@phdthesis{Frank2009,
  author    = {Frank, Andreas},
  title     = {Untersuchungen zur Anwendbarkeit und Validit{\"a}t von In-vitro-Methoden bez{\"u}glich der Inhibition von Cytochrom-P450-Enzymen durch Arzneipflanzenextrakte},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36236},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Um Arzneimittelwechselwirkungen von Arzneistoffen sowie neuen Arzneistoffkandidaten zu vermeiden, werden zur Absch{\"a}tzung des Interaktionsrisikos so genannte In-vitro-Interaktionsstudien durchgef{\"u}hrt. Hierf{\"u}r werden vor allem Mikrotiterplatten-basierte Fluoreszenz- und LC/MS-Methoden verwendet. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Anwendbarkeit und Validit{\"a}t dieser In-vitro-Methoden bez{\"u}glich der Inhibition von CYP-Enzymen durch Arzneipflanzenextrakte. Die in dieser Arbeit erhaltenen Daten belegen, dass die verwendeten Fluoreszenz-Assays f{\"u}r Pflanzenextrakte keine validen Ergebnisse liefern und f{\"u}r die Bestimmung der inhibitorischen Aktivit{\"a}t von Pflanzenextrakten nur in wenigen F{\"a}llen geeignet sind. Bei einigen untersuchten Pflanzenextrakten wurden sehr starke inhibitorische Aktivit{\"a}ten gefunden, da durch Quenching des Fluoreszenzsignals falsch positive Ergebnisse vorget{\"a}uscht wurden. Ebenso war die Inhibition bei einigen Pflanzenextrakten aufgrund einer starken Eigenfluoreszenz sehr schwach oder konnte {\"u}berhaupt nicht bestimmt werden. Des Weiteren wurden als Referenzmethoden f{\"u}r die Bestimmung der Inhibition von CYP-Enzymen LC/MS-basierte Methoden mit Online-Festphasenextraktion verwendet, die speziell f{\"u}r Pflanzenextrakte entwickelt und validiert wurden. Die Ergebnisse der LC/MS-basierten CYP-Assays wurden durch die Pflanzenmatrix nicht beeinflusst, so dass diese Assays hervorragend als Referenzmethoden f{\"u}r die Bestimmung der inhibitorischen Aktivit{\"a}t von Pflanzenextrakten geeignet sind. Bei sehr hohen Extraktkonzentrationen zeigten einige Pflanzenextrakte sehr starke Abweichungen der mittels LC/MS und Fluorimetrie in Mikrotiterplatten erhaltenen inhibitorischen Aktivit{\"a}t. Die Verwendung von niedrigen Extraktkonzentrationen f{\"u}hrte zu einer besseren {\"U}bereinstimmung der erhaltenen Ergebnisse. D.h. vor allem bei hohen Extraktkonzentrationen sind starke Quenching- und Eigenfluoreszenz-Effekte zu erwarten. Dennoch sind auch bei niedrigen Extraktkonzentrationen diese Effekte nicht auszuschließen. In den meisten Ver{\"o}ffentlichungen wurden sehr hohe Testkonzentrationen f{\"u}r die Bestimmung der inhibitorischen Aktivit{\"a}t von Pflanzenextrakten verwendet, so dass mit hoher Wahrscheinlichkeit aufgrund von Quenching- und Eigenfluoreszenz-Effekten falsch positive bzw. negative Ergebnisse erhalten wurden. Untersuchungen zum Quenching haben gezeigt, dass die meisten Extrakte in den {\"u}blicherweise verwendeten Konzentrationen (ca. 10-1000 µg/ml) die Fluoreszenzintensit{\"a}t der Metabolite sehr stark reduzierten. Die Quenching-Effekte der Pflanzenextrakte beeinflussten das Fluoreszenzsignal aller enzymatisch gebildeten Metabolite (Cumarin-Derivate, Resorufin, Fluorescein), wobei die Quenching-Effekte bei Resorufin und Fluorescein in ihrer St{\"a}rke und H{\"a}ufigkeit geringer ausfielen. Bei CYP2B6, CYP2C9 und CYP2D6 wurden in Verbindung mit Fluoreszenzsubstraten, die eine Cumarinstruktur aufweisen, sehr oft falsch negative oder gar keine Ergebnisse erhalten, weil die Eigenfluoreszenz der Extrakte die Metabolitenfluoreszenz {\"u}berlagerte. Quenching-Effekte traten bei den untersuchten Pflanzenextrakten weitaus h{\"a}ufiger