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Bibliografische Informationen

Titel

Kombination von Alpha-Ketoglutarat und 5-HMF hemmt die Protein Carbonyl Bildung von reaktiven Sauerstoff - und Stickstoff-Spezies unter Einfluss von Zigarettenrauch

Kurzfassung

Unter der Einwirkung von Zigarettenrauch auf menschliches Plasma kommt es zur Bildung von oxidativem Stress und Peroxynitrit, wobei dieses eines der potentesten oxidierenden und nitrierenden Reagenzien darstellt, welches durch Zigarettenrauch gebildet wird. Reaktive Spezies sind in der Lage oxidative Veränderungen an Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und DNA auszulösen und voranzutreiben, was zu vielfältigen Erkrankungen, wie degenerativen Lungen- und Herzerkrankungen, so zum Beispiel zu Bronchitis, COPD, Emphysem, Herzinfarkt und chronischer Entzündung führen kann, bis hin zu Lungenkrebs und anderen bösartigen Erkrankungen. Im Laufe dieser Diplomarbeit sollte die Frage geklärt werden, ob durch den Einsatz von alpha-ketoglutarat (AKG) und 5-HMF die oxidative Schädigung von Proteinen durch Zigarettenrauch reduziert wird und ob diese Substanzen in der Lage sind die schädliche Wirkung von Peroxynitrit zu neutralisieren. Von besonderem Interesse war die Frage, ob diesen Substanzen ein höheres antioxidatives Potential als Vitamin C zuzuschreiben ist.

Methoden: Um das Ausmaß der oxidativen Schädigung von Proteinen festzustellen, wurden photometrische Messungen von Carbonylproteinen durchgeführt. Im ersten Schritt wurde die Reduktion von Carbonylproteinen durch Kombination von alpha-ketoglutarat und 5-HMF und die Reduktion von Carbonylproteinen durch Vitamin C im Vergleich zu einer BSA-Kontrollösung durchgeführt. Es wurden Konzentrationen von 0.568 mmol verwendet. Im zweiten Schritt wurde die inhibierende Wirkung auf die Carbonylproteinbildung der einzelnen Substanzen allein (alpha-ketoglutarat, Vitamin C, 5-HMF) und im Vergleich zu einander gemessen, wobei unterschiedliche Konzentrationen verwendet wurden (0.284 mmol, 0.426 mmol, 0.568 mmol). Um die Frage zu beantworten, ob alpha-ketoglutarat, 5-HMF und Vitamin C fähig sind das schädliche Peroxynitrit abzufangen, wurden Chemilumineszenzmessungen durchgeführt. Die Effekte verschiedener Konzentrationen von AKG, 5-HMF und Vitamin C (0.16mM, 0.8mM, 4mM, 20mM, 200mM) auf die durch ONNO- verursachte Oxidation von Luminol bei der Chemilumineszenz wurde untersucht. Die Resultate wurden statistisch analysiert und grafisch dargestellt.

Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen in Bezug auf die Reduktion der Carbonylproteinbildung, konnte nicht nur gezeigt werden, dass die Kombination aus AKG und 5-HMF den stärksten inhibierenden Effekt auf die Carbonylproteinbildung hatte, sondern auch, dass es der Wirkung von Vitamin C klar überlegen war. Im Rahmen des Vergleichs der antioxidativen Potenz der einzelnen Substanzen untereinander, stellte sich heraus, dass auch hier AKG dem Vitamin C überlegen war, wobei 5-HMF die schwächste inhibierende Wirkung auf die Carbonylproteinbildung hatte. Durch Analyse der inhibierenden Effekte der untersuchten Verbindungen auf die Luminolreaktion, konnte gezeigt werden, dass Vitamin C im Vergleich zu AKG und 5-HMF das stärkste antioxidative Potential hatte. Das zweitstärkste antioxidative Potential konnte alpha-ketoglutarat zugeschrieben werden, wobei auch hier 5-HMF von allen drei Substanzen das schwächste antioxidative Potential entwickelte.

Oxidativer Stress spielt bei der Entstehung vieler Erkrankungen eine wichtige Rolle. In der Prävention und Behandlungen zahlreicher Erkrankungen besteht der Bedarf an multimodalen Konzepten, wie etwa durch die Reduktion von oxidativem Stress. Die im Rahmen dieser Diplomarbeit gefundenen Daten belegen eine Abschwächung der Radikalwirkung durch AKG und 5-HMF und untermauern die Hypothese, dass eine Reduktion, des durch Rauchen verursachten oxidativen Stresses, erreicht werden kann. Die Reduktion von oxidativem Stress durch die Nutzung von alpha-ketoglutarat und 5-HMF könnte einen weiteren multimodalen Schritt in der Prävention und Behandlung von Erkrankungen darstellen, bei denen oxidativer Stress beteiligt oder verursachend ist.

Schlagwörter

Oxidativer Stress, Antioxidantien, Reaktive Sauerstoff- und Stickstoff-Spezies

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2014

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