Normale Gefäßmuskelzellen und Zellen aus atherosklerotisch belasteten Gefäßen unterscheiden sich in einer Vielzahl von Parametern. Die Arbeitsgruppe um Alexander N. Orekhov vom Institut für Experimentelle Kardiologie der russischen Akademie für Medizinwissenschaften in Moskau untersuchte daher in einem in-vitro-Modell anhand dieser Parameter die Auswirkungen eines Knoblauchpulver-Extraktes auf normale und atherosklerotische Zellen der menschlichen Aorta.
Material und Methodik
Subendotheliale glatte Gefäßmuskelzellen der Aortenintima, die aus Autopsiepräparaten von am plötzlichen Herztod bzw. Myocardinfarkt verstorbenen Männern im durchschnittlichen Alter von 40 bis 60 Jahren stammten, wurden aus normalen Gefäßarealen und solchen, die athero-sklerotische Plaques aufwiesen, isoliert, enzymatisch aufbereitet und kultiviert. Um die Lipidakkumulation in den Zellen zu induzieren, wurde den Kulturen atherogenetisches Serum, das durch Blutentnahme von Patienten mit gesicherter Koronarsklerose gewonnen wurde, zugesetzt. Dieses ist in der Lage, nach 24stündiger Inkubation den intrazellulären Cholesterinanstieg zu verdoppeln. Mit Ausnahme der Kontrollkulturen wurden die test2lösungen hinzugefügt und nach einer 24stündigen Inkubation die intrazellulären Lipide extrahiert.
Prüfsubstanz war ein wäßriger, auf einen Alliingehalt von 1,3 Prozent und eine Allicinfreisetzungspotenz von 0,6 Prozent standardisierter Knoblauch-pulver-Extrakt, der in unterschiedlichen Konzentrationsstufen aufbereitet wurde.
Bestimmt wurden die intrazellulären Lipide - freies Cholesterin, Phospho-lipide, Triglyceride und Cholesterylester sowie die Aktivitäten der entscheidenden, an der Plaquebildung beteiligten Enzyme, nämlich die Acyl-CoA-Cholesterol-Acyltransferase (ACAT), die für die intrazelluläre Cholesterineinlagerung zuständig ist, und das Cholesterylester-abbauende Enzym Cholesterylester-Hydrolase (CEH). Der Lipidmetabolismus wurde über den Einbau radioaktiv markierten 14C-Oleats analysiert.
Ergebnisse
Lipidgehalt: Normale und atherosklerotische glatte Gefäßmuskelzellen unterschieden sich deutlich in ihrem Lipidgehalt. Phospholipide, freies Cholesterin, Cholesterylester und Triglyceride fanden sich in atherosklerotischen Zellen in signifikant höherem Ausmaß als in den Zellen aus normalen Aortenbereichen. Die Zugabe des Atherogenese-Serums erzeugte in den Zellkulturen eine Zunahme aller Lipide, mit Ausnahme der Phospholipide. So stiegen nach 24stündiger Inkubation die Konzentrationen von Cholesterylestern um das 3,2fache, die der Triglyceride und des freien Cholesterins um das 1,7fache an.
Gegenüber den Kontrollkulturen wurde in Gegenwart von Knoblauchextrakt in den gesunden Zellen die durch atherogenetisches Serum induzierte Akkumulation an freiem Cholesterin und Triglyceriden vollständig aufge-hoben und die der Cholesterylester um das 2,8fache reduziert.
In den Zellen aus atherosklerotischen Plaques senkte der Extrakt das freie Cholesterin um 21 Prozent, die Triglyceride um 31 Prozent und die Cholesterylester um 35 Prozent.
Lipidmetabolismus: Die Untersuchung des Lipidmetabolismus ergab, daß 14C-Oleat in die Plaque-Zellkulturen in deutlich stärkerem Ausmaß inkorporiert wurde als in die gesunden Zellen. Die Gegenwart von Knoblauchextrakt senkte in beiden Zellkulturen den 14C-Oleateinbau signifikant, selbst wenn sie mit Atherogenese-Serum inkubiert wurden.
Mit Hilfe radioaktiv markierten 3H-Cholesteryl-Linoleats konnte festgestellt werden, daß LDL - die entscheidende Quelle für die intrazelluläre Akkumulation von freiem und verestertem Cholesterin - nach der Aufnahme zum überwiegenden Anteil zu freiem Cholesterin abgebaut und ins Kulturmedium abgegeben wurde. Knoblauch supprimierte die Aufnahme von nativem und modifiziertem LDL um 32 bzw. 56 Prozent und führte zur signifikanten Minderung (um das 2 bzw. 4fache) der durch diese LDL-Fraktionen erzeugten Akkumulation von freiem und veresterten Cholesterin in den Gefäßmuskelzellen.
Der Extrakt beeinflußte desweiteren dosisabhängig die an der intrazellulären Lipidsynthese beteiligten Enzymaktivitäten, und zwar in gesunden wie auch in atherosklerotischen Zellen. Der maximale Effekt trat bei einer Konzentration von 0,1 mg/ml ein.
Fazit: Aus den Experimenten wird deutlich, daß Knoblauchpulver-Extrakt in vitro über eine direkte dosisabhängige antiatherosklerotische Potenz verfügt, wobei der Einfluß auf den Lipidmetabolismus der Gefäßwand den entscheidenden wirkbestimmenden Mechanismus darzustellen scheint.
(Quelle: A. N. Orekhov, V. V. Tertov: In Vitro Effect of Garlic Powder Extract on Lipid Content in Normal and Atherosklerotic Human Aortic Cells. Lipids, Vol. 32, no. 10, 1997)