@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}
}
@phdthesis{Uhlenhut2012,
  author    = {Uhlenhut, Klaus},
  title     = {Effekte eines standardisierten Kiefernrindenextraktes und dessen Metabolit auf NO und NO-Synthasen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72102},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Um die Grundlagen f{\"u}r die in klinischen Studien beim Einsatz des standardisierten Kiefernrindenextraktes (Pycnogenol®) gefundenen Effekte auf einer mechanistischen zellul{\"a}ren Ebene aufzukl{\"a}ren, wurde in der hier vorliegenden Arbeit der Einfluss der Komponenten des Extraktes und dessen Metabolit M1 (chemisch benannt δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolacton bzw. 5 (3,4 Dihydroxybenzyl)dihydrofuran 2(3H) on) hinsichtlich der Wirkung auf Stickstoffmonoxid(= NO)-produzierende Systeme untersucht. NO ist an einer Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen in lebenden Organismen beteiligt. Im Menschen sind bislang drei NO-Synthasen bekannt: die induzierbare (iNOS), die hinsichtlich der Pathologie vor allem mit entz{\"u}ndlichen Vorg{\"a}ngen assoziiert wird, die endotheliale (eNOS), die bei Gef{\"a}ß- und Herzkreislauferkrankungen eine Rolle spielt, und die neuronale (nNOS), die mit der Ged{\"a}chtnisbildung, aber auch mit zytotoxischen Prozessen im Gehirn etwa bei Morbus Alzheimer oder der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird. Der nach peroraler Einnahme des Extraktes im Darm durch metabolisierende Kolonbakterien entstehende und darauf im Plasma erscheinende Metabolit M1, dem bei allen durchgef{\"u}hrten Untersuchungen besonderes Augenmerk zuteil wurde, zeigte eine starke konzentrationsabh{\"a}ngige Inhibierung der NO-Freisetzung der iNOS aus einer durch einen Entz{\"u}ndungsreiz stimulierten murinen Makrophagenzellkultur (IC50= 1,28 µg/mL). Im Vergleich mit Fraktion I des Kiefernrindenextraktes, die vor allem monomere Extraktbestandteile enth{\"a}lt, und Hydrocortison zeigte M1 zus{\"a}tzlich einen st{\"a}rkeren Hemmeffekt auf die NO-Freisetzung nach dem Entz{\"u}ndungsreiz. Die Zytotoxizit{\"a}t von M1 im Testsystem war dabei als gering einzustufen. Interessanterweise wurde neben den NO-Radikalf{\"a}ngereigenschaften von M1 auch ein deutlich hemmender konzentrationsabh{\"a}ngiger Effekt auf die iNOS-Proteinexpression gefunden (IC50= 3,78 µg/mL). Da die bislang im Plasma bestimmten M1-Konzentrationen deutlich geringer als die in Zellkulturversuchen wirksamen waren, wurde eine m{\"o}gliche Anreicherung von M1 in Gegenwart von Serumproteinen in humanen Endothelzellen, prim{\"a}ren Monozyten und murinen Makrophagen untersucht. Dabei wurde eine starke Bindung von M1 an die Zellen gezeigt und Hinweise f{\"u}r eine potentiell erleichterte Aufnahme von M1 durch membranst{\"a}ndige Transporter unter Einsatz eines Influx-Hemmers (Phloretin) gefunden. Zur Untersuchung der eNOS, die sehr geringe Mengen NO produziert, wurden neue methodische Ans{\"a}tze entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden zuvor unbekannte Fallstricke bei der Verwendung der Fluoreszenzsonde DAF-2 (4,5-Diaminofluorescein) zur NO-Detektion und dem Einsatz unterschiedlicher Detektionssysteme entdeckt. DAF-2 zeigte unter verschiedenen Bedingungen auch ohne extern