2pt;margin-right: 0pt;line-height: 100%;">Morphin, Codein
Tabelle 1: Einige bekannte Alkaloide
Mutterkornalkaloide
Die Wirkung des Mutterkorns läßt sich nicht einem einzigen Stoff zuordnen, so daß es immer wieder gelang verschiedene Alkaloide zu beschreiben, die alle in der Ergot- bzw. Mutterkorn- Gruppe zusammengefaßt sind. Auch innerhalb der Mutterkorngruppe gibt es eine Unterscheidung in Lysergsäure-Alkaloide und Clavine-Alkaloide; in dieser Arbeit werden aber ausschließlich die verschieden Verbindungen der Lysergsäure besprochen.
Im Jahre 1875 wurde vom Franzosen Charles Tanret ein erstes Extrakt hergestellt, das er Ergotinin nannte. Es darf eigentlich noch nicht zu den Alkaloiden gezählt werden, da es eine nach heutigen Maßstäben ziemlich unreine Substanz war. Auch das 1907 entdeckte Ergotoxin ist kein einheitliches Präparat. Der Wortstamm toxin deutet bereits darauf hin, daß es mehr die giftigen, denn die erwünschten Wirkungen aufwies. Erst mit der Isolierung von Ergotamin, dem ersten reinen Mutterkornalkaloid durch Arthur Stoll 1918, begann der Höhepunkt der Mutterkornforschung. Dadurch konnte nämlich die Lysergsäure als gemeinsamer und zugrunde liegender struktureller Baustein der pharmakologisch wirksamen Mutterkornalkaloide identifiziert werden. Innerhalb der nächsten 25 Jahre wurden alle weiteren bisher bekannten Alkaloide entdeckt.,
Name |
Zugehörigkeit |
Entdeckung |
Ergotamin/Ergotaminin |
Ergotamin-Gruppe |
1918 |
Ergosin/Ergosinin |
dto. |
1936 |
Ergometrin/Ergometrinin |
Ergometrin-Gruppe |
1935 |
Ergokristin/Ergokristinin |
Ergotoxin-Gruppe |
1937 |
[a,b] Ergokryptin/Ergokryptinin |
dto. |
1943 |
Ergocornin/Ergocorninin |
dto. |
1943 |
Ergostin/Ergostinin |
dto. |
— |
Tabelle 2: Natürlichen Mutterkornalkaloide der Lysergsäuregruppe
Sämtliche Mutterkornalkaloide weisen eine tetracyclische (aus vier Ringen bestehende) Struktur auf, die man als Ergolin bezeichnet. Diese komplex aufgebaute Gruppe besteht aus Lysergsäure-Tripeptiden, in denen stets Prolin vorhanden ist, das mit anderen Aminosäure (derivate)n wie (a-Hydroxy-)Valin verbunden ist.* Neben den Alkaloiden mit der Endung -in gibt es auch deren Isomere mit der Endung -inin, die in der Regel aber unwirksam sind. Ist z.B. von Ergocornin die Rede, ist der wirksame Bestandteil gemeint, während bei Ergocorninin sämtliche acht möglichen, aber ineffektiven Stereoisomere gemeint sind.
Versuchsreihen der Sandoz AG
1935 begann in den Laboratorien des Schweizer Pharmakonzerns Sandoz ein Projekt, das sich ausführlich mit der Mutterkornchemie beschäftigte. Der Leiter dieses Projektes war Dr. Albert Hofmann. Es gelang die Lysergsäure als gemeinsamen Baustein der Alkaloide zu identifizieren und isolieren. Ziel war es, durch die Verknüpfung der Lysergsäure mit basischen Resten, Substanzen zu synthetisieren, die gezielt therapeutische Wirkungen aufweisen sollten. Zu diesem Zweck wurde eine Vielzahl von Lysergsäureverbindungen hergestellt.
