Stuttgart in Yasni Exposé of Martin Gayer

Aus dem Institut für Tierernährung und Stoffwechselphysiologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit und intestinalen Absorption von Quercetin und Quercetinglykosiden Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Agrar- und Ernährungswissenschaftlichen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel vorgelegt von Sandra Landgraf Apothekerin aus Rendsburg Kiel 2003 Gedruckt mit Genehmigung der Agrar- und Ernährungswissenschaftlichen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Dekan: Prof. Dr. F. Taube Erster Berichterstatter: Prof. Dr. S. Wolffram Zweiter Bericherstatter: Prof. Dr. E. Wisker Tag der mündlichen Prüfung: 06. November 2003 Auszug: 2.3 Wirkungen von Flavonoiden im menschlichen und tierischen Organismus 2.3.1 Epidemiologische Studien zum Präventionspotential von Flavonoiden Es ist seit langem bekannt, dass Nahrungsmittel pflanzlichen Ursprungs z. T. einen hohen Gehalt an antioxidativ wirksamen Substanzen enthalten, die das Risiko für das Auftreten sogenannter „Free Radical Diseases“, wie z. B. Arteriosklerose und damit verbundenen Herzkreislauferkrankungen oder bestimmter Tumorformen, möglicherweise reduzieren (BLOCK et al. 1992, GREY 1995, KROMHOUT 1999, PIETTA 2000). Obwohl eine Wirkung von Flavonoiden bei der Prävention von mit oxidativem Stress in Zusammenhang stehenden Herzkreislauferkrankungen noch nicht eindeutig belegt ist, weist die Mehrzahl der epidemiologischen Studien auf eine negative Korrelation zwischen der Häufigkeit des Auftretens dieser Erkrankungen und der Flavonoidaufnahme hin (HIRVONEN 2001, HERTOG et al. 1998, KELI et al. 1996, KNEKT et al. 1996, RIMM et al. 1996, YOCHUM et al. 1999, GELEIJNSE et al. 1999, 2002). Als Flavonoidquellen dienten hauptsachlich Obst, Gemüse, Rotwein und Tee. Dabei wurde vor allem eine reduzierte Mortalitätsrate und weniger eine verringerte Morbiditätsrate beobachtet. Im Unterschied dazu ist ein Zusammenhang zwischen Flavonoidaufnahme und dem Verlauf bzw. der Entstehung von Tumorerkrankungen weniger klar. Nur eine Studie zeigte eine inverse Korrelation von Flavonoidaufnahme und Lungenkrebs (KNEKT et al., 1997). Abweichend von den oben zitierten Untersuchungen erbrachte eine weitere von HERTOG et al. (1997) durchgeführte epidemiologische Studie ein erhöhtes Mortalitätsrisiko durch Herzkreislauferkrankungen mit steigendem Teekonsum. In Tabelle 3 sind die genannten epidemiologischen Studien zusammengestellt. 2 Literaturübersicht 12 Tabelle 3: Zusammenfassung prospektiver epidemiologischer Studien zur Aufnahme von Flavonolen und Flavonen und dem Mortalitätsrisiko für Herzinfarkt und Schlaganfall. Population Alter (Jahre) Beobachtungszeitraum (Jahre) Relatives Risiko1) (95% Konfidenzintervall) Zutphen Elderly Study, Niederlande, 805 Männer, Herzinfarkt (Hertog et al. 1993) 65-84 5 0,32 (0,15-0,71) Zutphen Elderly Study, Niederlande, 552 Männer, Schlaganfall (Keli et al. 1996) 50-69 15 0,27 (0,11-0,7) Finnish Mobile Clinic Health Examination Survey, Finnland, 5133 Männer und Frauen (Knekt et al. 1996) 30-69 20 Frauen: 0,73 (0,41-1,32) Männer: 0,67 (0,44-0,87) Iowa Womens Health Study, USA, 34492 Frauen, Herzinfarkt (Yochum et al. 1999) Postmenopause 10 0,62 (0,44-0,87) Health Professionals Study, USA, 34789, Männer, Herzinfarkt (Rimm et al. 1996) 40-75 6 1,082) (0,81-1,43) Caerphilly Study, Wales, 1900, Männer, Herzinfarkt (Hertog et al. 1997) 49-59 14 1,6 (0,9-2,9) Alpha-Tocopherol, Beta- Carotene Cancer Prevention Study, Finnland, 25372 Raucher (Hirvonen et al. 2001) 50-69 6 0,89 (0,71-1,11) 0,773) (0,64-0,93) Ro tterdam Study, Niederlande, 4807, Männer und Frauen, Herzinfarkt (Geleijnse et al. 2002) ≥ 55 6 0,35 (0,13-0,98) 1)Relatives Risiko der Gruppe mit der höchsten gegenüber der mit der niedrigsten Flavonoidaufnahme 2)tödlich und nicht tödlich verlaufende Herzinfarkte 3)nicht tödlich verlaufender Herzinfarkt 2 Literaturübersicht 13 2.3.2 Antioxidative Eigenschaften von Flavonoiden Die Diskussion über die genannten gesundheitsfördernden bzw. präventiven Wirkungen von Flavonoiden, mit Ausnahme der v. a. für die Isoflavone gezeigten östrogenen bzw. antiöstrogenen Wirkungen, konzentrierten sich hauptsächlich auf das antioxidative Potential polyphenolischer Verbindungen. Dem Gleichgewicht zwischen (pro)oxidativen und antioxidativen Prozessen scheint im Stoffwechsel eine Schlüsselrolle zuzukommen (AW 1999). Störungen dieses Gleichgewichts werden mit einer Vielzahl von Stoffwechselstörungen bzw. Krankheitskomplexen in Zusammenhang gebracht, wobei in erster Linie degenerative Erkrankungen, wie Herzkreislauferkrankungen, Krebs, Alzheimer, aber auch chronische und akute Entzündungsprozesse zu nennen sind (ARUOMA 1999, BEHL & MOOSMANN 2003). Im oxidativen Stoffwechsel eukaryontischer Zellen können an verschiedenen Stellen Sauerstoffradikale und andere hochreaktive Sauerstoff- bzw. Stickstoffverbindungen, wie z. B. Hydroxyl- und Superoxidradikale oder Peroxynitrit, entstehen, die zusammen als reaktive Sauerstoff- bzw. Stickstoffverbindungen (ROS bzw. RNS) bezeichnet werden (KHAN & WILSON 1995, JI & LEICHTENWEIS 1997, CHANDRA et al. 2000). Entstehende ROS werden durch zelleigene antioxidative Abwehrmechanismen deaktiviert, zu denen enzymatische Systeme, darunter u. a. Superoxid-Dismutasen, Katalase, Glutathion-Peroxidasen sowie nicht enzymatische Systeme wie z. B. Glutathion, α- Tocopherol und Ascorbat gehören (JI & LEICHTWEIS 1997, CHANDRA et al. 2000, FINKEL & HOLBROOK 2000). Bei einem Übergewicht prooxidativer Prozesse (= oxidativer Stress) kann es zu oxidativen Schädigungen von Proteinen, Membranlipiden, DNA sowie Kohlenhydraten kommen. Die oben genannten Krankheitskomplexe scheinen mit oxidativem Stress einherzugehen (BÖHM et al. 1998, ARUOMA 1999). So belegen z. B. eine Vielzahl von In vitro-Studien, dass eine Hemmung der Oxidation von Low-Density-Lipoproteinen einen präventiven Effekt auf die Entstehung von Herzkreislauferkrankungen haben kann (FRANKEL et al. 1993, AVIRAM & FUHRMANN 1998, DA SILVA et al. 2000, CHOPRA et al. 2000). Oxidierte Low-Density- Lipoproteine spielen nach dem heutigen Kenntnissstand eine Schlüsselrolle bei der Pathogenese ateriosklerotischer Veränderungen. 