17.4.4.3 Saponine
In einem Versuch, den Beitrag von Saponinen zur antidiabetischen und antiobesitativen Wirkung von Bockshornkleesamen zu untersuchen, haben Uemura et al. (2011) untersuchten den hepatischen Lipidstoffwechsel / die Lipogenese bei diabetischen adipösen KK-Ay-Mäusen, die 4 Wochen lang mit HFD (60% der Energie als Fett) in Gegenwart oder Abwesenheit von 0,5% oder 2% Bockshornklee gefüttert wurden. Sie stellten fest, dass die Leber- und Plasma-TG- und mRNA-Expressionsniveaus von lipogenen Genen durch die 2% ige Supplementierung, aber nicht um 0,5% gesenkt wurden. Interessanterweise zeigten In-vitro-Studien mit Hepatozyten-HepG2-Zellen, dass es die hydrolysierte Saponinfraktion war, aber nicht das gesamte Saponin, das für die beobachtete Hemmung der TG-Akkumulation verantwortlich war. Eine weitere bioassay-geführte Fraktionierungsstudie ergab, dass Diosgenin das aktive Prinzip war, da eine Konzentration von 5 oder 10 µM ausreichte, um die Akkumulation von TG und die Expression lipogener Gene in HepG2-Zellen zu hemmen. Weitere Luciferase- und Gelmobilitätsverschiebungstests bestätigten, dass Diosgenin die Transaktivierung von Leber-X-Rezeptor-α (LXR α) hemmt. Im Modell des IGGT-Tests bei Mäusen, die HFD erhielten, wurde eine Verbesserung der Glukosekontrolle durch Bockshornkleefurostanolische Saponine zusammen mit der Serum-TG festgestellt, die nach der Fütterung mit HFD erhöht war (Hua et al., 2015).
In Tierversuchen, die T1D und T2D nachahmen, hat sich Diosgenin als prominenter Wirkstoff herausgestellt, der ernsthaft als potenzieller therapeutischer Wirkstoff in Betracht gezogen werden sollte. In den STZ-induzierten und anderen T2D-Rattenmodellen zeigten sich beispielsweise hypoglykämische Effekte (Kalailingam et al., 2014; Pari et al., 2012; Köhler et al., 2014; Sangeetha et al., 2013) wurden gut nachgewiesen, während andere Marker für Diabetes wie HbA1c ebenfalls unterdrückt wurden (Kalailingam et al., 2014; Pari et al., 2012). Die Diabetes-assoziierten Anomalien, wie aus der Unterdrückung des Serumspiegels von Markern wie ALT und AST hervorgeht, Verbesserung der antioxidativen Abwehrkräfte, wie aus erhöhter SOD, CAT, GSH, GSH-Peroxidase (GPx) oder Reduktion von TBARS und ROS (Kalailingam et al., 2014; Pari et al., 2012; Sangeetha et al., 2013; Sohn et al., 2007; Tharaheswari et al., 2014) werden alle für diese Verbindung beobachtet. Eine weitere interessante biologische Aktivität dieser Verbindung in diesen für die Blutzuckerkontrolle relevanten Tiermodellen ist ihre unterdrückende Wirkung auf die Glucose-6-Phosphatase (G6Pase), während die GK-Aktivität erhöht und der Leberglykogenspiegel erhöht wird (Kalailingam et al., 2014; Tharaheswari et al., 2014). Die lipidsenkende Wirkung der Verbindung wurde auch in den verschiedenen Modellen von diabetischen, HFD- und diabetischen adipösen Mäusen (z. B. KK-Ay-Mäusen) nachgewiesen. Daher wurde eine Verringerung des Serum-LDL, Serum-TC, FFAs, Serum-TG, des Lebercholesterins, der Lebersteatose, der kleineren Adipozytengröße und einer Zunahme dokumentiert Serum-HDL, Cholesterinausscheidung, biliäre Cholesterinsekretion, erhöhte Adipogenese (Kalailingam et al., 2014; Sangeetha et al., 2013; Tang et al., 2011; Tharaheswari et al., 2014; Turer et al., 2012). Die Verbesserung der Lipid- und glykämischen Kontrolle durch die Verbindung könnte auch aus ihrer bekannten entzündungshemmenden Wirkung sowohl in vitro als auch in vivo resultieren, wie aus der Unterdrückung des Spiegels und der Aktivität von Makrophagen-Chemoattraktorprotein-1 (MCP-1), TNF-α, Interleukin-6 (IL-6), NF-kB und erhöhtem Leptin, PPAR-γ, Verringerung der Makrophageninfiltration und Adipozytenentzündung (Hirai et al., 2010; Tharaheswari et al., 2014; Uemura et al., 2010). Eine Reduktion der SREBP-1c-, FAS-, Stearoyl-CoA-Desaturase (SCD-1) -, Acetyl-CoA-Carboxylase (ACC) – und LXRa-Aktivierung in zellulären (HEPO-G2) und tierischen diabetischen adipösen Modellen wurde ebenfalls berichtet (Turer et al., 2012). Das entzündungshemmende und antioxidative Potential dieser steroidalen Verbindung auf die verschiedenen primären kultivierten Zellen (z.B. Endothelzellen, Manivannan et al., 2013a) und Tiermodelle der Ischämie (Badalzadeh et al., 2014; Liu et al., 2012b; Manivannan et al., 2013b), Nierenschäden (Manivannan et al., 2014; Salimeh et al. 2013) wurden ebenfalls ausführlich berichtet. Alle diese Daten zeigten, dass eine Verringerung des Spiegels von proinflammatorischen Zytokinen (TNF-α, IL-1 und IL-6), proinflammatorischen Signalen (IKK-β und NF-kB), Darmentzündungen (z. B. Yamada et al., 1997); ROS, NO, Lipidperoxidation und LDH; Erhöhte antioxidative Abwehrkräfte (GSH, SOD und CAT) werden durch diese Verbindung induziert. Die suppressiven Effekte bei entzündlichen Veränderungen innerhalb spezifischer Wechselwirkungen zwischen Adipozyten und Makrophagen sind ebenfalls gut dokumentiert (Hirai et al., 2010).