Die Verbindung mit Propanolamin ergab eine mit dem natürlichen Mutterkornalkaloid Ergometrin (synonym die Bezeichnungen Ergobasin und Ergonovin) identische Verbindung, während die Verbindung mit Butanolamin eine noch wirksamere Substanz (Methergin) ergab. Die insgesamt 25. Substanz in dieser Versuchsreihe war die Verknüpfung mit Diethylamid. Man erwartete sich davon eine kreislaufstärkende Wirkung, da das damals bekannte Analeptikum Coramin ebenfalls eine Diethylamidgruppe aufwies. 1938 erstmals synthetisiert, entsprach LSD-25, so die Laboratoriumsbezeichnung, aber nicht den pharmakologischen Erwartungen, so daß man dieser Substanz keine weitere Aufmerksamkeit schenkte.
Entdeckung der psychedelischen Fähigkeiten
Im Frühjahr 1943 führte Dr. Hofmann erneut eine Synthese des LSD durch. Bei der Überführung des äußerst instabilen Stoffs in ein stabileres weinsaures Salz (Tartrat) muß ein Bruchteil der Substanz unbeabsichtigt über die Haut resorbiert oder eingeatmet worden sein. Dr. Hofmann bemerkte nach kurzer Zeit eigenartige Veränderungen, wie folgendem Bericht zu entnehmen ist:
Vergangenen Freitag, 16. April 1943, mußte ich mitten am Nachmittag meine Arbeit im Laboratorium unterbrechen und mich nach Hause begeben, da ich von einer merkwürdigen Unruhe, verbunden mit einem leichten Schwindelgefühl, befallen wurde. Zu Hause legte ich mich nieder und versank in einen nicht unangenehmen rauschartigen Zustand, der sich durch eine äußerst angeregte Phantasie kennzeichnete. Im Dämmerzustand bei geschlossenen Augen – das Tageslicht empfand ich als unangenehm grell – drangen ununterbrochen phantastische Bilder von außerordentlicher Plastizität und mit intensivem, kaleidoskopartigem Farbenspiel auf mich ein.
Ob dieser Wirkung erstaunt, beschloß er drei Tage später einen gezielten Selbstversuch durchzuführen, um der Sache auf den Grund zu gehen. Unerklärlich schien, wie eine Substanz, die nur in Mikrogramm hergestellt wurde, solche Auswirkungen haben konnte. Die verabreichte Dosis betrug 250 mg, was im Vergleich zu anderen Mutterkornpräparaten äußerst gering war, nach heutigem Wissen aber eine drei- bis fünffache Überdosierung darstellt. Der folgende Bericht Dr. Hofmanns ist sehr bekannt und wird in beinahe jeder im Literaturverzeichnis angegebenen Publikation wiedergegeben. Aus Gründen der inhaltlichen Geschlossenheit sei er auch hier nicht vorenthalten:
1620: 0,5 cc. von ½-promilliger wäßriger Tartrat v. Diethylamid peroral = 0,25 mg Tartrat
1700: Beginnender Schwindel, Angstgefühl. Sehstörungen. Lähmungen, Lachreiz. […] siehe Spezialbericht
Hier hören die Aufzeichnungen im Laborjournal auf. Die letzten Worte konnten nur noch mit Mühe niedergeschrieben werden. Ich bat meine Laborantin, mich nach Hause zu begleiten, da ich glaubte, die Sache nehme den selben Verlauf wie die Störung am Freitag. Aber schon auf dem Heimweg per Rad zeigte es sich, daß alle Symptome stärker waren als das erste Mal. Ich hatte bereits größte Mühe klar zu sprechen und mein Gesichtsfeld schwankte und war verzerrt wie ein Bild in einem verkrümmten Spiegel. Auch hatte ich das Gefühl, nicht vom Fleck zu kommen, während mir nachher meine Laborantin sagte, daß wir ein scharfes Tempo gefahren seien. […]
