Vorläufige Studie zu Teigwarenproben, die durch antioxidative Verbindungen und ihre biologische Aktivität auf Nierenzellen gekennzeichnet sind

Kontakt: Audrey Hu WhatsApp/hp: 0086 13880143964 E-Mail:audrey.hu@wecistanche.com

Federico di Marcoet al

Abstrakt:Nudeln gehören zu den Grundnahrungsmitteln derMittelmeer-Ernährung und aus diesem Grund wurde es für diese Studie ausgewählt, um seine antioxidativen Eigenschaften zu bewerten. Drei Nudelsorten wurden ausgewählt: Buchweizen-, Roggen- und Eiernudeln. Qualitativ-quantitative Charakterisierungsanalysen wurden durchgeführt vonHPLC-DADantioxidative Verbindungen zu identifizieren. Die Daten zeigten das Vorhandensein von Carotinoiden wie Lutein und Polyphenolen wie Indolessigsäure (Carotinoide von {{0}},08 bis 0,16 mg/100 g,Polyphenolevon 3,7 bis 7,4 mg/100 g). Um die Wirkung der nachgewiesenen Metaboliten zu beurteilen, wurden In-vitro-Experimente durchgeführtNiereZellenmodelle: HEK-293 und MDCK. Standards von -Carotin, Indolessigsäure, Kaffeesäure, hydroalkoholischen und mit Carotinoid angereicherten Extrakten aus Teigwarenproben wurden in Gegenwart eines Antioxidans getestet, um Schwankungen der Lebensfähigkeit zu bestimmen. -Carotin- und Indolessigsäure-Standards übten eine schützende Wirkung auf HEK-293-Zellen aus, während keine Wirkung auf MDCK festgestellt wurde. Die getesteten Konzentrationen dürften im Bereich derjenigen liegen, die nach dem Verzehr von Standard-Nudelgerichten im Körper erreicht werden. Mit Carotinoid angereicherte Extrakte und hydroalkoholische Extrakte zeigten unterschiedliche Wirkungen, wobei Rettungen für hydroalkoholischen Extrakt aus Roggennudeln und mit Carotinoid angereicherten Buchweizennudeln beobachtet wurden, während Eiernudeln mildere dosisabhängige Wirkungen zeigten, da bei hohen Konzentrationen ein prooxidatives Verhalten angenommen wurde. Die vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Verhaltensweisen auf die gesamten Phytokomplexe in Bezug auf einzelne Moleküle zurückgeführt werden können und weitere Untersuchungen erforderlich sind.

Schlüsselwörter:Pasta;Mittelmeer-Diät; Polyphenole; Carotinoide; antioxidative Verbindungen;Nieredie Gesundheit;HPLC/DADAnalysen

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1. Einleitung

Trotzdem gibt es keine eindeutige Definition derMittelmeer-Ernährung – aufgrund der Variationen und Anpassungen in kulinarischen Traditionen nicht nur im Mittelmeerraum, sondern auch auf der ganzen Welt [1] – kann man sich vorstellen, dass die mediterrane Ernährung mehrere Komponenten enthält, die wichtige Kriterien für eine gesunde Ernährung erfüllen: geringer Gehalt an gesättigten Fettsäuren Fettsäuren, hoher Gehalt an zusammengesetzten Kohlenhydraten, Ballaststoffen und antioxidativen Molekülen und viel Gemüse.

Es ist schwierig festzustellen, welche Lebensmittel oder Wirkstoffe darin enthalten sindMittelmeer-Ernährung sind am meisten für die gesundheitlichen Vorteile verantwortlich; Anhäufende Daten deuten darauf hin, dass seine Hauptvorteile in der Kombination der komplexen und großen Vielfalt verschiedener Nährstoffe liegen, die synergistisch und additiv interagieren [2].

In den letzten Jahren hat die wachsende Literatur (Beobachtungsstudien und randomisierte Kontrollstudien) die gesundheitlichen Vorteile im Zusammenhang mit der mediterranen Ernährung aufgezeigt, die das Risiko der Entwicklung mehrerer chronischer Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen [3–5], Diabetes [6–10], Krebs [11,12], Fettleibigkeit [13–15] oder kognitive Gesundheit [16–19] und steigende Lebenserwartung [20].

Verbesserungen des Blutdrucks [21], des Lipidprofils [22,23], der Insulinresistenz [24] und des Schutzes vor oxidativem Stress, Entzündungen, Thrombozytenaggregation und endothelialer Dysfunktion [25–28] scheinen die dafür verantwortlichen Wirkmechanismen zu sein die wohltuende Wirkung auf die allgemeine Gesundheit. Alle diese durch die Einhaltung des mediterranen Lebensstils geförderten biologischen Wirkungen könnten nicht nur für die oben genannten chronischen Erkrankungen, sondern auch für die Prävention von Nierenversagen in der Allgemeinbevölkerung relevant sein. Die chronische Nierenerkrankung (CKD) stellt ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit dar, von dem weltweit über 750 Millionen Menschen betroffen sind und das dank seiner asymptomatischen klinischen Präsentation oft still und ungehindert auftritt. Verschiedene Beweislinien haben die starke Beziehung zwischen der Mittelmeerdiät und der Erhaltung der Nieren unterstrichen [29].

