Vasorelaxierende und blutdrucksenkende Wirkungen von Alchemilla vulgaris: Eine vergleichende Studie von Methanol- und wässrigen Extrakten | RegTech

DISKUSSION

In den letzten Jahren hat das Interesse an alternativen Therapien zugenommen, da es immer mehr Anzeichen für arzneimittelbedingte Probleme wie Unwirksamkeit, geringe Wirksamkeit, Resistenzentwicklung oder schwerwiegende unerwünschte Wirkungen gibt. In diesem Zusammenhang widmeten viele Forscher der Untersuchung der Wirksamkeit von Heilpflanzen, die besonders reich an polyphenolischen Verbindungen und vasoaktiven Flavonoiden sind, bei Krankheiten mehr Aufmerksamkeit. Es hat sich gezeigt, dass der Verzehr von polyphenolischen Verbindungen und Flavonoiden in der Ernährung das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verringert. Außerdem wurden in mehreren experimentellen Studien günstige Wirkungen von polyphenolischen Verbindungen und Flavonoiden in Bezug auf antioxidative, entzündungshemmende, gefäßentspannende und blutdrucksenkende Effekte nachgewiesen. In Studien zur Untersuchung der pharmakologischen Wirkungen von Heilpflanzen werden in der Regel Flüssigextrakte verwendet, die mit verschiedenen Extraktionsverfahren hergestellt werden. Da die vasoaktiven Inhaltsstoffe und ihre Mengen in den Pflanzenextrakten je nach Extraktionsverfahren variieren können, ist die Bewertung der pharmakologischen Wirkungen von zwei unterschiedlich verarbeiteten Extrakten derselben Pflanze für eine genaue Beurteilung wichtig. In dieser Studie untersuchten wir die Wirkungen von Methanol- und wässrigen Extrakten von A. vulgaris paralelly in einem in vitro- und in vivo-Versuch an Ratten, d.h. Einflüsse auf isolierte Mikrogefäße und den systolischen Blutdruck. Dabei haben wir ursprünglich festgestellt, dass (1) der Methanolextrakt von A. vulgaris eine ausgeprägte Vasorelaxationsreaktion entweder in PGF2α- oder K+-vorgezogenen Mesenterialarterien von Ratten hervorruft, während der wässrige Extrakt je nach dem zur Erhöhung des Gefäßtonus verwendeten kontraktilen Agens gegensätzliche Effekte hervorruft (2) in PGF2α-vorgezogenen Mesenterialarterien die mit Methanol- und wässrigen Extrakten von A. (3) In-vitro-Vorbehandlungseffekte von Methanol- und wässrigen Extrakten auf die kontraktile Reaktivität auf Spasmogene verstärkten ihre direkten Einflüsse auf die Mesenterialarterien der Ratte (4) Die orale Verabreichung des Methanolextrakts (10 mg/ml) über 2 Wochen reduzierte den erhöhten Blutdruck in L-NAME-hypertensiven Ratten, während der wässrige Extrakt (10 mg/ml) keine herausragende Wirkung zeigte.

PGF2α und K+ sind Spasmogene, die über unterschiedliche zelluläre Mechanismen wirken. PGF2α verengt die Arterien hauptsächlich durch die Aktivierung rezeptorgesteuerter Kalziumkanäle, während K+ die Kontraktion durch Depolarisierung der Membran der glatten Gefäßmuskelzellen auslöst, um den Einstrom von Ca+2 zu ermöglichen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Methanol- und wässrigen Extrakte von A. vulgaris ähnliche Entspannungsreaktionen gegen die rezeptorgesteuerte, spasmogenvermittelte Kontraktion zeigen. Interessanterweise wurden mit diesen Extrakten kontrastierende Wirkungen in Bezug auf Entspannung und Kontraktion erzielt, wenn ein rezeptorunabhängiges Spasmogen verwendet wurde, um die Kontraktion in isolierten Mesenterialarterien zu induzieren. Diese unterschiedliche direkte Wirksamkeit der Extrakte wurde durch die Ergebnisse der Vorbehandlungsexperimente bestätigt. So verringerte die Vorbehandlung von Ratten-Mesenterialarterien mit Methanol oder wässrigem Extrakt (10 mg/ml, 20 Min.) parallel zu den akuten vaskulären Effekten signifikant die maximale kontraktile Reaktion auf PGF2α, während bei der Vasoreaktivität auf K+ entgegengesetzte Effekte beobachtet wurden. Unsere Ergebnisse zeigen also, dass Methanol- und wässrige Extrakte von A. vulgaris den durch PGF2α induzierten vaskulären kontraktilen Tonus wirksam verringern, während der wässrige Extrakt eine Erhöhung der Kontraktilität insbesondere auf ein rezeptorunabhängiges Spasmogen in den Mesenterialarterien der Ratte hervorruft.

