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Kosmetische
Verwendung des Phytosphingosins als Schlankmacher und kosmetische
Zusammensetzungen, die Phytosphingosin enthalten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine neue kosmetische Verwendung
des Phytosphingosins als Schlankmacher sowie kosmetische Zusammensetzungen,
die Phytosphingosin enthalten.
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Das
Phytosphingosin entspricht der folgenden Formel:
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Seine
Molekularformel ist C18H39NO3 und seine CAS-Nummer ist die folgende:
RN 100 000 403-19-8.
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Dieses
Produkt ist auch bekannt unter der Bezeichnung: (2S,3S,4R)-2-Amino-1,3,4-Octadecantriol.
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Das
Phytosphingosin ist ein kommerzielles Produkt, das einer der drei
Sphingoidbasen entspricht, die natürlich in der Haut vorkommen,
wobei das Phytosphingosin im Stratum corneum vorliegt.
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Man
kennt bereits Anwendungen des Phytosphingosins und seiner Salze
und spezieller seines Chlorhydrats auf dem Gebiet der Dermatologie.
Daher ist Phytosphingosin im wesentlichen bekannt für seine
antimikrobielle Aktivität
sowie für
seine "second messager" Aktivität, welche
Anwendung aus einer Verminderung der Sensibilität der Haut resultiert. Präziser ist
Phytosphingosin bekannt für
seine Wirkung bei der Behandlung von Akne, für seine Wirkung als Inhibitor
des Wachstums der Mikroorganismen auf der Haut und um verschiedene
Entzündungsphänomene zu
vermindern, die auf der Haut beobachtet werden.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jetzt in gänzlich überraschender
Weise eine neue Verwendung des Phytosphingosins entdeckt, sowie
seiner kosmetisch akzeptablen Salze, insbesondere seines Chlorhydrats,
als Schlankmacher. Sie haben im übrigen
gezeigt, daß diese
neue Verwendung verbunden war, wenigstens teilweise, mit der völlig unerwarteten
Eigenschaft des Phytosphingosins und seiner Salze, die Synthese
des Leptins durch die Adipozyten der Haut zu begünstigen.
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Unter
Fortführen
von deren Untersuchungen auf diesem Gebiet haben die Erfinder der
vorliegenden Erfindung im Übrigen
auch gezeigt, daß eine
gewisse Zahl von Kombinationen des Phytosphingosins oder seiner
kosmetisch akzeptablen Salze sich bei diesen neuen Verwendungen
als besonders interessant erwiesen.
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Das
Leptin der Maus ist kürzlich
identifiziert worden im Jahr 1994, als das Produkt des ob-Gens (Zhang,
y et al., Nature, 1994, 372:425 und Tartaglia L.A., 1997, J. Biol.
Chem. 272:6093).
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Die
Struktur des menschlichen Leptins (oder menschlichen ob-Proteins)
und seine Verwendung bei der Modulation des Gewichts bei den Tieren
ist beschrieben worden in der britischen Patentanmeldung
GB 2292382 . Es handelt sich
um ein Protein, das sekretiert wird durch die Adipozyte, welche
das Gehirn über
den Zustand der Fettreserven informiert. Es wirkt über Membranrezeptoren,
die insbesondere auf der Ebene des Hypothalamus angeordnet sind.
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Zuerst
untersucht beim Nager und dann beim Menschen, spielt es eine Schlüsselrolle
bei der Regulation des Körpergewichts.
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Bei
den ob/ob-Mäusen
führt die
Abwesenheit von Leptin im Serum aufgrund von Mutationen des ob-Gens
(jenes, das für
Leptin codiert) zu einer massiven Fettleibigkeit.
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Beim
Menschen waren die ersten das Leptin betreffenden Arbeiten auf fettleibige
und/oder diabetische Patienten gerichtet.