Betrachtet man alle oben genannten Wirkungen als Risikofaktoren für die Abnahme der Nierenfunktion, kann die Niere als eines der primären Angriffsziele angesehen werden. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse von Kohortenstudien hat gezeigt, dass pflanzenbasierte Ernährungsweisen wie die Mittelmeerdiät oder die Diät zum Stoppen der Hypertonie (DASH) mit einem geringeren Risiko für Zwischenfälle verbunden warenCNEund Albuminurie in der Allgemeinbevölkerung [30]. Eine Erklärung könnte sein, dass Obst und Gemüse bioaktive Verbindungen enthalten, die vor Entzündungen und endothelialer Dysfunktion schützen, die dynamische Veränderungen der Filtrationsfraktion fördern, was letztendlich zu einer fortschreitenden Verringerung der glomerulären Filtrationsrate, einer Expansion des extrazellulären Flüssigkeitsvolumens, einem abnormalen Ionengleichgewicht und letztendlich zu renaler Hypoxie führt was zu einem Verlust der Nierenfunktion führt [31–33]. Darüber hinaus kann die Zunahme des Verzehrs von Gemüse, Obst, Getreide und Hülsenfrüchten zu einem Rückgang des Verzehrs von tierischem Protein geführt haben, was den Säure-Basen-Haushalt und die glomeruläre Hämodynamik positiv beeinflusst hatNiere, wodurch es vor glomerulärer Sklerose und Funktionsverlust geschützt wird [34–37].

Trotzdem gibt es mehrere Studien mit gegensätzlichen Daten zum Einfluss einer proteinreichen Ernährung auf die Abnahme der Nierenfunktion in der Allgemeinbevölkerung [38–41], und es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Proteinquelle eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Nierenfunktion spielt ein Wechsel von tierischen zu pflanzlichen Proteinquellen könnte vorteilhaft sein [42,43].

Pasta ist eines der am häufigsten konsumierten Lebensmittel der Welt und eines der Grundnahrungsmittel der mediterranen Ernährung. Traditionell ist Italien der Hauptproduzent und Marktführer beim Konsum von Teigwaren, auch wenn Teigwaren weltweit wegen niedriger Kosten, Schmackhaftigkeit und längerer Haltbarkeit als andere Backwaren konsumiert werden [44]. Nudeln sind eine gute Quelle für Kohlenhydrate und Energie (100 g gekochte Nudeln enthalten etwa 31 g Kohlenhydrate und etwa 158 kcal), aber sie sind typischerweise arm an Lipiden, Proteinen, Phosphor und Kalium, die Nährstoffkomponenten sind, die in den meisten Nierendiäten eingeschränkt sind Nierenerkrankung (online verfügbar unter https://fdc.nal.usda.gov, abgerufen am 1. Dezember 2020). Natürlich angereicherte Weizennudeln, die den Großteil der im Handel erhältlichen Nudeln ausmachen, bieten auch gute Gehalte an Thiamin, Riboflavin, Niacin, Folsäure, Eisen und Selen sowie Polyphenolen. Außerdem werden Nudeln immer in Kombination mit anderen Lebensmitteln verzehrt, die als stärkere Quelle für Polyphenole angesehen werden könnten, wie Olivenöl und Gemüse. Teigwaren werden aufgrund ihrer hervorragenden rheologischen Eigenschaften, der überlegenen Farbe der Teigwaren, der Kochqualität und der Akzeptanz durch den Verbraucher normalerweise aus Hartweizengrieß hergestellt, aber in letzter Zeit können Teigwaren auch ausgehend von anderen Getreiden wie Reis hergestellt werden. Buchweizen, Roggen, Dinkel.

In den letzten Jahren ist das Bewusstsein der Verbraucher gewachsen, dass eine ausgewogene Ernährung, wie beispielsweise die mediterrane, die Gesundheit positiv beeinflussen kann, weshalb die Lebensmittelindustrie versucht, diesen Anforderungen durch die Herstellung hochwertiger und funktioneller Lebensmittel und Lebensmittelzutaten gerecht zu werden.

Obwohl angereicherte Lebensmittel für gesunde Zwecke hergestellt wurden, könnten die Menschen dazu gebracht werden, sie anstelle einer ausgewogenen Ernährung zu sich zu nehmen. Dies ist ein so wichtiges Thema, dass die FDA veranlasst hat, ein Ad-hoc-Dokument mit dem Titel „FDA's fortification policy“ zu veröffentlichen, um einerseits der Lebensmittelindustrie und andererseits der akademischen Welt eine Antwort zu geben [44].

Eine ausgewogene, angemessene und abwechslungsreiche Ernährung ist ein wichtiger Schritt in Richtung eines glücklichen und gesunden Lebensstils ohne das Risiko einer Überlastung mit einigen in angereicherten Lebensmitteln enthaltenen Zusatzstoffen. Genau aus diesem Grund wurden nicht-traditionelle Getreidesorten und Pseudogetreide wiederentdeckt, die den Weg für ihre Verwendung als funktionelle Lebensmittelzutaten geebnet haben, da sie einige ernährungsphysiologische und funktionelle Eigenschaften besitzen, die traditionellen Getreidesorten fehlen oder fehlen. Buchweizen und Roggen sind reichhaltige Quellen für sekundäre Pflanzenstoffe wie Polyphenole, Verbindungen, die stark mit antioxidativen Aktivitäten korrelieren [45,46].