2 Literaturübersicht 14 Bezüglich des antioxidativen Effektes von Flavonoiden werden verschiedene Wirkungsmechanismen diskutiert, die bisher fast ausschließlich in vitro gezeigt wurden. Zum einen wirken Flavonoide als Radikalfänger. Sie können aufgrund ihres geringeren Redoxpotentials reaktive Sauerstoffverbindungen reduzieren, wobei sie ein Elektron aus einer phenolischen OH-Gruppe auf das Radikal übertragen, so dass dieses seine hohe Reaktivität verliert (WISEMAN et al. 1997, BORS et al. 1998, PIETTA 2000). Das Flavonoid selbst wird dabei zum Radikal, welches aber im Vergleich zu Sauerstoffradikalen relativ reaktionsträge ist (BORS et al. 1997, PIETTA 2000). Es kann mit weiteren Radikalen reagieren und in eine stabile Chinonstruktur übergehen (PIETTA 2000, PANNALA et al. 2001). Die Fähigkeit von Flavonoiden, an Ein-ElektronenÜbergängen teilzunehmen, beruht auf ihrer spezifischen chemischen Struktur. Von besonderer Bedeutung scheint neben den 3’- und 4’-OH-Gruppen am Ring B die Anwesenheit der 2,3-Doppelbindung in Verbindung mit einer 4-Oxogruppe im Ring C zu sein, welche eine Elektronendelokalisation über das gesamte Ringsystem und damit eine Stabilisierung des Radikals ermöglicht. Eine zusätzliche Hydroxygruppe am C3- Atom am Ring C erhöht ebenfalls die Stabilität des Flavonoidradikals und somit die antioxidative Kapazität des Flavonoids (BORS et 1992, PIETTA 2000). Des Weiteren bewirkt die 3-Hydroxygruppe, dass die drei Ringe eines Flavonoids in einer Ebene liegen, was sich ebenfalls positiv auf das antioxidative Potential auswirkt, da eine nicht planare Anordung möglicherweise zu sterischen Behinderungen führt (VAN ACKER et al. 1996). Die genannten chemischen Strukturmerkmale treffen insbesondere auf die Gruppe der Flavonole zu und erklären das im Vergleich zu anderen Flavonoiden hohe antioxidative Potential (JOVANOVIC et al. 1996, PIETTA 2000). Zum anderen vermögen Flavonoide freie Metallionen zu komplexieren und dadurch die Metallionen in ihrer Eigenschaft als Prooxidantien zu inaktivieren, wobei Flavonole aufgrund ihrer Struktur besonders stabile Chelatkomplexe bilden (KANDASWAMI & MIDDLETON 1994, FERRALI et al. 1997, PIETTA 2000). Außerdem hemmen Flavonoide verschiedene Enzyme, die an der Bildung von ROS beteiligt sind, wie z. B. die Xanthinoxidase, NADH-Oxidase, Cyclooxygenase und Lipoxygenase (PIETTA 2000, BÖHM et al. 1998, KANDASWAMI & MIDDLETON 1994). Des Weiteren zeigen mehrere Untersuchungen, dass insbesondere Flavonole, Flavanole sowie Anthocyanidine unter den gegebenen In vitro- Testbedingungen effektivere Antioxidantien als das wasserlösliche Vitamin E-Analog 2 Literaturübersicht 15 Trolox und als Vitamin C sind (BORS et al 1995, CAO et al. 1997, WISEMANN et al. 1997, PIETTA 2000). Flavonoide könnten auch bei der Regeneration wichtiger etablierter Antioxidantien wie Vitamin C und Vitamin E eine Rolle spielen (KANDASWAMI & MIDDLETON 1994, BORS et al. 1995, MIURA et al. 2000, PIETTA 2000). Da das Redoxverhalten von Flavonoiden bzw. Antioxidantien im Allgemeinen stark von den gewählten Versuchsbedingungen (z. B. pH-Wert, lipophiles oder hydrophiles Versuchsmedium, effektive Konzentration, Redoxpotential des Reaktionspartners) abhängt, sind die Erkenntnisse aus den In vitro-Versuchen nicht ohne Weiteres auf die In vivo-Situation übertragbar. Kritisch anzumerken ist außerdem, dass die meisten Versuche mit den Flavonoidaglyka und nicht mit den hauptsächlich in der Natur vorkommenden Glykosiden bzw. den in vivo im Organismus zirkulierenden Konjugaten durchgeführt wurden. Zum Beispiel haben bisher nur wenige Studien eine antioxidative Wirkung von Quercetinkonjugaten, wie z. B. Quercetinglukuroniden, wie sie nach oraler Aufnahme von Quercetinaglykon im Plasma zu finden sind, nachgewiesen. Erst in neueren Studien wurden auch Quercetinglukuronide untersucht, wie z. B. von TERAO et al. (2001). Sie zeigten, dass nicht nur Quercetin, sondern auch Quercetin-3-glukuronid den Verbrauch bestimmter Antioxidantien, wie β-Carotin und α-Tocopherol, in Low-Density-Lipoproteinen verringerten. Daneben existieren Ex vivo- Versuche, die den Einfluss von Quercetin auf die Lipidperoxidation nach In vivo- Applikation der Flavonoide untersuchen (DA SILVA et al. 1998, MANACH et al. 1998). Somit ist eine abschließende Bewertung der antioxidativen Effekte von Flavonoiden in vivo derzeit nicht möglich. An dieser Stelle sei erwähnt, dass in einigen Untersuchungen auch prooxidative Effekte von Flavonoiden gezeigt wurden (SAHU & GRAY 1996, BÖHM et al. 1998, SKIBOLA & SMITH 2000, AWAD et al. 2002), auf die aber im Rahmen dieser Arbeit nicht näher eingegangen werden kann. 2.3.3 Wirkung