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Pharmakologische Wirkungen von Ginkgo biloba

Zu den Ginkgo-Spezialextrakten gehören die monographiekonformen Extrakte EGb 761 und LI 1370. Die dargestellten Daten beziehen sich im wesentlichen auf Untersuchungen mit EGb 761.

Chemische Bezeichnung der Spezialextrakte: Standardisierte Trocken-extrakte (35-67 : 1) aus Ginkgo-biloba-Blättern, extrahiert mit Aceton-Wasser, charakterisiert durch 22 – 27 Prozent Flavonglykoside, 5 – 7 Prozent Terpenlactone, davon ca. 2,8 – 3,4 Prozent Ginkgolide A, B und C sowie 2,6 – 3,2 Prozent Bilobalid und weniger als 5 ppm Ginkgolsäuren.

Die pharmakologischen Wirkungen umfassen:Radikalfängereigenschaften,

  • PAF (platelet activating factor)-Antagonismus,
  • Neuroprotektion durch Membranprotektion, Steigerung der Hypoxietoleranz, antiischämische Wirkung, Hemmung des zytotoxischen Hirnödems, Schutz vor Läsion zerebraler Strukturen, Hemmung von programmiertem Zelltod (Apoptose),
  • Beeinflussung des zentralen cholinergen Systems, Verringerung altersbedingter Defizite der Neurotransmission,
  • Verbesserung von Gedächtnisleistung und Lernvermögen,
  • hämodynamische, vaskuläre und hämorheologische Effekte.

Radikalfängereigenschaften
Vielen degenerativen und speziell neurodegenerativen Mechanismen liegen durch freie Radikale induzierte Zellmembranschädigungen zugrunde. Die Radikale schädigen Enzym- oder Strukturproteine, Nukleinsäuren und vor allem ungesättigte Fettsäuren durch Lipidperoxidation. Standardisierte Ginkgo-Extrakte besitzen multifunktionale Eigenschaften, die den radikalinduzierten Prozessen entgegenwirken. In verschiedenen in vitro- und in vivo-Testsystemen konnten eine Hemmung der Lipidperoxidation und der radikalinduzierten Membranschädigung durch EGb 761 nachgewiesen werden. Die antioxidativen Effekte des Extraktes erstrecken sich auch auf seine Fähigkeit, Enzyme zu aktivieren, die in den Abbau freier Radikale involviert sind.

PAF (platelet activating factor)-Antagonismus
Der PAF (platelet activating factor) bewirkt unter anderem die Aggregation von Thrombozyten, erhöhte Gefäßpermeabilität, Vasokonstriktion, intrazelluläre Kalzium-Ionen-Akkumulation, Ödembildung und Leukozytenaktivierung und ist damit an postischämischen Zellschäden ursächlich beteiligt. Untersuchungen mit EGb 761 zeigten, daß insbesondere die Ginkgolide des Extraktes verschiedene PAF-induzierte Reaktionen antagonisierten.

Neuroprotektion
EGb 761 wirkt stabilisierend auf die Membranfunktion und protektiv auf Membranschäden verschiedener Genese. Der Extrakt verringert die durch freie Radikale hervorgerufene Abnahme der Membranfluidität corticaler Synaptosomen. EGb 761 bewirkt eine Reduktion der Hypoxie-induzierten, Phospholipase (PLA2)-abhängigen Cholinfreisetzung aus Membran-phospholipiden des Hippocampus. Bei experimentell erzeugter Hypoxie führt EGb 761 zu erhöhter Hypoxietoleranz mit einer Verlängerung der Überlebenszeit und besserer zerebraler Energiestoffwechsellage, dabei werden ein geringeres Ausmaß neurologischer Störungen, eine schwächere Hirnödementwicklung und eine protektive Wirkung auf die Mitochondrien-funktion beobachtet. Die im Extrakt enthaltenen Terpenlactone, die Ginkgolide sowie das Bilobalid, wirken antiischämisch. Der Extrakt wirkt protektiv auf experimentelle zytotoxische Hirnödeme, die durch Triethylzinn (TET), Hexachlorophen oder Bromethalin ausgelöst werden.