Das im März 2005 gestartete MOLI-SANI-Projekt umfasste etwa 25.000 Bürger mit Wohnsitz in Molise (Italien), um umweltbedingte und genetische Faktoren zu bewerten, die Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Tumoren und neurodegenerativen Erkrankungen zugrunde liegen. Laut einer Studie des MOLI-SANI-Projekts ist die Einnahme von Nudeln mit einem niedrigeren BMI und einem niedrigeren Maß an zentraler Fettleibigkeit verbunden. Viele Studien haben bestätigt, dass eine kalorienreiche Ernährung zu einer Gewichtszunahme führt und nicht eine Ernährung, die Kohlenhydrate enthält. In der Tat, wenn die Nudelportion richtig ist und die Soße nicht zu kalorisch ist, kann ein Teller Nudeln einen Kaloriengehalt haben, der den täglichen Energiebedarf berücksichtigt [47]. Nudeln genießen ein hohes Ansehen, da ihre Eigenschaften nicht nur mit der Kontrolle des Körpergewichts, sondern auch mit mehreren positiven gesundheitlichen Eigenschaften in Verbindung gebracht werden [48]. Eine randomisierte, kontrollierte Studie, die an gesunden Probanden durchgeführt wurde, zeigte, dass Produkte auf Roggenbasis die glykämische Regulierung verbessern und die Darmhormone erhöhen, die an der Regulierung des Appetits und des Stoffwechsels beteiligt sind. Roggen reduziert den postprandialen Appetit, indem es das Verlangen nach Essen bei nachfolgenden Mahlzeiten reduziert, das Sättigungsgefühl erhöht und den Hunger reduziert, indem es die Sättigungshormone GLP-1 (Glukagon-ähnliches Peptid-1) und Peptid YY (PYY) erhöht. Eine niedrigere postprandiale Glukosereaktion wurde bei einer Gruppe von Personen beobachtet, die Lebensmittel auf Roggenbasis zu sich nahmen, im Vergleich zu einer Gruppe von Personen, die raffinierten Weizen zu sich nahmen. Dies liegt daran, dass Roggen ein Getreide mit niedrigem glykämischen Index ist, das auch bei Diabetikern verwendet werden kann [49]. Roggen kann das Plasmalipidprofil verbessern, tatsächlich ist die Aufnahme von Vollroggen umgekehrt mit der Konzentration von LDL-Cholesterin, dem LDL/HDL-Verhältnis und der Konzentration von Triglyceriden verbunden. Dieser Effekt ist auf das Vorhandensein von Ballaststoffen und -Glucanen zurückzuführen [50].

Nudeln sind als Kohlenhydratquelle bekannt, können aber auch geringfügige Verbindungen wie Carotinoide [51], insbesondere Lutein, und andere Antioxidantien wie Polyphenole enthalten. Diese bioaktiven Moleküle können je nach Rohstoff in verschiedenen Nudelsorten angereichert werden. Zum Beispiel ist der Carotinoidgehalt von Hartweizen höher als der von Brotweizen [52] und der Gehalt an Antioxidantien kann erhöht werden, indem Kleiefraktionen und ganze Körner von Hartweizen in Teigwarenprodukte eingearbeitet werden [53]. Buchweizen ist eine wesentliche Quelle für phenolische Verbindungen, Vitamine und essentielle Aminosäuren [54], während die Zugabe von Ei bei der Zubereitung der Nudeln Carotinoide und Lutein befördert. Carotinoide sind an der Präventionsaktivität beteiligt, insbesondere beim Entzündungssyndrom, und ihre Rolle beruht auf ihren antioxidativen Eigenschaften [55] gegen freie Radikale und Singulett-Sauerstoff [56]. Pasta enthält verschiedene Arten von antioxidativen Molekülen, und für Vielverzehrer kann ein großer Verzehr als wichtige Quelle für solche gesunden Verbindungen angesehen werden.

Hier zeigen wir, dass verschiedene Arten von Nudeln, nämlich Buchweizen-, Roggen- und Eiernudeln, verschiedene Mengen an antioxidativen Verbindungen enthalten, die eine Rolle bei der Verbesserung der Lebensfähigkeit der Nierenzellen im Steady-State oder bei der Induktion von oxidativem Stress spielen.

2. Materialien und Methoden

2.1. Proben

Drei Proben von gekochten Nudeln wurden analysiert und getestet: eine Probe von Vollkorn-Buchweizennudeln (1), eine Probe von Vollkorn-Roggennudeln (2) und eine Probe von Eiernudeln aus steingemahlenem Hartweizenmehl (3).

2.2. Zubereitung von Nudelproben

Insgesamt 50 g Vollkorn-Buchweizennudeln oder Vollkorn-Roggennudeln wurden in 500 ml Wasser für 7 min gekocht; 50 g Eiernudeln aus steingemahlenem Hartweizenmehl wurden gemäß Herstellerangaben in 500 ml Wasser 1 min gekocht.

Um mit Carotinoiden angereicherte Extrakte zu erhalten, wurden 10 g gekochte Teigwaren in 100 ml Aceton gelöst und 30 min kalt beschallt. Die Probe wurde 5 min bei 5000 U/min zentrifugiert, der Überstand am Rotationsverdampfer trocken eingeengt und der Rückstand je nach nachgeschalteter Analyse in Aceton oder DMSO gelöst. Um mit Polyphenolen angereicherte Extrakte zu erhalten, wurden 10 g jeder gekochten Teigwarenprobe in 50 ml 70:30 EtOH/H2O bei pH 3,2 gelöst. Die Proben wurden 24 h geschüttelt, 5 min bei 1400 U/min zentrifugiert. Die Probe wurde 5 min bei 5000 U/min zentrifugiert und der Überstand gesammelt und in HPLC-DAD analysiert, während ein Aliquot trocken eingedampft und der Rückstand in DMSO zur Zellbehandlung gelöst wurde.

2.3. HPLC-DA-MS-Analyse

Quali-quantitative Analysen von Carotinoiden und Polyphenolen wurden unter Verwendung eines HP 1100-Flüssigkeitschromatographen durchgeführt, der mit einem DAD-Detektor ausgestattet war und von einer HP 9000-Workstation (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA) verwaltet und mit einem Massenspektrometer verbunden wurde mit einer API/Elektrospray-Schnittstelle (Agilent Technologies). Die Betriebsbedingungen des Massenspektrometers waren wie folgt: Gastemperatur 350 °C; Stickstoffflussrate 11,0 l/min; Zerstäuberdruck 40 psi; Quadrupoltemperatur, 100 ◦C; und Kapillarspannung 4000 V. Das Massenspektrometer wurde im positiven und negativen Modus bei 80–180 eV betrieben.