von Flavonoiden auf Enzyme, Signaltransduktion und Genexpression Seit einiger Zeit ist bekannt, dass ROS nicht nur schädigende Wirkungen besitzen, sondern auch wichtige regulatorische Funktionen bei verschiedenen Signaltransduktionswegen einnehmen und direkt an der Regulation von Transkriptionsfaktoren 2 Literaturübersicht 16 beteiligt sind (KHAN & WILSON 1995, JACKSON et al. 1998, FINKEL & HOLBROOK 2000). Die Beeinflussung des intrazellulären Stoffwechsels durch ROS spielt z. T. eine bedeutende Rolle bei den oben erwähnten Erkrankungen (SEN & PACKER 1996, CHOPRA & THURNHAM 1999, BEHL & MOOSMANN 2002). Da Flavonoide aufgrund ihrer oben genannten antioxidativen Wirkungen den Redoxstatus der Zelle beeinflussen können, haben sie somit indirekt Einfluss auf die regulatorischen Funktionen der ROS und damit letztlich auf die Genexpression (JACKSON et al. 1998, FINKEL & HOLBROOK 2000, AW 1999, SEN & PACKER, 1996). Neben der indirekten Beeinflussung der Genexpression beeinflussen Flavonoide aber auch direkt Transkriptionsfaktoren bzw. Signaltransduktionswege. Im Allgemeinen führt eine erhöhte Konzentration freier Radikale zu einer Aktivierung bestimmter Faktoren von Signalkaskaden, wie z. B. Proteinkinasen und Proteinphosphatasen. Am Ende solcher Signaltransduktionswege stehen Transkriptionsfaktoren, die nach Aktivierung an die Promotorregion von Zielgenen binden und die Transkription beeinflussen. Der letzte Schritt, die Bindung des Transkriptionsfaktors an die DNA, kann auch direkt durch ROS beeinflusst werden (JACKSON et al. 1998). Zu den näher untersuchten redox-sensitiven Transkriptionsfaktoren bzw. Faktoren von Signalkaskaden gehören Nuclear-Factor-Kappa-B (NFκB), Aktivator-Protein 1 (AP-1), p53, Hitze-Schock-Faktoren (HSF) sowie Extrazelluläre Signal-regulierte Kinase (ERK), c-Jun-Amino-terminale Kinsae (JNK) und p38- mitogen-aktivierte Proteinkinase (p38-MAPK). Sie alle sind an der Induktion von Genen beteiligt, die v. a. im Zusammenhang mit Zellproliferation, Differenzierung, Apoptosis und Alterung stehen (JACKSON et al. 1998, Finkel 1998, FINKEL & HOLBROOK 2000). Es wurde mehrfach gezeigt, dass Flavonoide, darunter Quercetin, einen inhibitorischen Effekt auf den Transkriptionsfaktor NFκB besitzen (SEN & PACKER 1996, YOUDIM et al. 2002). Quercetin vermag außerdem verschiedene mitogenaktivierte Proteinkinasen (MAPK) zu hemmen (ISHIKAWA & KITAMURA 2000, YOUDIM et al. 2002, KONG et al. 2000, 2001,). Auch in diesem Themenbereich werden in jüngerer Zeit vermehrt die in vivo vorkommenden Quercetinmetabolite bzw. Konjugate untersucht. YOSHIZUMI et al. (2002) wiesen nach, dass auch Quercetin-3-Glukuronid die durch Angiotensin II induzierte Aktivierung der JNK bzw. Anreicherung von AP-1 inhibierte. Der Einfluss von Quercetin auf die intrazelluläre Konzentration von Glutathion, eines der wichtigsten zelleigenen Antioxidantien, wurde von ISHIGE et al. 2 Literaturübersicht 17 (2001) an neuronalen HT-22-Zellen der Maus untersucht. Sie zeigten, dass Quercetin die Zellen u. a. durch eine Erhöhung der intrazellulären Glutathionkonzentration sowie durch eine direkte Verringerung der ROS-Konzentration vor oxidativen Schädigungen zu schützen vermag. RIMBACH et al. (2001) konnten dagegen an humanen Keratinozyten eine Erhöhung der Glutathionkonzentration nur durch den Ginkgoextrakt EGb761 (hoher Gehalt an Flavonolglykosiden), nicht aber durch reines Quercetin nachweisen. Zusätzlich zeigten sie sowohl auf enzymatischer als auch auf genetischer Ebene eine Anreicherung der katalytischen Untereinheit der γ-Glutamyl-cystein- Synthetase bzw. der mRNA der genannten Untereinheit, wobei die Beeinflussung eines AP-1-abhängigen Signaltransduktionsweges eine Rolle zu spielen scheint. Flavonoide sind nicht nur in der Lage, die Genexpression zu beeinflussen, sondern interagieren auch mit zahlreichen Enzymsystemen, die z. T. Schlüsselposi-tionen bei der Zellteilung, Proliferation, Blutgerinnung, Metabolisierung von Xenobiotika sowie bei Entzündungsund Immunreaktionen einnehmen (HOLLMAN et al. 1996). Aufgrund der Fülle von Untersuchungen kann im Folgenden nur exemplarisch auf die Beeinflussung einiger Enzyme eingegangen werden. Flavonoide nehmen Einfluss auf die Aktivität verschiedener Proteinkinasen, die Phosphorylierungsreaktionen katalysieren und damit bei der Steuerung nahezu aller Zellfunktionen eine wichtige Rolle spielen. Flavonole sind z. B. potente Proteinkinase-C-Inhibitoren (AGULLO et al. 1997, FERRIOLA et al. 1989), wobei noch nicht geklärt ist, ob sie eine Spezifität für bestimmte Isoformen besitzen (GAMET-PAYRASTRE et al. 1999). Auch die Phosphatidylinositol-3-Kinase wird durch Flavonole gehemmt (AGULLO et al. 1997, GAMET-PAYRASTRE et al. 1999). Einige Flavonoide, darunter Genistin und Quercetin, inhibieren Protein-Tyrosinkinasen (CUNNINGHAM et al. 1992). Des Weiteren beeinflusst Quercetin Enzyme des Arachidonsäurestoffwechsels, der bei Entzündungsprozessen eine wichtige Rolle spielt. Dabei vermag Quercetin die Phospholipase A2 zu hemmen, die v. a. zur Freisetzung von Arachidonsäure aus Phospholipiden führt (WELTON et al. 1988). Von der Arachidonsäure ausgehend werden entweder durch Cyclooxygenasen Prostaglandine und Thromboxane oder durch Lipoxygenasen Leukotriene gebildet. Quercetin und andere Flavonoide weisen einen inhibitorischen Effekt sowohl auf Cyclooxygenasen als auch auf Lipoxygenasen auf (FORMACIA & REGELSON 1995, WELTON et al. 1988). Somit können