Dokument: Effekte von Lipiden und lipophilen Antioxidantien:In-vivo und in-vitro Untersuchungen

Titel:Effekte von Lipiden und lipophilen Antioxidantien:In-vivo und in-vitro Untersuchungen
Weiterer Titel:Effects of lipids and lipophilic antioxidants: In-vivo and in-vitro studies
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20080526-101112-2
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: De Spirt, Silke [Autor]
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Dateien vom 20.05.2008 / geändert 20.05.2008
Beitragende:Prof. Dr. Stahl, Wilhelm [Gutachter]
Prof. Dr. Staudt, Claudia [Gutachter]
Stichwörter:Lipide, PUFA, Carotinoide, Haut, UV-A, Gap Junctions
Dewey Dezimal-Klassifikation:500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:Die Haut ist die äußere Barriere des Organismus und wie jedes andere Organ auf eine ausgewogene Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen angewiesen. Mit zunehmendem Alter ändern sich ihre Struktur und Funktionsfähigkeit. Mittels optimierter Zufuhr ausgewählter Nahrungskomponenten wird angestrebt strukturelle Parameter zu verbessern und dermale Funktionen zu erhalten oder wiederherzustellen. Dazu werden zahlreiche Nahrungsergänzungsmittel und funktionelle Lebensmittel angeboten, deren Prüfung auf Wirksamkeit unabdingbar ist. Im ersten Teil der Arbeit wurden in-vivo die Effekte von Pflanzenölen, reich an langkettigen ungesättigten Fettsäuren, untersucht. In einer placebokontrollierten Interventionsstudie über 12 Wochen wurden die Wirkungen von Leinsamenöl (reich an α-Linolensäure) und Borretschöl (reich an γ-Linolensäure) verglichen. Untersuchungsparameter waren Oberflächenstruktur, Barrierefunktion (Hydration, transepidermaler Wasserverlust) und Sensitivität der Haut. Zum Nachweis der Exposition wurde das Fettsäuremuster des Blutes analysiert. Im Plasma war eine Zunahme der für die Öle charakteristischen Fettsäuren nachweisbar. Verbesserungen der Hautqualität konnten nach Supplementierung festgestellt werden. Unter Gabe von Leinsamenöl besserten sich Rauhigkeit, Schuppigkeit (Parameter der Oberflächenstruktur), Hydration, Barrierefunktion und Sensitivität. Mit der Supplementierung von Borretschöl veränderten sich die gleichen Parameter, die Effekte waren aber geringer. Die Ergebnisse wurden mit einer Interventionsstudie verglichen, in der Leinsamenöl und Distelöl (reich an Linolsäure) appliziert wurde. Leinsamenöl zeigte die gleichen Effekte, während Distelölsupplementierung nur geringe Verbesserungen in Rauhigkeit und Feuchtigkeit bewirkte. Zusammenfassend lässt sich folgende Rangfolge in der Wirksamkeit der Öle aufstellen: Leinsamenöl > Borretschöl > Distelöl.

Photooxidative Schädigungen in Dermis und Epidermis korrelieren mit der Entstehung von Hauterkrankungen und vorzeitiger Hautalterung. Biochemische Veränderungen in humanen dermalen Fibroblasten (HdF), Hauptzellen der Dermis, waren Gegenstand des zweiten Teils der Arbeit. Diese Studien wurden in-vitro durchgeführt. Schwerpunkt waren Untersuchungen zum Einfluss von UV-A Licht auf die zelluläre Kommunikation über Gap Junctions (GJC). Gap Junctions ermöglichen den interzellulären Austausch von niedermolekularen Verbindungen zur Signaltransduktion und Nährstoffversorgung. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Hautfunktionen und GJC. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass nach Bestrahlung mit 10 J/cm² die GJC in Fibroblasten reduziert war. Der Effekt korrelierte mit einer Änderung im Phosphorylierungsmuster des Kanalproteins, dem Connexin 43 und nachfolgender Delokalisation des Proteins aus der Membran. Vermindert war auch die Expression des Adhäsionsproteins N-Cadherin. Adhäsionsproteine spielen eine Rolle bei der Ausbildung von Zellkomponenten, so dass vermutlich ein Zusammenhang zwischen der Abnahme der GJC und der verminderten Expression von N-Cadherin besteht.
Weiterhin wurden in diesem Zusammenhang protektive Effekte von Carotinoiden untersucht. Von den untersuchten Carotinoiden (Astaxanthin, Canthaxanthin, β-Carotin und Lycopin) schützte Astaxanthin vor der UV-A Bestrahlung induzierten Zelltoxizität, Canthaxanthin war weniger wirksam. Im DCF Assay (antioxidative Wirkung) waren Astaxanthin, Canthaxanthin und β-Carotin wenig aktiv, Lycopin zeigte prooxidative Wirkungen. UV-A Bestrahlung induzierte die Expressionen von Hämoxygenase-1 (HO-1) in HdF. Mit Astaxanthin präinkubierte Zellen exprimierten weniger HO-1, die Substanz wirkte protektiv. Keine Effekte wurden mit Canthaxanthin erzielt. Eine Verringerung der MDA-Bildung nach Bestrahlung durch die Präinkubation mit Carotinoiden ließ sich nicht feststellen. Astaxanthin wirkte in diesem Modellsystem prooxidativ.
Es konnte nicht abschließend geklärt werden, ob die Carotinoide Astaxanthin und Canthaxanthin UV-A induzierten Veränderungen der GJC sowie der N-Cadherin Expression in HdF entgegenwirken können.