Verbindungen wurden unter Verwendung einer 25 0 × 4,6 mm ID, 5 &mgr;m LUNA C18-Säule (Phenomenex, Torrance, CA, USA) getrennt. UV/Vis-Spektren wurden im Bereich von 190–600 nm aufgenommen und die Chromatogramme wurden bei 250, 280, 330, 350 und 450 nm aufgenommen. Die Proben wurden durch Gradientenelution bei einer Fellow-Rate von 0,8 ml/min analysiert. Die mobile Phase für Carotinoide war ein mehrstufiges lineares Lösungsmittelgradientensystem (Lösungsmittel A: Aceton, Lösungsmittel B: H2O, pH 3,2 durch Ameisensäure), ausgehend von 80 Prozent Aceton bis zu 100 Prozent in 30 Minuten. Polyphenole wurden unter Verwendung des folgenden Gradienten eluiert: von 90 Prozent H2O (eingestellt auf pH 3,2 durch Ameisensäure) bis 100 Prozent CH3CN in 40 Minuten. Alle verwendeten Lösungsmittel waren von HPLC-Reinheit (BDHLaboratory Supplies, Poole, UK).

2.4. Quantitative Analyse

Die Quantifizierung einzelner polyphenolischer Verbindungen wurde direkt durch HPLC-DAD unter Verwendung einer Fünf-Punkte-Regressionskurve (R2 größer als oder gleich 0,998) im Bereich von 0–30 µg auf der Grundlage von durchgeführt authentische Maßstäbe. Insbesondere wurden Flavonole bei 350 amüsantes Quercetin 3- O-Glucosid als Referenzverbindung bestimmt, während Kaffeesäurederivate bei 330 nm unter Verwendung von Chlorogensäure als Referenzverbindung und Indolessigsäurederivate bei 280 nm unter Verwendung von 3 Indolessigsäuren bestimmt wurden (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA). Carotinoide wurden bei 450 nm unter Verwendung von Beta-Carotin als Referenzverbindung (Extrasynthese, Lione, Francia) bestimmt. In allen Fällen wurden die tatsächlichen Konzentrationen der Derivate nach Anwenden von Korrekturen für Unterschiede im Molekulargewicht berechnet.

2.5. Gesamtphenolgehalt

Der Gesamtphenolgehalt wurde mit der von Singleton et al. beschriebenen Folin-Ciocalteu-Methode bestimmt. [57] und leicht modifiziert nach Dewanto et al. [58]. Zu 125 µl des entsprechend verdünnten Probenextrakts wurden 0,5 ml deionisiertes Wasser und 125 µl des Folin-Ciocalteu-Reagenzes hinzugefügt. Die Mischung wurde für 6 min gehalten und dann wurden 1,25 ml einer 7-prozentigen wässrigen Na2CO3-Lösung zugegeben. Das Endvolumen wurde mit Wasser auf 3 ml eingestellt. Nach 90 min wurde die Absorption bei 760 nm gegen Wasser als Blindwert gemessen. Die Menge an Gesamtphenolen wird als Gallussäureäquivalente (GAE, mg Gallussäure/100 g Probe) durch die Kalibrierungskurve von Gallussäure ausgedrückt. Die Kalibrierungskurve reichte von 20 bis 500 µg/mL (R2=0.9969) [57,58].

2.6. Zellkultur

Menschliche embryonale Nierenzellen 293 (HEK-293) und Madin-Darby-Hundenierenzellen (MDCK) wurden in DMEM kultiviert, das mit GlutaMAX, 10 Prozent (v/v), fötalem Rinderserum, 100 U/ml Penicillin und 100 µg ergänzt war /mL Streptomycin bei 37 ◦C mit 5 Prozent CO2.

2.7. MTT-Assay

5{{10}}00 Zellen/Vertiefung MDCK- und HEK-293-Zellen wurden in Platten mit 96 Vertiefungen ausgesät und für 24 h anhaften gelassen. Für Lebensfähigkeitsstudien wurden die Zellen für 24 h bis 72 h mit Beta-Carotin, Indol-3-essigsäure, Kaffeesäure (in DMSO) und Teigwarenextrakten allein oder in Gegenwart von Magnesiummonoperoxyphthalat (MMPP, Sigma-Aldrich) inkubiert , St. Louis, MO, USA). Für unbehandelte Proben wurde DMSO im Medium in gleichen Konzentrationen wie die für die getesteten Verbindungen verwendeten verwendet. Die getesteten Konzentrationen für die Standards reichten von 2 pM bis 10 µM, während sie für MMPP von 0,001 bis 0,05 mg/ml reichten. Die Zelllebensfähigkeit wurde gemessen 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazoliumbromid (MTT, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA). Die Platten wurden 1 h bei 37 °C inkubiert und dann wurde das durch die MTT-Reduktion produzierte Formazan in DMSO solubilisiert. Die Extinktion wurde auf einem Mikroplatten-Lesegerät (Mithras LB 940- Berthold) bei 570 nm bestimmt. Der Prozentsatz der Zelllebensfähigkeit wurde unter Verwendung des Verhältnisses AbsTEST/AbsCTRL berechnet.

