Aus dem Pharmakologischen Institut der Universit~it Mfmehen.

[J~ber die wirksamen Inhaltssto~fe der Folia Sennae.

Von

W. Straub und H. Gebhardt.

B{it 2 Textabbildungen.

(E4ngegangen am 28. I%bruar 1936.)

Im Verlauf von Arbeiten fiber den pharmakologisehen Mechanismus der Sennawirkung i stellte as sieh als notwendig heraus, yon der Verwendung des gew6hnliehen Sennainfuses abzugehen und diesen dureh hoehwertige Wirkungskonzentrate zu ersetzen, wom6glich abet dureh Reinsubstanzen. Die bei diesen Untersuehungen erzielten vorlaufig absehliel?enden Ergeb- nisse werden im folgenden mitgeteilt.

Unsere Untersuehungen konnten sieh so gut wie gar nieht auf Literatur stiitzen. Wiewoht andere Drogen aus der Anthraehinonreihe, wie Aloe, Frangula, Cascara u. a. reiehlieh studiert worden sind, haben tiber Folia Sennae sehr wenige Autoren bisher gearbeitet 2, 3, 4. Die Arbeiten haben zwar eine Reihe yon Namen geliefert, die abet ftir unreine Gemisehe beansprueht wurden. Systematische Vntersuehungen fiber die Wirksamkeit der isolierten Stoffe fehlen dagegen vollst/indig.

Wit haben in unseren Untersuehungen das inzwisehen so vielfaeh bewahrte Prinzip befolgt, unter dauernder Kongrolle der Wirksamkeit, d .h . quantitativer Messung der Wirkung, zu operieren, m6gliehst in einer Weise, dal3 ffir die ganze Dauer der Aufarbeitung die gesamte Wirksamkeit zusammengehalten wird, also quantitativ.

Dazu war die Benutzung eines pharmakologisehen Wirkungstestes notwendig.

Als Test benutzten wit die Grenzdosis yon Sennastoffen an weigen Mausen im Mittelgewieht yon 20 g, naeh deren Einverleibung mit Sehlund- sonde eine Abffihrwirkung eben gerade noeh erzielt wird. Dal3 weil3e Miiuse als Testtiere fiir Abffihrstoffe der Anthraehinonreihe geeignet sind, ist seinerzeit yon I-I. F f i h n e r 5 festgestellt worden.

Die Messung ist fth" unsere Zweeke leidlieh zuverl~ssig, wenn einige Vorsiehts- maBregeln befol~ werden. Die Versuchstiere miissen vor ihrer Verwendung einige Tage auf reine Haler- und Wasserdi~t gesetzt werden, his sic die eharakteristisehen dunklen und festen Kotballen bekorrmlen. Da weil3e M~use fiberhaupt leicht zu

1 Straub, W. u. E. Triendl: Naunyn-Schmiedebergs Arch. 175, Heft 4/6 (1934). - - 2 Kubly: l~ber das wirksame Prinzilo und einige andere Bestandteile der Senna. Dissertation Dorpat 1885. - - a S toekmann, B.: Naunyn-Sehmiede- bergs Arch. 19, 117 (1885). - - ~ Tsehireh u. Hiepe: Arch. Pharm. 238, 435 (1900). __ 5 Fiihner, H. u. J. de Dios Fernandes : Naunyn-Schmiedebergs Arch. 12/l, 185 (1927).

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Durehi.'itllen, insbesondere bei Erk~iltung, neigen, haben wir die Versuehstiere im Wiirmezimmer mit regulierter konstanter Temperatur yon mindestens 20 ~ gehalten. Es ist ferner nieht gleiehgtiltig, in welehem Volumen man die zu prtifende LSsung injiziert. Naeh unseren Erfahrungen sollte man sieh an ein Volmnen yon 0,5, h6ehstens 0,75 ecru halten. Naeh der Injektion werden die Tiere einzeln unter Glasgloeken gesetzt und behalten nur Hafer und kein Wasser. Es kSnnen nur solehe Tiere verwendet werden, bei denen die typisehe Form der Notballen vorher konstatiert wurde. Da die Miiuse Naehttiere sind, warde das Mittel abends gegeben. Am anderen Morgen konnte man etwa vorhandenen Effekt an der Konsietenz des Notes ermitteln, der zwisehen diinnfliissig bis breiig, je naeh der Gr6Be der Dosis, variierte. Als Einheitswert gilt die Nenge zwiseben einem sieher wirksamen und sieher unwirksamen Effekt. Einmal benutzte Tiere sollen erst naeh friihestens einer Woehe ~erneut in Versueh genommen werden, aueh wenn irn Versueh keine \Virksamkeit zut~ge getreten war. Unter diesen Um~ti~nden kann man sehStzungs- weise mit einer Genauigkeit yon d: 200/0 reehnen.

