Dokument:
Carotinoide in liposomalen Systemen:
Pro- und antioxidative Eigenschaften und synergistische Wirkungen
| Titel: | Carotinoide in liposomalen Systemen: Pro- und antioxidative Eigenschaften und synergistische Wirkungen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2015 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070810-104919-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Junghans, Angelika [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. h.c. Sies, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Martin, Hans-Dieter [Gutachter] Prof. Dr. Hamel, Winfried [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Unilamellare/multilamellare Liposomen, Carotinoide, Glutathion,ß-Carotin, Lutein, Lykopin, Membranen, Antioxidantien, Prooxidatien,Blaulichtfilterunilamellar/multilamellar liposomes, carotenoids, glutathione,ß-carotene, lutein, lycopene, membranes, antioxidants, prooxidants,blue light filter | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die antioxidativen Eigenschaften sowie die Blaulichtfilteraktivität von Carotinoiden in liposomalen Systemen untersucht. Dazu wurden zwei verschiedene Modelle etabliert. Zum quantitativen Vergleich der protektiven Wirkung von Antioxidantien wurde das einfachere System multilamellarer Liposomen verwendet. Um die Interaktion von hydrophilen und lipophilen Antioxidantien, bzw. die Lichtdurchlässigkeit carotinoidbeladener Membranen zu untersuchen, wurde das Modell der unilamellaren Liposomen etabliert. 1) Multilamellare Liposomen wurden mit Carotinoiden beladen. Die Exposition mit Peroxylradikalen erfolgte durch die Thermolyse von AMVN (2,2´-Azobis[2,4-dimethylvaleronitril]). Als Indikator der Lipidperoxidation wurde das gebildete Malondialdehyd als thiobarbitursäurereaktive Substanzen (TBARS) verwendet. In diesem System zeigte sich folgende Abstufung der antioxidativen Wirkung der untersuchten Antioxidantien: Lykopin > alpha-tocopherol > alpha-Carotin > beta-Cryptoxanthin > Zeaxanthin = beta-Carotin > Lutein > Quercetin. Es wurde eine synergistische antioxidative Wirkung von Carotinoidgemischen nachgewiesen. Hierbei zeigte sich, daß ein Synergismus für Lykopin und Lutein besteht und vermutlich mit der Orientierung dieser Carotinoide in der Lipidmembran zusammenhängt. 2) Unilamellare Liposomen wurden mit Carotinoiden in der Lipidphase und GSH (Glutathion)in der wässrigen Phase beladen und die Interaktion der Antioxidantien untersucht. Die Lipidperoxidation wurde wiederum mit AMVN induziert. In Anwesenheit von GSH war die Lipidperoxidation (TBARS-Bildung) im Vergleich zur Kontrolle auf die Hälfte verringert. In Abhängigkeit von der eingebauten Carotinoidmenge wurden antioxidative oder prooxidative Effekte gemessen. Es wurde ein optimales Mengenverhältnis Carotinoid/ Membranlipid gefunden, welches den besten Schutz vor Oxidation bietet. Messungen der Carotinoidkonzentrationen in der Membran zeigten, daß die eingebaute Lykopinmenge im Gegensatz zu Lutein, alpha-Carotin und beta-Carotin nahezu konstant blieb. 3) Eingebaut in einer aus 3-sn-Phosphatidylcholin bestehenden Membran (enthält gesättigte und ungesättigte Fettsäuren) zeigten alle Carotinoide bis auf Lykopin das charakteristische Carotinoidspektrum. In Lipidmembranen aus 1,2-Dipalmitoyl-sn-Glycero-phosphatidylcholin (enthält ausschließlich gesättigte Fettsäuren) inkorporiert, zeigte Lykopin sein charakteristisches Spektrum. Dieser Effekt könnte auf unterschiedliche Aggregatbildung zurückzuführen sein. 4) Im Modell unilamellarer Liposomen wurden Blaulichtfilteraktivitäten von Carotinoiden untersucht. Dazu wurden unilamellare Vesikel mit dem Fluoreszenzfarbstoff Lucifer Gelb und Carotinoiden beladen. Die Liposomen wurden mit Blaulicht (Wellenlänge: 426 nm) bestrahlt und die Fluoreszenzintensität (Wellenlänge: 545 nm) im Vergleich zu Kontrollen bestimmt. Insbesondere die in der Macula lutea vorkommenden Carotinoide Lutein und Zeaxanthin wiesen eine ausgeprägte Blaulichtfilteraktivität auf (Maximum: 9%, bzw. 17% Fluoreszenz des Kontrollwerts). Beta-Carotin und Lykopin sind weniger aktiv (Maximum: 30%, bzw. 55% Fluoreszenz der Kontrollwerts). Eine Kombination aus Lutein und Zeaxanthin zeigte einen synergistischen Effekt in Bezug auf die Blaulichtfilteraktivität.In