tonkabohnencampher

Definition

Cumarin ist in der Natur eine weit verbreitete, in Ethanol, Ether und ätherischen Ölen gut lösliche, in Wasser hingegen wenig lösliche Substanz (Cumarin von spanisch "cumarú = Tonkabohnenbaum", einem in Guayana heimischen Baum (Coumaruona odorata)), die den aromatischen Duft zahlreicher Pflanzen verursacht (z.B. Waldmeister, Steinklee, Datteln u.a.). 

Besonders reich an Cumarin sind die Samen der Tonkabohne  (die Früchte haben einen Cumaringehalt von etwa 2 bis 3%) sowie auch Zimt. Cumarin ist lichtsensibel. Biosynthetisch entsteht Cumarin aus der Cumarsäure, bzw. ihrem Glucosid (Melilotosid).

Erstmals isoliert wurde Cumarin im Jahre 1813 von dem deutschen  Chemiker A. Vogel , der die Substanz aus den Samen des Tonkabaumes extrahieren konnte.  

 

 

Vorkommen

Cumarin kommt in verschiedenen Pflanzen vor so in: dem Wohlriechenden Ruchgras, in Steinklee, Waldmeister, in Doldenblütlern wie Dill oder Kümmel, in Datteln, in der Tonkabohne (cumaru = Tonkabohnenbaum) und in der Zimtkassie. Cumarin gehört auf Grund seines bitteren Geschmacks zu den Bitterstoffen. Die Derivate des 4-Hydroxycumarins besitzen eine große medizinische Bedeutung, so als blutgerinnungshemmende Arzneistoffe (s.u. Cumarine systemische); sie werden auch in der Schädlingsbekämpfung eingesetzt.

Cumarin (und verwandte Stoffe) sind für den typischen Heugeruch beim Trocknen von Gras oder Waldmeister verantwortlich. In der Pflanze ist Cumarin teilweise glykosidisch gebunden. Die Substanz wird erst durch Zerstörung der Pflanze bzw. bei ihrem Welken durch hydrolytische Abspaltung des Zuckers freigesetzt. Cumarin verströmt erst dann seinen typischen Geruch.

Cumarine werden u.a. auch in Lebensmitteln verwendet. In Deutschland ist der Grenzwert für Cumarin als Lebensmittelzusatzstoff in der Aromenverordnung bei aktuell 2 mg pro Kilogramm zubereiteter Speise festgelegt.

Cumarin dient vor allem als Duft-und Geschmacksstoff in der Parfümerie und in der Tabakindustrie. Weiterhin dient es zum Aromatisieren von Getränken und Konfekt (auch im Kaugummi), z.B. wird es (in Form von welken Waldmeisterblättern) auch in der Küche z.B. zum Aromatisieren von Maibowle verwendet. 

Wirkungen

Lymphokinetisch, antiphlogistisch, antiexsudativ, antiödematös, vasodilatorisch, bronchospasmolytisch, zytostatisch. Die Droge wirkt entzündungshemmend, entkrampfend und beruhigend. In der Heublume, bei der die Feinanteile des Heus verarbeitet werden, wird das ausströmende Cumarin als traditionelles Heilmittel verwendet.

Cumarin, etwa in Form von Duftendem Mariengras, wirkt abweisend auf Insekten. 

Elimination u. Metabolisierung

Beim Menschen wird Cumarin nach oraler Einnahme nahezu vollständig aus dem Gastrointestinaltrakt resorbiert, unterliegt aber einen ausgeprägten First-Pass-Metabolismus in der Leber, sodass nur etwa 2 bis 6 % der aufgenommen Dosis in die systemische Zirkulation gelangen. Unter Katalyse von CYP2A6 wird Cumarin vorwiegend zu 7-Hydroxycumarin verstoffwechselt, das nach Konjugation mit Glucuronid oder Sulfat renal ausgeschieden wird.

