Biowirkstoffe: Die Waffen der Pflanzen

"Pflanzen produzieren eine große Vielfalt an sekundären Inhaltsstoffen", sagt Karin Krupinska, Professorin am Botanischen Institut der Uni Kiel. Mehr als 30.000 Substanzen könne man heute aufgrund ihres Biosyntheseweges verschiedenen Gruppen zuordnen. "Die Bedeutung der einzelnen Inhaltsstoffe für die jeweilige Pflanze ist aber noch weitgehend unklar." Nichtsdestotrotz werden viele der Verbindungen vom Menschen seit langem genutzt, zum Beispiel als Farbstoff, Arznei oder Parfüm.

Koordiniert das ISH-Netzwerk "Biowirkstoffe und Ernährung": Prof. Dr. Karin Krupinska vom Botanischen Institut der Uni Kiel

Schon die Bezeichnung "Nutraceutica"l – abgeleitet aus den Worten "Nutrition" (Ernährung) und "Pharmaceutical" (Heilmittel) – macht deutlich: Wer sich mit diesen Stoffen beschäftigt, arbeitet an der Schnittstelle verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen. "Die Wirkungsmechanismen der Inhaltsstoffe auf zellulärer Ebene interessieren Zellbiologen aus der Medizin und Ernährungswissenschaftler gleichermaßen wie Botaniker", sagt Krupinska.

Mit Unterstützung der Innovationsstiftung Schleswig-Holstein koordiniert die Professorin künftig den Aufbau eines Netzwerkes zum Thema Biowirkstoffe. Basis für die Erforschung von Nutraceuticals und gleichsam »Keimzelle« für das Netzwerk ist das im Oktober 2002 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Land Schleswig-Holstein an der Kieler Uni eingerichtete "Graduiertenkolleg 820", ein spezielles Ausbildungsprogramm nach US-Vorbild für Doktoranden und Habilitanden. Forscher aus sieben Instituten in drei verschiedenen Fakultäten sind darin einer Untergruppe der pflanzlichen Fitmacher auf der Spur: den Antioxidantien.

Antioxidantien entwaffnen aggressive Sauerstoffmoleküle, so genannte freie Radikale. Diese sind als natürliche Stoffwechselprodukte im menschlichen Körper vorhanden. Durch Umwelteinflüsse, Stress, Rauchen oder Alkohol können jedoch die Selbstregulation gestört und krankhafte Prozesse in den Körperzellen ausgelöst werden. Die Forscher wollen wissen: Wie werden die Substanzen gebildet und wie wirken sie? In welcher Menge sind sie nützlich, in welcher schädlich? Welche Wechselwirkungen der Stoffe gibt es untereinander?

Dass auch Züchter und Pharmaunternehmen an Antworten interessiert sind, zeigt das Beispiel Tocotrienol. Diese mehrfach ungesättigte Vitamin-E-Verbindung lässt sich zur Behandlung und Prävention von Arteriosklerose und verschiedenen Krebsarten einsetzen. Tocotrienol kann in vier verschiedenen Isomeren in Pflanzen vorkommen. In einem Verbundvorhaben der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe arbeitet das Team von Professorin Krupinska mit der Norddeutschen Pflanzenzucht und der Strathmann Biotec daran, möglichst viel medizinisch wirksames Tocotrienol aus Gerste zu gewinnen. Der Wirkstoff soll dann zu entsprechenden Produkten verarbeitet werden.

Das neue Netzwerk wird künftig die ganze Bandbreite der Biowirkstoffe umfassen und nicht – wie das Graduiertenkolleg – auf Antioxidantien beschränkt sein. Ob Meereswissenschaften, Pharmazie oder Zoologie – Impulse für neue Projekte könnten aus verschiedenen Fachbereichen kommen. "Die Biologie unserer Zeit ist keine Wissenschaft, die man im Elfenbeinturm betreiben kann", sagt Krupinska. "Sie hat großes Anwendungspotenzial und Auswirkungen auf viele Lebensbereiche."