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Je
mehr daher ein Adipozyt einen hohen Gehalt an Triglyceriden aufweist,
desto mehr erzeugt er Leptin und umgekehrt (Medecine/Sciences, 1998,
Nr. 8-9, 14, 858-864, G. Ailhaud: L'adipozyte, cellule secretrice et endocrine).
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So
wie bei den Fettleibigen können
zwei Situationen vorliegen. Entweder gibt es eine Mutation des Gens
des Leptins, jenes ist dann nicht funktionell, insbesondere bei
den Gehirnrezeptoren. Oder es gibt einen Überführungsdefekt des Leptins auf
der Ebene der Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem Hirn.
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Eine
Untersuchung, bei der eine tägliche
Injektion synthetischen Leptins bei Patienten durchgeführt worden
ist, die unter Fettleibigkeit oder Übergewicht litten, hat überzeugende
Ergebnisse gezeigt: ein signifikanter Gewichtsverlust bei Patienten,
die von einer bestimmten Form von Fettleibigkeit betroffen sind,
ist aufgetreten (Arbeiten, die durchgeführt wurden auf der Tufts University
in den USA, präsentiert
anläßlich des American
Diabetes Associates-Kongresses: Jean Mayer, USA Human Nutrition
Research Center on Aging).
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Das
Leptin löst
daher ein Sättigungsphänomen aus,
das eine Verminderung der Gewichtszunahme hervorruft und die Frequenz
der Nahrungsaufnahmen vermindert.
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Wenn
die Fettmasse ansteigt, wird das durch das Fettgewebe erzeugte Leptin
die Nahrungsaufnahme inhibieren und den Energieverbrauch stimulieren.
Es wird daher einer exzessiven Gewichtszunahme so entgegenwirken.
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Man
kann daher betrachten, daß dieses
Protein ein Regulator der Fettmasse ist, dessen entscheidende Rolle
es ist, die überschüssige Fettablagerung
zu inhibieren.
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Die
Rolle lokaler Regulation, die durch das Leptin gespielt wird, ist
wohlbekannt (siehe Systemically and Topically Administered Leptin
Both Accelerate Wound Healing in Diabetic ob/ob Mice. B.D. Ring,
S. Scully, C.R. Davis, M.B. Baker, M.J. Cullen, M.A. Pelleymounter,
D. Danilenko. Endocrinology, 2000 vol. 141, Nr. 1, S. 446-449).
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Die
Rolle des Leptins bei der Expression bestimmter Gene, die zur Ansammlung
von Lipiden führen (Differenzierungsgene),
ist im übrigen
auch wohlbekannt im Rahmen der Regulation der Lipolyse.
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Das
Leptin unterdrückt
einerseits die Expression bestimmter Gene, was zur Ansammlung von
Lipiden führt
(Differenzierungsgene), und dies ohne Teilnahme des Hirns.
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Das
Leptin induziert andererseits eine Lipolyse direkt bei den Adipozyten.
Dies ist beobachtet worden auf Adipozyten von Mäusen in vitro (siehe In vitro
Lipolytic Effect of Leptin on Mouse Adipozytes: Evidence for a possible
Autocrine/Paracrine Role of Leptin, G. Frühbeck, M. Aguado, J.A. Martinez,
Biochemical and Biophysical Research communications 1997: 240, S.
590-594). Die Wirkung des Leptins auf die Lipolyse der Adipozyten
ist spezifisch und arbeitet über
die Rezeptoren, die im weißen
Fettgewebe vorliegen.
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Das
Leptin wandelt Estron des Blutkreislaufs (Hormon, das die Lipidablagerung
vergrößert) zu Oleyl-Estron
um, das als "Schlankheits"-Faktor betrachtet
wird. Das Auftreten dieses Faktors ruft eine verallgemeinerte Lipolyse
hervor und eine Thermogenese (siehe Leptin enhances the synthesis
of oleyl-estrone from estrone in white adipose tissue, M. Esteve,
J. Virgili, H. Aguilar, F. Balada, J.A. Fernandez-Lopez, W. Remesar,
M. Alemany, Eur J. Nutr. 1999, 38, S. 99-104). An fettleibige oder
normale Ratten verabreicht, ruft Oleyl-Estron einen Fettmasseverlust
hervor.
