Fabaceae (Hülsenfrüchtler)
Die Fabaceae mit den Unterfamilien Faboideae und Caesalpinioideae: Erkennungsmerkmale, Schmetterlingsblüte, Hülse, typische Inhaltsstoffe sowie Sennes, Süßholz und weitere Arznei- und Giftpflanzen.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Fabaceae (Hülsenfrüchtler) sind eine Familie der Eudikotylen mit den Unterfamilien Faboideae und Caesalpinioideae, zu denen Cassia bzw. Senna gehört.
- Die Blätter stehen überwiegend wechselständig, sind meist zusammengesetzt und tragen Nebenblätter.
- Die Schmetterlingsblüte besteht aus Fahne, zwei Flügeln und Schiffchen; die Formel lautet \(\downarrow \mathrm{K}(5)\,\mathrm{C}5\,\mathrm{A}(9)+1\,\mathrm{G}\underline{1}\) mit diadelphen Staubblättern und einem oberständigen Karpell.
- Die Frucht der ganzen Familie ist die Hülse aus einem Karpell, anders als die Schote der Brassicaceae aus zwei Karpellen.
- Typische Inhaltsstoffe sind Chinolizidinalkaloide, Lektine, Saponine und Galactomannane im Endosperm; Caesalpinioideae wie Sennes liefern Anthranoid-Drogen.
- Das Sennesblatt ist ein Fiederblättchen, äquifazial gebaut, mit paracytischen Stomata; der Goldregen ist durch Cytisin giftig.
Worum es geht
Die Fabaceae oder Hülsenfrüchtler sind eine der artenreichsten Familien der Eudikotylen; Erbse, Bohne und Erdnuss kennt jeder. Für die Pharmazie liefern sie wichtige Drogen, allen voran Sennes als Abführmittel und Süßholz als Saponindroge, und mit dem Goldregen eine häufige Giftpflanze.
Einordnung und Erkennungsmerkmale
Die Fabaceae gehören zur Ordnung Fabales der Rosiden. Die früher eigenständige Familie Caesalpiniaceae wird heute als Unterfamilie Caesalpinioideae zu den Fabaceae gestellt. Dazu zählt die Gattung Cassia, deren Sennes-Arten heute meist als Senna geführt werden.
| Merkmal | Ausprägung |
|---|---|
| Systematik | Eudikotyle, Fabales; Unterfamilien Faboideae (Schmetterlingsblütler) und Caesalpinioideae |
| Wuchsform | Kräuter, Stauden, Sträucher, Bäume; Caesalpinioideae überwiegend ausdauernde Holzpflanzen und Stauden |
| Blätter | überwiegend wechselständig, meist zusammengesetzt (gefiedert, gefingert, dreizählig), mit Nebenblättern |
| Blüte | zygomorph, fünfzählig; Faboideae mit Schmetterlingsblüte, Caesalpinioideae mit freien Kronblättern |
| Blütenformel | \(\downarrow \mathrm{K}(5)\,\mathrm{C}5\,\mathrm{A}(9)+1\,\mathrm{G}\underline{1}\) (Faboideae) |
| Frucht | Hülse aus einem Karpell |
| typische Inhaltsstoffe | Chinolizidinalkaloide, Lektine, Saponine, Galactomannane und Schleime; Anthranoide bei Caesalpinioideae |
| wichtige Arzneipflanzen | Sennes, Süßholz, Hauhechel, Steinklee, Bockshornklee, Besenginster |
Die Familie umfasst keineswegs nur Bäume und Sträucher. Viele Faboideae sind Kräuter wie Klee oder Steinklee. In ihren Wurzelknöllchen leben oft symbiontische Knöllchenbakterien, die Luftstickstoff binden. Wie das funktioniert, steht bei der Stickstofffixierung.
Die Blätter sind ein gutes Erkennungszeichen. Sie stehen überwiegend wechselständig und sind meist zusammengesetzt, also gefiedert, gefingert oder dreizählig. Am Blattgrund sitzen Nebenblätter (Stipeln). Auch die Caesalpinioideae haben meist gefiederte Blätter und kaum einfache. Die Fiederungstypen erklärt die Seite zur Blattgliederung. Einen vierkantigen Stängel sucht man vergeblich, denn der gehört zu den Lamiaceae.
