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In vitro Studien zum Einfluss von Extrakten aus Kaffee, Artischocke, Ingwer, Erdbeerbaum und Tee auf die Phosphodiesterase-Aktivität

  • Phosphodiesterasen (PDE) katalysieren die Hydrolyse der second messenger cAMP und cGMP und spielen damit eine wichtige Rolle in cAMP- und cGMP-vermittelten Signalkaskaden. PDE-Hemmstoffe besitzen pharmakologische Wirkungen und werden daher u.a. als Antikoagulantien, Antiphlogistika und Vasodilatatoren eingesetzt. Neben synthetischen PDE-Hemmstoffen sind zahlreiche natürliche Hemmstoffe bekannt, die sowohl in Arzneipflanzen als auch in Lebensmitteln vorkommen. So sind beispielsweise Methylxanthine, Chlorogensäuren, Alkylpyrazine und Flavonoide als PDE-Hemmstoffe beschrieben. Der Verzehr von Lebensmitteln mit PDE-hemmendem Potential könnte sich aufgrund der pharmakologischen Wirkungen von PDE-Hemmstoffen positiv auf das Risiko von Herz Kreislauf-Erkrankungen auswirken. Daher besteht gesteigertes Interesse, das PDE-hemmende Potential von verschiedenen Lebensmitteln und die dafür verantwortlichen Inhaltsstoffe zu identifizieren. Zwei Humanstudien haben in diesem Zusammenhang gezeigt, dass die PDE-Aktivität in Thrombozyten bei langzeitigem Konsum von Kaffee (Coffea arabica) gehemmt wurde. Dabei wurden die verantwortlichen Inhaltsstoffe in Kaffee nicht identifiziert, weshalb in der vorliegenden Arbeit eine Aktivitäts-geleitete Fraktionierung mit in vitro PDE-Aktivitäts-Assay durchgeführt wurde. Im Rahmen der Aktivitäts geleiteten Fraktionierung wurde eine Fraktion von wasserlöslichen Melanoidinen mit niedrigem Molekulargewicht (< 3 kDa), niedriger Polarität und UV-Aktivität (260 nm, 280 nm, 420 nm) als verantwortlich für die PDE-Hemmung durch Kaffee identifiziert. Als Mechanismus der Hemmung wurde eine nicht-kompetitive Hemmung bestimmt, die vermutlich durch die Chelatisierung von zweiwertigen Kationen durch die Melanoidinfraktion hervorgerufen wird. Da Daten zur Bioverfügbarkeit von intakten Melanoidinen in der Literatur fehlen, bleibt eine physiologische Bedeutung unklar. Weiterhin wurden in der vorliegenden Arbeit Arzneipflanzen mit kulinarischer Bedeutung auf ihr PDE-hemmendes Potential untersucht. Während Extrakte aus Erdbeerbaumfrüchten (Arbutus unedo) und Grüntee (Camellia sinensis) wider Erwarten keine Effekte auf die PDE-Aktivität besaßen, konnte für einen Artischockenblätterextrakt (ALE, Cynara scolymus) und einen Ingwerpulverextrakt (GPE, Zingiber officinale) ein mit Kaffee vergleichbares PDE-hemmendes Potential gezeigt werden. Einzelsubstanztestungen haben gezeigt, dass für das PDE-hemmende Potential des ALE vermutlich ein Synergismus von mehreren Inhaltsstoffen verantwortlich ist, wobei es sich sehr wahrscheinlich um Flavone und Chlorogensäuren handelt. Eine grobe Fraktionierung des GPE zeigte, dass das PDE-hemmende Potential der lipoiden Fraktion zuzuordnen war. Einzelsubstanztestung von [6]-Gingerol lässt vermuten, dass das PDE hemmende Potential von den Gingerolen und deren Derivaten ausgeht. So konnten in der vorliegenden Arbeit zwei neue Lebens- bzw. Arzneimittel mit PDE-hemmendem Potential identifiziert sowie die verantwortlichen Inhaltsstoffe eingegrenzt werden. Zukünftig gilt es zu untersuchen, ob Effekte durch den Verzehr dieser Extrakte oder Lebensmittel zu einem physiologischen Effekt führt, der positive Auswirkungen auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen besitzt.

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Metadaten
Author:Teresa Röhrig
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-45800
Advisor:Elke Richling
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2017/02/14
Year of Publication:2017
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2017/01/20
Date of the Publication (Server):2017/02/15
Number of page:IX, 215
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
Licence (German):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vom 30.07.2015