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Man
sieht daher jedes Interesse, das es gibt, über ein Mittel zu verfügen, um
auf die Synthese des Leptins einzuwirken, das insbesondere wirken
wird:
- – direkt
auf der Ebene der Haut durch Rezeptoren, die auf dieser Ebene vorliegen,
- – auf
das Fettgewebe unter Hervorrufen der Lipolyse,
- – auf
einen Faktor, der als Gewichtsregulator wirkt, nämlich Oleyl-Estron.
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Versuche,
die im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden, ebenso auf den
Adipozytenkulturen von Mäusen
wie auf menschlichen Adipozytenkulturen, haben es erlaubt, zu zeigen,
daß es
möglich war,
durch die Behandlung dieser Kulturen mit dem Phytosphingosin oder
einem seiner Salze, insbesondere seinem Chlorhydrat, die Synthese
des Leptins durch diese Adipozyten zu stimulieren, was die Möglichkeit
vorhersagen läßt, das
Phytosphingosin oder seine Salze als Schlankmacher zu verwenden.
Diese Wirkung konnte bestätigt
werden.
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So
betrifft die vorliegende Erfindung daher unter einem ersten Aspekt
eine neue kosmetische Verwendung von Phytosphingosin oder von einem
seiner kosmetisch akzeptablen Salze, insbesondere seines Chlorhydrats,
als Schlankmacher.
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Unter
einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine neue kosmetische
Verwendung von Phytosphingosin oder von einem seiner kosmetisch
akzeptablen Salze, insbesondere seines Chlorhydrats, als Wirkstoff,
welcher die Synthese von Leptin durch Adipozyten stimuliert.
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Unter
einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kosmetischen
Behandlung, welches dazu bestimmt ist, eine schlankmachende Wirkung
des menschlichen Körpers
zu erzielen, gemäß dem man auf
die Teile des Körpers,
wo die genannte Wirkung gewünscht
wird, eine wirkungsvolle Menge einer kosmetischen Zusammensetzung
aufträgt,
welche Phytosphingosin oder eines seiner kosmetisch akzeptablen
Salze, insbesondere dessen Chlorhydrat enthält.
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Es
hat sich im übrigen
gezeigt, daß gemäß den drei
Aspekten der Erfindung, wie sie oben definiert sind, sich bestimmte
Kombinationen von Phytosphingosin oder eines seiner kosmetisch akzeptablen
Salze, insbesondere seines Chlorhydrats, als besonders interessant
erwiesen, um die Schlankheitswirkung zu verbessern, die erhalten
wird durch eine Anwendung von irgend einer der Zusammensetzungen,
die diese speziellen Zuordnungen enthält.
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Präziser hat
es sich gezeigt, daß die
Zuordnung des Phytosphingosins oder eines seiner kosmetisch verträglichen
Salze mit einem oder mehreren Mitteln, nachfolgend als lipolytische
Mittel bezeichnet, eine Lipolyse induzieren, in den Adipozyten,
was sich insbesondere als interessant im Rahmen der vorliegenden
Erfindung erweist, wie dies später
erklärt
werden wird.
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Um
diese Zuordnung auszuführen,
wird man insbesondere wenigstens ein lipolytisches kosmetisch verträgliches
Mittel aus der Gruppe auswählen,
die aus 3',5'-Cycloadenosinmonophosphat (cAMP) und
seiner Derivate, Aktiviermitteln des Enzyms Adenylatcyclase und
Inhibitormitteln des Enzyms Phosphodiesterase besteht.