Aber schlimmer als diese Verwandlungen der Außenwelt ins Groteske waren die Veränderungen, die ich in mir selbst, an meinem Innersten Wesen spürte. Alle Anstrengungen meines Willens, den Zerfall der äußeren Welt und die Auflösung meines Ich aufzuhalten, schienen vergeblich. […]
Soweit ich mich erinnern kann, waren während dem Höhepunkt der Krise, der bereits überschritten war, als der Arzt ankam, folgende Symptome am ausgeprägtesten: Schwindel, Sehstörungen; die Gesichter der Anwesenden erschienen mir wie farbige Fratzen, starke motorische Unruhe, wechselnd mit Lähmungen, … abwechselnd betäubt, dann wieder klares Erkennen der Lage, wobei ich zeitweise als außenstehender neutraler Beobachter feststellte, wie ich halb wahnsinnig schrie oder unklares Zeug schwatzte … Sechs Stunden nach der Einnahme hatte sich mein Zustand weitgehend gebessert. Ausgeprägt waren noch die Sehstörungen. […]
Bei geschlossenen Augen drangen ständig farbige, sehr plastische und phantastische Gebilde auf mich ein. Besonders merkwürdig war, wie alle akustischen Wahrnehmungen, etwa das Geräusch eines vorbeifahrenden Autos, in optische Empfindungen transponiert wurden, so daß durch jeden Ton und jedes Geräusch ein entsprechendes farbiges Bild, in Form und Farbe kaleidoskopartig wechselnd, ausgelöst wurde. Erschöpft schlief ich dann ein und erwachte am nächsten Morgen erfrischt mit klarem Kopf, wenn auch körperlich noch etwas müde.
Diese Beschreibung der ersten LSD-Intoxikation am 19. April 1943 beschreibt die auftretenden Symptome schon äußerst klar. Dieser Bericht bildete die Grundlage für die weiteren Untersuchungen, die zuerst innerhalb des Sandoz-Konzerns durchgeführt wurden, ehe die Entdeckung von LSD-25 bekanntgegeben wurde. 1947 wurde eine Beschreibung der ersten Versuche des Psychiaters W. Stoll, auf die in Kapitel 3: Kennzeichen der LSD-Intoxikation noch näher eingegangen wird, veröffentlicht, der noch weitere Untersuchungen anderer Forschergruppen folgten.
Zusammenfassung
Die natürliche Komponente des LSD ist die Lysergsäure; Sie ist Hauptinhaltsstoff vieler Alkaloide des schmarotzenden Mutterkornpilzes. Mutterkornvergiftungen sind geschichtlich belegt, stehen aber mit Ausnahme des eleusischen Trankes nicht in Verbindung mit bewußter Hervorrufung von Halluzinationen. Die Aufklärung der chemischen Struktur dieser Alkaloide führte zu vermehrter Forschung auf diesem Gebiet. Die Synthese des Lysergsäure-Diethylamids war Teil eines von Dr. Albert Hofmann geleiteten Projektes der Schweizerischen Sandoz AG. Die psychedelischen Eigenschaften des LSD wurden erst fünf Jahre später durch eine versehentliche Intoxikation entdeckt und durch Selbstversuche verifiziert. Erst ab diesem Zeitpunkt kann man von einer wissenschaftlichen Untersuchung dieser Substanz sprechen.