Es wurde gezeigt, dass die Behandlung von KK-Ay-Mäusen mit einer HFD, die mit 2% Bockshornklee ergänzt wurde, Diabetes verbessert, verbunden mit einer Verringerung der Größe von Adipozyten und erhöhten mRNA-Expressionsniveaus differenzierungsbezogener Gene im Fettgewebe; Hemmung der Makrophageninfiltration in Fettgewebe und verringerte mRNA-Expressionsniveaus entzündlicher Gene (Uemura et al., 2010). Ebenso fördert Diosgenin die Adipozytendifferenzierung und hemmt die Expressionsniveaus mehrerer molekularer Kandidaten, die mit Entzündungen in 3T3-L1-Zellen assoziiert sind (Uemura et al., 2010). Die hypocholesterinämischen Eigenschaften des Ethanolextrakts aus entfetteten Bockshornkleesamen wurden ebenfalls von Stark und Madar (1993) untersucht. Die Fraktionierung des Rohethanolextrakts durch Dialyse führte zum Bulking der Saponine, wie sie mit ihrem DC-Profil und ihren hämolytischen Eigenschaften identifiziert wurden. Es wurde gezeigt, dass das Dialysat, das bei dünnschichtchromatographischer Beurteilung Saponine enthielt, die Taurocholat- und Desoxycholatabsorption dosisabhängig hemmt; in zwei getrennten Fütterungsversuchen (30 oder 50 g Ethanolextrakt / kg über einen Zeitraum von 4 Wochen) zeigten hypercholesterinämische Ratten eine Senkung des Plasmacholesterinspiegels im Bereich von 18% bis 26%. Eine Tendenz zu niedrigeren Konzentrationen von Lebercholesterin wurde ebenfalls beobachtet. Der mit Saponinen angereicherte Ethanolextrakt aus Bockshornkleesamen kann somit durch Wechselwirkung mit Gallensalzen im Verdauungstrakt eine hypocholesterinämische Wirkung entfalten.
Petit et al. (1995) haben gezeigt, dass Saponine (Furostanol-Typ), die auf mindestens 90% des Extrakts konzentriert waren, bei chronischer Verabreichung (12,5 mg / Tag pro 300 g Körpergewicht, p.o.) eine tiefgreifende Wirkung auf das Fressverhalten und metabolische endokrine Veränderungen bei normalen und STZ-diabetischen Ratten haben. Sie beobachteten einen signifikanten Anstieg der Nahrungsaufnahme und der Motivation zum Essen bei normalen Ratten, während sie den zirkadianen Rhythmus des Fütterungsverhaltens veränderten. Bockshornkleesaponine stabilisierten auch den Nahrungsverbrauch bei diabetischen Ratten, was bei diesen Tieren zu einer fortschreitenden Gewichtszunahme führte. Sowohl bei normalen als auch bei diabetischen Ratten verringerten steroidale Saponine TC ohne Veränderung der TG.
Da alle oben genannten Tierversuche zeigten, dass Diosgenin in den therapeutisch anwendbaren Dosen gut verträglich mit begrenzter Toxizität ist, hat die Verbindung ein therapeutisches Potenzial, das als Antidiabetikum und Lipidsenker ausgenutzt werden kann. Studien zur subchronischen Toxizität der Verbindung stimmen ebenfalls gut mit dieser Schlussfolgerung überein (Qin et al., 2009). In Anbetracht der langen Liste von Saponinen, die aus Bockshornkleesamen isoliert wurden (Abschnitt 17.3.2), besteht kein Zweifel, dass in Zukunft mehr Saponin-basierte Wirkstoffe aus Bockshornkleesamen entdeckt würden. Diese Verbindungen sind auch sehr wasserlöslich und passieren aufgrund ihrer amphiphilen Natur Membranen. Tatsächlich konnten nach oraler Einzeldosis (200 mg / kg) bei Ratten Furostanolglykoside in der Lunge und sogar im Gehirn nachgewiesen werden. was darauf hindeutete, dass sie die Blut–Hirn-Schranke überwinden könnten. Sie zeigen auch eine langsame Verteilung in Geweben, weisen jedoch eine schnelle renale Elimination auf (Kandhare et al., 2015).