Auf einem Foto erkennst du eine Fabacee an der Kombination aus Fiederblatt mit Nebenblättern, zygomorphen Blüten in Trauben oder Köpfchen und länglichen Hülsen. Eine fruchtende Pflanze verrät sich oft schon an den Hülsen allein. Zur Familie gehören auch Gattungen, die man leicht falsch einordnet. Glycyrrhiza, Melilotus, Trigonella, Arachis (Erdnuss) und Cyamopsis (Guar) sind Faboideae. Physostigma venenosum, die Calabarbohne, ist ebenfalls eine Fabacee, obwohl ihr Alkaloid Physostigmin eher an Giftpflanzen anderer Familien denken lässt. Ceratonia, der Johannisbrotbaum, gehört zu den Caesalpinioideae.
Blüte und Frucht
Die Blüte der Faboideae ist die namensgebende Schmetterlingsblüte. Sie ist zygomorph und fünfzählig mit fünf Kronblättern in drei Formen. Oben steht das größte Kronblatt, die Fahne. Seitlich liegen zwei Flügel. Unten sind zwei Kronblätter zum Schiffchen verwachsen, das Staubblätter und Fruchtknoten umhüllt. Die Blüten stehen meist in Trauben oder Köpfchen.
Die Schmetterlingsblüte hat keine Ober- und Unterlippe. Das unterscheidet sie von der Lippenblüte der Lamiaceae. Sie besitzt außerdem eine doppelte Blütenhülle aus Kelch und Krone. Beim Hauhechel Ononis spinosa sieht man den Bau gut: Die aufgerichtete Fahne überragt Flügel und Schiffchen.
Im Schiffchen verborgen liegt das Androeceum. Bei den meisten Faboideae sind neun der zehn Staubfäden zu einer Röhre verwachsen, das zehnte bleibt frei. Bei manchen Gattungen wie Ononis sind alle zehn zu einer Röhre verbunden. In der Mitte steht ein oberständiger Fruchtknoten aus nur einem Karpell.
Diadelphe Staubblätter bilden zwei Gruppen: neun zu einer Röhre verwachsene und ein freies, kurz A(9)+1. Sind alle zehn verwachsen, nennt man das Androeceum monadelph.
Wird im Examen gerne gefragt: Die Blütenformel \(\downarrow \mathrm{K}(5)\,\mathrm{C}5\,\mathrm{A}(9)+1\,\mathrm{G}\underline{1}\) kennzeichnet die Fabaceae. Achte bei Formel, Diagramm oder Beschreibung auf die 9+1-Staubblätter und das einzelne oberständige Karpell.
Die Caesalpinioideae haben zygomorphe Einzelblüten mit fünf freien Kronblättern. Das Schiffchen fehlt also. Ihre Staubblätter sind meist frei, der Fruchtknoten ist wie bei den Faboideae oberständig und einkarpellig. Die Zygomorphie ist oft nur schwach, etwa bei Senna alexandrina. Radiäre Blüten mit vielen Staubblättern gibt es hier nicht. Auch die zweifache Symmetrie, die man von Kreuzblütlern kennt, ist untypisch. Im Blütendiagramm unterscheiden sich die beiden Unterfamilien zusätzlich in der Deckung der Kronblätter.
Aus dem einen Karpell entsteht die Hülse. Sie springt an Bauch- und Rückennaht auf und streut ihre Samen aus. Die Hülse wird im Examen gerne gefragt: Sie ist die Frucht der ganzen Familie, auch der Caesalpinioideae wie Senna alexandrina und des Steinklees. Die Seite zu den Öffnungsfrüchten vergleicht sie mit Balgfrucht und Schote. Eine Balgfrucht öffnet sich nur an der Bauchnaht und ist für die Ranunculaceae typisch. Die in vier Teilfrüchte zerfallende Klausenfrucht gehört zu den Lamiaceae. Süßholz bildet eine flache Hülse und keine in Glieder zerbrechende Bruchfrucht.
Beide Früchte sind lang und schmal. Die Schote der Brassicaceae entsteht aber aus zwei Karpellen mit falscher Scheidewand, die Hülse aus einem Karpell ohne Scheidewand.
Inhaltsstoffe
Die Samen der Fabaceae speichern im Endosperm häufig schleimbildende Reservepolysaccharide. Das gilt für Faboideae und Caesalpinioideae. Meist handelt es sich um Galactomannane, die in Wasser stark quellen. Guarkernmehl aus Cyamopsis tetragonoloba und Johannisbrotkernmehl aus Ceratonia siliqua sind bekannte Beispiele. Mehr zum Nährgewebe steht bei den Samen.
