Tee-Polyphenole und ihre kardiovaskulären Effekte

Effekte von Tee und isolierten Tee-Substanzen auf NO-Produktion und Endothelfunktion

Verbesserung der Endothelfunktion durch das Tee-Polyphenol Epigallocatechin-Gallate (EGCG)

Monozentrische, randomisierte, placebokontrollierte, 4-armige, cross-over Studie zur Evaluation der Wirkung von EGCG auf die Endothelfunktion bei gesunden Probanden

Projektleitung: Dr. rer. nat. Mario Lorenz

Förderung: Friede Springer Herz Stiftung, 2011-2013

Atherosklerotische Erkrankungen wie die koronare Herzkrankheit stehen an erster Stelle der Todesursachen in Deutschland. Störungen der Gefäßfunktion, vor allem der Gefäßinnenwand (Endothelfunktion), sind ein sehr frühes Ereignis in der Pathogenese der Atherosklerose. Eine Vielzahl von epidemiologischen und experimentellen Untersuchungen beschreibt, dass der Konsum von Tee mit protektiven antiatherogenen Effekten einhergeht. So konnte gezeigt werden, dass steigender Tee-Konsum das Risiko von Herzkreislauferkrankungen senkt und auch mit einer geringeren Progression der Atherosklerose verbunden ist. Dabei greifen Tee-Polyphenole in eine Vielzahl von zellulären Prozessen und Signalwegen ein. Es ist aber noch nicht geklärt, welche Inhaltsstoffe des Tees in vivo für seine biologischen Wirkungen verantwortlich sind. EGCG ist das mengenmäßig wichtigste Polyphenol im grünen Tee. Ob es allerdings die präventiven Effekte beim Menschen vermittelt, ist nicht bewiesen. In diesem Projekt wollen wir die Effekte von EGCG in Form von Grünem Tee als Getränk, als Tee-Extrakt oder als isolierte Reinsubstanz auf eine Verbesserung der Endothelfunktion beim Menschen untersuchen. Dabei erhoffen wir uns einen Aufschluss darüber, ob EGCG als Reinsubstanz vergleichbare biologische Wirkungen wie Teekonsum aufweist. Durch ein  besseres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen der protektiven Effekte von Tee und Teeinhaltsstoffen kann ein wichtiger Beitrag zur Aufklärung präventiver Strategien im Kampf gegen kardiovaskuläre Erkrankungen erbracht werden.

Effekte von Polyphenolen auf Herzmuskelzellen im oxidativen Stress-Modell

Projektleitung: Dr. med. Henryk Dreger

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind reaktionsfreudige Moleküle, wie z.B. Wasserstoffperoxid und Superoxidanionen, die im Rahmen zahlreicher — physiologischer und pathologischer — Prozesse entstehen. Unter physiologischen Bedingungen werden sie durch eine Reihe zellulärer Enzyme, z.B. Katalase, Superoxiddismutase und Hämoxygenase-1, abgebaut. Im Rahmen pathologischer Prozesse wie dem Ischämie-Reperfusions-Schaden nach einem Herzinfarkt werden jedoch große Mengen ROS freigesetzt, die die zellulären Abwehrmechanismen überlasten. Hohe ROS-Konzentrationen schädigen in der Folge Proteine, Membranen sowie DNA-Stränge — man spricht von oxidativem Stress.

Im Rahmen eines oxidativen Stress-Modells untersuchten wir die Wirkung der Teepolyphenole EGCG und TF3 auf Kardiomyozyten. Dabei zeigte sich ein deutlicher, jedoch nur kurz anhaltender Schutz vor Wasserstoffperoxid-vermitteltem oxidativen Stress in den mit Polyphenolen vorbehandelten Zellen. Weitere Experimente führten diesen protektiven Effekt auf eine direkte antioxidative Wirkung der Polyphenole ("ROS scavenging") zurück.

Publikationen zum Thema

• Grelle G, Otto A, Lorenz M, Frank RF, Wanker EE, Bieschke J. Black tea theaflavins inhibit formation of toxic amyloid-ß and a-synuclein fibrils. Biochemistry. 2011;50:10624-10636.
• Lorenz M, Stangl K, Stangl V. Vascular effects of tea are suppressed by soy milk. Atherosclerosis 2009;206:31-32.
• Zimmermann BF, Papagiannopoulos M, Brachmann S, Lorenz M, Stangl V, Galensa R. A shortcut from plasma to chromatographic analysis: Straightforward and fast sample preparation for analysis of green tea catechins in human plasma. J Chromatogr B 2009; 877:823-826
• Lorenz M, Urban J, Engelhardt U, Baumann G, Stangl K, Stangl V. Green and black tea are equally potent stimuli of NO production and vasodilation: new insights into tea ingredients involved. Basic Res. Cardiol. 2009; 104:100-110
• Lorenz M, Hellige N, Rieder P, Kinkel HT, Trimpert C, Staudt A, Felix SB, Baumann G, Stangl K, Stangl V. Positive inotropic effects of epigallocatechin-3-gallate (EGCG) involve activation of Na+/H+ and Na+/Ca2+ exchangers. Eur. J. Heart Fail. 2008;10:439-445
• Jochmann N, Lorenz M, Krosigk A, Martus P, Böhm V, Baumann G, Stangl K, Stangl V. The efficacy of black tea in ameliorating endothelial function is equivalent to that of green tea. Br. J. Nutr. 2008;99:863-868
• Dreger H, Lorenz M, Kehrer A, Baumann G, Stangl K, Stangl V. Characteristics of catechin- and theaflavin-mediated cardioprotection. Exp. Biol. Med. (Maywood) 2008;233:427-433
• Lorenz M, Jochmann N, von Krosigk A, Martus P, Baumann G, Stangl K, Stangl V. Addition of milk prevents vascular protective effects of tea. Eur. Heart J. 2007;28:219-223
• Stangl V, Dreger H, Stangl K, Lorenz M. Molecular targets of tea polyphenols in the cardiovascular system. Cardiovasc. Res. 2007;73:348-358
• Stangl V, Lorenz M, Stangl K. The role of tea and tea flavonoids in cardiovascular health. Mol. Nutr. Food Res. 2006;50:218-228
• Lorenz M, Wessler S, Follmann E, Michaelis W, Dusterhoft T, Baumann G, Stangl K, Stangl V. A constituent of green tea, epigallocatechin-3-gallate, activates endothelial nitric oxide synthase by a phosphatidylinositol-3-OH-kinase-, cAMP-dependent protein kinase-, and Akt-dependent pathway and leads to endothelial-dependent vasorelaxation. J. Biol. Chem. 2004;279:6190-6195
• Ludwig A, Lorenz M, Grimbo N, Steinle F, Meiners S, Bartsch C, Stangl K, Baumann G, Stangl V. The tea flavonoid epigallocatechin-3-gallate reduces cytokine-induced VCAM-1 expression and monocyte adhesion to endothelial cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004;316:659-665