Der Grenzwer t fiir 20 g Maus wird in der Yolge als Mguseeinhei t (ME.) bezeiehnet .

Wi rkungswer t des Infuses.

Auf diese Weise wurde zun~ichst der W i r k u n g s w e r t des i ibl iehen 10 ~'oigen Infuses gepri if t . 10 g Bl~iSter wurden m i t 100 g he igem Wasse r angese tz t und 10 Minuten im koehenden W a s s e r b a d gehal ten. Dis Aus- wer tung aus folgender Tabel le :

Injizierte o e~,vich~. Wirksam- Nr. Infusmenge Verdiinnung der Naus Bemerkungen des Infuses ke% in c c m in g

1 013 - - 19,9 + + + Dfinnfliissig sehleimige Entleerung schon nach wenigen Stunden

2 0,2 - - 20,7 + + 3 0,1 - - 20,9 +2 4 0,25 5faeh verdfinnt 19,8 breiiger got 5 0,2 15 ,, , 19.0 d-

6 0,15 15fach verdiinnt 20,0 -4- - - Wirksamkeitsgrenze

erg ib t also: 1 ME. = 0,030 eem des 10 ~oigen Sennainfuses .

Tota lwi rksamkei t des Sennablat tes .

D u t c h einfaches Kol ie ren und Abpressen des 10 ~oigen Sennainfuses werden 80~o Fl i i ss igkei t e rhal ten . InfundieI ' t m a n diesen abgeprel3ten B l i i t t e r r t i eks t and ein zweites Mal, so erhii l t m a n nu t so viel W i r k s a m k e i t , als dem n ieh t ausprel~baren Res t f l i i s s igke i t svo lumen der Bl~itter en t spr ieh t , woraus der Sehlul~ zu ziehen ist , dag sehon der ers te In fus der Sennab l~ t t e r be im LSsungsvermSgen des heil3en Wassers volls t / indig ersehSpfend ist. Der Gehal t yon 100 g In fus be reehne t sieh zu 20000- -25000 ME. A u i Ausgangsma te r i a l be reehne t enth~ilt 1 g Fol ia Sennae 160--200 ME. Die

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therapeutische abfiihrende Grenzdosis der Folia Sennae fiir den Menschen wird mit etwa 2 g angegeben. Dies entsprieht dann 300--400 ME.

Wird der Infus getroeknet, so ergibt sieh ein Troekenriickstand von 40 ~o der Droge, woraus sehon ohne weiteres ersiehtlieh ist, dal3 vermutlieh eine sehr groge Menge yon Ballaststoffen in den Infus eingeht.

Da wit bei unseren Versuehen zur Herstellung hoehwertiger Kon- zentrate bzw. der Abseheidung der wirksamen Substanzen jeden Verlust vermeiden mul~ten, der evtl. dureh die Labilit~t der Substanzen bedingt sein kann, wurde aueh der getroeknete Infus naeh abermaligem AuflSsen gepriifg, mit dem Resultat, dal~ ein Wirksamkeitsverlust dutch alleiniges Troeknen nieht eintritt.

Wir haben weiterhin versueht, ob mit organisehen LSsungsmitteln, mit Perkolation in der Kiilte, mit Kombination beider Prozeduren hShere Wirksamkeit und Ausbeute erzielt werden kSnnte. Da aueh dies nieht der Fall ist, kann man sagen, dal3 die Infusion aus den Blgttern alles an wirk- samen Stoffen herausholt, was sie iiberhaupt enthalten.

Analyse des Sennablattes.

Die wirksamen Stoffe des Sennablattes sind AnthrachinonkSrper, und zwar bekanntlieh freies Aloe-Emodin und Paarlinge derselben, die bei der Spaltung Aloe-Emodin geben. (Jber das gegenseitige Mengenver- h~ltnis im Blatt ist bisher Sicheres noch nicht bekannt.