Flavonoide an verschiedenen Stellen des Arachidonsäurestoffwechsels 2 Literaturübersicht 18 eingreifen. Auch die in allen Zellen vorkommende Na+/K+-ATPase kann von verschiedenen Flavonoiden, darunter Quercetin, gehemmt werden (UMAROVA et al. 1998). Für mehrere Flavonoide wurde ebenfalls eine inhibitorische Wirkung auf die für die Magensäuresekretion verant-wortliche H+/K+-ATPase der Belegzellen nachgewiesen (MURAKAMI et al. 1999). Außerdem können Flavonoide Phosphodiesterasen hemmen, die für den Spaltung von zyklischem 3’,5’- Adenosinmonophosphat (cAMP) bzw. 3’5’-Guanosinmonophosphat (cGMP) verantwortlich sind (RUCKSTUHL & LANDRY 1981). Dieser Mechanismus spielt z. B. bei der Inhibition der Plättchenaggregation durch Flavonoide eine Rolle (COOK & SAMMANN 1996). Außerdem beeinflussen Flavonoide die Aktivität von Cytochrom P450-Oxidoreduktasen in komplexer Art und Weise (CANIVEC-LAVIER et al. 1996a, b). Dabei wirken sie einerseits als Enzyminduktoren (CIOLINO et al. 1999), andererseits hemmen sie eine Reihe von Cytochrom P450-Isoenzymen (FELDMANN 1997) und können somit die Bioverfügbarkeit anderer Xenobiotika beeinflussen (FELDMANN 1997, OBERMEIER et al. 1995). Neben den genannten Enzymen ist ein Einfluss von Flavonoiden auf eine Vielzahl weiterer Enzyme beschrieben worden, darunter u. a. Lactatdehydrogenase, Pyruvatkinase, Catechol-O-Methyl-Transferase, Ornithindecarboxylase, RNA- und DNA-Polymerasen, DNA-Topoisomerase, reverse Transskriptase, HIV-1-Proteinase, HIV-1 Integrase sowie 11-β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (MIDDELTON et al. 2000). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in der Literatur beschriebenen Wirkungen von Flavonoiden, von denen hier nur einige dargestellt wurden, sehr komplex und oft sogar gegensätzlich erscheinen. Es ist jedoch nicht verwunderlich, dass den Flavonoiden aufgrund des hohen Potentials zur Beeinflussung von Stoffwechselvorgängen die genannten Wirkungen im Zusammenhang mit der Prävention von bestimmten Tumorformen, verschiedenen entzündlichen Erkrankungen sowie Herzkreislauferkrankungen zugesprochen werden (BÖHM et al. 1998, DUNTHIE et al. 2000, MIDDELTON et al. 2000). In wie weit aber die überwiegend in vitro gezeigten Effekte tatsächlich für In vivo-Prozesse von Bedeutung sind, bedarf weiterer Aufklärung. 2 Literaturübersicht 19 2.4 Bioverfügbarkeit von Flavonoiden Die bislang dargestellten Wirkungen von Flavonoiden auf bestimmte Organe und Gewebe, einzelne Zellen oder zelluläre Bestandteile wurden im Wesentlichen durch In vitro-Untersuchungen mit entsprechenden Aglyka ermittelt. Effekte wurden dabei meistens bei Flavonoidkonzentrationen im mikromolaren Bereich nachgewiesen. Voraussetzung für tatsächliche Wirkungen in vivo ist aber eine ausreichend hohe Bioverfügbarkeit, d. h. das Flavonoid muss nach oraler Aufnahme in ausreichendem Maße absorbiert werden, sich im Organismus verteilen und so letztlich systemisch verfügbar werden, um am entsprechenden Wirkort in genügend hoher Konzentration vorzuliegen. Dabei ist die Bioverfügbarkeit auch von Art und Ausmaß der prae- und postabsorptiven Metabolisierung abhängig. In der Literatur gibt es z. T. widersprüchliche Aussagen darüber, ob natürlich vorliegende Flavonoidglykoside eine höhere Bioverfügbarkeit als Flavonoidaglyka aufweisen. Außerdem scheint es bei den verschiedenen Flavonoidunterklassen Unterschiede zu geben. Zusätzlich besteht noch Unklarheit darüber, ob Flavonoide als intakte Glykoside oder erst nach Deglykosilierung absorbiert werden und welcher Mechanismus der Absorption zu Grunde liegt. Obwohl in der Literatur schon seit langem zahlreiche Untersuchungen zu In vitro- Effekten von Flavonolen zu finden sind, wurden erst in den letzten Jahren vermehrt Bioverfügbarkeitsstudien mit Flavonoiden bzw. Flavonoidglykosiden durchgeführt. Die folgende Übersicht konzentriert sich entsprechend dem Thema der vorliegenden Arbeit auf Studien zur Bioverfügbarkeit von Quercetin. Auf einzelne Punkte, insbesondere auf die möglichen Absorptionsmechanismen, die eine Erklärung für unterschiedliche Bioverfügbarkeiten liefern könnten, wird in folgenden Unterkapiteln sowie im Rahmen der Diskussion der eigenen Ergebnisse vertiefend eingegangen. Da GUGLER et al. (1975) nach oraler Applikation einer Einmaldosis von 4 g Quercetinaglykon weder im Blutplasma noch im Urin das intakte Flavonol oder Metaboliten deselben nachweisen konnten, nahmen sie an, dass die Absorption des Quercetinaglykons weniger als 1 % der verabreichten Dosis betrug. Sie vermuteten eine umfangreiche mikrobielle Metabolisierung im Darmtrakt, da nur 53 % der applizierten Dosis in den Faeces wiedergefunden wurde. 