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Analyse des Inhaltsstoffprofils von Syzygium aromaticum, Kaempferia galanga und Pimenta dioica mit Bioaktivitätstests zur Überprüfung der Wirksamkeit auf den TGR5–Rezeptor
Christoph Hofstadler
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Judith M Rollinger
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.50899
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16409.23024.876261-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Der Rahmen für diese Diplomarbeit leitete sich aus einer vorangegangenen Diplomarbeit ab, in der die Einflüsse des gastrointestinalen Traktes auf pflanzliche Inhaltsstoffe untersucht werden sollten. Da die Applikation vieler pflanzlicher Heilmittel oral erfolgt, werden viele nicht sofort resorbierte Inhaltsstoffe dem Darmmilieu ausgesetzt und von der mikrobiellen Flora in unterschiedlicher Art und Weise umgewandelt. Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, wie verschiedene Pflanzenextrakte bei der Passage durch das Darmmilieu – hier durch eine Inkubation mit aufgeschlämmtem Mäusekot simuliert - umgewandelt werden. Wie sich an den ausgewählten Beispielen zeigte, hatte die Biotransformation keine Auswirkung auf die eigentliche TGR5-Rezeptor-Aktivierung. Die verwendeten und getesteten pflanzlichen Extrakte wurden nach ihrem Gehalt an Triterpenoiden ausgewählt, da diese den TGR5-Rezeptor besonders gut aktivieren können. Anhand der Testergebnisse kristallisierten sich drei Pflanzen heraus, die in der Lage waren, den TGR5–Rezeptor bei einer Konzentration von 100 µg/ml signifikant zu stimulieren. Dabei handelt es sich um Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry (Blütenknospen), Pimenta dioica (L.) Merr. (Früchte) und Kaempferia galanga L. (Rhizom) [7]. In dieser Diplomarbeit wurden diese drei Pflanzen näher untersucht, um herauszufinden, welche Verbindungen nun tatsächlich für die TGR5–Stimulierung verantwortlich waren. Syzygium aromaticum war jene Pflanze, die bei einer Konzentration von 100 µg/ml sogar eine bessere Bioaktivität zeigte als die entsprechenden Positivkontrollen. Pimenta dioica hingegen zeigte eine geringere, aber doch deutlich vorhandene Modulierung, die aber niedriger war, als die der Positivkontrollen. Kaempferia galanga ergab eine etwas geringere Aktivierung als dies bei Pimenta dioica der Fall war. Ein weiteres wichtiges Ergebnis war die sehr geringe bis fehlende Zelltoxizität der getesteten Pflanzenextrakte. Die Dereplikation ergab, dass sowohl bei den Extrakten von Syzygium aromaticum als auch Pimenta dioica die Triterpensäuren für die Aktivierung des TGR5–Rezeptors verantwortlich sind; verschiedene Publikationen wiesen ebenfalls darauf hin. Dabei handelte es sich bei Syzygium aromaticum um die Oleanolsäure und die Maslinsäure, bei Pimenta dioica zusätzlich noch um die Ursolsäure und die Corosolsäure. Durch die im Anschluss durchgeführte Quantifizierung der Triterpensäuren in den Extrakten und die Austestung der Triterpensäure-Mischungen an HEK293–Zellen in den selben Konzentrationen, in denen sie im Extrakt vorlagen, konnte die Wirkung der Extrakte mehr oder weniger vollständig auf diese Verbindungen zurückgeführt werden. Kaempferia galanga enthält keine Triterpensäuren in relevanten Mengen, folglich dürfte eine andere Stoffgruppe für die positive TGR5–Modulation verantwortlich sein. Nach einer Fraktionierung des Extraktes (inkl. Gewinnung des ätherischen Öls) und Austestung der dabei erhaltenen Fraktionen an HEK293–Zellen stellte sich heraus, dass die Fraktionen 3–5 und das ätherische Öl eine Wirkung zeigten; zusätzlich aber auch eine Zellschädigung bei einer Konzentration von 100 μg/ml verursachten. Es folgten massenspektrometrische Analysen der Fraktion 5 und des ätherischen Öls. Dabei konnten in der Fraktion 5 Fettsäuren derepliziert werden, beim ätherischen Öl war die Ethyl–p–Methoxyzimtsäure die Hauptkomponente. Deshalb kann nur vermutet werden, dass diese identifizierten Komponenten den TGR5–Rezeptor modulieren können. Welche dies sind, könnte man gegebenenfalls durch weitere Analysen herausfinden.