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Als
Aktiviermittel der Adenylatcyclase wird man vorteilhaft Forskolin
oder ein Pflanzenextrakt wählen, das
es enthält,
wie ein Extrakt von Coleus forskohlii oder Plectranthus barbatus
oder auch ein Extrakt der Pflanze Tephrosia purpurea.
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Als
Phosphodiesteraseinhibitormittel wird man ein Xanthin verwenden
können,
wie 3-Isobutyl-1-Methyl-Xanthin
oder IBMX, Koffein oder Theophilin.
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Die
kosmetischen Zusammensetzungen, die solche Zuordnungen einschließen, bilden
den vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Es sind diese Zusammensetzungen,
wie sie nachfolgend beschrieben sind, die vorzugsweise in allen
kosmetischen Anwendungen eingesetzt werden, auf die die vorliegende
Erfindung abzielt.
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So
betrifft die vorliegende Erfindung daher unter einem vierten Aspekt
eine neue kosmetische Zusammensetzung, die insbesondere dazu bestimmt
ist, die subkutane Überfettung
zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff
- – Phytosphingosin
oder eines seiner kosmetisch akzeptablen Salze, insbesondere dessen
Chlorhydrat, und
- – wenigstens
ein lipolytisches Mittel, welches aus der Gruppe bestehend aus cAMP
und seinen kosmetisch akzeptablen Derivaten, den Aktivatoren des
Enzyms Adenylatzkylase und das Enzym Phosphodiesterase hemmenden
Mitteln ausgewählt
ist,
in einem kosmetisch akzeptablen Vehikel enthält.
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In
den neuen Zusammensetzungen der Erfindung, die auch die bevorzugten
Zusammensetzungen für die
Ausführung
der verschiedenen Anwendungen sind, auf die die vorliegende Erfindung
abzielt, ist das Phytosphingosin oder eines seiner kosmetisch akzeptablen
Salze, insbesondere sein Chlorhydrat, in der kosmetischen Zusammensetzung
bei einer Konzentration enthalten, die zwischen 0,001% und 1% und
vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 Gewichtsprozent im Verhältnis zum
Gesamtgewicht dieser Zusammensetzung liegt.
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Die
kosmetische Zusammensetzung enthält
außerdem
wenigstens ein lipolytisch wirksames Mittel, gewählt aus der Gruppe, die besteht
aus cAMP und seinen lipolytischen Derivaten, den Aktiviermitteln
des Enzyms Adenylatcyclase und den Inhibitormitteln des Enzyms Phosphodiesterase.
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Bei
diesen kosmetischen Zusammensetzungen wird cAMP oder sein Derivat
vorteilhaft verwendet bei einer Konzentration, die zwischen 0,001
und 5 Gewichtsprozent im Verhältnis
zum Gesamtgewicht der Zusammensetzung liegt.
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Als
cAMP-Derivat wird man jedes kosmetisch verträgliche cAMP-Derivat und insbesondere
ein Salz oder ein acyliertes Derivat wählen können, insbesondere ein Mono-
oder Dibutyrylderivat.
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Als
Aktiviermittel des Enzyms Adenylatcyclase wählt man vorteilhaft Forskolin
oder ein Pflanzenextrakt, das es enthält, vorzugsweise bei einer
Konzentration zwischen 0,001 und 1 Gewichtsprozent, und bevorzugt
zwischen 0,05 und 0,25 Gewichtsprozent im Verhältnis zum Gesamtgewicht der
Zusammensetzung.
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Als
Extrakt, das das Forskolin enthält,
wird man bevorzugt ein Extrakt von Coleus forskohlii oder Plectranthus
barbatus wählen.
Ein solches Extrakt kann erhalten werden durch ein Extraktionsverfahren
wie jenes, das beschrieben ist in der internationalen Anmeldung
WO 91/02516.