Die unterschiedlichen Reaktionen, die mit Methanol- und wässrigen Extrakten von A. vulgaris in den Mesenterialarterien der Ratte erzielt wurden, könnten mit den Unterschieden in der phenolischen Zusammensetzung der Extrakte zusammenhängen. Die Flüssigextrakte von A. vulgaris enthalten nachweislich Flavonoidglykoside, die aus Quercetinderivaten und Gallussäure bestehen. Unterstützend haben wir in unserer jüngsten Studie festgestellt, dass die Flavonoidmenge von A. vulgaris im Methanolextrakt viel höher ist als im wässrigen Extrakt, und wie mittels HPLC-DAD analysiert wurde, enthielten beide Extrakte Quercetin und Gallussäure als die wichtigsten vasoaktiven Inhaltsstoffe. Von diesen Bestandteilen wurde nachgewiesen, dass Quercetin Entspannungen hervorruft, während Gallussäure in der isolierten Rattenaorta Kontraktionen hervorruft. Alle diese früheren Daten unterstützen unsere aktuellen Ergebnisse in den Mesenterialarterien der Ratte. Somit könnte der viel höhere Gallussäuregehalt des wässrigen Extrakts im Vergleich zum Methanolextrakt einer der Mechanismen sein, die seine kontraktilen Reaktionen in den Mesenterialarterien vermitteln. Interessanterweise zeigten sich entgegengesetzte vaskuläre Wirkungen der Extrakte vor allem in K+-vorgezogenen Arterien. Daher ist es möglich, dass die vaskuläre Aktivität der Flavonoide im wässrigen Extrakt in Gegenwart von hohem K+ vermindert oder aufgehoben wird. Außerdem stellten wir fest, dass die maximale Entspannungsreaktion auf Methanolextrakt in K+-vorgezogenen Mesenterialarterien im Vergleich zu PGF2α-kontrahierten Arterien signifikant vermindert war. Zuvor wurde über schwache oder vernachlässigbare vasorelaxierende Wirkungen verschiedener Flavonoide, einschließlich Quercetin, in K+-kontrahierten Ratten-Aortenringen berichtet, im Gegensatz zu den ausgeprägten Relaxationen gegen Phenylephrin-induzierte Kontraktionen. In Bezug auf Quercetin wurde vermutet, dass das Vorhandensein einer -OH-Substitution am C-5-Atom seine Selektivität gegenüber einem rezeptorgesteuerten Spasmogen im Vergleich zu einem nicht rezeptorgesteuerten Spasmogen, d. h. K+, erhöht. Diese Interpretation stützt wahrscheinlich die Unterschiede in den Entspannungsreaktionen des Methanolextrakts, der Quercetin als Hauptflavonoid enthält, zwischen PGF2α- und K+-kontrahierten Mesenterialarterien. Was den wässrigen Extrakt betrifft, so erklärt der hohe Gehalt an Gallensäure zusätzlich zu der bereits erwähnten geringen Wirksamkeit von Quercetin in Gegenwart von hohem K+ möglicherweise dessen kontraktilen Einfluss in K+-vorgezogenen Mesenterialarterien. Darüber hinaus ist bekannt, dass die entspannenden Eigenschaften vasoaktiver Substanzen, die über die Öffnung von K+-Kanälen wirken, bei hohen K+-Kontraktionen deutlich vermindert sind. Die verringerten bzw. aufgehobenen entspannenden Einflüsse der Methanol- bzw. wässrigen Extrakte in K+-kontrahierten Arterien könnten auch auf die Beteiligung der Aktivierung von K+-Kanälen an ihrem Wirkmechanismus hindeuten, was weitere Untersuchungen erfordert.