the present work, the antioxidative effects and the blue light filter effectivity of carotenoids in liposomal systems were examined. With this purpose, two different models were established. The simple system of multilamellar liposomes was used to compare the protective effect of antioxidants. The interaction of hydrophilic and lipophilic antioxidants and the blue light filter effects of carotenoids incorporated into membranes were studied in the model of unilamellar liposomes. The following findings were gathered: 1) Multilamellar liposomes were loaded with carotenoids. The subsequent exposition to peroxylradicals was carried out by thermolysis of AMVN (2,2´-azobis[2,4-dimethylvaleronitrile]). Malondialdehyde (MDA) as thiobarbituric reactive substance(TBARS) served as indicator for lipid peroxidation. In the present system, the antioxidative activity was observed in the following order: lycopene > alpha-tocopherol > alpha-carotene > beta-cryptoxanthin > zeaxanthin = beta-carotene > lutein > quercetin. In addition, mixtures of carotenoids showed a synergistic antioxidative effect. It was shown that the synergism depends on lutein and lycopene, possibly be due to their orientation in the lipid bilayer [1]. 2) Unilamellar liposomes were loaded with carotenoids within the membrane and glutathione (GSH) in the hydrophilic core. The interaction of the antioxidants was studied. Lipid peroxidation was again induced by AMVN. Compared to control suspensions without carotenoids and GSH, the presence of GSH in the liposomal interior reduced the lipid peroxidation to about 50%. Antioxidative as well as prooxidative effects were observed depending on the amount of incorporated carotenoids. There was an optimal carotenoid/phospholipid ratio, that showed the strongest protection from lipid peroxidation. In contrast to beta-carotene, alpha-carotene and lutein, the lycopene level within the liposomal membrane was constant during the incubation [2]. 3) With the exception of lycopene, all examined carotenoids incoporated into a membrane consisting of 3-sn-phosphatidylcholine (containing saturated and unsaturated fatty acids) showed a characteristic absorption spectrum. Incorporated into lipid bilayers consisting of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-phosphatidylcholine (containing only saturated fatty acids), lycopene showed its characteristic spectrum. This observation might be due to the formation of carotenoid aggregates. 4) The blue light filter efficacy of carotenoids was investigated in unilamellar liposomes loaded in the hydrophilic core space with a fluorescent dye (Lucifer yellow) excitable by blue light. The lipophilic membrane was loaded with different carotenoids. At an emission wavelength of 545 nm (band width 5 nm) the fluorescence of encapsulated Lucifer yellow was detected when the sample was exposed to blue light (426 nm; band width 5 nm). The fluorescence was proportional to the radiation that reached the liposomal interior. Fluorescence intensities of liposomal suspensions containing the macular pigments lutein and zeaxanthin, as well as beta-carotene and lycopene were measured and compared to a control without carotenoid (100% fluorescence). The observed filter efficacy was in the order: lutein (maximal filter effect: 9% fluorescence of control) > zeaxanthin (maximal filter effect: 17% fluorescence of control) > beta-carotene (maximal filter effect: 30% fluorescence of control) > lycopene (maximal filter effect: 55% fluorescence of control). Mixtures of lutein and zeaxanthin were synergistic with respect to the blue light filter activity. References: [1] Stahl, W., Junghans, A., de Boer, B., Driomina, E. S., Briviba, K. and Sies, H. (1998) Carotenoid mixtures protect multilamellar liposomes against oxidative damage: synergistic effects of lycopene and lutein. FEBS Lett. 427, 305-308. [2] Junghans A., Sies H. and Stahl W. (2000) Carotenoid-containing unilamellar liposomes loaded with glutathione: a model to study hydrophobic-hydrophilic antioxidant interaction. Free Rad Res; 33, 801-808. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 20.11.2000 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 20.11.2000 | |||||||
| Datum der Promotion: | 20.11.2000 |
