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Die gesundheitsfördernden Eigenschaften von grünem Tee sind weitgehend akzeptiert. Den Teecatechinen, insbesondere dem Epigallocatechin-3-gallat (EGCG), werden zahlreiche positive Effekte zugesprochen (z. B. antioxidativ, antikanzerogen, antiinflammatorisch, Blutdruck und Cholesterinspiegel senkend). Die Mechanismen, die zu einer Reduktion der in Tierversuchen beschriebenen Körper- und Fettmasse führen, sind nicht ausreichend geklärt. Ziel dieser Arbeit bestand darin, die kurz- und mittelfristigen Wirkungen einer TEAVIGO®-Applikation (mind. 94 % EGCG) am Mausmodell im Hinblick auf den Energie- und Fettstoffwechsel sowie die Expression daran beteiligter Gene in wichtigen Organen und Geweben zu untersuchen. In verschiedenen Tierversuchen wurde männlichen C57BL/6-Mäusen eine Hochfettdiät (HFD) mit und ohne Supplementation (oral, diätetisch) des entkoffeinierten Grüntee-Extraktes TEAVIGO® in unterschiedlichen Dosierungen gefüttert. Es wurden sowohl kurz- als auch mittelfristige Wirkungen des EGCG auf die Energiebilanz (u. a. indirekte Tierkalorimetrie) und Körperzusammensetzung (NMR) sowie die exogene Substratoxidation (Stabilisotopentechnik: Atemtests, Inkorporation natürlicher 13C-angereicherter Triglyceride aus Maiskeimöl in diverse Organe/Gewebe) und Gen-expression (quantitative real-time PCR) untersucht. Die Applikationsform und ihre Dauer riefen unterschiedliche Wirkungen hervor. Mäuse mit diätetischer Supplementation zeigten bereits nach kurzer Zeit eine verminderte Körperfettmasse, die bei weiterer Verabreichung auch zu einer Reduktion der Körpermasse führte. Beide Applikationsformen resultieren, unabhängig von der Dauer der Intervention, in einer erhöhten Energieausscheidung, während die Futter- und Energieaufnahme durch EGCG nicht beeinflusst wurden. Der Energieverlust war von einer erhöhten Fett- und Stickstoffausscheidung begleitet, deren Ursache die in der Literatur beschriebene Interaktion und Hemmung digestiver Enzyme sein könnte. Besonders unter postprandialen Bedingungen wiesen EGCG-Mäuse erniedrigte Triglycerid- und Glycogengehalte in der Leber auf, was auf eine eingeschränkte intestinale Absorption der Nährstoffe hindeutet. Transkriptanalysen ergaben im Darm eine verminderte Expression von Fettsäuretransportern, während die Expression von Glucosetransportern durch EGCG erhöht wurde. Weiterhin reduzierte EGCG, nach Umstellung von Standard- auf eine maiskeimölhaltige Hochfettdiät, die Inkorporation natürlicher 13C-angereicherter Triglyceride in diverse Organe und Gewebe – insbesondere Leber, viszerales und braunes Fettgewebe sowie Skelettmuskel. Die Analyse der 13C-Anreicherung im Atem der Mäuse und die Energieumsatzmessungen ergaben nach kurzer Applikation eine erhöhte Fettoxidation, die im weiteren Verlauf der Intervention auf eine erhöhte Kohlenhydratoxidation umgeschaltet wurde. Weiterhin war die orale Applikation von EGCG bei gleichzeitiger Fütterung einer Hochfettdiät von makroskopischen und mikroskopischen degenerativen Veränderungen der Leber begleitet. Diese Effekte wurden nach diätetischer Supplementation der Hochfettdiät mit EGCG nicht beobachtet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die Körpergewichts- und Fettgewebs-abnahme durch diätetisches EGCG sich durch eine herabgesetzte Verdaulichkeit der Nahrung erklären lässt. Dies führte zu verschiedenen kurz- und mittelfristigen Veränderungen in der Fettverteilung und im Fettmetabolismus.