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Man
wird auch als Aktiviermittel der Adenylatcyclase ein Extrakt der
Pflanze Tephrosia purpurea, bei einer Konzentration verwenden, die
zwischen 0,001 und 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0,01
und 5 Gewichtsprozent im Verhältnis
zum Gesamtgewicht der Zusammensetzung liegt. Ein solches Extrakt
kann erhalten werden durch ein Extraktionsverfahren wie jenes, das
beschrieben ist in der internationalen Anmeldung WO 95/03780.
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Schließlich enthalten,
wie oben dargelegt, gemäß einer
anderen Variante die bevorzugten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
ein Inhibitormittel der Phosphodiesterase, insbesondere ein Xanthin
und ganz speziell 3-Isobutyl-1-Methylxanthin
(IBMX), Koffein oder Theophilin, vorzugsweise bei einer Konzentration,
die zwischen 0,001 und 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen
0,01 und 1 Gewichtsprozent im Verhältnis zum Gewicht der Zusammensetzung
liegt.
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Die
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten bevorzugten Zusammensetzungen und welche eine
Zuordnung von Phytosphingosin oder eines seiner Salze mit einem
lipolytischen Mittel wie cAMP und seiner lipolytischen Derivate, die
Aktiviermittel der Adenylatcyclase und die Inhibitormittel der Phosphodiesterase enthalten,
erweisen sich insbesondere als interessant aufgrund der Tatsache
der synergetischen Wirkung der beiden Bestandteiltypen.
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Ohne
daß die
Erfinder der vorliegenden Erfindung sich vollständig an diese Erklärung gebunden
fühlen,
wird nachfolgend eine plausible Interpretation der beobachteten
Synergiewirkung angegeben.
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Es
ist tatsächlich
bereits beobachtet worden, daß die
Mittel, die eine Lipolyse in den Adipozyten begünstigen, wie die Extrakte von
Coleus beispielsweise, eine bemerkenswerte biologische Effizienz
zeigen, die im allgemeinen ein beträchtliches lipolytisches Vermögen mit
einer Inhibitorwirkung der adipozytären Reifung verbinden. Die
beträchtliche
Verminderung an Volumen und Quantität der Lipidvacuolen nach einer
Behandlung durch das lipolytische Mittel führt zu einer Verminderung der
Produktion von Leptin. Es ist daher wahrscheinlich, daß dieser
lokale Verlust von Leptin in der Umgebung nahe den Adipozyten, der
aus der Behandlung durch das lipolytische Mittel resultiert, kompensiert
werden kann durch die Wirkung eines Produkts, das die Synthese des
Leptins stimuliert, im vorliegenden Fall durch das Phytosphingosin
oder sein Salz. Der Erhalt einer ausreichenden Konzentration an
Leptin in der Umgebung nahe der Adipozyten übt so eine Rolle aus, die der
Vergrößerung der
Fettgewebemasse entgegenwirkt. Es scheint daher alles so zu geschehen,
als wenn die Nachricht durch die Fettzellen ausgesandt wurde, die über einen
Rückreguliervorgang
von der Notwendigkeit informieren, die Einlagerung in Form von Triglyceriden
zu vermindern. Dank der kombinierten Wirkung des Phytosphingosins
oder eines seiner Salze und wenigstens eines anderen lipolytischen
Mittels, erhält
man so eine verstärkte
und länger
anhaltende Schlankheitswirkung.
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Diese
Hypothese scheint tatsächlich
durch die Ergebnisse bestätigt
zu sein, die im Rahmen der Beispiele 2 und 4 der vorliegenden Erfindung,
die auf die Zuordnung des Phytosphingosins zu einem Extrakt von Coleus
forskohlii gerichtet sind, erhalten wurden.
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Die
Beispiele, die folgen, werden rein veranschaulichend für die vorliegende
Erfindung angegeben. Sie sind begleitet von den 1 bis 6,
die jeweils darstellen:
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1:
Wirkung verschiedener Behandlungen auf die Lipogenese, ausgeführt in Beispiel
2;
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2 bis 4:
die Morphologie der Maus-Adipozyten bei verschiedenen Stufen der
Behandlung gemäß Beispiel
2;
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5:
die Morphologie der menschlichen Adipozyten bei Tag 18 für eine Kontrolllösung (gemäß Beispiel
3); und
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6:
die Morphologie der menschlichen Adipozyten bei Tag 18 für eine Behandlung
durch eine Zuordnung gemäß der Erfindung
(gemäß Beispiel
3).
