Pankert, Patrick (2004)
Wirkung von Glucuronolacton.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Lebensmittel, die nicht nur der Ernährung und dem Genuss dienen, sondern darüber hinaus eine für den Körper oder Geist positive oder schützende Funktion haben sollen, erfreuen sich einer immer größeren Beliebtheit. Die Wirkung der „aktiven“ Inhaltsstoffe dieses sogenannten functional food auf den Körper sind teilweise nur unzureichend erforscht und so werden ihnen gelegentlich Eigenschaften zugeschrieben, die bisher noch nicht wissenschaftlich bestätigt wurden. Zu diesen „aktiven“ Inhaltsstoffen gehören auch Koffein, Taurin und Glucuronolacton. Diese drei Substanzen werden Energy Drinks zugesetzt, die für sich in Anspruch nehmen, Körper und Geist zu „beflügeln“. Koffein wirkt sich als Adenosinrezeptor-Antagonist im Gehirn positiv auf den „Wach“-Zustand des Körpers aus. Taurin wird eine Rolle bei der Regulation des Ca2+-Haushaltes und als Antioxidant zugeschrieben. Für Glucuronolacton wird, über die Glucuronsäure, ebenfalls eine antioxidative und entgiftungsfördernde Wirkung angenommen. Das sehr komplexe Gehirn muss neben dem Wach-Schlafzustand eine Vielzahl anderer kognitiver Funktionen erfüllen und steuern. Zu seinem Schutz und zur Vermeidung von Funktionsstörungen, ist der Stoffaustausch zwischen dem Gehirn und dem restlichen Körper durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) stark kontrolliert und reguliert. Stoffe, die im Gehirn wirken sollen, müssen zunächst in der Lage sein das Hirnkapillarendothel und damit die BHS zu passieren. Daher können durch diese Substanzen ausgelöste funktionelle Veränderungen in der Barriere auch indirekt Funktionen des ganzen Gehirns betreffen. Aufgrund der dem Glucuronolacton zugeschrieben entgiftungsfördernden Wirkung, wurde seine Wirkung auf Hepatozyten, die als Leberzellen das Hauptentgiftungsorgan des Körpers repräsentieren, untersucht. Dies geschah auf Proteinebene mittels zweidimensionaler Polyacrylamidgelelektrophorese (2D-PAGE). Differentielle Proteinspots wurden aus den Gelen isoliert und mit Hilfe von MALDI-TOF-Analysen und anschließenden Datenbankrecherchen identifiziert. Auf diese Weise konnten 23 unterschiedliche Proteinspots charakterisiert werden, von denen sechs Proteine an Entgiftungsprozessen beteiligt waren. Die Funktionen der Hepatozyten bei der Entgiftung des Körpers werden im Gehirn zum Teil von den Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke wahrgenommen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde deshalb untersucht, ob Glucuronolacton auch zu einer Modifikation in der Proteinexpression der Endothelzellen führt. Zusätzlich wurde die Wirkung der beiden anderen „aktiven“ Inhaltstoffe der Energy Drinks, Koffein und Taurin, auf die Expression der Endothelzellproteine charakterisiert. Hierzu wurden Zellkulturen von Kapillarendothel (BMEC), das zuvor aus Schweinhirnen isoliert wurde, verwendet. Die Endothelzellen wurden mit je einer der drei Substanzen Koffein, Taurin oder Glucuronolacton inkubiert. Anschließend wurden 2D-Gele angefertigt und die Proteinmuster jeweils mit der Kontrolle verglichen. Durchschnittlich konnten auf diese Weise pro Substanz je 35 unterschiedliche Proteinspots detektiert werden. Neben Experimenten zu Veränderungen der Proteinexpression wurden auch Transportstudien in einem in vitro Modell der BHS durchgeführt. Der Kern des BHS-Modells bestand aus einer Cokultur von BMEC und Astrocyten. Koffein kann als lipophiles Molekül die BHS nahezu ungehindert passieren. Für Taurin ist ein Transporter an der BHS beschrieben (Kang et al., 2002), der in dieser Arbeit durch PCR auch in frisch isolierten BMEC nachgewiesen werden konnte. In den Transportstudien und der anschließenden Analyse der Proben mittels HPLC-Chromatographie konnte erstmals gezeigt werden, dass Glucuronolacton in vitro die BHS passieren kann. Die Transportrate des Glucuronolactons lag im BHS-Modell in derselben Größenordnung wie die der Glucose. Erste experimentelle Daten deuten darauf hin, dass das Glucuronolacton möglicherweise dasselbe Transportsystem benutzt wie die Glucose. Dies konnte aber nicht endgültig geklärt werden.

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