zugegebene NO-Quelle und besonders beim Einfrieren/Auftauen unerwarteterweise eine Konversion zum korrespondierenden NO-Addukt (DAF-2T). Die eingesetzten monomeren Testsubstanzen ((+)-Catechin, (-)-Epicatechin, Resveratrol, M1) waren {\"u}ber die Testzeitr{\"a}ume deutlich instabil mit dynamischer Eigenfluoreszenz. Sowohl {\"u}ber kurze (≤ 45 min) als auch {\"u}ber l{\"a}ngere Zeitr{\"a}ume (14-20 h) wurde entsprechend der Redoxaktivit{\"a}t der eingesetzten Polyphenole eine konzentrationsabh{\"a}ngige scheinbar hemmende Wirkung auf die extrazellul{\"a}re NO-Freisetzung der eNOS gezeigt. Die eNOS-Proteinexpression blieb durch die verwendeten Monomere weitestgehend unbeeinflusst. Durch eine hohe Konzentration der Fraktion I des Kiefernrindenextraktes wurde eine Steigerung der eNOS-Proteinkonzentration in Endothelzellen gefunden, wobei zytotoxische Artefakte dabei nicht auszuschließen waren. Als kompetitive endogene Inhibitoren der NOS wurden in vivo in j{\"u}ngster Zeit methylierte Arginine (ADMA= asymmetrisches, SDMA= symmetrisches Dimethylarginin) entdeckt. In einer randomisierten, kontrollierten, doppelt-blinden klinischen Studie mit einem Cross-over Design am Universit{\"a}tsklinikum Z{\"u}rich mit 28 Patienten, die an einer koronaren Herzerkrankung litten, wurden die Plasmaspiegel methylierter Arginine vor und nach 8 w{\"o}chiger Einnahme des Kiefernrindenextraktes bestimmt. Es zeigte sich dabei trotz einer Verbesserung der flussinduzierten Gef{\"a}ßerweiterungskapazit{\"a}t (Flow-mediated dilation) und Verringerung der 15-F2t-Isoprostan-Plasmaspiegel keine signifikante Ver{\"a}nderung der Plasmakonzentrationen von ADMA, SDMA und ET-1 (Endothelin-1) durch die Einnahme des Extraktes. Die nNOS kommt vor allem im Gehirn, aber auch in Muskelzellen vor. Der Einsatz des Metaboliten M1 f{\"u}hrte zu keinen deutlichen Effekten auf die konstitutive nNOS-Expression in einem Rhabdomyosarkom(A-673)-Zellkulturmodell. Zur Beantwortung der Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass zur m{\"o}glichen Beeinflussung von (patho)-physiologischen zerebralen Prozessen Polyphenole in vivo das Gehirn erreichen, wurde erstmals ein in silico-Modell zur Vorhersage der Verteilung von ausgew{\"a}hlten polyphenolischen Substanzen zwischen Blut und Gehirn entwickelt. Damit wurde anschließend eine Reihenfolge mit logBB-Werten (logarithmierter Quotient aus Konzentration im Blut und im Gehirngewebe) geordnet nach einer entsprechend dem Modell wahrscheinlich h{\"o}heren Verteilung ins Gehirn f{\"u}r die untersuchten Substanzen berechnet: Protocatechus{\"a}ure < Quercetin < Cyanidin < (+) Catechin < (-)-Epicatechin < Phloretin < M1. Insgesamt schienen die untersuchten polyphenolischen Substanzen eher schwach bluthirnschrankeng{\"a}ngig zu sein. Der Metabolit M1 zeigte den h{\"o}chsten logBB-Wert und somit die h{\"o}chste Wahrscheinlichkeit der untersuchten Polyphenole, die Blut-Hirnschranke in vivo zu {\"u}berwinden. Im Kontext einer m{\"o}glichen Anwendung bei chronisch-entz{\"u}ndlichen Erkrankungen wurde zus{\"a}tzlich ein Extrakt aus der Frucht von Morinda citrifolia L. in einem prim{\"a}ren Monozyten-Zellkulturmodell auf seine Eigenschaften hin die Sekretion der Matrix-Metalloprotease-9 (MMP-9) aus Immunzellen nach einem Entz{\"u}ndungsreiz zu