Protektive Wirkung ausgewählter pflanzlicher Polyphenole gegen oxidativen Stress: Untersuchungen an C6 Rattengliomzellen in vitro

Kuziw, Maria

Der in epidemiologischen Studien beobachtete Zusammenhang zwischen einem hohen Konsum von obst- und gemüsereicher Ernährung und einer erniedrigten Inzidenz von Krebs, kardiovaskulären und altersassoziierten Erkrankungen hat zur Suche nach möglichen protektiven Pflanzeninhaltsstoffen geführt, in der Hoffnung diese therapeutisch nutzen zu können. Das wissenschaftliche Interesse gilt unter anderem Polyphenolen, die sich durch ihre antioxidativen aber auch durch ihre antiviralen, antiinflammatorischen und antimutagenen Fähigkeiten auszeichnen. Da ein Therapeutikum über eine möglichst große therapeutische Breite verfügen sollte, war es Ziel dieser Arbeit, ausgewählte Polyphenole einerseits hinsichtlich ihrer Zytotoxizität und andererseits hinsichtlich ihrer Zytoprotektivität gegenüber oxidativem Stress zu untersuchen. Die Versuche wurden an Kulturen von C6 Rattengliomzellen durchgeführt. Oxidativer Stress wurde mit Hilfe von Wasserstoffperoxid (H2O2), das auf Grund seiner Hydrophilie an vielen Orten in der Zelle wirkt, sowie Cumolhydroperoxid (CHP), einem lipophilen organischen Peroxid, welches seine Wirkung hauptsächlich an der Zellmembran entfaltet, ausgelöst. Zu den untersuchten Polyphenolen zählten das Hydroxystilben Resveratrol und die Flavonoide Quercetin, Galangin, Taxifolin, (+)-Catechin sowie Genistein. Die Exposition mit Peroxiden und / oder Antioxidantien betrug 24 Stunden. Die Versuche zur Zytotoxizität und Zytoprotektivität der Polyphenole wurden in 96-Well-Mikrotiterplatten durchgeführt. Als Maß für die Zellschädigung wurde der Verlust von Zellprotein mit der Methode nach Lowry bestimmt. Die Zytotoxiztät der Polyphenole wurde in Abwesenheit der Peroxide erfasst. Die zytoprotektive Wirkung der Antioxidantien wurde als Hemmung bzw. Verminderung der durch 500 µM H2O2 oder 100 µM CHP ausgelösten Zellschädigung aufgefasst. Zusätzlich wurden Quercetin, Galangin und Taxifolin hinsichtlich ihrer Fähigkeit untersucht, die durch 500 µM CHP induzierte Lipidperoxidation zu hemmen. Die Messung der Lipidperoxidation erfolgte durch die Bestimmung Thiobarbiturat reaktiver Substanzen (TBARS). Parallel zu den Versuchen zur Lipidperoxidation, die in 24-Well-Platten durchgeführt worden sind, wurde zusätzlich noch die Zellvitalität mit Hilfe des MTT Assays ebenfalls in 24-Well-Platten bestimmt, um die Zytotoxizität bzw. –protektivität der drei Flavonoide bei höheren Zellproteinkonzentrationen zu erfassen. Sowohl CHP als auch H2O2 zeigten eine konzentrationsabhängige zytotoxische Wirkung. CHP erwies sich als das potentere Peroxid möglicherweise auf Grund von Unterschieden in der intrazellulären Elimination beider Substanzen. Bereits eine Konzentration von 37,6 ± 12,5 µM CHP reduzierte den Proteingehalt in den 96-Well-Mikrotiterplatten um 50 %. Der EC50-Wert für H2O2 betrug hingegen 146,8 ± 54,9 µM. Die durch die Peroxide verursachte Zellschädigung wurde in unterschiedlichem Ausmaß durch die untersuchten Polyphenole beeinflusst. Quercetin und Galangin haben sich als die wirksamsten Flavonoide erwiesen. Bereits Konzentrationen von 10 µM schützten die C6 Zellen vor der toxischen Schädigung sowohl durch CHP als auch H2O2. Taxifolin und Resveratrol reduzierten hingegen nur den durch CHP induzierten Zellschaden, während (+)-Catechin und Genistein gar keine protektive Wirkung entfalteten. Gleichzeitig konnte beobachtet werden, dass alle Polyphenole konzentrationsabhängig zum Zellverlust führten. Dabei stellte sich Genistein mit einem EC20-Wert von 8 µM als das Flavonoid mit der höchsten zytotoxischen Potenz dar, gefolgt von Quercetin, Galangin, Resveratrol und Taxifolin. (+)-Catechin hatte den geringsten zytotoxischen Effekt mit einem EC20-Wert von 358 µM. Die positive Korrelation der EC20-Werte und der Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten der Polyphenole lässt auf einen Zusammenhang zwischen Lipophilie und zytotoxischer Aktivität schließen. Die drei Polyphenole Quercetin, Galangin und Taxifolin verminderten die durch 500 µM CHP induzierte Lipidperoxidation. Jedoch war eine signifikante Reduktion der TBARS-Produktion nur bei Quercetin (ab 5 µM) und Taxifolin (ab 20 µM) nachweisbar. Eine signifikante zytoprotektive Wirkung im parallel durchgeführten MTT-Test konnte nur für Quercetin bei 10 und 20 µM belegt werden. Zwar konnte in dieser Arbeit eine Zytoprotektion vor oxidativem Stress durch bestimmte Polyphenole wie Quercetin und Galangin nachgewiesen werden, jedoch lagen die protektiven Konzentrationen nah am zytotoxischen Bereich, so dass ein therapeutischer Nutzen kritisch hinterfragt werden muss. Andererseits sind in der Literatur protektive Effekte durch Polyphenole beschrieben, die teilweise bereits im nanomolaren Konzentrationsbereich auftraten, möglicherweise auf Grund von Wirkmechanismen, die in dem in dieser Arbeit verwendeten Testsystem nicht erfasst werden konnten.

Cite

Citation style:

Kuziw, Maria: Protektive Wirkung ausgewählter pflanzlicher Polyphenole gegen oxidativen Stress: Untersuchungen an C6 Rattengliomzellen in vitro. 2009.

Rights

Use and reproduction:
No CC License (german copyright law applies)

Export