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BEISPIELE
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In
den Beispielen, die folgen, und sofern nicht anders angezeigt, sind
die angegebenen Anteile in Gewichtsprozent.
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Beispiel 1
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Nachweis
der stimulierenden Wirkung des Phytosphingosins auf die Produktion
von Leptin durch Maus-Adipozyten in Kultur.
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1. Testprinzip
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Das
Konzept, gemäß dem die
Fettgewebemasse reguliert werden kann über sekretierte zirkulierende Faktoren,
ist sehr interessant.
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Das
Testprinzip ist es, die Sekretion des Leptins durch die Adipozyten
zu kontrollieren.
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2. Material und Methoden
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Aus
einer etablierten Linie von Maus-Präadipozyten 3T3 ist ein Klon
isoliert worden, der das Vermögen hat,
große
Mengen von Triglyceriden anzusammeln. Die lipolytischen Mittel vermindern
diese Ansammlung. Es scheint daher passend, die potentiellen lipolytischen
Mittel auf dieser Präadipozytenlinie
von Mäusen
3T3 F442A zu testen. Diese Präadipozyten
(GREEN H. und KEHINDE O. – Spontaneous
Heritable Changes Leading to Increased Adipose Conversion in 3T3
Cells, Cell Vol. 7, 105-113, 1976) können sich vervielfältigen und differenzieren
unter Aufweisen des morphologisch und biochemisch charakteristischen
Phänotyps
für die
differenzierte Funktion der reifen Adipozyte. Wenn sie in exponentieller
Wachstumsphase sind, sind sie von fibroplastischem Aussehen, weisen
eine längliche
Form auf und sind sehr an dem Träger
anhaftend. Wenn es die Bedingungen erlauben, verleiht ihnen bei
Konfluenz ein sehr vorzeitiger morphologischer Übergang eine abgerundete Form.
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Die
Zellen treffen daher ein klonales Amplifizierungsverfahren an. Bei
diesen morphologischen Änderungen
kommen Vergrößerungen
der Aktivität
von lipogenetischen Enzymen sowie Vergrößerungen der Antworten von
Zellen mit Hormonen/Faktoren hinzu, die die Lipogenese und die Lipolyse
beeinträchtigen.
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Die
3T3 F442A Präadipozyten
bilden daher ein hervorragendes Untersuchungsmodell der Lipolyse aufgrund
der morphologischen und metabolitischen Transformationen, die durch
die Zellen während
deren Entwicklungsprogramm angenommen werden (Pairault J und Lasnier
F: Control of adipogenetic differenciation of 3T3 F442A cells by
retinoic acid, dexamethasone and insulin: a topographic analysis
J. cell Physiol. 1987, 132, 279-86).
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Gemäß der Literatur
wird das Leptin in das Kulturmedium sekretiert, da es in den Adipozyten
gelagert wird (Wabitsch M et al., Diabetes, 1996, vol. 45, Bornstein
S. et al., Diabetes, 2000, vol. 49, Friedman JM, Nutrition Reviews,
1998, Band 56 Nr. 2).
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In
den 3T3 F442A-Zellen ist die Expression des ob-Gens besonders untersucht
worden (Leroy P et al., J. of Biol. Chem, 1996, Band 271 Nr. 5,
Seiten 2365-2368, Considine RV et al. – Horm. Res. 1996, 46:249-256).
