Einfluss von Resveratrol und Resveratrol-reicher Extrakte auf die endogene Synthese langkettiger Omega-3-Fettsäuren - Studien in Zellkultur in vitro sowie bei Regenbogenforelle und Wolfsbarsch in Aquakultur
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Vorversuchen mit einem humanen Zellkulturmodell wurde gezeigt, dass eine Resveratrol (RV)-Applikation die Expression der FADS2, dem geschwindigkeitsbestimmenden Enzym in der LCPUFA- Synthese, auf mRNA- und Proteinebene erhöht und auch die relativen Gehalte der EPA und DHA am Gesamtfett ansteigen. Das Ziel des geförderten Projektes war es, die LCPUFA-induzierende Wirkung von RV genauer aufzuklären und zu ermitteln, inwiefern diesem sekundären Pflanzenstoff eine putativ phytoöstrogene Wirkung auf den Fettstoffwechsel zugesprochen werden kann. Als bekanntes Phytoöstrogen wurde daher Genistein (G) in die Studien inkludiert. Weiterhin sollte vergleichend in den in-vivo-Modellen Regenbogenforelle und Dorade der Einfluss einer RV- und G-Supplementation auf den Fettstoffwechsel unter variierenden exogenen Faktoren (Süß-, Salzwasser, diätetische Fischölzufuhr, Haltungstemperatur) ermittelt werden. Diese Studien zielten darauf ab, die Fischerzeugung in Aquakultur ressourcenschonender zu gestalten, indem eine Reduktion des Fischölgehaltes im Futter bei gleichbleibender Wachstumsleistung und LCPUFA-Anreicherung der Fische gewährleistet werden sollte. Es zeigte sich, dass in humanen Hepatozyten (HepG2) zwar eine RV- und G-vermittelte Induktion der FADS2- und FADS1-mRNA-Expression erreicht werden konnte, diese setzte sich jedoch nicht auf Protein- und Fettsäureebene fort. Bei gleichzeitiger Applikation des essentiellen LCPUFA-Precursors α-Linolensäure (ALA) wurde die Expression der FADS2 und die EPA- Synthese durch RV und G sogar vermindert, die DHA-Synthese konnte durch RV und G nicht reguliert werden. Ähnliche Ergebnisse wurden auch in einem Regenbogenforellen-Hepatozyten-Zellmodell (D-11) erzielt, auch hier beeinflussten weder RV noch G das Fettsäurespektrum in Richtung einer gesteigerten LCPUFA-Synthese. Eine Beteiligung des Transkriptionsfaktors PPARα in der RV- und G- vermittelten Modulation der FADS2-Expression und LCPUFA-Synthese wurde weder in humanen noch im Regenbogenforellen-Hepatozyten bestätigt. RV und G scheinen keine phytoöstrogene Wirkung auf den Fettstoffmetabolismus zu besitzen. Aus diesem Grund wurden Enzymaktivitäten und putativ östrogen-abhängige Signaltransduktionswege nicht weiter untersucht. In vivo im Süßwasser- Aquakulturmodell Regenbogenforelle zeigte sich, dass RV unter einer Fischöl-Mangeldiät (0% Fischöl) sowohl die FADS2-Proteinlevel als auch folgend die relativen EPA- und DHA-Gehalte signifikant. erhöhte. Dieser Effekt war besonders deutlich bei niedriger Wassertemperatur (15° C). Allerdings zeigte sich auch, dass eine Supplementation mit hohen Gehalten an RV (0,3% TM) die Leistungsparameter und den Gesamtfettgehalt im Fisch signifikant reduzierte, wodurch die absoluten EPA- und DHA- Gehalte deutlich absanken und der RV-abhängige LCPUFA-erhöhende Effekt aufgehoben wurde. Für G konnten keine deutlichen Effekte auf den Fettstoffwechsel in der Regenbogenforelle identifiziert werden. Im Salzwasser-Aquakulturmodell Dorade zeigten sich ähnliche Effekte auf den Lipidmetabolismus wie in der Regenbogenforelle. RV (0,15% TM) unterstützte im Niedrigtemperaturbereich (18,5°C) den Erhalt relativ hoher EPA- und DHA-Gehalte unter einer Fischölreduzierten Diät (2% Fischöl). Allerdings kam es auch in der Dorade zu einer Absenkung des Gesamtfettgehaltes unter Niedrigtemperaturbedingungen und unter RV-Supplementation. Eine diätetische RV-Applikation könnte in der Niedrigtemperatur-Aquakultur sowohl in der Regenbogenforelle als auch in der Dorade dazu beitragen, dass die LCPUFA-Gehalte im Fisch unter einer Fischölreduzierten Diät nicht abfallen, so dass abzielend auf eine Schonung mariner Ressourcen Fisch in Aquakultur produziert werden könnte. Jedoch sind im Niedrigtemperaturbereich die Gesamtfettgehalte im Fisch reduziert, was die Wertigkeit der Fische für die Ernährung des Menschen, mit Hinblick auf eine ausreichende Versorgung mit LCPUFA über den Fischkonsum, vermindert. Da Wachstum, Gesundheit, Leistungsparameter und Fetteinlagerung von Fischen in Aquakultur unter Fischöl-Mangeldiät und RV- Supplementation nicht ausreichend gewährleistet scheint, ist diese Fütterungsform in der Aquakultur nach derzeitigen Forschungsstand nicht uneingeschränkt empfehlenswert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Einfluss sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe auf das Fettsäuremuster und die endogene Fettsäuresynthese der Regenbogenforelle. 7. Büsumer Fischtag (2016)
C. Grimm
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Effect of resveratrol and genistein on ∆6-desaturase expression and protein levels in Rainbow trout. J Aquac Res Development, 8:2 (2017)
C. Grimm, S. Staats, G. Rimbach, C. Schulz