2 Literaturübersicht 20 MANACH et al. (1995) fanden bei einem Fütterungsversuch mit Ratten, denen 16,4 mmol Quercetin bzw. Quercetin-3-Glukorhamnosid/kg Futter (entspricht ca. 0,4 mmol/Tag) über 10 Tage verabreicht wurde, nach beiden Behandlungen eine Gesamtflavonolkonzentration einschließlich konjugierter Metaboliten im Blutplasma von 115 μmol/l, die auf eine geringe Absorption hindeutete. In einem weiteren Fütterungsversuch mit Ratten verglichen MANACH et al. (1997) die Bioverfügbarkeit von Quercetinaglykon und Quercetin-3-Glukorhamnosid. Nach beiden Behandlungen wurden neben Quercetin die 3’-und 4’-O-Methylether des Quercetins (Isorhamnetin, Tamarixetin) identifiziert. MANACH et al. (1997) zeigten, dass das Glukorhamnosid deutlich langsamer als das Aglykon absorbiert wurde. Sie vermuteten, dass Quercetin-3- Glukorhamnosid erst nach mikrobieller Deglykosylierung im Dickdarm, Quercetin hingegen bereits im Dünndarm absorbiert wurde. Eine hohe Bioverfügbarkeit von 52 % wurde von HOLLMAN et al. (1995) in einer Studie mit ileostomierten Probanden nach Applikation von gedünsteten Zwiebeln, die v. a. Quercetinglukoside enthielten (89 mg Quercetinäquivalente), berechnet. Im Vergleich dazu lag die Bioverfügbarkeit nach Applikation des Aglykons nur bei 24 %, nach Gabe von Quercetin-3-Glukorhamnosid sogar bei nur 17 %. Allerdings wurde die Bioverfügbarkeit in dieser Studie als Differenz zwischen oral applizierter Menge und der im Perfusat über den Ileostomiebeutel ausgeschiedenen Menge definiert. In einer weiteren Studie an 9 Probanden mit intaktem Darm verglichen HOLLMAN et al. (1997) die relative Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Zwiebeln (Quercetinglukoside, 68 mg Quercetinäquivalente), Äpfeln (verschiedene Quercetinglykoside, 109 mg Quercetinäquivalente) und Quercetin-3-Glukorhamnosid (112 mg Quercetinäquivalente) und bestätigten die Ergebnisse der Studie mit ileostomierten Probanden. Die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus den Zwiebeln war am höchsten. Die anhand der Konzentration von Quercetinäquivalenten im Plasma ermittelten relativen Bioverfügbarkeiten von Quercetin aus Äpfeln bzw. Quercetin-3-Glukorhamnosid lag nur bei ca. 30 % des entsprechenden Wertes nach Gabe von Zwiebeln. Deutliche Unterschiede ergaben sich auch für den Zeitpunkt der maximalen Konzentrationen von Quercetinäquivalenten im Plasma (0,7 h, 2,5 h bzw. 9,3 h) und für die maximalen Plasmakonzentrationen (224, 92 bzw. 90 ng/ml). HOLLMAN et al. (1997) folgerten aufgrund des frühen Konzentrationsmaximums nach Aufnahme von Zwiebeln, dass die 2 Literaturübersicht 21 Quercetinglukoside schon aus dem Dünndarm absorbiert werden, wohingegen Quercetinglykoside mit anderen Zuckerresten erst im Dickdarm verfügbar sind. Ein Einfluss der Pflanzenmatrix auf die Freisetzung von Quercetin war jedoch in dieser Studie nicht auszuschließen. Ein weiterer Versuch, bei dem Probanden 311 μmol reines Quercetin-4’-Glukosid bzw. Quercetin-3-Glukorhamnosid oral aufnahmen, führte zu einem ähnlichen Ergebnis (HOLLMAN et al. 1999) und bestätigte die Aussagen der oben genannten Studie. Nach Gabe des Monoglukosid wurde die maximale Plasmakonzentration schon nach einer halben Stunde, nach Gabe des Glukorhamnosids erst nach sechs Stunden erreicht. Auch die maximalen Plasmakonzentrationen nach Applikation von Quercetin-4’-Glukosid war annähernd 20fach höher als nach Quercetin-3-Glukorhamnosid (3,5 μmol/l bzw. 0,2 μmol/l). Als Erklärung für die bessere Absorption und damit höhere relative Bioverfügbarkeit des Quercetins aus dem Glukosid vermuteten sie einen aktiven Transport des Glukosids über den natriumabhängigen Glukosetransporter (SGLT1), während das Glukorhamnosid erst nach Deglykosilierung im Dickdarm absorbiert werden kann. Ergänzend dazu untersuchten DE VRIES et al. (2000) die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Rotwein bzw. Tee (v. a. Quercetin-3-Glukorhamnosid) im Vergleich zur Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Zwiebeln (v. a. Quercetin-3-Glukosid, Quercetin-4’- Glukosid). Die Probanden erhielten vier Tage lang jeweils zwischen 14 und 16 mg Quercetin über eine bestimmte Menge der verschiedenen Nahrungsquellen. Auch DE VRIES et al. (2000) konnten zeigen, dass Quercetin zwar nach Gabe aller drei Quellen absorbiert wurde, die Quercetinplasmakonzentration und letztlich auch die Bioverfügbarkeit nach Applikation von Zwiebeln jedoch fast doppelt so hoch war wie nach Rotwein oder Tee. OLTHOF et al. (2000) verglichen die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Quercetin-3- Glukosid und mit der aus Quercetin-4’-Glukosid nach einmaliger Applikation von 325 μmol bzw. 331 μmol des jeweiligen Glukosids. Die Konzentrationszeitverläufe im Plasma, die Flächen unter den Konzentrationszeitkurven und die Eliminationshalbwertszeiten waren nach beiden Behandlungen annähernd identisch. Daher folgerten 2 Literaturübersicht 22 OLTHOF et al. (2000), dass die Position des Glukoserestes keinen Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus den beiden Monoglukosiden hat. In einer weiteren Studie verglichen ERLUND et al. (2000) die Bioverfügbarkeit von Quercetin nach Applikation des Quercetinaglykons und des Quercetin-3- Glukorhamnosids in drei verschiedenen Dosierungen (8 mg, 20 mg bzw. 50 mg Quercetinäquivalente). Des Weiteren untersuchten sie, in welcher Form Quercetin nach der Absorption im Plasma vorliegt. Nach Gabe der niedrigsten Dosierung war die mittlere maximale Quercetinplasmakonzentration nach Applikation von Quercetinaglykon signifikant größer als nach Quercetin-3-Glukorhamnosid (41,4 μg/l bzw. 23,5 μg/l). Für die beiden höheren Dosierungen ergaben sich aber zwischen den Behandlungen keine signifikanten Unterschiede. Die maximalen Plasmakonzentrationen traten dagegen bei allen drei Dosierungen nach Applikation des Aglykons im Vergleich zum Quercetin-3-Glukorhamnosid signifikant früher auf. Die mittels der Flächen unter den Konzentrationszeitkurven (AUC) berechnete Bioverfügbarkeit war nach Applikation von Quercetinaglykon in der niedrigen und mittleren Dosis, nicht aber nach Applikation der hohen Dosierung, signifikant größer als nach Gabe des Glukorhamnosids. Dabei waren große interindividuelle