The red clover isoflavone irilone is largely resistant to degradation by the human gut microbiota
(2010)
Intestinal bacteria may influence bioavailability and physiological activity of dietary isoflavones. We therefore investigated the ability of human intestinal microbiota to convert irilone and genistein in vitro. In contrast to genistein, irilone was largely resistant to transformation by fecal slurries of ten human subjects. The fecal microbiota converted genistein to dihydrogenistein, 6'-hydroxy-O-desmethylangolensin, and 2-(4-hydroxyphenyl)- propionic acid. However, considerable interindividual differences in the rate of genistein degradation and the pattern of metabolites formed from genistein were observed. Only one metabolite, namely dihydroirilone, was formed from irilone in minor amounts. In further experiments, Eubacterium ramulus, a prevalent flavonoid-degrading species of the human gut, was tested for transformation of irilone. In contrast to genistein, irilone was not converted by E. ramulus. Irilone only differs from genistein by a methylenedioxy group attached to the A-ring of the isoflavone skeleton. This substitution obviously restricts the degradability of irilone by human intestinal bacteria.
Ghrelin is a unique hunger-inducing stomach-borne hormone. It activates orexigenic circuits in the central nervous system (CNS) when acylated with a fatty acid residue by the Ghrelin O-acyltransferase (GOAT). Soon after the discovery of ghrelin a theoretical model emerged which suggests that the gastric peptide ghrelin is the first “meal initiation molecule
DNA-repair mechanisms enable cells to maintain their genetic information by protecting it from mutations that may cause malignant growth. Recent evidence suggests that specific DNA-repair enzymes contain ISCs (iron-sulfur clusters). The nuclear-encoded protein frataxin is essential for the mitochondrial biosynthesis of ISCs. Frataxin deficiency causes a neurodegenerative disorder named Friedreich's ataxia in humans. Various types of cancer occurring at young age are associated with this disease, and hence with frataxin deficiency. Mice carrying a hepatocyte- specific disruption of the frataxin gene develop multiple liver tumours for unresolved reasons. In the present study, we show that frataxin deficiency in murine liver is associated with increased basal levels of oxidative DNA base damage. Accordingly, eukaryotic V79 fibroblasts overexpressing human frataxin show decreased basal levels of these modifications, while prokaryotic Salmonella enterica serotype Typhimurium TA 104 strains transformed with human frataxin show decreased mutation rates. The repair rates of oxidative DNA base modifications in V79 cells overexpressing frataxin were significantly higher than in control cells. Lastly, cleavage activity related to the ISC-independent repair enzyme 8-oxoguanine glycosylase was found to be unaltered by frataxin overexpression. These findings indicate that frataxin modulates DNA-repair mechanisms probably due to its impact on ISC-dependent repair proteins, linking mitochondrial dysfunction to DNA repair and tumour initiation.
Das ITC SFN und der Mikronährstoff Se sind bekannt als chemopräventive Inhaltsstoffe von Gemüse der Brassica-Familie, welcher auch Brokkoli angehört. Die Wirkungen von sowohl SFN als auch Se beruhen auf zahlreichen verschiedenen Mechanismen. Es existieren jedoch Schnittstellen, an welchen Interaktionen beider Substanzen möglich sind. Basierend auf diesem Wissen wurden in dieser Arbeit Wechselwirkungen zwischen SFN und Se auf die Aktivität sowie Expression von Phase II Enzymen und Selenoproteinen untersucht. Der Einfluss der Kombination von SFN und Se auf die unter physiologischen Bedingungen stattfindende Proliferation und Apoptose war ebenso Gegenstand der Arbeit wie die Modulation von Entzündungsprozessen sowie der Tumorentstehung während der entzündungsverstärkten Colonkanzerogenese im Mausmodell. Das hinsichtlich seiner Wirksamkeit mit aus GRA hydrolysiertem SFN zunächst als vergleichbar befundene synthetische SFN wurde für die Untersuchung im AOM/DSS-induzierten Colontumormodell gewählt und in Kombination mit 3 verschiedenen Selendiäten verabreicht. Der Einfluss von SFN und Se auf Phase II Enzyme und Selenoproteine entlang des GIT war organabhängig und nach 4 Wochen geringer