Vergleich von grünem und schwarzem Tee auf NO-Produktion und Endothelfunktion

Abstract

Die vorliegende Untersuchung liefert die ersten experimentellen Beweise, dass stark fermentierter schwarzer Tee im Vergleich zu grünem Tee im Hinblick auf die Induktion der NO-Produktion in Endothelzellen und Vasodilatation in Aortenringen eine vergleichbare Potenz aufweist. Grüner und schwarzer Assam- Tee führten zu einer vergleichbaren konzentrationsabhängigen Vasorelaxation in vorkontrahierten Rattenaortenringen. Diese konnte durch Vorinkubation mit dem NOS-Inhibitor L-NAME vollständig verhindert werden. Dies deutet auf eine NO- abhängige Vasodilatation hin. In Zellkulturexperimenten mit BAEC zeigte sich, dass beide Teesorten dosisabhängig die eNOS aktivieren, wobei der schwarze Tee eine geringfügig höhere Potenz aufwies. Im Western Blot zeigten beide Teegetränke eine etwa gleich starke Phosphorylierung der eNOS an Ser1179, die zu einer Aktivierung des Enzyms führt. Bei der Analyse der individuellen Teecatechine auf ihre Effekte auf die zelluläre NO-Produktion aktivierte EGCG die eNOS am stärksten, wohingegen ECG das Enzym nur leicht stimulierte. Sowohl im Western Blot als auch bei der Aortenrelaxation besaß ECG im Vergleich zu EGCG einen geringeren Effekt. Bei allen untersuchten Wirkungen (eNOS- Aktivität, eNOS-Phosphorylierung und Vasodilatation) zeigten die anderen Catechine keinerlei Effekte. Im schwarzen Tee werden die Catechine nach der Fermentation in Theaflavine umgewandelt. Von den individuellen Theaflavinen im schwarzen Tee ergab sich bei der Wirkung auf NO-Produktion, eNOS- Phosphorylierung und Vasodilatation folgende Reihenfolge: TF3 > TF2B > TF2A. TF1 dagegen bewirkte keine Steigerung der NO-Produktion oder Induktion einer Vasodilatation. Weitere Inhaltsstoffe des grünen und schwarzen Tees, wie Caffein, Theobromin und Theogallin, hatten keinen Einfluss auf die eNOS- Aktivität. Deswegen wurde auf weitere Versuche zum Nachweis einer Phosphorylierung und Vasodilatation verzichtet. Die in anschließenden Versuchen getesteten Polyphenolgemische aus grünem und schwarzem Tee (PG A enthielt nur Catechine und Wasser und PG B Theaflavine, die nicht oxidierten restlichen Catechine und Wasser) zeigten eine Aktivierung der eNOS, die beim PG A stärker ausgeprägt war. Ein vergleichbares Ergebnis wurde auf eNOS- Phosphorylierung und Aortenrelaxation beobachtet. Darüber hinaus bewirkten die Thearubigine, die während der Fermentation neben Theaflavinen entstehen, einen potenten konzentrationsabhängigen Anstieg der eNOS-Aktivität in Endothelzellen. Im Western Blot zeigte sich ein konzentrationsabhängiger Anstieg der eNOS-Phosphorylierung an Ser1179 nach Behandlung der Zellen mit dieser Substanzgruppe. Thearubigine relaxierten zudem konzentrationsabhängig die Rattenaortenringe mit starker Potenz. Im Rahmen dieser Arbeit wurden wesentliche Inhaltsstoffe identifiziert, die zu den endothelverbessernden Effekten von grünem und schwarzem Tee beitragen. Eine starke Differenzierung zwischen grünem und schwarzem Tee in Bezug auf die Wirkung der Tees auf Endothelfunktion ist nicht gerechtfertigt. Inwiefern noch andere Inhaltsstoffe an der biologischen Wirksamkeit von Tee beteiligt sind, muss in Zukunft weiter untersucht werden. Die Tatsache, dass weltweit der Teekonsum hauptsächlich aus schwarzem Tee besteht, unterstreicht die Bedeutung dieser Ergebnisse im Hinblick auf die beschriebenen kardiovaskulär-protektiven Effekte des Tees.

The present study has produced the first experimental evidence that highly fermented black tea has comparable potency to green tea with respect to induction of nitric oxide production in endothelial cells and vasodilation of aortic rings. Green and black Assam tea induced similar concentration- dependent vasorelaxation in pre-contracted rat aortic rings. It was possible to prevent this totally by previous incubation with the NOS-inhibitor L-NAME. This suggests NO-dependent vasodilatation. Cell culture experiments with BAEC showed that both sorts of tea activate eNOS in a dose-dependent fashion with black tea exhibiting slightly greater potency. Using Western Blot both tea beverages showed an approximately similar degree of phosphorylation of eNOS on Ser1179, which induces activation of the enzyme. In an analysis of the individual tea catechins for their effects on cellular NO production EGCG was most potent in activating eNOS whereas ECG only mildly stimulated the enzyme. Both by Western Blot and by aortic relaxation ECG was less effective compared to EGCG. With respect to all other effects studied (eNOS-activity, eNOS- phosphorylation and vasodilatation) the other catechins showed no effects. In black tea catechins are converted to theaflavins by fermentation. Individual theaflavins in black tea had effects on NO production, eNOS phosphorylation and vasodilation in the following order: TF3 > TF2B > TF2A. TF1 produce no increase in NO production or induction of vasodilatation. Other ingredients of green and black tea, such as caffeine, theobromin and theogallin, had no effects on eNOS activity so no other experiments were performed to demonstrate phosphorylation and vasodilatation. In subsequent experiments the polyphenol mixtures of green and black tea (PG A contained only catechins and water and PG B theaflavins, the residual non-oxidised catechins and water) showed activation of eNOS, which was more pronounced with PG A. A comparable result was observed with respect to eNOS phosphorylation and aortic relaxation. Furthermore, thearubigins, which are formed in addition to theaflavins during fermentation, induce a potent concentration-dependent increase in eNOS activity in endothelial cells. Western Blot showed a concentration-dependent increase in eNOS phosphorylation on Ser1179 after the cells had been exposed to this substance group. Thearubigins also showed high potency in relaxing rat aortic rings in a concentration-dependent fashion. In the course of this study the essential ingredients have been identified which contribute to the endothelium-improving effects of green and black tea. There is no justification for the claim that there is a significant difference between green and black tea with respect to the effects of the teas on endothelial function. Further studies are needed to investigate how far other ingredients are also involved in the biological efficacy of tea. The fact that worldwide mainly black tea is consumed underlines the significance of these results with respect to the cardiovascular-protective effects of tea.