The skin is the outer barrier of the organism and requires a balanced supply with micro- and macronutrients for optimal function. With increasing age, structure and function of the skin is changing. An optimized intake of selected nutrients may improve structural parameters maintain or restore dermal functions. Numerous food supplements and functional foods are on the market; however, proof of function is often lacking. In the first part of this work the effect of plant oils, rich in polyunsaturated fatty acids, were determined in-vivo over a period of 12 weeks. The effects of linseed oil (rich in α-linolenic acid) and borage oil (rich in γ-linolenic acid) were compared in a placebo controlled intervention study. Surface structure, barrier function (hydration, transepidermal water loss) and skin sensitivity were analyzed. Fatty acid pattern of the blood was analyzed to prove the absorption of the fatty acids. Increases of the characteristic fatty acids were detected. Supplementation with fatty acids was associated with an improved skin quality. During administering with linseed oil, skin roughness, scaling (parameters of skin surface structure), hydration, barrier function and sensitivity were enhanced. Under supplementation with borage oil the same parameters improved, but effects were less pronounced. These results were compared with an intervention study, in which linseed oil and safflower oil (rich in linoleic acid) were applied. Linseed oil showed the same effects, whereas the supplementation of safflower oil caused in only minor improvements in roughness and hydration. Thus, the sequence of efficacy was: Linseed oil >borage oil>safflower oil.
Photooxidative damage of the dermis and epidermis is correlated with skin diseases and premature skin ageing. Biochemical changes in human dermal fibroblasts (HdF), which are the main cell type of the dermis, were investigated in the second part of the work. The studies were performed in-vitro. Focus was on the influence of UV-A light on cellular communication via gap junctions (GJC). GJC allows intercellular exchange of low molecular compounds relevant for signal transduction and nutrition. There is a direct correlation between skin function GJC. The present work has shown that after irradiation with 10 J/cm², GJC of the fibroblasts is reduced. The effect was correlated with a change in the phosphorylation pattern of the major channel protein connexin 43 followed by delocalisation of the protein of the membrane. Expression of the adhesions protein N-cadherin was also diminished. Adhesions proteins play a role in the development of cell contact, thus there may be a relationship between GJC and expression of N-cadherin.
In this context also protective effects of carotenoids were determined. Of the tested carotenoids (astaxanthin, canthaxanthin, β-carotin and lycopin) astaxanthin was protective against UV-A induced cell- toxicity, canthaxanthin was less effective. In the DCF-assay, which proves antioxidant activity, astaxanthin, canthaxanthin and β-carotin were less active, lycopin showed prooxidative effects. UV-A irradiation induced the expression of hemeoxygenase-1 (HO-1). Astaxanthin incubated cells expressed less HO-1, pointing to antioxidative effects. No effects were achieved with canthaxanthin.
MDA-production wasn’t diminished after irradiation in the presence of carotenoids. Astaxanthin was prooxidative in this system.
It couldn’t be clarified finally, if the carotenoids astaxanthin or canthaxanthin are able to modulate UV-A effects on GJC or N-Cadherin expression in HdF.
Fachbereich / Einrichtung:Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:20.05.2008
Dateien geändert am:20.05.2008
Promotionsantrag am:01.04.2008
Datum der Promotion:06.05.2008
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