Schwankungen zu beobachten. Diese Schwankungen schienen von Geschlecht und der Einnahme oraler Kontrazeptiva abzuhängen. Nach Gabe von Quercetin-3-Glukorhamnosid in der höchsten Dosierung (100 mg) wurde unkonjugiertes Quercetin, aber kein Quercetin-3-Glukosid im Plasma nachgewiesen. ERLUND et al. (2000) kamen wie HOLLMAN et al. (1997) zu dem Schluss, dass Quercetin-3-Glukorhamnosid erst nach Deglykosilierung in distalen Darmabschnitten absorbiert wird. Der frühe Zeitpunkt der maximalen Plasmakonzentration nach Applikation von Quercetinaglykon spricht nach Ansicht der Autoren hingegen für eine Absorption hauptsächlich im oberen Dünndarm. ADER et al. (2000) untersuchten die Bioverfügbarkeit von Quercetin beim Schwein, dessen Anatomie und Physiologie des Gastrointestinaltraktes und Kreislaufsystems weitgehend mit den Verhältnissen beim Menschen übereinstimmt. Den Tieren wurde eine einmalige Dosis Quercetinaglykon sowohl intravenös (i. v., 0,4 mg/kg KGW) als auch oral (50 mg/kg KGW) verabreicht. Gemessen wurden die Plasmakonzentrations- Zeit-Verläufe von Quercetin und einigen seiner Metaboliten (Isorhamnetin, Tamarixetin) mit und ohne vorausgegangene enzymatische Hydrolyse zur Spaltung von 2 Literaturübersicht 23 Konjugaten. Nach i. v.-Applikation wurden hauptsächlich freies Quercetin und konjugierte Methylether des Quercetins, Isorhamnetin und Tamarixetin, identifiziert. Dagegen konnten nach oraler Applikation nur Spuren an freiem Quercetin neben konjugiertem Quercetin und konjugierten Quercetinmetaboliten nachgewiesen werden. Bezogen auf die i. v.-Applikation betrug die Bioverfügbarkeit von Quercetin nach oraler Aufnahme nur 0,5 %. Unter Einbezug der Menge an konjugiertem Quercetin erhöhte sich die Bioverfügbarkeit auf 8,5 %. Wurden zusätzlich auch die monomethylierten Metaboliten Isorhamnetin und Tamarixetin berücksichtigt, betrug der Wert für die Bioverfügbarkeit durchschnittlich 17 %. Da ein erstes Maximum der Quercetinkonzentration nach oraler Gabe schon nach ca. 2 Stunden erreicht wurde, wurde auch hier von den Autoren eine Absorption von Quercetinaglykon im oberen Gastrointestinaltrakt angenommen. Um den Einfluss der Pflanzenmatrix und des Zuckerrestes auf die orale Bioverfügbarkeit von Quercetin zu ermitteln, verabreichten GRAEFE et al. (2001) zwölf Probanden Quercetin-4’-Glukosid, Zwiebeln (jeweils 100 mg Quercetinäquivalente) bzw. Quercetin-3-Glukorhamnosid und Buchweizentee (jeweils 200 mg Quercetinäquivalente). Die Bioverfügbarkeit und pharmakokinetischen Parameter unterschieden sich nicht zwischen der Behandlung mit Quercetin-4’-Glukosid und der mit Zwiebeln (enthielten v.a. Quercetin-4’-Glukosid und Quercetin-3,4’-Glukosid). Die maximalen Plasmakonzentrationen betrugen 2,1 μg/ml bzw. 2,3 μg/ml und wurden bei beiden Behandlungen nach 0,7 Stunden erreicht. Trotz der höheren Dosierung betrug die maximale Plasmakonzentration nach Quercetin-3-Glukorhamnosid nur 0,3 μg/ml, nach Buchweizentee (enthielt v.a. Quercetin-3-Glukorhamnosid) dagegen 0,6 μg/ml nach 7 bzw. 4,3 Stunden. Nach allen Behandlungen wurden verschiedene Quercetinglukuronide und konjugiertes Isorhamnetin identifiziert. Intakte Quercetinglykoside oder freies Quercetin konnten nicht nachgewiesen werden. Die relative Bioverfügbarkeit von Quercetin nach Gabe des Glukorhamnosids war nur halb so groß wie nach Gabe des Glukosids. Die Studie zeigt, dass unabhängig von der Art des applizierten Glykosids, Quercetin hauptsächlich glukuronidiert im Plasma vorlag. In Übereinstimmung mit den zuvor zitierten Versuchen war die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Glukosiden deutlich höher als aus Glukorhamnosiden. 2 Literaturübersicht 24 Auch MORAND et al. (2000) zeigten an einer Untersuchung mit Ratten, denen Quercetin, Quercetin-3-Glukosid, Quercetin-3-Rhamnosid oder Quercetin-3-Glukorhamnosid (jeweils 83 mg Quercetinäquivalente/kg KGW) appliziert wurden, dass nach Gabe des Glukosids die höchsten maximalen Quercetinplasmakonzentrationen erhalten wurden. Die Absorption und damit die Bioverfügbarkeit von Quercetin aus Quercetin-3- Glukosid war also deutlich höher als nach Gabe des Aglykons oder Glukorhamnosids. Nach allen Behandlungen konnte kein freies Quercetin nachgewiesen werden. Als weitere Metaboliten wurden, wie in anderen Versuchen, konjugiertes Isorhamnetin und Tamarixetin identifiziert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine höhere orale Bioverfügbarkeit von Quercetin nach Gabe der Monoglukoside im Vergleich zur Applikation des Aglykons oder komplexerer Glykoside vorliegt. Quercetin scheint nach der Absorption relativ schnell metabolisiert zu werden und hauptsachlich in konjugierter Form im Blutplasma zu zirkulieren (s. u.). Ferner bleibt festzuhalten, dass selbst bei sehr hohen oralen Dosen von Quercetin oder Quercetinglykosiden die Quercetinplasmakonzentrationen nur im unteren mikromolaren Bereich lagen. Da Quercetin fast ausschließlich als Konjugat vorliegt, ist auch aus diesem Grund eine direkte Übertragung der beschriebenen In vitro-Wirkungen auf In vivo-Bedingungen nur bedingt möglich. Schließlich muss auch im Zusammenhang mit möglichen biologischen Effekten von Flavonoiden im Stoffwechsel die Plasmaproteinbindung des Quercetins und seiner Metabolite berücksichtigt werden. Für das Quercetinaglykon wurde eine fast vollständige Plasmaproteinbindung, v. a. eine Bindung an Albumin (98 % bzw. 95 %) nachgewiesen (MANACH et al. 1995, BOULTON et al. 1998). 