Antioxidantien retten kognitiven Rückgang bei Mäusen

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass EGCG und Curcumin, zwei bekannte Antioxidantien, sowohl allein als auch insbesondere in Kombination in einem Mausmodell des durch oxidativen Stress verursachten kognitiven Rückgangs wirksam sind [1].

Oxidativer Stress entsteht hauptsächlich durch Moleküle, die als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bezeichnet werden und Nebenprodukte normaler chemischer Reaktionen im Körper sind. Es handelt sich um einen Aspekt des Alterns, der weitreichende negative Auswirkungen auf zahlreiche Organe und Gewebe hat und bekanntermaßen eine Rolle bei Neurodegeneration und Demenz spielt [2].

Der Körper produziert körpereigene Antioxidantien, das wichtigste davon ist Glutathion. Menschen nehmen mit der Nahrung auch starke Antioxidantien zu sich, darunter Curcumin, die in Kurkuma vorkommende Orangenverbindung, und Epigallocatechin-3-Gallat (EGCG), ein Polyphenol, das besonders häufig in grünem Tee vorkommt. Beide haben in Tier- und Humanstudien gesundheitliche Vorteile gezeigt [3].

Was passiert, wenn wir diese beiden auf ROS abzielenden Verbindungen kombinieren? Diese Frage stand im Mittelpunkt einer neuen Studie, die in Nature Scientific Reports veröffentlicht wurde.

Die Forscher verwendeten ein Mausmodell des altersbedingten kognitiven Rückgangs, der durch D-Galaktose (D-Gal) induziert wird, eine Verbindung, die oxidativen Stress verstärkt. Mit D-Gal behandelte Tiere zeigen zahlreiche Alterungssymptome, darunter mitochondriale Dysfunktion, Entzündung und neuronale Degeneration, was das breite Spektrum der ROS-Wirkungen verdeutlicht.

Frühere Studien haben gezeigt, dass sowohl Curcumin als auch EGCG die Gedächtnisfunktion bei älteren Mäusen verbessern, zumindest teilweise über antioxidative Wege. Allerdings waren die Ergebnisse einer sehr begrenzten Anzahl bestehender Studien, die die kumulativen Wirkungen dieser beiden Moleküle untersuchten, nicht schlüssig.

Die Forscher führten eine Reihe von Verhaltenstests an mehreren Gruppen von Mäusen durch, beispielsweise die passive Vermeidungsaufgabe, die sich die natürliche Vorliebe eines Nagetiers für Dunkelheit und seine Fähigkeit zunutze macht, zu lernen, eine Umgebung zu meiden, in der es einen aversiven Reiz erlebt hat. In diesem Test zeigten natürlich gealterte und mit D-Gal behandelte Mäuse eine kürzere Retentionszeit und eine geringere Rate an Einfrierreaktionen, was auf ein schlechteres Gedächtnis hinweist.

In allen Tests schnitten junge Mäuse am besten ab, während mit D-Gal behandelte Mäuse und natürlich gealterte Mäuse eine ähnliche Verschlechterung der kognitiven Funktion zeigten, was zeigt, dass D-Gal tatsächlich den altersbedingten kognitiven Rückgang nachahmt.

Beide Antioxidantien steigerten effektiv die Gedächtnisfunktion, auch bei gesunden jungen Kontrollpersonen. Curcumin allein war weniger wirksam als EGCG allein. Die beiden Moleküle zeigten jedoch einen synergistischen Effekt und erhöhten zeitweise die Gedächtnisfunktionsmarker höher als bei jungen gesunden Kontrollpersonen.

Anschließend maßen die Forscher drei Marker für oxidativen Stress: Glutathion sowie die entscheidenden antioxidativen Enzyme Superoxiddismutase und Katalase. Die Ergebnisse spiegelten die der Gedächtnistests wider: Bei natürlich gealterten Mäusen und Mäusen, die mit D-Gal behandelt wurden, waren die Werte der drei Marker viel niedriger als bei gesunden jungen Kontrollpersonen. Sowohl EGCG als auch Curcumin allein konnten diese deutlich verbessern.

Die stärkere Wirkung von EGCG gegenüber Curcumin war hier noch deutlicher: Während Curcumin die Werte der drei Marker nicht vollständig wiederherstellen konnte, übertrafen sie nach der EGCG-Behandlung tatsächlich die Werte gesunder junger Kontrollpersonen. Der kumulative Effekt der Kombinationsbehandlung war jedoch noch robuster.

Ein weiteres interessantes Merkmal dieser Studie war, dass EGCG und Curcumin gegen eine Positivkontrolle getestet wurden: Astaxanthin, ebenfalls ein starkes Antioxidans. Astaxanthin verleiht Lachs seinen rosa Farbton und kommt hauptsächlich in Meeresfrüchten vor. Die reichhaltigste Quelle für Astaxanthin sind jedoch bestimmte Algen, dieselben, die den Flamingos zu ihrem majestätischen rosafarbenen Gefieder verhelfen. Astaxanthin allein entsprach den Ergebnissen der kombinierten Behandlung mit EGCG und Curcumin.

In dieser Studie wurden drei Antioxidantien und eine Kombinationsbehandlung einander gegenübergestellt, wobei einige interessante Ergebnisse erzielt wurden, die das Versprechen von Kombinationstherapien unterstreichen, selbst wenn beide Moleküle im gleichen Sinne vorkommen, wie EGCG und Curcumin. Natürlich wäre es interessant, die Ergebnisse einer Kombination mit Astaxanthin sowie Studien am Menschen zu sehen. Alle drei Moleküle sind als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich und obwohl es Probleme mit der Bioverfügbarkeit gibt, sind alle drei sehr sicher.

In der aktuellen Studie haben wir festgestellt, dass kombiniert mit EGCG und Curcumin behandelte Mäuse einen starken Schutz gegen die verminderte Aktivität von GSH, SOD, CAT (Abb. 6) und den steigenden Spiegel von AOPP, NO und MDA (Abb. 7) zeigten des Gehirns im Vergleich zur Monotherapie mit EGCG oder Curcumin. Darüber hinaus waren kombiniertes EGCG und Curcumin hinsichtlich der Modulation des Antioxidansspiegels mit Ast, einem Standard-Antioxidans, vergleichbar.

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[1] Rahman, MA, Shuvo, AA, Apu, MMH, Bhakta, MR, Islam, F., Rahman, MA, … & Reza, HM (2023). Die Kombination von Epigallocatechin-3-Gallat und Curcumin verbessert die D-Galactose und die mit dem normalen Altern verbundene Gedächtnisstörung bei Mäusen. Wissenschaftliche Berichte, 13(1), 12681.

[2] Kim, GH, Kim, JE, Rhie, SJ und Yoon, S. (2015). Die Rolle von oxidativem Stress bei neurodegenerativen Erkrankungen. Experimentelle Neurobiologie, 24(4), 325.

[3] Nagle, DG, Ferreira, D. & Zhou, YD (2006). Epigallocatechin-3-gallat (EGCG): chemische und biomedizinische Perspektiven. Phytochemistry, 67(17), 1849-1855.

 Stichworte: Antioxidantien, kognitiver Rückgang, reaktive Sauerstoffspezies