Daneben enthalten viele Fabaceae Lektine, zuckerbindende Proteine. Ein Beispiel ist das Phasin der rohen Gartenbohne. Häufig sind auch Saponine wie das Glycyrrhizin des Süßholzes. Bei den Faboideae kommen typischerweise Alkaloide vor, vor allem Chinolizidinalkaloide.
Alkaloide mit einem Chinolizidin-Gerüst aus zwei kondensierten Piperidinringen, deren Stickstoff am Brückenkopf sitzt. Sie entstehen aus Lysin. Beispiele sind Spartein, Lupanin und Cytisin.
Andere Stoffgruppen passen nicht ins Bild. Glucosinolate sind Kennstoffe der Kreuzblütler. Ätherische Öle und schizogene Ölkanäle spielen bei den Fabaceae keine Rolle, anders als bei den Apiaceae. Auch Benzylisochinolinalkaloide wie bei den Papaveraceae und Tropanalkaloide wie bei den Solanaceae sind für Faboideae untypisch.
Arzneipflanzen und Drogen
Die Familie liefert Drogen aus fast allen Pflanzenteilen, von Blättern bis zu Exsudaten.
| Pflanze | Droge | Leitstoffe | Wirkung oder Verwendung |
|---|---|---|---|
| Sennes, Senna alexandrina (Cassia senna, Cassia angustifolia) | Sennesblätter (Sennae folium), Sennesfrüchte (Sennae fructus acutifoliae, angustifoliae) | Anthranoide, v. a. Sennoside | Laxans |
| Süßholz, Glycyrrhiza glabra | Süßholzwurzel (Liquiritiae radix) | Triterpensaponin Glycyrrhizin | Expektorans, Süßungsmittel |
| Dornige Hauhechel, Ononis spinosa | Hauhechelwurzel (Ononidis radix) | u. a. Isoflavonoide | Durchspülung der ableitenden Harnwege |
| Steinklee, Melilotus officinalis | Steinkleekraut (Meliloti herba) | Cumarsäureglucoside | bei venösen Beschwerden |
| Bockshornklee, Trigonella foenum-graecum | Bockshornsamen (Trigonellae foenugraeci semen) | Schleimstoffe | Appetitlosigkeit, äußerlich bei Entzündungen |
| Besenginster, Cytisus scoparius | Besenginsterkraut | Spartein | früher bei Kreislaufbeschwerden |
| Akazie, Acacia senegal | Arabisches Gummi (Acaciae gummi) | Polysaccharide | Hilfsstoff, Emulgator |
| Tolubalsambaum, Myroxylon balsamum | Tolubalsam | Benzoe- und Zimtsäureester | Hustenmittel |
Sennes
Stammpflanze der Sennesdrogen ist Senna alexandrina, in der alten Nomenklatur Cassia senna und Cassia angustifolia. Andere Arten wie Cassia auriculata sind keine Stammpflanzen. Die Pflanze ist ein Strauch mit paarig gefiederten Blättern, gelben Blütentrauben und flachen Hülsen. Von Königskerze, Nachtkerze, Fingerhut oder Sonnenhut unterscheidet sie sich schon durch das gefiederte Blatt, denn diese Pflanzen haben ungeteilte Blätter.
Köhler’s Medizinal-Pflanzen · hrsg. von Franz Eugen Köhler · gemeinfrei
Die Blattdroge besteht nur aus den Fiederblättchen. Auch als Ganzdroge ist sie also nur ein Teil des Blattes. Die Blättchen haben einen ungleichhälftigen Grund. Mikroskopisch ist das Sennesblatt äquifazial gebaut, mit Palisaden an beiden Seiten. Es trägt paracytische Spaltöffnungen, bei denen zwei Nebenzellen parallel zum Spalt liegen. Die Grundlagen stehen bei der Blattanatomie und den Spaltöffnungen.
Besonders prüfungsrelevant ist die Chemie: Sennes enthält Anthranoide in Form von Anthrachinon- und Dianthronglykosiden, den Sennosiden. Die Caesalpinioideae liefern ihre offizinellen Drogen wegen dieser Anthranoide, Alkaloide sind hier ohne Bedeutung. Wie Anthranoide abführend wirken, erklärt die Seite zur Aloe.
Süßholz
Glycyrrhiza glabra ist eine Staude mit unpaarig gefiederten Blättern und blauvioletten Blüten in Trauben. Die Droge besteht aus Wurzeln und Ausläufern. Sie schmeckt süß, weil sie das Triterpensaponin Glycyrrhizin enthält. Chinolizidinalkaloide und Anthrachinonglykoside kommen im Süßholz nicht vor.