als nach 7 Tagen. Die schwächere Induktion deutet auf eine Anpassung des Organismus hin. Ein SFN-vermittelter Effekt auf NQO1 war im Selenmangel am deutlichsten. Die Aktivität des Selenoproteins TrxR wurde hingegen erst bei ausreichender Selenversorgung durch SFN beeinflusst. Die als Nrf2-Zielgen bekannte und in der Hierarchie der Selenoproteine einen hohen Rang einnehmende GPx2 konnte in bestimmten Organen bereits unter selenarmen Bedingungen durch SFN induziert werden. Eine Überexpression des Enzyms war jedoch nicht möglich. SFN steigerte, unabhängig vom Selenstatus, im oberen Abschnitt des GIT und im Colon die Aktivität der GST. Eine Induktion des eigenen Metabolismus wäre somit denkbar. Im Falle eines Mangels an GPx2 wurde GPx1 bei hinreichender Selenversorgung stärker exprimiert, allerdings konnte sie die Funktion von GPx2 nicht völlig erset-zen. Im Selenmangel kann die Aktivitätssteigerung der TrxR im Dünndarm, dem Ab-schnitt der Selenabsorption, als ein Versuch der GPx2-Kompensation angesehen werden. SFN war nicht in der Lage, über eine Aktivierung des Nrf2/ARE-Signalweges kompensatorische Effekte zu induzieren. Apoptotische Prozesse wurden unter physiologischen Bedingungen nur marginal durch SFN und Se moduliert. Das elektrophile ITC konnte lediglich im Selenmangel Apoptose im luminalen Bereich der Colonkrypten induzieren. Die durch supranutritive Selenkonzentration induzierte Apoptose im Kryptengrund wurde nicht durch SFN beeinflusst. Einer bei Abwesenheit der GPx2 erhöhten Apoptoserate im Kryptengrund wirkte SFN bei adäquater Selenversorgung entgegen, war indessen proapoptotisch unter selendefizienten Konditionen. Der Einfluss von SFN auf die Entzündung war deutlich abhängig vom Selenstatus. Während SFN im Selenmangel anscheinend prooxidative Prozesse induzierte und die Entzündungssymptome verschlimmerte, wirkte es unter adäquatem Selenstatus an-tiinflammatorisch. Den vergleichsweise milden Grad der Entzündung im selensupplementierten Status konnte SFN nicht zusätzlich beeinflussen. SFN veränderte die Inzi-denz colorektaler Tumore nicht. Ein, die Tumorinitiation blockierender SFN-Effekt durch direkte Hemmung der metabolischen Aktivierung des Prokanzerogens im selenadäquaten Zustand scheint offensichtlich. Eine Überversorgung mit Se kann protektiv im Hinblick auf Entzündung oder Colonkanzerogenese sein, jedoch bewirkt SFN keinen zusätzlichen Schutz. Kombinationseffekte von SFN und Se in Bezug auf Phase II Enzyme, Selenoproteine und Apoptose sowie die entzündungsverstärkte Colonkanzerogenese sind nicht eindeutiger Natur und können, abhängig vom Endpunkt, synergistische oder antagonistische Züge aufweisen. Eine bei Selendefizienz deutlichere Wirkung von SFN kann mit Hilfe der gesteigerten Aktivierung von Nrf2 erklärt werden, dies muss jedoch nicht von Vorteil sein. Bei adäquater Selenversorgung kann SFN kurzfristig antiinflammatorische und antikanzerogene Prozesse induzieren. Von einer längerfristigen ständigen SFN-Aufnahme in Form von GRA-reichen Brassicacea ist jedoch abzuraten, da von einer Adaptation auszugehen ist. Die Wirkung von SFN innerhalb der komplexen Pflanzenmatrix bleibt Gegenstand zukünftiger Untersuchungen.
Objective: Retinol is transported in a complex with retinol-binding protein 4 (RBP4) and transthyretin (TTR) in the circulation. While retinol is associated with various cardiovascular risk factors, the relation between retinol, RBP4, TTR and carotid intima media thickness (IMT) has not been analysed yet. Methods: Retinol, RBP4 and TTR were measured in 96 individuals and their relation to mean and maximal IMT was determined. Results: Mean IMT correlated with RBP4 (r = 0.335, p < 0.001), retinol (r = -0.241, p = 0.043), RBP/TTR ratio (r = 0.254, p = 0.025) and retinol/RBP4 ratio (r = -0.549, p < 0.001). Adjustment for age, sex, BMI, blood pressure, HDL/total cholesterol ratio, triglyceride, diabetes and smoking revealed that the retinol/RBP4 ratio was strongly and independently associated with mean IMT. Similar results were found for maximal IMT, which included the measurement of plaques. Conclusion: The data support that the transport complex of vitamin A is associated with the IMT, an established parameter of atherosclerosis. Changes in RBP4 saturation with retinol may link renal dysfunction and insulin resistance to atherosclerosis.
