Dokument: Zur Schutzwirkung des Polyphenols (­­­­–)-Epicatechin auf Gefäßendothelzellen

Titel:	Zur Schutzwirkung des Polyphenols (­­­­–)-Epicatechin auf Gefäßendothelzellen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=6853
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080128-095755-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Steffen, Yvonne [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF, Microsoft Word [Details] 2,22 MB in 2 Dateien [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.01.2008 / geändert 11.02.2008
Stichwörter:	Epicatechin, Endotheliale Dysfunktion, Kakao, Polyphenole
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Zusammenfassung Hintergrund und Zielstellung: Aus epidemiologischen und experimentellen Studien am Menschen geht hervor, dass eine Zufuhr von (–)-Epicatechin oder (–)-Epicatechin reicher Nahrungsmittel die Bioverfügbarkeit des NO für das Gefäßendothel erhöht und dadurch die Gefäßfunktion verbessert. Gegenstand der vorliegenden Dissertation waren mechanistische Untersuchungen zur Wirkungsweise von (–)-Epicatechin auf zellulärer Ebene. Methodik: Untersuchungsobjekte waren kultivierte Nabelschnurendothelzellen oder Aortaendothelzellen verschiedener Spezies. Oxidativer Stress wurde entweder durch oxidativ modifiziertes LDL (über Myeloperoxidase/H2O2/Nitrit oder Cu2+) oder durch Angiotensin II ausgelöst. Als Parameter in intakten Zellen wurden verfolgt: Formazanbildung aus MTT, DCF-Fluoreszenz, Bildung von carbonylierten und nitrierten Proteinen sowie von 4-Hydroxynonenal (HNE)-Addukten in situ, DNA-Fragmentie­rung, O2·–-Freisetzung sowie Veränderungen des intrazellulären NO-Spiegels über DAF2-DA-Fluoreszenz in situ. In Zelllysaten wurden bestimmt: die NADPH-Oxidaseaktivität (nach Etablierung eines neuen effizienten Assays), NO-Synthase- und Guanylatcyclaseaktivitäten, der intrazelluläre cGMP-Spiegel sowie weitere Parameter. Ergebnisse: Die Cytotoxizität von oxidativ modifiziertem LDL (oxLDL) und seinen Oxidationsprodukten wie den Oxysterolen lösen zelltoxische Prozesse in Gefäßendothelzellen aus, u.a. Proteinnitrierung, Carbonylierung und Bildung von HNE-Addukten. Die Endothelzellcytotoxizität des MPO/H2O2/Nitrit-oxLDL ist aufgrund eines höheren 7β-Hydroxycholesterol/7-Ketocholesterol-Quo­tienten stärker als beim Cu2+-oxLDL. (–)-Epicatechin unterdrückt die Lipidperoxidation im LDL durch das MPO/H2O2/Nitrit-Reaktionssystem stärker als andere vasoprotektiven Verbindungen. MPO/Nitrit-oxLDL ist cytotoxisch für Endothelzellen und fördert in kultivierten Nabelschnurendothelzellen einen proteasomalen Abbau von endothelialen NO-Synthase-Protein und die Expression der induzierbaren NO-Synthase; (–)-Epicatechin unterdrückt diesen Prozess, ist aber selbst kein Proteasomeninhibitor. Langzeitbehandlung von Endothelzellen mit (–)-Epicatechin hemmt die O2·– Freisetzung aus Endothelzellen stärker als sofortiger Zusatz dieses Polyphenols. Die endotheliale Catechol-O-Methyltransferase wandelt (–)-Epicatechin in B-Ring-Monomethylether und damit zu selektiven NADPH-Oxidasehem­mern um. Die (–)-Epicatechinmetabolite und andere Flavonoide wirken in analoger Weise wie der NADPH-Oxidasehemmer Apocynin. Der durch (–)-Epicatechinbehandlung vermittelte Anstieg des intrazellulären ·NO in Endothelzellen geht mit einem Anstieg des cGMP-Spiegels einher, der nicht auf eine erhöhte eNOS-Aktivität oder ihrer Coenzyme zurückzuführen ist. Schlussfolgerung: (–)-Epicatechin hält nach Umwandlung zu 3’- und 4’-Methylethern bei oxidativer Belastung in kultivierten Nabelschnurendothelzellen einen hohen NO-Spiegel aufrecht, indem es durch Hemmung der NADPH-Oxidase der NO-eliminierenden Bildung von Peroxynitrit entgegenwirkt. Summary Background and objective: High-flavanol cocoa improves the function of the vascular endothelium through enhancement of the bioavailability of ·NO. (–)-Epicatechin has been identified as bioactive constituent of cocoa to exert these actions, but its mode of action is still a matter of debate. Aim of this thesis was to elucidate the mode of actions of (–)-epicatechin in endothelial cells. Experimental: Human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) or aortic endothelial cells were used as model for vascular endothelial cells. Oxidative stress was elicited by LDL upon its oxidative modification by a myeloperoxidase (MPO)/H2O2/nitrite reaction system or angiotensin II; Exposure of endothelial cells to either oxLDL or angiotensin II following assessment of MTT reduction, BrdU proliferation, DNA fragmentation, caspase activities, cytochrome c reduction and 2’7’dichlorofluorescein (DCF) formation. Intracellular ·NO level was visualized by DAF-2DA fluorescence. cGMP was estimated by enzyme immunoassay. NADPH oxidase activity was measured in disintegrated HUVEC. Results: MPO/H2O2/nitrite-oxLDL exhibits higher cytotoxicity toward vascular endothelial cells than Cu2+-oxLDL despite lower contents of conjugated dienes, TBARS and total oxysterols. 7β-hydroxycholesterol is the decisive cytotoxic component of oxLDL and oxysterol mixtures toward vascular endothelial cells. (–)-Epicate­chin suppressed not only oxidation and nitration of LDL by MPO)/H2O2/nitrite but also prevented several signs of damage to vascular endothelial cells by MPO/ H2O2/nitrite-oxLDL and, independently of that, loss of endothelial NO synthase protein via activation of a 20S proteasomal pathway. These actions were not or only partially shared by other antioxidants. While (–)-epicatechin scavenged O2·–, its O-methylated metabolites prevented O2·– generation through inhibition of endo­thelial NADPH oxidase activity, even more strongly than apocynin. From the effect of 3,5-dinitrocatechol, an inhibitor of catechol-O-methyltransferase (COMT), it is concluded that (–)-epicatechin serves as ‘prodrug’ for COMT-dependent conversion to apocynin-like NADPH oxidase inhibitors. These data indicate an ·NO-preserving effect of (–)-epica­techin via suppression of O2·–-mediated loss of ·NO, whereas expression and activity of endothelial ·NO synthase were not modulated by (–)-epicatechin or its metabolites under these conditions. The epicatechin-mediated increase in cellular ·NO was paralleled by corresponding increase in cGMP, indicating that the elevated ·NO is bioavailable. Conclusions: (–)-Epicatechin protects vascular endothelial cells after conversion to bioactive B-ring O-monomethyl ethers that, in turn, suppress NADPH-oxidase-mediated superoxide and peroxynitrite generation. This anti-peroxynitrite effect may be responsible for the preservation of the nitric oxide level and, thus, may improve endothelial function.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	28.01.2008
Dateien geändert am:	11.02.2008
Datum der Promotion:	13.12.2007