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Chemie | Biochemie | Medizin
Jessica Leimgruber, 2001 | Scharans, GR
Die Brennnessel gilt schon seit der Antike als traditionelles Heilmittel. Ihr therapeutisches Profil, das vielen Kulturen bekannt ist, umfasst unter anderem die Eigenschaft zur Linderung von Harnwegsinfekten.
Diese Arbeit untersuchte die antibakterielle Wirkung der Brennnessel in Bezug auf zwei Parameter ihres Wachstums. Konkret wurden Brennnesseln 1) zu verschiedenen Zeitpunkten und 2) auf verschiedenen Höhenstufen gesammelt und auf antibakterielle Effekte getestet. Hintergrund dieses Vorgehens war die Überprüfung der volkstümlich verbreiteten Ansicht, dass die Brennnessel je nach Länge ihrer Wachstumsphase und je nach Höhe ihres Standorts unterschiedlich potent ist. Alle wässrigen Extrakte aus getrockneten Brennnesseln wurden anhand eines Hemmhoftests mit Escherichia coli (E. coli) auf antibakterielle Effekte getestet. Sowohl ein längeres Wachstum als auch ein höherer Standort hatten eine stärkere antibakterielle Wirkung zur Folge. Dieses Resultat steht im Einklang mit der traditionellen Ansicht, dass der Sammelzeitpunkt und die Höhe des Standorts einen Einfluss auf die Wirksamkeit der Brennnesseln haben.
Fragestellung
Es wurden zwei Einzelfragen untersucht: (I) Zeigen sich Unterschiede in der antibakteriellen Wirkung zwischen April und Mai? (II) Haben Brennnesseln, die in grösserer Höhe wachsen, eine stärkere antibakterielle Wirkung? Hintergrund beider Fragestellungen war die Gegebenheit, dass Alpenkräutern bzw. Kräutern, die zu bestimmten Zeiten gesammelt werden, im Allgemeinen eine stärkere Wirkung nachgesagt wird. Es war von Interesse, ob die Faktoren Höhe und Wachstum die Wirkung der Abwehr der Brennnessel verstärken können.
Methodik
Das an sechs Standorten gesammelte Pflanzenmaterial wurde separat getrocknet. In einem nächsten Schritt wurde das Material zerkleinert und daraus ein wässriger Extrakt hergestellt. Dieser wurde filtriert, trockenrotiert und anschliessend auf die Konzentration 0,15 g/ml verdünnt. Für die Hemmhoftests wurde eine Verdünnungsreihe von 100, 90, 80, 60 und 12 Prozent angelegt und auf Filterblättchen aufgetragen. Zugleich wurde eine Flüssigkultur von E. coli angesetzt, die dafür verwendet wurde, einen Bakterienrasen von 10^6 CFU auf eine Agarplatte aus zu plattieren. Die Filterblättchen wurden anschliessend auf die Agarplatte mit Bakterienrasen gegeben. Nach 23 Stunden im Wärmeschrank bei 37 °C wurden die Hemmhöfe fotografiert und vermessen.
Ergebnisse
Für den Versuch des Wachstums zeigen die Resultate, dass ein Trend in Richtung eines leichten Anstiegs der antibakteriellen Wirkung von April bis Mai geht. Beim Höhenstufentest lag die Wirkung aller Proben, die auf über 1000 m. ü. M. gesammelt worden waren, bis auf eine Ausnahme, immer über jenen, die auf 700 m. ü. M. gesammelt worden waren. Dies zeigte sich zusätzlich in einer steigenden Gerade bei einer Regression.
Diskussion
Die Resultate deuteten an, dass ein längeres Wachstum und ein höherer Standort zu einer stärkeren antibakteriellen Wirkung führen. Dies könnte für beide Fragestellungen auf eine Zunahme der Menge an kurzwelliger Lichteinstrahlung zurückzuführen sein. Lichtenergie dient als Energiequelle für die Fotosynthese, die wiederum für den Stoffaufbau verantwortlich ist. Somit könnte den Brennnesseln durch längeres Wachstum und einen höheren Standort mehr Energie für den Aufbau antibakteriell wirkender Stoffe zur Verfügung stehen. Flavonoide, eine bestimmte Klasse von Sekundärmetaboliten, sind im Allgemeinen für ihre antibakterielle Wirkung bekannt. Sie sind mit 1 bis 2 Prozent in der Brennnessel vertreten und die mögliche antibakterielle Komponente.
Schlussfolgerungen
Würde diese Arbeit erneut durchgeführt, müssten verschiedene Anpassungen gemacht werden. Für genauere Resultate könnte die Anzahl an Replikaten erhöht und der Probensatz erweitert werden. Weitere potenziell relevante Parameter wären beispielsweise der Nährstoffgehalt des Bodens oder die Exposition des Standorts. Die zusätzliche Verwendung eines gut definierten Antibiotikums als Positivkontrolle würde helfen, die Bedeutung des beobachteten Effekts besser zu kontextualisieren. Fazit aus dieser Arbeit: Die Natur sorgt mit ihrer Vielfältigkeit für verschiedenste Bedingungen und Wechselbeziehungen. Dies zeigt sich möglicherweise auch in der therapeutischen Wirksamkeit der Brennessel in Abhängigkeit ihres Standorts. Traditionelles Wissen zur Sammlung, Verarbeitung und Verwendung von Heilpflanzen stellt daher eine potenziell wertvolle Ressource zur wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung dar.
Abschliessend kann folgende Hypothese aufgestellt werden: Bei ausreichendem Wachstum und mit einem Standort über 1000 m. ü. M. erzielt man mit der gewählten Methodik die stärkste antibakterielle Wirkung.
Würdigung durch den Experten
Peter Staub
Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob Brennnesseln in vitro unterschiedlich stark antibakteriell wirken, je nachdem auf welcher Höhenstufe und für wie lange sie gewachsen sind. Jessica Leimgruber vermochte diese Fragen geschickt zu kontextualisieren und zu testen. In Anbetracht der Komplexität der Materie und der limitierten Dauer einer Maturaarbeit wurden umfangreiche Daten erhoben. Die Autorin ist sich der Limitationen ihrer Arbeit bewusst und diskutiert diese kritisch. Die Arbeit inspiriert Reflexion in Bezug auf die Bedeutung traditioneller Wissenssysteme für die moderne Pharmakologie.
Prädikat:
sehr gut
Bündner Kantonsschule, Chur
Lehrer: Claudio Brunold