Datum |
Ereignis |
1500 v. Chr. |
Eleusischer Kult |
600 v. Chr. |
Aufzeichnungen über von Mutterkorn befallenen Roggen |
590 |
Auftreten der “St. Antonius Krankheit” (Mutterkornvergiftung) |
1582 |
Erste Erwägung der medizinischen Anwendbarkeit von Mutterkornpräparaten in Kräuterbüchern |
1676 |
Erkennen des Zusammenhangs zwischen Mutterkorn und dem Auftreten von Ergotismus |
19 Jhdt. |
Wissenschaftliche Abhandlungen über Einsatz in der Medizin |
1918 |
Isolierung des ersten reinen Mutterkornalkaloids |
1938 |
Erstmalige Synthese von Lysergsäure und Diethylamid zu LSD |
1943 |
Entdeckung der psychedelischen Fähigkeiten des LSD |
Tabelle 3: Zeittafel der Geschichte des Mutterkorns und seiner Alkaloide
Literaturverzeichnis
Die Pflanzen der Götter, Albert Hofmann/Richard E. Schultes
AT Verlag Aarau. Schweiz 1996
Giftpflanzen, Fröhne/Pfänder
Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft. Stuttgart 1981
LSD – Mein Sorgenkind, Albert Hofmann
Klett-Cotta/dt Verlag. München 1979
Gifte in unserer Umwelt, Otfried Strubelt
Deutsche Verlags Anstalt. Stuttgart 1989
Introduction – Early History of LSD, in: LSD a Total Study, D.V. Sivar Sankar
PJD Publications Westbury. New York 1975
Römpps Chemie Lexikon, Otto-Albrecht Neumüller
Frank’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1983
Kapitel 2: Struktur
Chemie
Die Struktur des LSD, auch die räumliche, ist weitgehend gesichert. Obwohl heute die Formel dieser Substanz in jedem Lexikon zu finden ist, beruhte der Weg zu dieser Erkenntnis vor allem auf komplizierten Experimenten. Dieser Abschnitt sollte darauf hinweisen, ohne Anspruch auf vollständige Erläuterung, und die wichtigsten dabei angewandten Methoden nennen. Die im Literaturverzeichnis angeführten Publikationen sind allerdings wahrscheinlich nur für Chemiker ganz verständlich.*
Formel und Aufbau
LSD ist ein komplexes organisches Molekül, so daß die Anwendung einer Summenformel** nicht sinnvoll ist. Statt dessen findet man in der Literatur fast ausschließlich die vereinfachte Strukturformel. Gebräuchlich ist dabei die Einteilung in vier Ringsysteme und vier Reste. Ring A und C sind homocylische, Ring B und D heterocylische Verbindungen, wobei das Heteroatom stets Stickstoff ist. An den Positionen (15,16) des Benzolringes A geht dieser eine Bindung mit Ring B ein, einem stickstoffhaltigen 5-Ring. Ring B entspricht dem Pyrrol, weist aber nur eine Doppelbindung auf (Dihydropyrrol). Ring C ist ein Cyclohexan, also ein Benzolring ohne Doppelbindungen, und steht über Position (11,16) mit Ring A bzw. mit (3,16) mit Ring B in Verbindung. Ring D ist wieder heterocyclisch, ähnelt dem Pyridin besitzt aber wie Ring B nur eine Doppelbindung (Tetrahydropyridin). Ring D ist nur mit einem Ring, nämlich Ring B über die Positionen (5,10) verbunden. Die Reste R1 und R2 an Ring B bestehen im Falle des LSD nur aus H-Atomen, R3 am heterogenen Stickstoffatom in Ring D aus Methyl (CH3) und R4 besteht aus der für die Bezeichnung charakteristischen Diethylamidgruppe (CH2CH3)2.
Beim LSD-Molekül existieren zwei Asymmetriezentren, nämlich an den Atomen C5 und C8. Jedes Asymmetriezentrum steht für zwei mögliche stereoisomere Formen, so daß insgesamt vier Möglichkeiten zur Verfügung stehen: zwei rechtsdrehende Formen (d-LSD und d-Iso-LSD) und zwei linksdrehende (l-LSD und l-Iso-LSD). Die einzige pharmakologisch signifikant wirksame Substanz ist das korrekt so bezeichnete d[exter]-L[yserg]S[äure] D[iethylamid]. Wenn verkürzt von LSD die Rede ist, meint man dabei immer diese Form.
Durch gezielte Verändern des Moleküls können Derivate hergestellt und Zusammenhänge zwischen Struktur und Wirkung gewonnen werden. Diese Veränderungen beziehen sich meist auf den Amidrest R4, das Überführen der Doppel- in Dreierbindungen und Substitution an verschiedenen Positionen der Ringsysteme. Solche Überlegungen sind allerdings nur von theoretischem Interesse, höchst spezifisch und nur schwer verständlich, da sie hohes Wissen speziell auf dem Gebiet der organischen Chemie voraussetzen.*
Von Bedeutung ist auch die dreidimensionalen Struktur des LSD, die nur auf experimentellem Wege ermittelt werden konnte. Die dabei angewandte Methode ist die Röntgen-Kristall-Strukturanalyse, bei der das Lysergsäurediethylamid durch Neutralisiation in ein Salz übergeführt wird. Anschließend können anhand der Beugungsmuster die Atomschwerpunkte ausgemacht und ein räumliches Modell erstellt werden. Daneben gibt es noch die Möglichkeit mittels Orbital- bzw. Hybridmethoden (PCILO, EHT, INDO) Energieniveaukarten anzulegen, um so auf die Lage und Beziehung der Atome zueinander im Raum schließen zu können. Diese Methoden sind aber ebenfalls zu speziell und komplex, um sie hier behandeln zu können.