Zur Aufarbeitung der Droge wurde diese zun~chst mit Petrol~ther yon Fett, Harz und dem grSgten Teil des Chlorophylls befreit. Diese un- wirksamen Stoffe machen 3,4 ~o des Ausgangsmaterials aus. Nach Verjagen des Petrol~thers werden die BlOtter mit Ather erschSpft, der noch weitere 2,4~o vom Gewicht des Ausgangsmaterials entzieht, darunter das freie Emodin in einer Menge yon 0,1 ~o. Wird dieses Bl~ttermaterial mit heii]em Wasser infundiert, so zeigt sich, dal) dieser Infus wieder emodinhaltig ge- worden ist, obwohl vorher alles freie, flit das organische LSsungsmittel zugi~ngliche Emodin aus den Bl~ttern entfernt wurde. Der Gehalt an freiem Emodin nimmt beim Stehen des Infuses mehr und mehr zu. Wir hatten deshalb die Vermutung, dal] dieses neuerliehe Auftreten des Emodins Folge einer Abspaltung aus Emodin-Glykosid in der wi~sserigen LSsung ist. Grundsiitzlich ist fiir die hydrolytische Spaltung des Glykosids im Infus die Voraussetzung gegeben, denn der Infus enth~.lt betr~chtliehe Mengen freier Pflanzens~uren. Seine Azidit~t wurde zu pE 5,8--5,9 bestimmt.

Wenn man diese Sguren neutralisiert, indem man die I nfundierung der vorher emodinfrei gemaehten BlOtter unter Zusatz yon Soda vornimmt bis zu einem pE von 7,05, so ist dieser Infus tats~chlich stabilisiert, er l~13t kein freies Emodin mehr entstehen. Dazu sind nStig pro 100 g Folia Sennae 2,26 g wasserfreie Soda.

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402 W. ST~AUB u n d H . GEBEAEDT:

Bringt man diesen neutrMisierten Infus dutch Zusatz yon H CI auf ein pu yon 6,4, so setzt neuerdings die Abspaltung yon freiem Em0din ein.

Die Priifung auf Emodin fuhrten wir in der iiblichefl Weise ~nit Hilfe der B o r n t r ~ . g e r s c h e n Reakt ion dutch, wobei die Probe mi t Ather er- sehSpft wurde. Das mi t gelber Parbe

Abb. 1 a. Rohkrist~llisat aus l~[ethanol. Kristall- Abb. 1 b. Kristallklumpen und Einzelelemente aus klumpen, 50fache VergrS~erung. 1~, 400fach vergr58ert.

Abb. 2a. ReinkristMlisat, 50fach vergrSl~ert. Abb. 2b. l~einkristallisat, 200fach vergrSl~ert. : KristMlelemente und Aggregate.

in den Ather i ibergehende freie Emod in wird du tch Ausschii t te ln rait 3 %iger Natronlauge in die rote w'~sserige Alk~liverbindung flbergeffihrt. Der Emodia - geh~lt wird kolorime~riscb u n t e r Verg]eich mi t re inem Aloe-Emodin ermitfel t . Wir h a b e n es fib" ni~tzlich gehalten, n ieht wie B o r n t r ~ i g e r N H s zu vei-wenden, sondern die 3%iger N a O H .

iJ'ber die wirksamen Inhaltsstoffe der Folia Sennae. 403

Die neuerliche Abspaltung yon Emodin unter Sgurewirkung geht auf Kosten der Wirksamkeit. Dutch 5Iessnng an Mgusen konnten wit ehae merkliehe Verminderung der Wirksamkeit dieses sgurezersetzten Infuses ermitteln, wghrend der dutch Neutralisation stabilisierte seinen Mgusetest behielt.

Dieser neutralisierte Infus war das Ausgangsmaterial flit die wei- teren Untersuchungen. Naeh vielen Anzeiehen, aueh nach Angaben in der Literatur, wenn aueh ungenti- gend fundierten, war anzunehmen, dab die wirksamen Stoffe der Folia 8ennae glykosidiseher Natur sind, die jedenfalls in der Droge in einer sehr leiehtlSsliehen Form enthalten sein mtissen. Da aul3erdem, wie oben bemerkt, der Infus 40 ~o Stoffe Abb. 2c. Kristanaggregat, 400faeh vergrSgert.