Beeinflussung des zentralen cholinergen Systems, Verringerung altersbedingter Defizite der Neurotransmission
Das olfaktorische Kurzzeitgedächtnis als Zeichen einer verbesserten zentralen cholinergen Funktion wird gesteigert, eine durch das Anticholinergikum Scopolamin induzierte Amnesie antagonisiert. Der Extrakt potenziert einige für Cholinergika typische Effekte wie die antihypoxische und analgetische Wirkung. Im Tiermodell wird im Hypoxie-Test die Verlängerung der Überlebenszeit durch Physostigmin oder Pilocarpin durch die additive Wirkung von EGb 761 erhöht, die Cholinergika-bedingte Verlängerung der Reaktionszeit im Hot-Plate-Test nach Kombination mit dem Extrakt verdoppelt. Den altersbedingten Rückgang der Zahl muskarinerger Cholinozeptoren im Hippocampus vermag der Extrakt zu hemmen, ebenfalls reduziert er das altersbedingte Defizit an noradrenergen, dopaminergen und serotonergen Rezeptoren.

Verbesserung von Gedächtnisleistung und Lernvermögen
In verschiedenen Verhaltenstests erhöht der Ginkgo-Extrakt nach wiederholter Gabe die Gedächtnisleistung und Lernfähigkeit vor allem bei alten, jedoch auch bei jüngeren Tieren. Es zeigt sich eine statistisch signifikante Verbesserung des Kurzzeitgedächtnisses, das Langzeitgedächtnis wird durch den Extrakt nicht beeinflusst. Ginkgo verbessert die Lernfähigkeit und Gedächtnisleistung, wobei der Effekt durch die Verlängerung der Behandlungsdauer verstärkt werden kann.

Hämodynamische, vaskuläre und hämorheologische Effekte
Der Extrakt verbessert die Fließeigenschaften des Blutes und verstärkt den lokalen zerebralen Blutfluß. Ein Effekt des Extraktes auf den zerebralen Blutfluss wird auch unter ischämischen Bedingungen beobachtet. Der Extrakt stabilisiert nach Vorbehandlung die Gefäßwandpermeabilität und wirkt einer durch Hypertonie, Ischämie oder Hyperthermie gesteigerten Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke entgegen. Durch Serum bzw. Thromboxan bzw. ADP ausgelöste Spasmen von Muskel- oder Hautarteriolen werden durch EGb 761 verhindert oder fast vollständig aufgehoben.

In vitro hemmt der Extrakt die Prostazyklin-Synthese, sowohl die Spontanaggregation der Thrombozyten als auch die PAF-induzierte Thrombozytenaggregation. Auch eine Hemmung der Erythrozytenaggregation wird durch den Extrakt erreicht. Desweiteren vermag der Extrakt aufgrund einer antioxidativen Kapazität die Erythrozytenmembran vor oxidativer Schädigung zu schützen.

Fazit: Die vorliegenden pharmakologischen Daten weisen auf eine Verbesserung gestörter zerebraler Funktionen u.a. im Bereich der kognitiven Leistungsfähigkeit hin. Diese im eigentlichen Sinn nootropischen Eigenschaften könnten die in verschiedenen klinischen Studien gezeigten Leistungsverbesserungen bei dementen Patienten vor allem auch in den ersten Monaten der Behandlung erklären. Inwieweit darüber hinaus die auf verschiedenen Ebenen gezeigten neuroprotektiven Eigenschaften im Sinne einer Progredienz-Verlangsamung auch Langzeiteffekte erklären können, kann zur Zeit noch nicht endgültig bewertet werden. Kritisch muss zu den meisten experimentellen Untersuchungen angemerkt werden, dass hier in der Regel sehr hohe in vitro Konzentrationen bzw. in vivo Dosen eingesetzt wurden. Eine direkte Übertragung dieser Befunde auf die Wirkung am Patienten ist daher meist nur mit Einschränkung möglich.