Abstract
(Englisch)
The framework for this thesis was obtained from a previous thesis, in which the influence of the gastrointestinal tract on herbal ingredients was examined. Since the application of many herbal remedies is oral, the ingredients are exposed to the intestinal environment to be either rapidly taken up by absorption or metabolized by the microbial flora in different ways. The aim of this diploma thesis was to find out, if and how different plant extracts are converted by the gut environment during the passage – simulated here by incubation with mouse fecal slurry. The herbal extracts used and tested were selected by their content of triterpenes, because they are partly known to stimulate the TGR5-receptor. According to the test results, three plant extracts were able to significantly activate the TGR5-receptor at a concentration of 100 μg/ml. The three plants Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry (flower buds), Pimenta dioica (L.) Merr. (fruits) and Kaempferia galanga L. (rhizome) were examined [7]. In this thesis their extracts were analyzed in detail to find out which compounds were responsible for the stimulation of the TGR5-receptor. Extracts of Syzygium aromaticum was able to modulate the receptor more strongly than the corresponding positive controls at a tested concentration of 100 μg/ml. Pimenta dioica however, showed a comparably lower but still highly significant modulation, which was lower than the positive controls but higher than the extracts from Kaempferia galanga. Another important outcome was the very low or absent cytotoxicity of the extracts obtained from Syzygium aromaticum and Pimenta dioica; only some cytotoxicity was observed for the fractions from Kaempferia galanga at a tested concentration of 100 μg/ml. The dereplication revealed that in the extracts of Syzygium aromaticum and Pimenta dioica, triterpene acids were responsible for the TGR5–activation; various publications pointed that out. In Syzygium aromaticum, oleanolic acid as well as maslinic acid and in Pimenta dioica additionally ursolic acid and corosolic acid were responsible for the activation. The quantification of the triterpene acids in the extracts followed by bioactivity testing of the reconstituted triterpene acid mixtures on HEK293–cells, allowed the assignment of the TGR5 activity of the plants extracts prediminantly to these compounds. The investigated extract of Kaempferia galanga contained no triterpen acids in relevant amounts; consequently, a different class of substances is supposed tocontribute to the TGR5-modulation. Fractionas and the destilled essential oil were tested on HEK293–cells; These experiments showed an effect of fractions 3–5 and of the essential oil; however, cell damage at a concentration of 100 μg/ml could be seen as well for each fraction. Mass spectrometric analysis revealed mainly fatty acids in fraction 5 and ethyl-p-methoxycinnamate as main compound in the essential oil. Based on these analyses, it is highly likely that these compound classes in the extract of Kaempferia galanga contribute to the moderate activation of the TGR5-receptor. For the unamibigous identification further investigations would be necessary.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Syzygium aromaticum Pimenta dioica Kaempferia galanga TGR5-receptor triterpene acids oleanolic acid maslinic acid corosolic acid ursolic acid HEK293–cells
Schlagwörter
(Deutsch)
Syzygium aromaticum Pimenta dioica Kaempferia galanga TGR5-Rezeptor Triterpensäuren Oleanolsäure Maslinsäure Corosolsäure Ursolsäure HEK293-Zellen
Autor*innen
Christoph Hofstadler
Haupttitel (Deutsch)
Analyse des Inhaltsstoffprofils von Syzygium aromaticum, Kaempferia galanga und Pimenta dioica mit Bioaktivitätstests zur Überprüfung der Wirksamkeit auf den TGR5–Rezeptor
Paralleltitel (Englisch)
Analysis of the constituents of Syzygium aromaticum, Kaempferia galanga and Pimenta dioica using bioactivity tests to validate the efficacy on the TGR5-receptor
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
187 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Judith M Rollinger
Klassifikation
44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika
AC Nummer
AC14561055
Utheses ID
44964
Studienkennzahl
UA | 449 | | |
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