Hauhechel
Ononis spinosa ist ein dorniger Halbstrauch mit rosa Schmetterlingsblüten und meist dreizähligen Blättern. Die Wurzeldroge dient zur Durchspülungstherapie der ableitenden Harnwege.
Steinklee
Der Steinklee ist eine einheimische, zweijährige, etwa 1 m hohe Pflanze. Er trägt dreizählige Blätter und kleine gelbe Blüten in schlanken Trauben. Er enthält Cumarsäureglucoside, aus denen beim Trocknen Cumarin mit Heuduft entsteht. Offizinell ist das blühende Kraut, eine reine Blütendroge gibt es nicht. Mit Verbandwatte hat er nichts zu tun, die stammt von der Baumwolle der Malvaceae.
Bockshornklee, Besenginster und Exsudate
Bockshornsamen enthalten reichlich Schleimstoffe und sind nicht giftig. Guargalactomannan liefert dagegen Cyamopsis. Besenginsterkraut stammt ebenfalls von einer Fabacee. Arabisches Gummi gewinnt man aus dem Exsudat von Acacia senegal, Tolubalsam aus Myroxylon balsamum.
Giftpflanzen und Verwechslungen
Der Goldregen, Laburnum anagyroides, ist in Teilen Mitteleuropas heimisch und ein beliebter Zierbaum. Er trägt dreizählige Blätter und lange, hängende Trauben aus gelben Schmetterlingsblüten. Später folgen behaarte Hülsen. Alle Teile sind für den Menschen giftig, besonders die Samen. Eine Arzneibuchdroge liefert er nicht.
Der Giftstoff ist Cytisin, ein Chinolizidinalkaloid. Es wirkt an nicotinischen Acetylcholinrezeptoren und verursacht Erbrechen, in schweren Fällen Atemlähmung. In der Strukturformel erkennst du Cytisin an zwei Merkmalen. Es trägt einen 2-Pyridon-Ring mit Carbonylgruppe und daneben ein sekundäres NH. Das tetracyclische Spartein des Besenginsters hat keine Carbonylgruppe. Nicotin besteht aus einem Pyridin- und einem Pyrrolidinring.
Gelbe Trauben, Schmetterlingsblüten, dreizählige Blätter und ein Pyridon-Alkaloid: Das ist der Goldregen mit Cytisin.
Quiz
Aussage 1
Die Blätter der Fabaceae stehen überwiegend wechselständig und sind häufig zusammengesetzt mit Nebenblättern.
Wechselständige, gefiederte, gefingerte oder dreizählige Blätter mit Stipeln sind ein Kennzeichen der Familie.
Aussage 2
Das Sennesblatt ist bifazial gebaut und besitzt nur auf der Oberseite Palisadenparenchym.
Das Sennesblatt ist äquifazial gebaut, mit Palisaden an beiden Blattseiten.
Aussage 3
Cytisin aus dem Goldregen ist ein Tropanalkaloid.
Cytisin ist ein Chinolizidinalkaloid mit 2-Pyridon-Ring. Tropanalkaloide sind für die Solanaceae typisch.
Aussage 4
Bei den meisten Faboideae sind neun Staubfäden zu einer Röhre verwachsen, während das zehnte Staubblatt frei bleibt.
Das ist die Diadelphie, A(9)+1, typisch für die Schmetterlingsblütler.
Aussage 5
Sennesblätter und -früchte werden wegen ihres Gehalts an Anthranoiden als Laxans eingesetzt.
Die Sennoside sind Anthranoide. Alkaloide spielen bei den Caesalpinioideae-Drogen keine Rolle.
Aussage 6
Im Endosperm der Samen von Faboideae und Caesalpinioideae kommen häufig schleimbildende Reservepolysaccharide vor.
Meist sind es quellende Galactomannane, etwa im Guar- oder Johannisbrotkernmehl.
Aussage 7
Guar-Galactomannan wird aus den Samen des Bockshornklees gewonnen.
Guar stammt von Cyamopsis tetragonoloba. Bockshornsamen von Trigonella foenum-graecum sind eine eigene Schleimdroge.
Aussage 8
Die Caesalpinioideae bilden als Frucht Schoten aus zwei Karpellen.
Auch die Caesalpinioideae bilden Hülsen aus einem Karpell. Schoten aus zwei Karpellen sind typisch für Brassicaceae.
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