Exercise may increase reactive oxygen species production, which might impair cell integrity and contractile function of muscle cells. However, little is known about the effect of regular exercise on the antioxidant status of adolescents. Purpose: This study aimed to evaluate the impact of exercise on the antioxidant status and protein modifications in adolescent athletes. Methods: In 90 athletes and 18 controls (16 +/- 2 yr), exercise-related energy expenditure was calculated on the basis of a 7-d activity protocol. Antioxidant intake and plasma concentrations of alpha-tocopherol, carotenoids, and uric acid were analyzed. Plasma antioxidant activity was determined by Trolox equivalent (TE) antioxidant capacity and electron spin resonance spectrometry. Protein modifications were assessed with structural changes of transthyretin using a matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Data were analyzed by two-way ANOVA and post hoc by the Tukey-Kramer test (alpha = 0.05). Results: Antioxidant intake correlated with energy intake and was within the recommended daily allowance for vitamins C and E and beta-carotene. Plasma levels of neither nutritional antioxidants nor uric acid differed between the groups. TE antioxidant capacity was higher in athletes (men = 1.47 perpendicular to 0.2 mmol TE per liter, women = 1.45 perpendicular to 0.2 mmol TE per liter) compared with controls (men = 1.17 +/- 0.04 mmol TE per liter, women = 1.14 +/- 0.04 mmol TE per liter) and increased with exercise-related energy expenditure (P = 0.007). Transthyretin cysteinylation rate differed between the groups, with the highest rate of protein modifications in moderately active subjects (P = 0.007). Conclusions: Results suggest that if the nutritional choice of athletes is well balanced, enough antioxidants are provided to meet recommended amounts. Moreover, regular exercise increases blood antioxidant capacity in young athletes, whereas chronic exercise was not shown to promote protein modifications. Thus, in young athletes who are sufficiently supplied with antioxidants, beneficial effects of exercise on antioxidant status rather than on oxidative stress may be anticipated.
Objectives The nitric oxide-soluble guanylate cyclase (sGC)-cGMP signal transduction pathway is impaired in different cardiovascular diseases, including pulmonary hypertension, heart failure and arterial hypertension. Riociguat is a novel stimulator of soluble guanylate cyclase (sGC). However, little is known about the effects of sGC stimulators in experimental models of hypertension. We thus investigated the cardio-renal protective effects of riociguat in low- renin and high-renin rat models of hypertension. Methods The vasorelaxant effect of riociguat was tested in vitro on isolated saphenous artery rings of normal and nitrate tolerant rabbits. The cardiovascular in-vivo effects of sGC stimulation were evaluated in hypertensive renin-transgenic rats treated with the nitric oxide-synthase inhibitor N- nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) (high-renin model) and in rats with 5/6 nephrectomy (low-renin model). Results In both animal models, riociguat treatment improved survival and normalized blood pressure. Moreover, in the L-NAME study part, riociguat reduced cardiac target organ damage as indicated by lower plasma ANP, lower relative left ventricular weight and lower cardiac interstitial fibrosis, and reduced renal target organ damage as indicated by lower plasma creatinine and urea, less glomerulosclerosis and less renal interstitial fibrosis. In the 5/6 nephrectomy study part, riociguat reduced cardiac target organ damage as indicated by lower plasma ANP, lower relative left ventricular weight, lower myocyte diameter and lower arterial media/lumen ratio, and reduced renal target organ damage as indicated by improved creatinine clearance and less renal interstitial fibrosis. Conclusion We demonstrate for the first time that the novel sGC stimulator riociguat shows in two independent models of hypertension a potent protection against cardiac and renal target organ damage. J Hypertens 28: 1666-1675 (c) 2010 Wolters Kluwer Health vertical bar Lippincott Williams & Wilkins.