2.4.1 Intestinale Absorptionsmechanismen von Flavonoiden Wie schon erwähnt besteht nach wie vor Unklarheit darüber, ob die in der Nahrung vorliegenden Flavonoidglykoside als solche absorbiert werden oder ob eine Spaltung der β-glykosidischen Bindung durch Mikroorganismen in tieferen Darmabschnitten oder aber durch körpereigene Enzyme Voraussetzung für die Absorption ist. Anzumerken ist hierbei, dass in den meisten Bioverfügbarkeitsstudien die Quercetinplasmakonzentrationen nach saurer oder enzymatischer Hydrolyse bestimmt 2 Literaturübersicht 25 wurden, so dass eine Unterscheidung zwischen intakten Quercetinglykosiden und möglichen konjugierten Metaboliten wie Quercetinglukuroniden bzw. Quercetinsulfaten aufgrund der Analytik nicht möglich war. Außerdem ist nicht geklärt, welcher Mechanismus der Absorption zu Grunde liegt. In einigen wenigen Arbeiten wurden unveränderte, intakte Quercetinglykoside im Plasma nachgewiesen. Dies wurde als Hinweis gedeutet, dass Glykoside z. T. in intakter Form die Darmwand passieren können (AZIZ et al. 1998, PAGANGA & RICE-EVANS 1997, SPENCER et al. 1999). Hierzu soll kritisch angemerkt werden, dass mit der eingesetzten Analytik eine klare Unterscheidung der Glykoside von den entsprechenden Glukuroniden, die zu den Hauptmetaboliten zählen (s.u.), in den genannten Studien kaum möglich war. In keiner der Arbeiten wurden Flavonoid-glukuronide als Standards zum Vergleich eingesetzt. Die Mehrzahl der neueren Untersuchungen weist jedoch darauf hin, dass eine Absorption intakter Quercetinglykoside unwahrscheinlich ist. MOON et al. (2000) zeigten in einer Studie mit Frauen, denen eine Woche lang eine Diät mit Zwiebeln (68-94 mg Quercetinäquivalente/Tag v.a. in Form von Glukosiden) verabreicht wurde, dass Quercetin nicht in Form von Quercetinglukosiden im Plasma zu finden war. Freies Quercetinaglykon konnte ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Die Autoren schlussfolgerten, dass Quercetin in Form von Glukuroniden und/oder Sulfaten zirkuliert. Auch MORAND et al. (2000) konnten mit einer verbesserten Analytik keine Quercetinglukoside im Plasma von Ratten nachweisen und nahmen dies als Hinweis auf eine prä- oder postabsorptive Hydrolyse der Quercetinglukoside. SESINK et al. (2001) analysierten humane Plasmaproben nach oraler Applikation von 325 μmol Quercetin-3- Glukosid bzw. Quercetin-4’-Glukosid und bewiesen erstmals durch den Vergleich mit einem Glukuronidstandardgemisch, dass Quercetin beim Menschen hauptsächlich in Form von Glukuroniden im Blut zirkuliert. Sie fanden weder intakte Glukoside noch nennenswerte Konzentrationen an freiem Quercetin. In einer Untersuchung mit umgestülpten Darmsäckchen von Ratten fanden GEE et al. (2000) intakte Quercetinglukoside weder im mukosalen Gewebe noch im serosalen Kompartiment. Sie identifizierten aber mit Hilfe von Standards Quercetin-3-Glukuronid und Quercetin-7- Glukoronid im serosalen Kompartiment. Auch die Humanstudie von DAY et al. (2001) deutet darauf hin, dass oral applizierte Quercetinglukoside nicht intakt ins Blut gelangen. Nach der Aufnahme einer Zwiebelmahlzeit (v.a. Quercetinglukoside, 2 Literaturübersicht 26 äquivalent zu 79,2 mg Quercetinaglykon) wurden Quercetin-3-Glukuronid, 3’-Methyl- Quercetin-3-Glukuronid und im Vergleich zu SESINK et al. (2001) zusätzlich 3’- Quercetin-Sulfat als Hauptmetaboliten im Plasma anhand von Standards identifiziert. Im Gegensatz zu den Befunden bei der Ratte wurde kein Quercetin-7-Glukuronid gefunden. Untersuchu ngen mit Phopholipidmembranmodellen zeigen, dass Flavonoidglykoside, wie Quercetin-3-Glukorhamnosid, aufgrund des hydophilen Zuckerrestes nicht in der Lage sind, die Membran zu penetrieren, während dies für das lipophilere Aglykon Quercetin möglich ist (SAIJA et al. 1995, MOVILEANU et al. 2000, VAN DIJK et al. 2000). Demnach müssten Glykoside entweder vor der Absorption deglykosiliert werden oder aber über einen Carrier-vermittelten Transportprozeß in die Intestinalzelle aufgenommen werden. Quercetin hingegen könnte durch passive Diffusion in die Zelle gelangen. Es wurde bis vor Kurzem davon ausgegangen, dass die Spaltung der Glykoside durch Mikroorganismen im distalen Dünndarm bzw. Dickdarm Voraussetzung für die Absorption ist, da keine Untersuchungen mit tierischen oder humanen Enzymen zur Spaltung β-glykosidischer Bindungen vorlagen (KÜHNAU 1976, MIDDLETON & KANDASWAMI 1993, FORMACIA & REGELSON 1995, HOLLMAN et al. 1997, , MANACH et al. 1996a). In neueren Versuchen mit isolierten Dünndarm- und Lebermikrosomen vom Menschen bzw. von der Ratte konnte allerdings gezeigt werden, dass verschiedene Flavonoidglykoside, darunter Quercetin-4’-Glukosid, durch eine cytosolische β- Glukosidase deglykosiliert wurden. Quercetin-3-Glukosid wurde in geringerem Umfang nur durch eine intestinale β-Glukosidase gespalten. Quercetin-3-Glukorhamnosid wurde dagegen nicht enzymatisch hydrolisiert (DAY et al. 1998, IOKU et al. 1998). Auch beim Schwein wurde eine jejunale cytosolische β-Glukosidase nachgewiesen (MCMAHON et al. 1997). Eine Spaltung der β-glukosidischen Bindung durch ein cytosolisches Enzym würde einen Transport des intakten Glukosids in die Intestinalzelle voraussetzten, wie ihn HOLLMAN et al. (1995) erstmals zur Diskussion stellten. Wie schon kurz im Kapitel 2.4 erwähnt, stellten HOLLMAN et al. (1995) die Hypothese auf, dass sich die schnellere Absorption von Quercetinglukosiden mit dem aktiven Transport