Das vaskuläre Endothel steuert den Gefäßtonus über die Freisetzung von entspannenden und kontraktilen Faktoren. In der vorliegenden Studie haben wir die wahrscheinliche Rolle des Endothels bei den vaskulären Wirkungen der Extrakte untersucht. Die Entspannungsreaktionen auf Methanol- und wässrige Extrakte wurden in Gegenwart von mutmaßlichen Endothel-Inhibitoren, nämlich L-NOARG, ODQ und Indomethacin, in Mesenterialarterien der Ratte nicht verändert. Die Ergebnisse, die in Mesenterialarterien ohne Endothel erzielt wurden, waren ebenfalls vergleichbar. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die endothelialen Vasodilatatoren, d. h. NO und Prostazyklin, wahrscheinlich nicht die akuten entspannenden Wirkungen der Methanol- und wässrigen Extrakte von A. vulgaris in den Mesenterialarterien vermitteln. In der Literatur wird berichtet, dass die entspannende Wirkung verschiedener Flavonoide entweder durch endothelabhängige oder unabhängige Mechanismen vermittelt wird. Quercetin, das in beiden Extrakten enthalten ist, induziert nachweislich endothelunabhängige Relaxationen im isolierten mesenterialen Widerstandsgefäßbett. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die gefäßerweiternde Wirkung mehrerer Flavonoide, darunter Quercetin, in Gegenwart von K+-Kanalblockern gehemmt wird. Daher liegt die Vermutung nahe, dass die Aktivierung von K+-Kanälen zu den endothelunabhängigen entspannenden Effekten von A. vulgaris-Extrakten in den Mesenterialarterien beiträgt, was eines der Ziele unserer weiteren Untersuchung ist.

Die präventive Rolle einer Langzeitbehandlung mit A. vulgaris bei erhöhtem Blutdruck wurde an L-NAME-induzierten hypertensiven Ratten untersucht. Die orale Verabreichung des Methanolextrakts, nicht aber des wässrigen Extrakts, über einen Zeitraum von 2 Wochen führte zu einer signifikanten Verringerung des erhöhten Blutdrucks, was auf die vasorelaxierenden Effekte in den Mesenterialarterien zurückzuführen ist. Wir vermuten, dass die ausgeprägte gefäßentspannende und blutdrucksenkende Wirkung des Methanolextrakts von A. vulgaris möglicherweise auf seinen hohen Gehalt an Flavonoiden, insbesondere Quercetin, zurückzuführen ist. Die Unwirksamkeit des wässrigen Extrakts von A. vulgaris bei der Senkung des Blutdrucks in L-NAME-induzierten hypertensiven Ratten sowie die Erhöhung des kontraktilen Tonus in den K+-kontrahierten Arterien könnten hingegen mit seinem geringen Flavonoidgehalt und seinem hohen Gehalt an Gallensäure zusammenhängen. Die unterschiedlichen vaskulären Wirkungen des wässrigen und des Methanolextrakts von A. vulgaris in den Mesenterialarterien der Ratte, sowohl in vitro als auch in vivo, hängen also höchstwahrscheinlich mit der unterschiedlichen Flavonoidzusammensetzung zusammen, die sich aus den verschiedenen Extraktionsverfahren ergibt.

Zusammenfassend haben unsere Ergebnisse gezeigt, dass der Methanolextrakt von A. vulgaris unter normalen und experimentell hypertensiven Bedingungen deutlichere und günstigere vaskuläre Wirkungen hat. Der Methanolextrakt könnte anstelle des wässrigen Extrakts bei kardiovaskulären Störungen, insbesondere bei Bluthochdruck, eingesetzt werden. Diese Ergebnisse geben höchstwahrscheinlich Anlass zu weiteren Studien, um den Wirkmechanismus und den klinischen Wert dieses Krauts aufzudecken.