ISBN 978-3-8439-1874-9

978-3-8439-1874-9, Reihe Lebensmittelchemie

Maike Gleichenhagen
Intrinsische 13C-Markierung sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe und Analyse 13C – markierter Metabolite im Humanplasma mittels HPLC-MS (Pilotstudie PhytoFuN)

212 Seiten, Dissertation Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Pflanzeninhaltsstoffe und im speziellen die Polyphenole aus Petersilie, Spinat und Pfefferminze wurden in der Pilotstudie PhytoFuN intrinsisch mit dem stabilen Kohlenstoffisotop 13C markiert und in einer Humanstudie eingesetzt.

Die Kombination biotischer und abiotischer Faktoren kann in verschiedener Weise die Synthese von Sekundärmetaboliten beeinflussen. Aus diesem Grund wurde zunächst nachgewiesen, dass die Pflanzen, die in einer Klimakammer unter einer 13CO2-Atmosphäre kultiviert wurden, nicht in ihrer Physiologie beeinträchtigt wurden. Sowohl für das Pflanzenwachstum als auch für die Polyphenole aus jeweils zwei Petersilien-, Spinat- und Pfefferminzsorten wurden die substanziellen Äquivalenzen nach erfolgter Markierung bewiesen. Für die Mono- und Sesquiterpene der Pfefferminze wurden übereinstimmende Ergebnisse erzielt. Das 13C/12C-Verhältnis betrug für das gesamte Pflanzenmaterial nach einer Kultivierungszeit von 34 Tagen, unabhängig von der Pflanzenart, 89 atom% 13C.

Für die Polyphenole, darunter Flavone, Methoxyflavonole, Methylendioxyflavone, Flavanone und Phenolcarbonsäuren, sowie für einige Mono- und Sesquiterpene, konnten Markierungsgrade der einzelnen Moleküle von über 90 atom% 13C ermittelt werden. Diese Markierungsgrade resultierten aus der jeweiligen Verteilung der Isotopomere der Verbindungen. Der Anteil an vollmarkierter Substanz lag in einem Bereich von 13% – 46%.

Die Analyse der 12C1- und 12C2-Isotopomere ausgewählter Flavone, Methylendioxyflavone und Flavanone weist darauf hin, dass im Rahmen der Messgenauigkeit, die 12C-Atome zufällig über das Molekül verteilt wurden. Dies konnte auch für die aus zwei Aminosäuren synthetisierte Rosmarinsäure bestätigt werden. Die Ergebnisse deuten auf eine substanzielle Äquivalenz des pflanzlichen Stoffwechsels hin, wenn die Pflanzen unter 13CO2 kultiviert wurden.

Markiertes Pflanzenmaterial mit intrinsisch markierten Polyphenolen wurde in einer Humanstudie eingesetzt. Zunächst wurde durch die Analyse der 13C/12C-Verhältnisse im Humanplasma und -urin, nachgewiesen, dass der menschliche Körper die markierten Pflanzeninhaltsstoffe von Petersilie und Spinat verstoffwechselt. Darüber hinaus wurden im Humanplasma die 13C-vollmarkierten sulfatierten und glucuronidierten Metabolite des 5,3',4'-Trihydroxy-3-methoxy-6,7-methylendioxyflavons vorläufig identifiziert und quantifiziert.