Bei Tieren wird Cumarin in einer anderen Weise verstoffwechselt. Bei Ratte, Maus oder Hund ist zum Beispiel die Bildung des hepatotoxischen Cumarin-3,4-Epoxid vorherrschend. 

Anwendungsgebiet/Verwendung

Cumarin (und verwandte Stoffe) sind beipsielsweise für den typischen Heugeruch beim Trocknen von Gras verantwortlich. Es findet als Aromastoff bei Speisen (z.B. Waldmeister in Bowlenzubereitungen) und Parfums (süßer, würziger Duft, der an frisches Heu und Waldmeister erinnert). Die Cumarin-Derivate (s.u. Cumarine, systemische) Phenprocoumon und Warfarin sind blutgerinnungshemmend.

Dosierung

Die täglich verträgliche Dosis eines Erwachsenen sollte 50 mg nicht überschreiten. In der Homöopathie liegt für Cumarin eine Negativmonographie der Kommission D vor.   

In größeren Mengen peroral aufgenommen, verursacht Cumarin heftige Kopfschmerzen, Erbrechen, Schwindel und Somnolenz. Daneben werden im Tierversuch (je nach Tierspezies unterschiedlich) Leber- und Nierenschädigungen beobachtet.

Das BfR weist daraufhin, dass Überschreitungen des TDI-Wertes nur möglich sind, wenn große Mengen z.B. an Zimtgewürzen verzehrt werden. In der Weihnachtszeit ist das möglich, wenn Cassiazimt in größeren Mengen zum Backen benutzt wird. Für die Maibowle aus Waldmeister sollen höchstens 3 g Kraut je Liter Bowle verwendet werden. In dieser geringen Menge ist das enthaltene Cumarin nicht gesundheitsschädlich.

Hinweis(e)

Ausgangsstoff für Cumarin in der Pflanze ist die Zimtsäure, aus der es durch Hydroxylierung, Glykosidierung und Cyclisierung gebildet wird. Synthetisch wird Cumarin aus Salicylaldehyd und Essigsäureanhydrid hergestellt. Während Cumarin selbst keine gerinnungshemmenden Eigenschaften besitzt, kann es bei einer unsachgemäßen Silo-Lagerung von Heu zu einem Pilzbefall cumarinhaltiger Gräser kommen, wodurch Cumarin-Derivate (Bis-Hydroxycumarine) gebildet werden. Bis-Hydroxycumarine wirken gerinnungshemmend (hemmen als Antagonisten des Vitamin K, die Synthese der in der Leber gebildeten Blutgerinnungsfaktoren II, VII, IX, X). Die Verfütterung derartigen Heus kann zum Tode der Tiere führen.

Literatur
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  1. Allen EV et al. (1947) The use of dicumarol as an anticoagulant; experience in 2,307 cases. Ann Intern Med 27:371-381
  2. Beamand J A. (1998) Lack of effect of coumarin on unscheduled DNA synthesis in precision-cut human liver slices. Food Chem. Toxicol. 36:647-653.
  3. BGA (1994) Lebertoxische Wirkungen von Cumarinen. Arzneimittel Schnellinformationen des BGA Pharm In. 56; IV/92.
  4. Booth NL et al. (2004) Confusion regarding anticoagulant coumarins in dietary supplements. Clin. Pharmacol. Ther. 76:511-516.
  5. Lake BG et al. (1996) Use of precision-cut liver slices to evaluate species differences in 2-actylaminofluorene induced unscheduled DNA synthesis. Tox. Appl. Pharm. 138:231-241.
  6. Ritschel W.A. et al. (1979) First -pass effect of coumarin. Int. J. Clin. Pharmacol. Biopharm. 17:9-103.
  7. Vassallo JD et al. (2004) Metabolic detoxication determines species differences in coumarin induced hapototoxixity. Toxicological Science 80: 249-257

Weiterführende Artikel (4)

BfR; Heublumenblüten; Melilotosid; Vitamin K-Mangel;
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