Zeitschrift für Ernährungsstörungen und Therapie

Abstrakt

Ernährung und Gesundheit 2018: Bewertung der antioxidativen Aktivität der wilden Heilpflanze Ziziphora tenuior L und Verwendung von Pflanzengewebekulturen zur Steigerung ihrer Aktivität – Abdulkarim Dakah – Universität Damaskus

Abdulkarim Dakah

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind ein Nebenprodukt des normalen Stoffwechsels. ROS werden außerdem in Zellen als Reaktion auf verschiedene Faktoren produziert, darunter oxidativer und thermischer Stress, ultraviolettes Licht und ionisierende Strahlung. Oxidativer Stress kann die DNA schädigen, Zellfunktionen wie Lipid- und Proteinperoxidation schädigen und den Glutathionspiegel beeinträchtigen. Darüber hinaus tragen ROS zur Entstehung von Krebs, Diabetes, Arteriosklerose, entzündlichen Erkrankungen und Alterung bei. ROS werden in freie Radikale wie Superoxidanionenradikale und Hydroxylradikale sowie in nicht freie Radikale unterteilt, die an oxidativen Reaktionen beteiligt sind, wie Singulettsauerstoff. Oxidative Schäden können durch enzymatische Mechanismen wie Superoxiddismutase und Katalase oder durch Antioxidantien, die als natürliche Produkte vorliegen, reduziert werden.

Heilpflanzen spielen seit 1000 Jahren eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Krankheiten und Beschwerden und sind in traditionellen Medizinorganisationen auf der ganzen Welt noch immer wichtig. Eine ausreichende Versorgung mit pflanzlichen Rohstoffen, die eine gleichbleibende Qualität wertvoller Naturprodukte enthalten, wird mit zunehmendem Bedarf an deren Konsum immer schwieriger. Daher versuchen Labore weltweit, sekundäre Metabolite aus Pflanzengewebekulturen für gewinnbringende Anwendungen zu produzieren (Wink et al., 2005, Alfermann, 2009) als Alternative oder Ergänzung zu Pflanzen, die auf Feldern oder in Gewächshäusern angebaut werden.

Pflanzengewebekultur ist das Verfahren, bei dem kleine Stücke lebenden Gewebes aus dem Organismus isoliert und für unbegrenzte Zeiträume unter kontrollierten Bedingungen aseptisch auf einem Nährmedium gezüchtet werden (Ali et al., 2007). Die In-vitro-Züchtung der Pflanzen ist ein notwendiger Schritt in vielen Experimenten wie Mikrovermehrung, Erzeugung virusfreier Pflanzen und genetischer Transformation. (Georgieva et al., 1996).

2. Materialien und Methoden

Diese Studie wurde im Labor für Pflanzengewebekultur und Molekularbiologie der Universität Damaskus, Fakultät für Naturwissenschaften und Unterabteilung für Pflanzenbiologie, durchgeführt. Naphthalinessigsäure (NAA), Indol-3-Buttersäure (IBA), Kinetin (Kin), Benzyladenin (BA) und 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) wurden von Sigma–Aldrich GmbH (München, Deutschland) bezogen.

Wildpflanzen wurden aus den Kalamoon-Bergen, Assal Al-Ward (Syrien) gesammelt und von Dr. Imad Alkadi am Institut für Pflanzenbiologie authentifiziert.

Aerial parts of wild and in vitro plants were dry to the ground by pistil and mortar to a soft powder. For the aqueous extract, 5 g of powder was immersed in 100 ml of distilled water. The free radical foraging activity of samples was measured by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), following this method described by Blois (1958) with some changes (Laouini et al., 2012). DPPH is reduced to hydrazine when it reacts with hydrogen donors. Briefly serial dilutions (10, 1, 0.1, 0.01, 0.001 mg/ml) of samples (aqueous and methanol extracts) were verified for radical scavenging activity. 0.2 mM DPPH was ready in methanol and 500 μl of this solution was added to the 1000 μl of a sample at different absorptions.

3. Results

Auxins are known to exhibit a important effect on a callus development from leaf explants. 1.5 mg/L of NAA was the best absorption for all callus introductions with 70.2% ± 0.28 of leaf explants whereas 2 mg/L of NAA reduced the callus developed up to 60%. The treatment with 2 mg/L of IBA led to an increase in callus formation percentage of 62.1, while the growing regulator free MS average did not show any callus formation to the leaf explants died after 10 days of culture.

Different absorptions of BA induced to shoot the formation from the callus without root formation while MS medium without growth regulator did not show any shoot introduction.

4. Discussion

Callus is a mass of undistinguishable cells, which are moulded in vitro from an explant tissue cultured on nutrient medium added with suitable plant growth regulators (PGRs) during a dedifferentiation process. The difference incallus to differentiated organs is a complex process controlled by many factors. Most of the antioxidant activity is due to secondary metabolites especially phenolic compounds and some terpenes (Marzouk et al., 2007, Awaad and Al-Jaber, 2010). Our results showed that the IC50 value of aqueous and methanol abstracts of wild Z. tenuior were 0.516 and 9.22 mg/ml, respectively. An increase of the concentration of Kin led to a decrease in the number of sprouts and this corresponds with findings of Ozudogru and his colleagues (Ozudogru et al., 2011(. Steephen and his group showed that the increasing concentration of BA above 1 mg/L led to callus formation and decreased shoot development of Vitex negundo L. (Steephen et al., 2010).

Der Wasserextrakt zeigte in Kombination mit dem Methanolextrakt eine starke antioxidative Wirkung, was auf die bessere Löslichkeit der antioxidativen Verbindungen in Wasser zurückzuführen sein könnte. Wong und seine Kollegen fanden heraus, dass Wasserextrakte von 23 von 30 therapeutischen Pflanzen eine höhere antioxidative Wirkung haben als die Methanolextrakte (Wong et al., 2006). Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigten, dass die radikale Suchfähigkeit von in vitro vermehrten Pflanzenextrakten von Z. tenuior stärker ausgeprägt war als die von wässrigen und Methanolextrakten von Wildpflanzen. Die für die antioxidative Wirkung verantwortlichen Komponenten in Z. tenuior sind noch nicht identifiziert. Daher sind weitere Untersuchungen zur Identifizierung und Isolierung der entsprechenden antioxidativen Komponenten im Antioxidans erforderlich.

5. Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die vorliegende Untersuchung zeigt, dass die Mikrovermehrung von Z. tenuior in vitro eine zuverlässige Methode zur schnellen Vermehrung dieser Art ist. In der vorliegenden Studie wurde Z. tenuior zum ersten Mal in vitro kultiviert und es war möglich, nach vier Subkultur-Vermehrungszyklen mehr als 314 Pflanzen aus einem einzigen Explantat zu erhalten. Dieses Verfahren wird für eine schnelle und großflächige Vermehrung hilfreich sein. Wir können auch Pflanzengewebekulturen verwenden, um den aktiven Stoff zu erhöhen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wasserextrakte von in vitro produzierten Pflanzen im Vergleich zum Ausgangsmaterial eine erhöhte antioxidative Aktivität aufwiesen.

Hinweis: 9. Internationaler Kongress für Ernährung und Gesundheit, 9.–10. Juli 2018, Sydney, Australien.