Abb. 2d. Kristallaggregat gas 2b, 600fach vergrSgert. Schwers!oaltbares Glykosid aus Folia Sennae.

aus der Droge entfernt, war anzunehmen, dal~ die Trennung dieser leicht wasser]6slichen glykosidischen Stoffe yon den ebenso leicht wasserlSslichen Ballaststoffen beim Arbeiten tiber Wasser recht schwierig sein miil3te. Unser Weg ging infolgedessen in der Riehtung weiter, dal~ das Wasser radikal vermieden wurde. Wenn aueh friihere Autoren sehon mit organi- schen LSsungsmitteln exirah~erten, so kam Joel diesen Versuehen doch das Prinzip ,,Los vom Wasser" niemals zur sicheren Befolgung.

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Der erschSpfende, neutralisierte, emodinfreie Infus wird in einem Vakuumschnelltrocknungsverfahren (Apparatur yon Gaede-Straub) in ein wasserfreies Pulver verwandelt. Das Pulver ist hygroskopisch. Es muI] bei der weiteren Verarbeitung infolgedessen vor jeder Gelegenheit, Wasser anzuziehen, geschfitzt werden. Dieser Trockenextrakt wird aufs feinste pulverisiert, mit der ffinffaehen Gewichtsmenge yon Quarzsand gut ver- rieben und in einem Extraktionsapparat mit organischen LSsungsmitteln extrahiert. Beim Arbeiten mit der gewShnlichen Soxhlet-Apparatur kamen wir zu keinem reehten Ziel. Es entstanden zu leicht Sehmieren durch Wasseranziehung bei langdauernder Extraktion, so da]] wir schliel]lich in einem total gesehlossenen System arbeiteten. Wit benutzten:den fiir solehe Zweeke geeigneten und aufs w~rmste zu empfehlenden gesehlossenen Vakuumextraktionsapparat nach Neumann*, der als geschlossenes System nieht nur den Feuchtigkeitszutritt, sowie den yon Sauerstoff ver- meidet, sondern je nach dem Grade der Evakuierung auch bei tiefen Temperaturen, also mit einem Maximum yon Sehonung arbeiten l~il~t.

Das Troekeninfuspulver wird zunaehst mit Xthanol bis zur ErsehSpfung extrahiert. Die Erseh6pfung wurde jeweils kontrolliert. Auf diese Weise erhiilt man etwa 50--60 ~o Alkoholextrakt. Der Extrakt war sehon iiuger- lich uneinheitlich. Schwarze und braune Massen, versetzt mit gelben stellten ihn dar. Seine Wirksamkeit an Mausen ist sehr gering. Bei vSlliger ErschSpfung mit Xthanol fanden wir etwa 15 ~o der im Ausgangsmaterial, dem Trockeninfus, enthaltenen Wirksamkeit. Der Xthanolextrakg besteht infolgedessen zum gr6gten Teil aus Verunreinigungen. Weiter ergibt sieh, dal~ die wirksamen Substanzen in ~_thanol sehr sehwer 15slieh sein mfissen. Denn die ersehSpfende Extraktion dauert, j e nach der Durchflul3geschwindig- keit, bis zu 48 Stunden, wobei in 24 Stunden etwa 10--12 Liter Athanol fiber das Extrak-tionsgut flossen.

Der so mit Xthanol erschSpfte Troekeninfus wurde in einem zweiten Arbeitsgang mit Methanol extrahiert. Das Methanol lieferte 20--24 ~o Extrakt yon ziemlicher Einheitliehkeit, yon gelbbrauner Farbe und yon hoher Wirksamkeit. Das Gramm Rohmethanolextrakt hatte den Wirkungs- wert yon 1500--1600 ME., d. h. 50--60 ~o der gesamten Wirksamkeit. Mehr I/iBt sieh aueh mit noeh so langer Methanolextral~ion aus dem Trocken- extrakt nieht herausholen. Es bleibt also noeh ein wirksamer Anteil zurfiek, der weder in ~_thanol noch in Methanol 15slieh ist.