2.8. Statistische Analyse

Jedes Experiment wurde vierfach durchgeführt und mindestens dreimal wiederholt. Die Unterschiede in den Prozentsätzen der Lebensfähigkeit wurden unter Verwendung des gepaarten Student-t-Tests und der zweifachen ANOVA, gefolgt von einem Post-hoc-Test mit Holm-Korrektur für mehrere Vergleiche über Konzentrationen von Metaboliten (p < 0,05),="" bewertet.="" die="" ergebnisse="" wurden="" als="" mittelwert="" ±="" standardfehler="" ausgedrückt="" und="" die="" analyse="" wurde="" von="" der="" r-studio-umgebung="" [59]="" für="" r="" version="" 3.6.3="" [60]="" unter="" verwendung="" des="" pakets="" „tidyverse“="" [61]="">

3. Ergebnisse und Diskussion

3.1. Bestimmung der chemischen Qualität von Teigwarenproben

Die Nährwertinformationen von Lebensmitteln ermöglichen es, fundierte Lebensmittel- und Ernährungsentscheidungen zu treffen. Teigwaren werden traditionell aus Grieß zubereitet, aber auch andere Getreidesorten enthalten alle Stärke als Hauptbestandteil, gefolgt von Protein, Fett, Vitaminen, Mineralstoffen und bioaktiven Verbindungen [62]. Tabelle S1 enthält die Nährwertdaten.

Um die Nährwerte mehrerer Arten von Nudeln zu vergleichen, die aufgrund der unterschiedlichen Getreidequellen oder der Ergänzung bestimmter Zutaten mit bioaktiven Verbindungen angereichert sind, haben wir Buchweizennudeln, Roggennudeln und Eiernudeln analysiert. Um Extrakte zu erhalten, die mit den verschiedenen Unterklassen von Verbindungen angereichert sind, die in den Teigwarenproben vorhanden sind, wurden sowohl hydroalkoholische als auch Acetonextraktionen durchgeführt und analysiert. Einzelne Polyphenole wurden unter Verwendung von Daten aus der HPLC-DAD-MS-Analyse durch Vergleich und Kombination ihrer Retentionszeiten und Massenspektrometrie- und UV-Spektren (siehe Abbildungen S1–S5 für dasselbe Beispiel von MS-Spektren) und Vergleich der Ergebnisse mit Standards (Kaempferol, Quercetin, Rutin und Ferulasäure) und frühere bibliographische Arbeiten. Insbesondere in wässrig-alkoholischen Extrakten wurden Flavonoide, Kaffee- und Indolessigsäure-Derivate identifiziert (Tabelle 1): das Indolessigsäure-Derivat ist die Hauptverbindung, wie zuvor sogar für Grieß beschrieben. [63]. In Anbetracht der relativen Zusammensetzung zeigten Buchweizennudeln höhere Konzentrationen an Flavonoiden, insbesondere Quercetinderivate sind die Hauptflavonole, wie zuvor in Buchweizen berichtet wurde [64,65], und eine vernachlässigbare Anwesenheit von Kaffeesäurederivaten; Roggennudeln zeigten höhere Gehalte an Kaffeesäurederivaten, insbesondere Ferulasäure [66] und einen niedrigen Gehalt an Flavonoiden; Eiernudeln zeigten nur eine geringe Konzentration an Flavonoiden (Apigenin-Derivat [67]) und kein Vorhandensein von Kaffeesäure-Derivaten.

Als Beispiel sind die chromatographischen Profile gekochter Teigwarenproben, aufgenommen bei 350 nm, in Abbildung 1 dargestellt. Die Abbildung zeigt die qualitative Zusammensetzung der analysierten Proben.

Lutein war das wichtigste Carotinoid, das in den Acetonextrakten identifiziert wurde, mit einem ähnlichen relativen Gehalt in Bezug auf die gesamten Carotinoidspezies, wie in Tabelle 2 gezeigt, in Übereinstimmung mit früheren Studien [68]. In Roggenteigwaren wurden keine Carotinoide nachgewiesen.

Das Vorhandensein antioxidativer sekundärer Metaboliten wurde auch in den Teigwarenproben bewertet (Tabelle 3). Die gesamte antioxidative Kapazität von Biokomponenten, die wahrscheinlich auf die Aktivität von Phenol/Polyphenol zurückzuführen ist, wurde bewertet und die Anzahl solcher Moleküle wurde abgeleitet.

3.2. Wirkung von Indol-3-essigsäure,8-Carotin und Kaffeesäure auf die Lebensfähigkeit der Zellen

Die mediterrane Ernährung ist als Quelle von antioxidativen Molekülen anerkannt, die den Organismus vor oxidativem Stress schützen und den gesunden Zustand unterstützen [2]. Daher haben wir uns gefragt, ob und in welchem ​​Ausmaß die in unseren Teigwarenproben nachgewiesenen Biomoleküle die Lebensfähigkeit der Zellen beeinflussen können. Wir verwendeten HEK-293- und MDCK-gesunde Nierenzellen, um die Aktivität von Indolessigsäure-, -Carotin- und Kaffeesäure-Standardverbindungen zu bestimmen. Die Niere ist besonders anfällig für oxidativen Stress und die Ansammlung freier Radikale führt zu einer Beeinträchtigung der Nierenfunktion [69]. Die Zellen wurden mit einer skalaren Konzentration der Standardverbindungen inkubiert und die Zelllebensfähigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten gemessen (Abbildung 3 und Abbildung S6).

Es wurde festgestellt, dass sie bei allen getesteten Konzentrationen zum Zeitpunkt der Inkubation keine toxische Wirkung auf HEK{{0}}-Zellen ausüben. Nur -Carotin reduzierte die Zelllebensfähigkeit u-förmig bei HEK-293-Zellen und dosisabhängig bei MDCK-Zellen (Abbildung 3). Bemerkenswerterweise liegen die wahrscheinlich im Körper erreichten Konzentrationen nach dem Verzehr einer Standard-Nudelmahlzeit (normalerweise 80 g) im Bereich der niedrigsten getesteten (2 × 10_5 –2 × 10_4 μM, [70 ,71]), was bei beiden Zelllinien zu einer schwachen Steigerung der Lebensfähigkeit führte. Andererseits zeigte Kaffeesäure bei höheren Konzentrationen über 0,2 µM, die nur pharmakologisch erhältlich sind, eine signifikante Verbesserung der Zellviabilität, während Indolessigsäure und -Carotin vergleichbare Wirkungen bei Konzentrationssteigerung (2–20 µM) zeigten ) in HEK-293-Zellen über die Zeit.