beeinflussen untersucht. Dabei zeigten die Extraktverd{\"u}nnungen deutliche konzentrationsabh{\"a}ngige Hemmeffekte um bis zu ~50 \% der maximalen MMP-9 Sekretion, die mit dem Einsatz von Hydrocortison vergleichbar waren. Somit konnten in der vorliegenden Arbeit neue Beitr{\"a}ge zur Wirkungsweise der untersuchten Pflanzenextrakte und vor allem zum Verst{\"a}ndnis der m{\"o}glichen Effekte von Polyphenolen auf physiologisch relevante NO-Systeme sowie zur methodischen Wissenserweiterung der komplexen NO-Analytik geleistet werden.},
  subject      = {Stickstoffmonoxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Glaser2015,
  author    = {Glaser, Jan},
  title     = {Antileishmanial compounds from Nature - Elucidation of the active principles of an extract from Valeriana wallichii rhizomes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129140},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {This study is dealing with the bioactivity-guided fractionation of a chloroform extract from pulverized rhizomes of Valeriana wallichii with focus on isolation and structure elucidation of the antileishmanial active principles.},
  subject      = {Leishmaniose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Grimm2005,
  author    = {Grimm, Tanja},
  title     = {Antiinflammatorische Wirkungen und Pharmakokinetik eines standardisierten Kiefernrindenextraktes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14879},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig die Hemmung des induzierten Abbaus von Matrixproteinen sowie von Gelatine durch Matrixmetalloproteinasen mithilfe des Kiefernrindenextraktes Pycnogenol, einer Auswahl seiner Inhaltsstoffe und seiner Metabolite d-(3,4-Dihydroxyphenyl)-g-valerolacton (M1) und d-(3-Methoxy-4-hydroxyphenyl)-g-valerolacton (M2) untersucht. Beide Metabolite zeigten eine signifikante Hemmwirkung und lagen in der Effektivit{\"a}t ihrer Hemmung auf einer µg/ml-Basis immer leicht {\"u}ber der des Gesamtextraktes. Um die in Frage kommenden Mechanismen der Hemmwirkung gegen{\"u}ber Matrixmetalloproteinasen aufzukl{\"a}ren, wurde die Bindung des Gesamtextraktes an Hautpulver, sowie an die Matrixproteine Collagen und Elastin untersucht. Es wurde ein Schutz der Substrate vor enzymatischer Degradierung durch MMPs infolge einer Adsorption der Procyanidine abgeleitet. Die Metabolite M1 und M2 schienen auf Grund eines anderen Mechanismus die Aktivit{\"a}t der MMPs zu hemmen. Es konnte gezeigt werden, dass die Hemmwirkung der untersuchten Inhibitoren auf MMP-9 nach Zinkzusatz vollst{\"a}ndig aufgehoben wurde. Daher konnte eine direkte Interaktion von beiden Metaboliten auf das Zinkatom des aktiven Zentrums angenommen werden. Die Wirkungen der Metabolite M1 und M2 wurden anschließend auf zellul{\"a}rer Ebene untersucht. Es wurde getestet, ob sie einen Einfluss auf die Sekretion von MMP-9 aus bakteriellen Lipopolysaccharid (LPS)-stimulierten Monocyten hatten. Als Positivkontrolle wurden antiinflammatorisch wirkenden PPAR-Agonisten, sowie das endogene Glucocorticoid Hydrocortison eingesetzt, deren Hemmwirkung auf die MMP-9-Freisetzung gut belegt war. Die PPAR-Agonisten waren in Bezug auf die MMP-9-Sekretion die wirksamsten Inhibitoren. Mit einer bemerkenswert niedrigen IC50 waren die beiden Metabolite