Aus den Mutterlaugen der Methanolextraktion seheidet sieh naeh geringem Einengen ein einheitlicher, aus kleinen mikroskopisehen Kugeln bestehender Niedersehlag ab, der schon Andeutungen yon Kristallstruktur zeigt. Die Kugeln haben eine gelbrote Farbe (in der Abbildung als Roh- kristal]isat bezeiehnet). Wenn man diese Rohkristallisation fiber Methanol umlSst, so treten naeh wochenlangem Stehen vSllig einheitliehe, groi]e,

* Zu bezieheu durch Firma W. K. Heinz,Stutzerbach (Thih'ingen).

Uber die wirksamen Inhaltsstoffe der Folia Sennae. 405

goldgelbe Drusen und Kristallplatten auf, die sieh dureh Umkristallisieren leieht in analysenreiner Form gewinnen lassen. Durch Koehen mit 10% Jger Salzsiiure wird Zueker abgespalten, positive Tromme~piobe.

Die Elementaranalyse ergab 53,05% C, 4fi7% I-I, etwas Asehe. Der Sehmelzpunkt ist nieht seharf. Verf/irbung bei 200 ~ Verkohlung

bei 220 ~

Die kristallographisehe Untersuchung* ergab rhombisehes System. Der Emodingehalt der Kristalle naeh der Spaltung mit HC1 ist 42O/o .

Die Substanz ist demnaeh ein Glykosid mit etwa 50 ~o Zueker. Eingehendere ehemisehe Chara.kterisierung des Glykosids erfolgt

spgter. Die Kristalle sind unlSslieh in Xthanol, in Wasser nur in der Wgrme

15slieh. Die WasserlSsliehkeit wird sehr gesteigert dutch Zusatz geringster Mengen x,on Alkali, mit leiehter Vertiefung der gelben Farbe, abet keiner Rotfiirbung. Wenn man die Spaltung des Glykosids mi$ 10 ~oiger HC1 vorsiehtig vornimmt, so entsteht eine goldgelbe Floekung, die mit eben- soleher Farbe in den _X_ther eingeht. Aus dem Ather lgl3t sieh mit 3 ~oiger Na 0 H der Farbstoff mit goldgelber Farbe in die wi~sserige Phase aufnehmen, nicht mit der fibliehen intensiven Rotf/irbung, wie sie die B or n t r g ger sehe Reaktion gibt. Die go!dgelbe Farbe in de~" 3 ~oigen Natronlauge geht jedoeh dutch lgngeres Sehfitteln, insbesondere dutch Schfitteln lnig Sauerstoff in der Sehfit~elente, auch dutch Belicht~lng oder unter der Quarzlampe in das eharakteristisehe Emodinrot der Bornt rggersehen Reaktion fiber. Der spezifisehe Paarling des Glykosids ist also nicht alas Anthraehinon. Dieses entsteht erst sekundgr. Uber die Natur des PaarIings gibt Auf- sehlul3 die Reaktion naeh Hause r s, der land, dab Anthranolglykoside mit Borax]Ssung gekochg sieh in Aloe-Emodin-Anthranol spalten. Seine eharakteristische geakr ist eine hellgrfine, gul3erst intensive Fluoreszenz im ultravioletten Licht. Dieselbe Reaktion gibt unser Glykosid. Wit haben es also offenbar mit einem Anthranol-Glykosid zu tun, und nieht mit einem Anthrachinon-Glykosid.

Zucker

OH OH OH J I I

/\/\,/\

I[ CH2 \/\/,\/ --*

1 II

Aloe-Emodin~nthranol

OH 0 OH

/\/\/\

OH 1

0 Aloe-Emodin

* Ffir deren Durohfiihrung wir Herrn Prof. Steinmetz, Technische Hoch- schule Miinehen, zu Dank verpflichtet sin&

6 Hauser: Helv. Chim. Aeta 6, 79 (1921).

406 W. STRAUB und H. GEBHARDT:

Das mit Athanol und Methanol extrahierte Troekenpulver gibt an weitere organische L5sungsmittel ke~ne wirksamen Stoffe mehr ab. L5st man es dagegen mit 33 ~o aeetonhaltigem Wasser, so wird ibm abermals wirksame Substanz entzogen, und zwar pro g der nach der u restierenden Trockensubstanz 600 ME. oder 20 ~o der im Ausgangstrocken- in~us enthaltenen Wirksamkeit. Auch diese Fraktion ist glykosidischer Natur. Durch Spalten mit H C1 gibt sie abermals Emodin fiber die u des Anthranols.