3.3. Wirkung von Indol-3--Essigsäure, -Carotin und Kaffeesäure auf MMPP-behandelte Zellen

Als nächstes fragten wir uns, ob Indolessigsäure, -Carotin und Kaffeesäure dem durch das Oxidationsmittel MMPP verursachten Stress entgegenwirken können. Zuerst testeten wir den MMPP-Effekt, indem wir HEK-293- und MDCK-Zellen seriellen Verdünnungen (0.005–0,05 mg/ml) dem Medikament aussetzten, und die Lebensfähigkeit der Zellen wurde bestimmt. Nach der MMPP-Behandlung wurde eine dosisabhängige Abnahme festgestellt, und die IC50 war in den beiden getesteten Zelllinien vergleichbar. Nach Inkubation mit 20–25 µg/ml MMPP war die Zelllebensfähigkeit signifikant auf etwa 50–60 % verringert (Abbildung 4) und die halbmaximale Hemmkonzentration (IC50) wurde mit 26 µg/ml für HEK berechnet{{16} } und 22 µg/ml für MDCK.

Dann testeten wir die Schutzaktivität unserer Antioxidansmoleküle an mit MMPP behandelten Zellen, indem wir das Zellmedium mit 2 × 10_5 nM Indolessig-, -Carotin oder Kaffeesäure ergänzten. Ein leicht positiver Effekt auf die Zelllebensfähigkeit sowohl von HEK-293 als auch von MDCK wurde bestätigt, indem die Standards als solche in einer Dosis verwendet wurden, die wahrscheinlich aus einer Teigwarenportion stammt (Abbildung 5).

Wie erwartet reduzierte MMPP die Lebensfähigkeit der Zellen auf 60–65 Prozent; die Behandlung mit Indolessigsäure oder -carotin wirkt dem MMPP-Effekt entgegen und rettet die Zelllebensfähigkeit um 30 % (p < 0,001)="" bzw.="" 27 %="" (p=""> 0,01) bei HEK-293-Zellen, während Kaffeesäure keine signifikante Wirkung ausübte. In Gegenwart eines Oxidationsmittels zeigten Beta-Carotin und Indolessigsäure in niedriger Konzentration eine schützende Wirkung auf die Zellen, während Kaffeesäure in der zur Verbesserung der Zelllebensfähigkeit erforderlichen Konzentration oxidativem Stress nicht entgegenwirkte. Diese positiven Wirkungen sind wahrscheinlich auf die antioxidativen Eigenschaften von Indolessigsäure und Carotinoiden zurückzuführen, die die MMPP-vermittelte Zytotoxizität bei der unter dieser experimentellen Bedingung verwendeten Dosis erheblich ausgleichen können. Dennoch wurde bei mit MMPP behandelten MDCK-Zellen keine signifikante Rettung beobachtet, was darauf hindeutet, dass, selbst wenn Standards allein einen signifikant positiven Effekt auf die Zelllebensfähigkeit zeigten, sie nicht ausreichen, um den MMPP-induzierten oxidativen Stress zu bewältigen. Embryonale HEK 293-Zellen scheinen eher bereit zu sein, eine Abwehrlinie gegen Stress aufzubauen als adulte MDCK, vermutlich aufgrund zusätzlicher zellulärer Redox-Homöostasesysteme.

3.4. Wirkung der aus Teigwaren stammenden Carotinoid-angereicherten Fraktion auf MMPP-induzierte Zytotoxizität

Um die Wirkungen der mit Carotinoid angereicherten Fraktionen, die aus der Acetonextraktion von Buchweizennudeln und Eiernudeln stammen, auf Nierenzellen in Gegenwart von oxidativem Stress zu bewerten, wurden HEK-293-Zellen mit verschiedenen Konzentrationen von Extrakten inkubiert, die von 2 × { {3}} µM bis 2 × 10_3 µM in Gegenwart von MMPP für 72 h (Abbildung 6 und Tabelle S2). Die verwendete Konzentration bezieht sich auf die im Extrakt nachgewiesene -Carotin-Konzentration (Tab2). Der Luteingehalt reichte von 1,5 × 10_6 μM bis 1,5 × 10_3 μM in Buchweizennudeln und von 1,34 × 10_6 μM bis 1,34 × 10_3 μM in Eiernudeln.

In beiden Acetonextrakten zeigte das Vorhandensein natürlicher Phytokomplexe unterschiedliche Wirkungen in Bezug auf den einzelnen Standard, was zu einer höheren Aktivität bei niedrigeren Konzentrationen führte. Mit zunehmender Konzentration von Extrakten aus Eiernudeln wurde eine Verringerung der Zelllebensfähigkeit beobachtet. Die niedrigste Konzentration von Carotinoidextrakten (2 × 10−6 µM) induzierte allein oder in Gegenwart von MMPP eine mäßige positive Wirkung auf HEK-293-Zellen. Buchweizennudelextrakt erzeugte eine Verbesserung der Zelllebensfähigkeit als Extrakt allein, aber auch in Gegenwart von MPP im Bereich von 32 ± 5 Prozent bei der niedrigsten Konzentration bis 21 ± 9 Prozent für 2 × 10 –4 µM.

Die Aktivität von Acetonextrakten wurde auch an MDCK-Zellen in Gegenwart oder Abwesenheit von MMPP bewertet und mit der in HEK-293-Zellen erhaltenen verglichen (Abbildung 7 und Tabelle S2).