Interessant ist aber das Ergebnis, daß nämlich unter allen vorhandenen möglichen Varianten, die Winkel des LSD-Moleküls so gewählt sind, daß sie dem Serotoninmolekül am nächsten kommen. Außerdem existiert das sogenannte Synder-Modell, das besagt, daß unter der Annahme, daß LSD das höchst wirksame Halluzinogen ist, alle anderen Halluzinogene Ähnlichkeiten mit dessen Struktur aufweisen müßten. Tatsächlich läßt sich zeigen, daß Stoffe die zur Gruppe der Indolalkylamine oder Phenylethylamine (z.B. Mescalin) gehören, mit der räumlichen Struktur des B und C Rings des LSD übereinstimmen.
Synthese**
Die klassische Synthese, nach der auch Albert Hofmann LSD erzeugte, basiert auf der Curtius’schen Reaktion. Dabei werden Carbonsäuren durch Einwirkung von stickstoffhaltigen Säuren zu Amiden abgebaut. Im ersten Schritt muß dabei ein Lysergsäureradikal vom Ausgangsstoff, meist einem Mutterkornalkaloid, abgespalten und anschließend stabilisiert werden. Danach wird die so gewonnene Verbindung gemäß der Curtius-Reaktion in eine Diethylamid-Verbindung umgewandelt und im dritten Teil in gelöster Form in ein Tartrat übergeführt. Dies geschieht vereinfacht nach folgendem Schema.
Ein Alkaloid wird mittels Hydrazid gespalten. Es kommt dabei durch Erhitzen zur Isomerisation und Entstehung einer Lösung aus Isolysergsäurehydrazid. Dann werden sie in Salze der rechts- bzw. linksdrehenden Weinsäure übergeführt und danach in die entsprechende Form der Lysergsäure konvertiert.
Das Gemisch aus Lysergsäurehydrazid bzw. Iso-Lysergsäurehydrazid wird wiederum gelöst und Diethylether beigegeben. Dabei bindet ein Ethylrest an das erste Stickstoffatom, der andere durch Absprengen der restlichen Aminogruppe (NH2). Nach Extrahieren und Filtrieren können d-LSD und d-Iso-LSD getrennt werden.
Nach dem Mischen des äußerst instabilen reinen d-LSD mit Weinsäure und Methanol* setzen sich große, weiße nadelförmige Kristalle ab. Diese stabile Form wird gelegentlich die Laborbezeichnung LSD-25 zum Ausdruck gebracht.
Später wurden auch andere Verfahren zur Synthese entwickelt, unter ihnen eines, bei dem selbst die an sich natürliche Lysergsäure im Labor synthetisiert wird.
Pharmakologie
Pharmakologische Untersuchungen mit LSD wurden an einer Vielzahl von Tierarten und, soweit dies möglich war auch am Menschen durchgeführt. Da die pharmakologisch wirksame Menge von LSD sehr gering ist, sind alle Angabe nur von bedingter Genauigkeit, zumal sie von Individuum zu Individuum variieren können. Pharmakodynamische Aspekte, also die Wechselwirkung zwischen Ligand und Rezeptor betreffend, werden hier nicht behandelt, sondern werden, in einem eigenen Kapitel (siehe Seite 23 pp.) gesondert besprochen.**
Pharmakokinetik
LSD wird üblicherweise oral appliziert und über den Magen resorbiert. Bei dieser Verabreichung liegt die Latenzzeit, also jene Zeit, die verstre