Die Folia Sennae enthal~en demnaeh zweierlei Arten yon Glykosiden:

1. das in Methanol und Wasser 15sliche, das sich als ein einheitlicher K5rper erwiesen hat;

2. das nur wasserl5sliche, das vorerst noch als Fiaktion bezeichnet werden soll und fiber dessen ehemische ~atur sich Einzelheiten noch nicht mitteilen lassen.

Bilanzmiiitig erggb sich, dal~ die Methandlfraktion etwa 50--60 ~o der Wirksamkeit enthglt, die Wasserfraktion etwa 20~o, nnd da, wie oben angegeben, auch die Athanolfraktion etwas wirksame Substanz enth~lt*, kann die Bilanz als mit hinreichender Sicherheit gesehlossen gelten.

Vergleich der beiden Glykosidarten.

Dis mit dieser fral~ionieIten Behandlung durch LSsungsmittel er- haltenen Anthranolglykoside geben in beiden Fraktionen als Endprodukt Aloe-Emodin, dasselbe Emodin tibrigens, das frei im Blatt enthalten ist, wie wit uns dutch Kontrolle des Scbmelzpunktes fiberzengen konnten. Der Unterschied zwischen den beiden Glykosidfraktionen dfirfte also in der Art und der Menge der Zuckerpaarlinge liegen. Er iiul~ert sich dadurch, dal] die Reinsubstanz, das kristallinische Glykosid, mit Salzs~iure sehr sehwer verseifbar ist, wi~hrend das Glykosid der Wasserfrak4ion ~ul]erst leicht zerfgllt. Wie schon eingangs erwghnt, zerfallt es schon bei der Aziditat der Pflanzens~uren des Sennablat~es, yon p~ 5,8 auch schon bei einer Behandlung mit HC1 yon einem ps yon 6,4 in der K~Ite nach l~ngerem Stehen. Das kristallisierte Glykosid dagegen zerfiillt erst in 10 ~oiger HC1, und quantitativ erst bei l~ngerem Koehen mit S~ure dieser Konzentration.

fdber die pharmakologische Wirksamkeit der Senna-Substanzen wird in einer folgenden Mi~teilung ausfiihrlich berichtet werden, ttier sei blol~ angegeben, da~ der Methanolextrakt pro g einefi Wirknngswert yon 1500 ME. hat. Am Menschen erwies sieh 0,2 g dieses Extraktes als wirksam. Dutch sin weiteres Reinigungsverfahren und Umkristallisieren des Methanol-

* Vermutlich bei tier langen Extraktion mitextrahier~e An~eile der Gesamt- glykoside.

mdber die wirksamen Inhaltsstoffe der Folia Sennae. 407

extraktes konnte die wirksame Dosis fiir den Mensehen auf 0,1 g gedrfiekt werden. Die Wirksamkeit des reinsten Glykosides ist noeh nieht ermittelt, wird aber vermutlieh noeh be~rgehtlieh unter 0,1 g liegen.

" Z u s a m m e n f a s s u n g .

1. Folia Sennae Tinivelly DAB 6 hat einen Wirkungswert yon etwa 200 ME. pro Gramm Blatter.

2. Der 10 ~oige Infus erschSpft die Wirksamkeit der Bl~itter vollst~indig. 3. Die wirksamen Bestandteile sind Anthranolglykoside; bei der

Spaltung der Glykoside mit Saure gehi das Anthranol leicht in das Chinon fiber; dieses ist identisch mit Aloe-Emodin.

4. Es wurde ein kristallisiertes Reinglykosid dargestellt, das sehr schwer mit S~ure spaltbar ist.

5. D~neben existiert eine Glykosidfraktion, die noeh nieht rein dar- gestellt werden konnte; sie ist sehon yon ganz schwachen S~uren, wie den im Blatt enthaltenen Pflanzens~iuren, spaltbar.

Es ist zu etwa 1 ~o in den Blattern enthalten und der hauptsgehliehe Triiger der Wirksamkeit.