Mit Carotinoiden angereicherte Extrakte ergaben bei allen getesteten Konzentrationen für beide Nudelsorten einen Gesamtwirkungseffekt auf die Lebensfähigkeit. In Bezug auf HEK-293-Buchweizen ergab Teigwarenextrakt eine bessere Rettung bei der MMPP-Behandlung für alle Dosen im Bereich von 50 ± 7 Prozent bis 82 ± 5 Prozent im Vergleich zu HEK-239-Zellen; Extrakte aus Eiernudeln bewirkten nur bei der niedrigsten Konzentration von Carotinoiden 2 × 10_6 uM in Gegenwart von MMPP eine kleine Rettung, was darauf hindeutet, dass die spezifische Zusammensetzung der Extrakte eine Schlüsselrolle bei der Reaktion spielt. Somit zeigten Buchweizennudeln im Vergleich zu Eiernudeln eine größere Rettungskapazität für die Zelllebensfähigkeit, und da die Experimente unter Verwendung der gleichen Menge an -Carotin durchgeführt wurden, könnte der Unterschied auf das Vorhandensein von Nebenverbindungen, wie z. B. Flavonoidverbindungen, zurückzuführen sein in der ehemaligen.

Carotinoide sind an verschiedenen chemischen Reaktionen beteiligt, die je nach biologischem Kontext und ihren Konzentrationen eine duale Natur von Oxidationsmittel und Antioxidans ausüben: Diese hohe Reaktivität ist auf das Vorhandensein der konjugierten Doppelbindungen zurückzuführen [72]. Ihre antioxidative Rolle wurde mit der Fähigkeit in Verbindung gebracht, die von oxidativen Spezies und Radikalen abgegebenen Elektronen zu delokalisieren [73,74]. In Gegenwart stark oxidativer Bedingungen kann ihre Aktivität in ein Prooxidans umgewandelt werden [75]. In unseren Fällen wurde dieser Befund in Eiernudeln für HEK-293 (sowohl allein als auch in Gegenwart von MMPP) und MDCK-Zellen in Gegenwart von MMPP beobachtet, wo unterschiedliche Dosen von Acetonextrakt gegensätzliche Wirkungen hervorriefen.

3.5. Wirkung von hydroalkoholischem Extrakt auf MMPP-induzierte Zytotoxizität

Anschließend bewerteten wir die Wirkung der hydroalkoholischen Extrakte aus Buchweizennudeln, Roggennudeln und Eiernudeln auf Nierenzellen, indem wir verschiedene Konzentrationen im Bereich von 5 × 10_5 μM bis 5 × 10_1 μM mit oder ohne MMPP testeten (Abbildung 8 und Tabelle S3). Die verwendete Konzentration bezieht sich auf die Konzentration des im Extrakt nachgewiesenen Gesamtphenolgehalts (Tabelle 3). Gemäß dem Gehalt der in Tabelle 1 angegebenen Teigwarenproben wurde für Buchweizenteigwaren die Konzentration von Indolessigsäure von 1,85 × 10_5 μM bis 1,85 × 10_1 μM eingestuft, für Kaffeesäurederivate wurde sie von 3,5 eingestuft × 10_6 μM bis 3,5 × 10_2 μM und für den Flavonoidgehalt wurde von 2,8 × 10_5 μM bis 2,8 × 10_1 μM eingestuft; für Roggennudeln lag die Konzentration von Indolessigsäure zwischen 2,2 × 10_5 μM und 2,2 × 10_1 μM, für Kaffeesäurederivate zwischen 1,95 × 10_5 μM und 1,95 × {{37} } µM und für Flavonoidarten von 8,5 × 10_6 µM bis 8,5 × 10_2 µM; für Eiernudeln lag die Konzentration von Indolessigsäure zwischen 4,25 × 10_5 μM und 4,25 × 10_1 μM, für Flavonoidarten zwischen 7,5 × 10_6 μM und 1,85 × 10_2 uM, während keine Kaffeesäurederivate vorhanden waren.

Der wässrig-alkoholische Extrakt aus Eiernudeln hatte unabhängig vom Vorhandensein von oxidativem Stress keine signifikante Wirkung auf die Lebensfähigkeit von HEK- 293. Extrakt aus Buchweizennudeln zeigte eine Verbesserung der Zelllebensfähigkeit nach MMPP-Behandlung nur bei der höchsten Konzentration (28 ± 6 Prozent). Roggenteigwarenextrakt allein zeigte eine allgemeine Verbesserung der Zelllebensfähigkeit für alle Dosen im Bereich von 14 ± 7 Prozent bis 18 ± 1 Prozent sowie in Anwesenheit von MMPP von 27 ± 3 Prozent bis 13 ± 3 Prozent . Der in den Extrakten präsentierte Phyto-Komplex erwies sich als aktiver als einzelne Standards und übte im Vergleich zu letzteren bei niedrigeren Konzentrationen eine Wirkung auf die Zelllebensfähigkeit aus. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Hauptrolle bei der Rettung in den hydroalkoholischen Extrakten dem Vorhandensein von Kaffeesäurederivaten zugeschrieben werden könnte, wobei eine höhere Rettung für Roggenteigwaren und eine geringere/vernachlässigbare Wirkung für Eierpaste beobachtet wird, in der sie nicht nachweisbar sind.

Der hydroalkoholische Extrakt wurde dann unter den gleichen Bedingungen wie zuvor an MDCK-Zellen getestet und die Lebensfähigkeit der Zellen bewertet (Abbildung 9 und Tabelle S4).

