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Einfluss von Kaffee und Kaffeeinhaltsstoffen auf Mechanismen des Energiestoffwechsels
in vitro und in vivo
Christina Maria Hochkogler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Veronika Somoza
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29724.81035.258462-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Kaffeegetränke zählen zu den populärsten Genussmitteln weltweit. In letzter Zeit häufen sich die Meldungen über positive Wirkungen, die ein regelmäßiger Kaffeekonsum mit sich bringen kann. Ein moderater Kaffeekonsum wird z.B. mit einem verringerten Erkrankungsrisiko gegenüber Diabetes mellitus Typ II in Zusammenhang gebracht. Desweiteren werden Kaffeegetränken antioxidative sowie gewichtsregulierende Eigenschaften zugeschrieben. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit sollte der Einfluss von Kaffeegetränken auf Mechanismen des Energiestoffwechsels untersucht, sowie ausgewählte Kaffeeinhaltsstoffe, die für beobachtete Effekte verantwortlich sein könnten, identifiziert werden. Für die 5-monatige Humanstudie wurden 92 gesunde, normalgewichtige Erwachsene rekrutiert und in zwei Gruppen randomisiert. Die Blutabnahmen fanden jeweils zu Beginn und Ende der Studienphasen statt. Eingeleitet wurde die Studie mit einer "run-in"-Phase, gefolgt von einer vierwöchigen "wash-out"-Phase, bei der täglich 750 mL Wasser konsumiert wurden. Im Anschluss erhielt Gruppe A 750 mL des Trigonellin-reichen Referenzkaffees und Gruppe B 750 mL des NMP-reichen Studienkaffees täglich. Nach einer erneuten "wash-out"-Phase wurden die Gruppen gewechselt und eine weitere vierwöchige Kaffeephase durchgeführt. Die Verabreichung beider Kaffeegetränke führte zu einer gesteigerten Lipolyse, was sich in einer Erhöhung der Konzentration an FFS im Plasma zeigte. Nach Konsum des Referenzkaffees kam es zu einer Erhöhung der Insulinkonzentrationen im Serum. Es kam zu einer Steigerung des prozentualen Anteils an ATP, bezogen auf die Gesamtadenosinnukleotidkonzentration nach Verabreichung beider Kaffeegetränke in den isolierten Lymphozyten. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde in in vitro Versuchen mit HepG2-Zellen der Einfluss der Kaffeeinhaltsstoffe Koffein, NMP und Trigonellin in verschiedenen Konzentrationen auf das Energiepotential untersucht. Eine 24-stündige Inkubation mit Koffein in den Konzentrationen 30 und 300 µM führte zu signifikant erhöhten ATP/TAN-Verhältnissen, während in der Konzentration von 1500 µM keine Veränderung im Vergleich zu unbehandelten Kontrollzellen mehr feststellbar war. Die Ergebnisse der Sauerstoffverbrauchsmessungen legen dar, dass nach Inkubation mit Koffein in den Konzentrationen 30 und 300 µM vermehrt Energie eingespart wurde, da es trotz erhöhter Konzentration an ATP zu keiner gesteigerten oxidativen Phosphorylierung kam. Daneben führte NMP zeitabhängig, jedoch konzentrationsunabhängig nach 24 Stunden zu einer Steigerung des Energiepotentials. Durch Trigonellin wurden die zellulären Konzentrationen an Adenosinnukleotiden nicht verändert.
Abstract
(Englisch)
Coffee beverages are among the most popular drinks worldwide. Recent studies have shown that regular coffee consumption has some health benefits. A moderate coffee consumption has been negatively associated with e.g. a reduced risk of diabetes mellitus type II. Moreover, coffee consumption has been shown to exhibit antioxidative properties and to promote body weight management in humans. The aim of this study was to determine the effect of coffee and coffee constituents on mechanisms of energy metabolism. For this five-month, cross-over human intervention study, 92 healthy volunteers (BMI 19 - 26 kg/m2) were recruited and randomly assigned to two groups. Blood drawings were carried out at the beginning and at the end of each intervention period. After a coffee-free run-in period, the volunteers passed a four week wash-out period during which 750 mL water were consumed daily. During the four-week intervention period, 750 mL coffee rich in trigonelline (reference coffee) was administered to group A, whereas group B got 750 mL dark-roast coffee rich in NMP (study coffee). Following a further wash-out period groups were changed and another coffee intervention period was conducted. Results showed that the long-term consumption of coffee led to an enhanced lipolysis, as demonstrated by increased plasma FFA levels. The fasting insulin serum concentrations were enhanced after the four-week administration of the reference coffee. An elevation in ATP/TAN (total adenosine nucleotides) ratio in the isolated lymphocytes was measured after the four-week coffee intervention period. Based on the results of the human intervention study, in vitro experiments with human hepatoma cells (HepG2) were conducted. The aim was to investigate the effects of caffeine, trigonelline and NMP in different concentrations on the cellular energy charge potential. A 24 h incubation with caffeine at 30 and 300 µM increased ATP/TAN ratio in HepG2 cells in comparison to the untreated cells. However, at a concentration of 1500 µM caffeine, this effect was no longer observed. Data from the cellular respiration measurements suggest that 30 and 300 µM caffeine causes elevated energy restoration in HepG2 cells because oxidative phosphorylation was not changed after exposure with caffeine at these concentrations. Incubation with NMP led time and dose dependent to an enhanced cellular energy charge potential. No effect was demonstrated after exposure with trigonelline.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
coffee caffeine N-methylpyridinium trigonelline
Schlagwörter
(Deutsch)
Kaffee Koffein N-Methylpyridinium Trigonellin
Autor*innen
Christina Maria Hochkogler
Haupttitel (Deutsch)
Einfluss von Kaffee und Kaffeeinhaltsstoffen auf Mechanismen des Energiestoffwechsels
Hauptuntertitel (Deutsch)
in vitro und in vivo
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
139 S. : graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Veronika Somoza
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC10854396
Utheses ID
25083
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |
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