auf als eine Eigenfluoreszenz. Aufgrund dieser Tatsachen k{\"o}nnen die Mikrotiterplatten-basierten Fluoreszenz-Methoden nur eingesetzt werden, wenn vorher gezeigt wurde, dass die Pflanzenextrakte bei allen Testkonzentrationen sowie bei verschiedenen Metabolitenkonzentrationen weder Quenching- noch Eigenfluoreszenz-Effekte zeigen. Ebenso wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass die bisher in Ver{\"o}ffentlichungen durchgef{\"u}hrten Kontrollinkubationen nur bedingt zur Kompensation von Quenching- und Eigenfluoreszenz-Effekten geeignet sind. Das Auftreten und Ausmaß der Quenching- und Eigenfluoreszenz-Effekte sind abh{\"a}ngig vom Inhibitor (Pflanzenextrakt), der Inhibitorkonzentration, dem Metaboliten und dessen Anregungs- und Emissionswellenl{\"a}nge sowie der Metabolitenkonzentration, die durch die enzymatische Umsetzung des Substrats und der inhibitorischen Aktivit{\"a}t des Inhibitors bestimmt wird. W{\"a}hrend der Inhibitor, die zu testenden Inhibitorkonzentrationen, der Metabolit sowie dessen Anregungs- und Emissionswellenl{\"a}nge eine feste Gr{\"o}ße darstellen, ist die Metabolitenkonzentration je nach inhibitorischer Aktivit{\"a}t des Inhibitors sehr unterschiedlich. D. h. letztendlich h{\"a}ngt das genaue Ausmaß der Eigenfluoreszenz- und Quenching-Effekte von der inhibitorischen Aktivit{\"a}t der Pflanzenextrakte ab. Es konnte gezeigt werden, dass je geringer die Metabolitenkonzentration ist, desto st{\"a}rker wird das Fluoreszenzsignal reduziert (Quenching) bzw. erh{\"o}ht (Eigenfluoreszenz). Eine sinnvolle Kontrollinkubation zur Kompensation von Quenching- und Eigenfluoreszenz-Effekten kann also gar nicht durchgef{\"u}hrt werden. Bei In-vitro-Untersuchungen zur Bestimmung der inhibitorischen Aktivit{\"a}t ist die Metabolitenkonzentration nicht bekannt und somit der Einfluss der Effekte nicht bestimmbar.},
  subject      = {In vitro},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2007,
  author    = {Sch{\"a}fer, Angelika Ingrid},
  title     = {Effekte von Bestandteilen und Metaboliten eines Rindenextraktes von Pinus maritima (Pycnogenol®) auf pathophysiologische Aspekte des metabolischen Syndroms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25066},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {In klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass Pycnogenol® aufgrund seiner antiinflammatorischen, antioxidativen, antihypertensiven und blutglucosesenkenden Eigenschaften Vorteile f{\"u}r Patienten mit Pr{\"a}diabetes oder Typ 2 Diabetes als Erg{\"a}nzung zur konventionellen antidiabetischen Medikation haben kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die bisher wenig erforschten molekularen Prozesse zu untersuchen und die f{\"u}r die beobachteten Effekte verantwortlichen Bestandteile bzw. Metabolite von Pycnogenol zu identifizieren. Oxidativer Stress spielt eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Diabetes und diabetischen Komplikationen. Die bekannten Bestandteile und Metabolite des Kiefernrindenextraktes Protocatechus{\"a}ure, Galluss{\"a}ure, Kaffees{\"a}ure und M1 zeigten in in vitro Assays ein st{\"a}rkeres antioxidatives Potential als Ascorbins{\"a}ure. Die perorale Einnahme des Extraktes {\"u}ber 5 Tage bewirkte bei 2 von 5 Probanden eine Verbesserung der antioxidativen Aktivit{\"a}t des Serums. Somit kann Pycnogenol dazu beitragen, das bei Diabetes-Patienten verminderte antioxidative Abwehrsystem zu st{\"a}rken. Entz{\"u}ndungsprozesse treten als Folge von Insulinresistenz, Hyperglyk{\"a}mie und Hyperlipid{\"a}mie auf. Daher wurde der Einfluss des