Der hydroalkoholische Extrakt aus Buchweizen und Eiernudeln zeigte gegensätzliche Wirkungen auf die Zelllebensfähigkeit: ersteres erhöht sie, während letzteres sie verringert; bei beiden wurde keine Wirkung auf die MMPP-Behandlung festgestellt. Der Extrakt aus Roggenteigwaren allein zeigte keine nennenswerte Wirkung auf die Lebensfähigkeit der Zellen, aber er zeigt eine starke Schutzwirkung gegen MMPP-vermittelten oxidativen Stress bei allen Konzentrationen im Bereich von 50 ± 7 Prozent bis 61 ± 21 Prozent. Unter Standardbedingungen.

In Abwesenheit von MMPP scheint der hohe Gehalt an Indolessigsäure im Extrakt aus Eiernudeln eine toxische Wirkung auf die Zellviabilität auszuüben. Beim Vergleich der beiden Zellmodelle beobachteten wir unterschiedliche Verhaltensweisen in Bezug auf die Buchweizen- und Roggennudeln in Abwesenheit von MMPP. Insbesondere HEK-293 zeigte eine Steigerung der Lebensfähigkeit bei letzterem, während MDCK bei ersterem. Die Unterschiede hängen mit der Wirkung der Photokomplexe zusammen, die sich durch einen höheren Gehalt an Flavonoiden für die Buchweizennudeln auszeichnen. Die Rettung der Zelllebensfähigkeit unter den Proben, wie sie für beide Zelllinien beobachtet wurde, entspricht dem erhöhten Gehalt an Kaffeesäurederivaten in Roggenteigwaren.

Die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Polyphenolen, die Phytokomplexe enthalten, und Nierenzellen könnte helfen, die bekannten wichtigen Wirkungen dieser Verbindungen auf die Nierenphysiologie zu untersuchen [76], wobei der Schwerpunkt auf einem der möglichen Vehikel, Nudeln, liegt, die typischerweise mit einer gesunden Ernährung der Nieren verbunden sind. In der Regel haben die Metaboliten von Polyphenolen eine Plasmahalbwertszeit von wenigen Stunden und werden schnell über die Niere und die Leber ausgeschieden: über den Urin und die Galle. Die Gesamtmenge der im Urin ausgeschiedenen Polyphenolmetaboliten korreliert nicht nur mit ihrer maximalen Plasmakonzentration, sondern auch mit ihrer Fähigkeit, eher über die Gallenwege als über die Harnwege ausgeschieden zu werden. Beispielsweise macht die Urinausscheidung von Quercetin und seinen Glykosiden 0,3–1,4 Prozent der eingenommenen Dosis aus [77]; Kaffeesäure und Ferulasäure machen 5,9 Prozent bzw. 27 Prozent aus. Daher können aus Teigwaren gewonnene Polyphenole je nach ihrer Wirkung einen positiven Einfluss auf die Nierenzellen haben

Menge und Stoffwechsel. Weitere Studien sind erforderlich, um ihren Beitrag zur Nierengesundheit besser zu definieren.

Zusatzmaterialien:Die folgenden sind online verfügbar unter https://www.mdpi.com/article/10.3390/nu13041131/s1, Tabelle S1: Ernährungstabelle. Tabelle S2 – Nachweis der Variation der Zelllebensfähigkeit von HEK-293 und MDCK, inkubiert mit einer zunehmenden Menge an Carotinoid-angereicherter Fraktion aus Buchweizennudeln und Eiernudeln auf Medium und MMPP für 72 (HEK-293) und 24 ( MDCK) Stunden. * p < {{20}}.5,="" **="" p="">< 0.01,="" ***="" p="">< {{30}}.001="" .="" tabelle="" s3="" –="" nachweis="" der="" variation="" der="" zelllebensfähigkeit="" von="" hek-293,="" inkubiert="" mit="" der="" zunehmenden="" menge="" an="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" buchweizennudeln,="" roggennudeln="" und="" eiernudeln="" auf="" medium="" und="" mmpp="" für="" 72="" h.="" *="" p="">< 0,5,="" **="" p="">< 0,01,="" ***="" p="">< 0,001.="" tabelle="" s4="" –="" nachweis="" der="" variation="" der="" zelllebensfähigkeit="" von="" mdck,="" inkubiert="" mit="" einer="" zunehmenden="" menge="" an="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" buchweizennudeln,="" roggennudeln="" und="" eiernudeln="" auf="" medium="" und="" mmpp="" für="" 24="" h.="" *="" p="">< 0,5,="" **="" p="">< 0,01,="" ***="" p="">< 0,001.="" abbildung="" s1:="" ms-spektren="" von="" kaempferol="" in="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" gekochten="" nudeln="" aus="" buchweizen.="" abbildung="" s2:="" ms-spektren="" von="" quercetin="" in="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" gekochten="" buchweizennudeln.="" abbildung="" s3:="" ms-spektren="" von="" rutin="" in="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" gekochten="" nudeln.="" abbildung="" s4:="" ms-spektren="" von="" ferulasäure="" eins="" in="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" gekochten="" roggennudeln.="" abbildung="" s5:="" ms-spektren="" von="" apigeninglykosiden="" in="" hydroalkoholischem="" extrakt="" aus="" mit="" eiern="" gekochten="" nudeln.="" abbildung="" s6:="" nachweis="" der="" zelllebensfähigkeit="" von="" hek-293,="" inkubiert="" mit="" einer="" zunehmenden="" menge="" an="" indolessigsäure,="" -carotin="" und="" kaffeesäure="" für="" 24="" (a)="" und="" 48="" (b)="" stunden.="" die="" angegebenen="" werte="" entsprechen="" dem="" mittelwert="" der="" zelllebensfähigkeit="" mit="" standardfehler="" über="" drei="" biologische="" replikate.="" der="" prozentsatz="" der="" zelllebensfähigkeit="" wurde="" unter="" verwendung="" des="" verhältnisses="" abstest/absctrl="">

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