über den in der Bürstensaummembran des Dünndarms lokalisierten 2 Literaturübersicht 27 Na+/Glukosetransporter SGLT1 erklären ließe. Dabei wiesen sie auf eine Untersuchung hin, in welcher der Transport von β-Naphthylglukosiden und β-Naphthylgalaktosiden über den SGLT1 an umgestülpten Darmsäckchen aus Rattenjejunum gezeigt worden war (MIZUMA et al. 1994). Die Ergebnisse demonstrierten, dass der SGLT1 nicht nur Glukose als solche, sondern auch bestimmte Verbindungen transportieren kann, die mit Glukose bzw. Galaktose β-glykosidisch verknüpft sind. In einer Untersuchung an umgestülpten Darmsäckchen aus dem Jejunum von Ratten fanden GEE et al. (1997) eine Na+-abhängige Stimulation des Effluxes von 14C-Galaktose in das Inkubationsmedium durch Quercetinglukoside, nicht jedoch durch Quercetin-3-Glukorhamnosid (Trans- Stimulation). Sie werteten dieses Ergebnis als einen Hinweis auf die Beteiligung des SGLT1 am intestinalen Transport von Quercetinglukosiden. In einem weiteren Versuch mit umgestülpten Darmsäckchen konnten GEE et al. (2000) neben der Trans-Stimulation des 14C-Galaktose-Effluxes eine kompetitive Hemmung der 14C-Galaktose-Aufnahme durch Anwesenheit von Quercetin-3-Glukosid auf mukosaler Seite nachweisen. Außerdem zeigten sie eine schnellere Absorption von radioaktiv markiertem Quercetin- 3- und 4’-Glukosid im Vergleich zum Quercetinaglykon, wobei jedoch intakte Quercetinglukoside weder im mukosalen Gewebe noch im serosalen Medium detektiert wurden. Stattdessen wurden freies Quercetin im mukosalen Gewebe und Quercetinglukuronide sowohl im Gewebe als auch im serosalen Medium identifiziert. Ein Transport der Monoglukoside über den SGLT1 wurde auch in dieser Studie nicht direkt nachgewiesen, sondern nur eine Interaktion mit dem SGLT1. Der Versuch zeigte außerdem, dass Quercetinglukoside anscheinend während der Passage durch die Darmmukosa deglykosiliert und anschließend glukuronidiert werden. Im Gegensatz zum Monoglukosid scheint das Aglykon passiv absorbiert zu werden. WALGREN et al. (2000b) setzten als Zellmodell für Absorptionsstudien humane CaCo-2-Zellen sowie mit SGLT1 transfizierte Hamsterovarzellen (G6D3-Zellen) ein und wiesen erstmals direkt den Na+-abhängigen Transport von Quercetin-4’-Glukosid über den SGLT1 nach, der durch Phlorizin, einem Inhibitor des SGLT1, gehemmt wurde. Ein transepithelialer Transport des Glukosids in mukoserosaler Richtung (Absorption) konnte jedoch erst beobachtet werden, als das in der apikalen Membran lokalisierte Transportprotein MRP2 (Multidrug Restistance Associated Protein 2) gehemmt wurde (WALGREN et al. 2000a, 1998). MRP2 vermittelte einen verstärkten Efflux des Quercetinglukosids durch 2 Literaturübersicht 28 die luminale Membran und verhinderte so in den Experimenten von WALGREN et al. (2000a, 1998) eine Nettoabsorption. In einer Studie von ADER et al. (2001) konnte eine Hemmung der Na+-abhängigen Aufnahme des nicht metabolisierbaren Glukoseanalogons Methyl-α-D-Glukopyranosid (MDG), einem Substrat des SGLT1, in die Mukosa des Rattenjejunums durch Quercetin-3-und 4’-Glukosid gezeigt werden. Quercetinaglykon und Quercetin-3-Glukorhamnosid beeinflussten die Aufnahme hingegen nicht. Die Ergebnisse demonstrierten, dass die Quercetinglukoside spezifisch die Na+-abhängige mukosale Aufnahme von MDG über den SGLT1 hemmen, da die Na+-abhängige Aufnahme von Alanin nicht beeinflusst wurde. Sie lieferten aber keinen Beweis für einen Transport der Glukoside über den SGLT1. In einer neueren Untersuchung derselben Arbeitsgruppe an mit Rattenjejunum bestückten Ussing- Kammern konnte direkt ein Na+-abhängiges „Verschwinden“ von Quercetin-3-Glukosid aus dem mukosalen Kompartiment gezeigt werden (WOLFFRAM et al. 2002). Sowohl die Anwesenheit von D-Glukose als auch der Einsatz von Na+-freiem Puffer unter gleichzeitiger Zugabe von Phlorizin im mukosalen Kompartiment führte zu einem geringeren Verschwinden des Glukosids. Außerdem war beim Einsatz von Colongewebe, das im Gegensatz zu Jejunum den SGLT1 nicht exprimiert, kein Verschwinden von Quercetin-3-Glukosid zu beobachten. Sie werteten diese Ergebnisse als einen deutlichen Hinweis auf die Beteiligung des SGLT1 an der Absorption von Quercetin-3-Glukosid. Eine Beteiligung des Na+-unabhängigen Fructosetransporter GLUT5 wurde dagegen ausgeschlossen, da D-Fructose in Na+-freiem Medium auf mukosaler Seite keinen Einfluss auf das „Verschwinden“ von Quercetin-3-Glukosid besaß. Neben der intrazellulären Spaltung durch körpereigene β-Glukosidasen wird ein weiterer Mechanismus der Spaltung von im Darmlumen vorliegenden Quercetinglukosiden diskutiert. Es handelt sich dabei um die extrazelluläre Hydrolyse des Glukosids duch die bürstensaummembranständige Laktase-Phlorizin-Hydrolase (LPH, EC. 3.2.1.62), gefolgt von der Diffusion des Quercetinaglykons durch die Membran (DAY et al. 2000). DAY et al. (2000) zeigten, dass die aus dem Dünndarm von Lämmern isolierte LPH sowohl Quercetin-3-Glukosid als auch Quercetin-4’-Glukosid, nicht aber Quercetin-3-Glukorhamnosid effizient spaltete. Die Hauptaktivität scheint dabei von der 2 Literaturübersicht 29 Laktase-Domäne und nicht von der Phlorizin-Hydrolase-Domäne des Enzyms auszugehen. 8 Literaturverzeichnis ADER, P., WEßMANN, A. & WOLFFRAM, S. (2000). Bioavailability and metabolism of the flavonol quercetin in the pig. Free Rad. Biol. Med., 28, 1056-1067. ADER, P., BLOECK, M. (2001). 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