Rindenextraktes auf die Sekretion von TNF-\&\#61537; und die Aktivit{\"a}t der COX-Enzyme getestet, die bei Diabetes erh{\"o}ht sind. Nach peroraler Einnahme von Pycnogenol war eine statistisch nicht signifikante Zunahme der TNF-\&\#61537; Sekretion in Zellkultur{\"u}berst{\"a}nden humaner Monocyten nach Inkubation mit Serumproben festzustellen. Die antiinflamma-torischen Effekte sind somit nicht durch die Reduktion der TNF-\&\#61537; Sekretion zu erkl{\"a}ren. Des Weiteren wurde ein moderater inhibitorischer Effekt auf die Aktivit{\"a}t von COX-1 und COX-2 ex vivo verzeichnet. Die unselektive Hemmung der Enzyme ist mit klassischen NSAIDs vergleichbar. Da bereits 30 min nach Einnahme des Extraktes ein Hemmeffekt auf die enzymatische Aktivit{\"a}t ex vivo zu erkennen war, konnte auf eine schnelle Bioverf{\"u}gbarkeit von biologisch aktiven Verbindungen aus Pycnogenol geschlossen werden. Die COX-Hemmung liefert somit eine partielle Erkl{\"a}rung f{\"u}r die in vivo beobachtete antiinflammatorische Aktivit{\"a}t und Hemmung der Thrombocytenaggregation durch den Extrakt. Chronische Hyperglyk{\"a}mie gilt als Leitbefund bei Diabetes mellitus. Es sind diverse Ansatzpunkte denkbar, um der Ursache Insulinresistenz entgegenzuwirken. Der Kiefernrindenextrakt erwies sich in vitro als 200-fach effektiver bei der Hemmung der \&\#61537;-Glucosidase als Acarbose. Dabei wurden die tetrameren und h{\"o}her oligomeren Procyanidine als aktive Substanzen identifiziert und die Reduktion der Enzymaktivit{\"a}t diesen zugeschrieben. Hierdurch kann eine Verlangsamung der Glucoseresorption und somit eine Vermeidung von postprandialen Glucosespitzen erzielt werden, wodurch die klinisch beobachtete antidiabetische Wirkung von Pycnogenol erkl{\"a}rt werden k{\"o}nnte. Des Weiteren wurde ein auf PPAR-\&\#61543; spezifischer ELISA entwickelt, da bisher PPAR-\&\#61543; nur indirekt durch Aktivit{\"a}tsmessung von Reportergenen bestimmt wurde. Die Inkubation von humanen Monocyten mit M1 bzw. Rosiglitazon in deren jeweiligen Plasmakonzentrationen bewirkte eine geringf{\"u}gige Zunahme der Konzentration des ligandenaktivierten und DNA-bindungsf{\"a}hig gemachten PPAR-\&\#61543; im Vergleich zu unbehandelten Zellen. Eine durch den Metaboliten M1 bewirkte Aktivierung von PPAR-\&\#61543;, die unter anderem zur Verbesserung der Sensitivit{\"a}t der Insulinrezeptoren f{\"u}hrt, konnte hier nicht eindeutig nachgewiesen werden. Eine reduzierte Expression von GLUT-4 auf der Zelloberfl{\"a}che ist an der Entstehung von Insulinresistenz beteiligt. Durchflusszytometrische Messungen zeigten, dass bei 24-st{\"u}ndiger Vorinkubation von Adipocyten Rosiglitazon wie auch M1 eine Zunahme der GLUT-4 Dichte im Vergleich zur Kontrolle bewirkten. M1 k{\"o}nnte somit durch Steigerung der Exocytose von GLUT-4 die Glucoseverwertung erh{\"o}hen und so die Blutglucosespiegel senken. Adipositas gilt als Risikofaktor f{\"u}r Diabetes mellitus und wird durch viele Antidiabetika beg{\"u}nstigt. Pycnogenol, (+)-Catechin, Ferulas{\"a}ure, Protocatechus{\"a}ure, (±)-Taxifolin, Fraktion I und M1 bewirkten in vitro eine Reduktion der intrazellul{\"a}ren Lipidakkumulation aufgrund der Hemmung der Adipogenese. Ob die im humanen Organismus erreichten Konzentrationen nach oraler Einnahme des Extraktes ausreichen, um die Adipocyten-Differenzierung signifikant zu hemmen, bleibt zu kl{\"a}ren. Die Ergebnisse der vorliegenden ex vivo und in vitro Untersuchungen liefern einen Ansatz zur Erkl{\"a}rung der beobachteten klinischen Effekte auf molekularer Ebene.},
  subject      = {Diabetes mellitus},
  language  = {de}
}