Klinische Pharmakologie
Quantitative EEG-Untersuchungen
Für das quantitative (QEEG) von Demenz-Patienten ist die Abnahme der Alpha- und die Zunahme der niederfrequenten Delta- und Thetawellen typisch. Das Frequenzprofil des QEEG von Nootropika/Antidementiva verläuft dazu spiegelbildlich. Anhand des QEEG und des Dynamic Brain Mappings können die Wirkungen und die zerebrale Bioverfügbarkeit von EGb 761 untersucht werden. Der Extrakt weist in Studien durch eine Zunahme der Alpha-Aktivität und eine Abnahme sehr niedriger und sehr hoher Frequenzen ein für Nootropika/Antidementiva typisches EEG-Profil auf. Bei Patienten mit leichter bis mäßiger Demenz kann vor und nach Verabreichung von EGb 761 beziehungsweise Tacrin für beide Wirkstoffe ein ähnliches EEG-Profil nachgewiesen werden. EGb 761-Patienten mit deutlicher EEG-Response zeigen im Behandlungsverlauf eine bessere Therapie-Response.

Hypoxieprotektive Wirkung
Bei gesunden Probanden verbessert EGb 761 unter kumulativer Hypoxiebelastung die Leistungsfähigkeit im mehrdimensionalen okulodynamischen Test, der simultan das okulomotorische und das komplexe Wahlreaktionsverhalten sowie einfache kardiorespiratorische Parameter erfasst.

Verbesserung der zerebralen Glukose- und Sauerstoffaufnahme
Bei Patienten mit ischämisch-neurologischen Ausfallserscheinungen des Karotis- oder vertebrobasilären Versorgungsbereiches wird durch EGb 761 eine Zunahme des zerebralen Glukoseverbrauchs und ein Anstieg des Sauerstoffverbrauchs auf Normalwerte ermittelt.

Hämodynamische und hämorheologische Effekte
Bei Patienten mit zerebral-ischämischen Erkrankungen steigert EGb 761 die globale Hirndurchblutung und führt zu einem gleichsinnigen Anstieg der regionalen Hirndurchblutung im ischämisch geschädigten Areal, ohne einen Steal-Effekt auszulösen. Die Behandlung von Patienten mit ischämisch bedingten Ausfallserscheinungen führt neben einer verbesserten zerebralen Glukose- und Sauerstoffaufnahme zu einem Anstieg der zerebralen Durchblutung und erreicht nahezu Normalwerte.

Bei Patienten mit pathologischen hämorheologischen Parametern bewirkt EGb 761 eine Abnahme der Vollblut- und Plasmaviskosität, eine Senkung des Fibrinogens, eine Reduktion der Erythrozytenaggregation, eine Zunahme der Erythrozytenflexibilität und Verbesserung der Mikrozirkulation der Haut; für den Extrakt LI 1370 wird bei gesunden Probanden ebenfalls eine Verminderung der Erythrozytenaggregation und Steigerung der kutanen Mikrozirkulation nachgewiesen. Die orale Verabreichung von EGb 761 führt bei gesunden Probanden zu einer ausgesprägten Hemmung der PAF-induzierten Thrombozytenaggregation. Neben der Hemmung der PAF-induzierten Thrombozytenaggregation wird bei gesunden Probanden zusätzlich eine Inhibition der rotationsinduzierten Thrombozyten-Spontanaggregation beobachtet.

Fazit: Die klinisch-pharmakologischen Untersuchungen zeigen, dass sich auch in therapeutischen Dosen Wirkungen am Probanden bzw. Patienten nachweisen lassen, die zum Teil typisch für nootropisch-wirksame Substanzen sind, bzw. auch für die therapeutische Situation erste Hinweise auf neuroprotektive Effekte geben.

(aus: Ginkgo biloba: Müller, W.E., Juretzek, W. in Neuro-Psychopharmaka, Bd. 5, 2. Auflage. Riederer P., Laux G., Pöldinger W. (Hrsg.), Springer Verlag Wien 1999)