M1 und M2 in ihrer Wirkung equipotent. Im Vergleich zu Hydrocortison konnte sogar gezeigt werden, dass beide Metabolite potentere Inhibitoren darstellten als das k{\"o}rpereigene antiinflammatorisch wirksame Glucocorticoid. In pharmakokinetischen Untersuchungen wurden Plasmaproben von Probanden nach Einmal- (n = 11) und Mehrfach- (n = 5) Einnahme von 300 bzw. 200 mg Pycnogenol mithilfe der HPLC vermessen. Durch diese Untersuchungen sollte festgestellt werden, ob eine Absorption von Extraktbestandteilen, sowie Metabolisierungsreaktionen im K{\"o}rper stattfinden. Es konnten in den Proben der meisten Probanden erstmalig im Plasma sowohl Extraktbestandteile als auch der Metabolit M1 nachgewiesen werden. Daneben konnten zehn bislang unbekannte Substanzen detektiert werden, die in weiterf{\"u}hrenden Arbeiten noch identifiziert werden m{\"u}ssen. Es wurde eine große interindividuelle Variabilit{\"a}t sowohl im Grad der Konjugation als auch bei den im Plasma vorliegenden Konzentrationen der einzelnen Substanzen festgestellt. Nach Einmalgabe des Extraktes wurden verschiedene Gruppen von Substanzen mit fr{\"u}hen, mittleren, sp{\"a}ten und interindividuell sehr variablen Plasmaspiegelmaxima nachgewiesen. Es konnten erstmalig nach Pycnogenol-Einnahme pharmakokinetische Parameter der bekannten und im Gesamtextrakt quantifizierbaren Verbindungen errechnet werden. Nachfolgend wurde in den Plasmaproben der Probanden nach Pycnogenol-Einnahme nachgewiesen, dass Wirksubstanzen in Konzentrationen vorhanden waren, die tats{\"a}chlich pharmakodynamische Effekte erzielen konnten. Dazu wurde ein neues Versuchskonzept erstellt, bei dem die Hemmung der MMP-9-Sekretion auf zellul{\"a}rer Ebene mit den Plasmaproben der Studienteilnehmer vor und nach Pycnogenol-Einnahme ex vivo untersucht wurde. Nach Mehrfachgabe bewirkten die verd{\"u}nnten Plasmaproben der Probanden eine signifikant verminderte MMP-9-Sekretion um im Mittel 25 \%. Plasmaproben nach einmaliger Einnahme von 300 mg Pycnogenol riefen schon 30 Minuten nach Extrakt-Einnahme eine Hemmung der MMP-9-Sekretion hervor. Diese Hemmung war bis 14 Stunden nach der Einnahme nachzuweisen. Einen wichtigen Transkriptionsfaktor im Entz{\"u}ndungsgeschehen stellt NF-kB dar. Stimuliert durch verschiedene Agenzien f{\"u}hrt NF-kB u.a. zur Induktion von MMP-9. Nach Mehrfachgabe konnte in ex vivo Versuchen mit den Plasmaproben der Studienteilnehmer nach Inkubation mit stimulierten Monocyten eine etwa 15 \%ige Hemmung der NF-kB-Aktivierung gezeigt werden. Es konnte am Beispiel von MMP-9 und NF-kB erstmalig gezeigt werden, dass nach Einnahme von Pycnogenol auch in vivo Konzentrationen an Metaboliten bzw. Bestandteilen erreicht werden, die ex vivo in der Lage waren, pharmakodynamische Effekte zu erzielen. Bislang konnte jedoch keine Zuordnung der pharmakokinetisch identifizierten Verbindungen zu den pharmakodynamischen Effekten erfolgen. Die umfassenden in vitro, ex vivo und in vivo Untersuchungen von Bestandteilen und/oder Metaboliten des Pycnogenol-Extraktes in der vorliegenden Arbeit leisten auf molekularer und auf zellul{\"a}rer Ebene einen grundlegenden Beitrag zum Verst{\"a}ndnis der klinischen antiinflammatorischen Effekte des Kiefernrindenextraktes.},
  subject      = {Strandkiefer},
  language  = {de}
}