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Die
3T3 F442A-Präadipozyten
werden bei Tag 0 in die 35 mm Petrischalen (Corning) angeimpft und in
den Trockenschrank bei 37°C
unter einer Luft-CO2-Atmosphäre (95-5) gestellt. Die
Zellen werden kultiviert im essentiellen Minimalmedium nach Eagle,
das gemäß Dulbecco
modifiziert ist (4,50 g/l Glucose) (DMEM-GIBCO BRL), vervollständigt mit
5% Rinderserum (SV) (BIOMEDIA O) und 5% fötalem Rinderserum (GIBCO) für die Wachstumsphase.
Das Medium wird am Tag 2 und Tag 4 gewechselt.
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Bei
Konfluenz (am Tag 7) wird das Medium gewechselt:
Das Grundmedium
bleibt das gleiche (DMEM), aber wird vervollständigt mit 10% fötalem Rinderserum
(SVF) und Insulin (5 μg/l)
(SIGMA).
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Das
Medium wird anschließend
am Tag 9 und Tag 11 gewechselt. Am Tag 14, Tag 16 und Tag 18 führt man
eine Behandlung durch die Zusammensetzung durch, von der man die
Effizienz auf die Synthese des Leptins kontrollieren will.
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Das
Protokoll ist in der Tabelle hierunter zusammengefaßt:
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3. Dosierung des Leptins
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Das
sekretierte Leptin wird bestimmt mittels einer ELISA-Technik vom
Sandwich-Typ unter Rückgriff auf
den Kit Quantikine® M Mouse Leptin Immunoassay.
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Diese
ELISA-Dosierung verwendet das rekombinierte Mausleptin, exprimiert
in E. Coli, und Antikörper, die
gerichtet sind gegen rekombinantes Mausleptin.
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Der
Test verwendet eine immunoenzymatische "Sandwich"-Technik. Man kleidet die Löcher der
Mikroplatten mit einem polyklonalen Antikörper des Mausleptins aus.
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Die
Standards, Kontrollen und Proben werden in die Löcher abgeschieden und zu diesem
Zeitpunkt liegt dort alles Leptin, gebunden an den immobilisierten
Antikörper,
vor.
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Das
gebundene Leptin wird anschließend
detektiert durch einen Antileptin-Antikörper von Mäusen, gekoppelt an ein Enzym,
die Peroxidase. Eine Substratlösung
wird anschließend
in die Löcher
zugegeben. Die enzymatische Reaktion führt zu einer blauen Lösung, die
nach Zugabe einer Stopplösung
nach gelb umschlägt.
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Die
Intensität
der gemessenen Farbe ist proportional zur Menge von vorliegendem
Leptin. Das Auslesen der optischen Dichte wird bei 450 nm im Spektrophotometer
gemacht.
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Man
erhält
nach Dosierung Dosis-Antwort-Kurven, die die Messung des natürlichen
Leptins betreffen, parallel zu Standardkurven, die erhalten sind
mit den "rekombinanten" Quantikine M-Standards.
Der Quantikine M-Kit erlaubt es daher, relative Massewerte für das natürliche Mausleptin
zu bestimmen.
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Die
bei 450 nm gemessene optische Dichte ist proportional zur Menge
fixierter Antikörper,
die selbst proportional ist zur Menge von anfänglich vorliegendem Leptin.
Die Ergebnisse werden ausgedrückt
in pg/ml Leptin, das in den Zellüberständen vorliegt.
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Die
Proben sind dreimal getestet worden.
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4. Ergebnisse
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Drei
Zusammensetzungen, die jeweils 0,25, 1 und 2 μg/ml Phytosphingosin oder sein
Chlorhydrat enthalten, sind getestet worden.
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Für die 3T3-F442A-Adipozyten,
die in Kultur ohne jede Behandlung gehalten werden, vergrößert sich die
Menge von Leptin, das in den Kulturüberständen vorliegt, stark im Laufe
der Zeit (16,4 pg/ml bei Tag 4, 802 pg/ml bei Tag 11 und 2623 pg/ml
bei Tag 20). Dieses Ergebnis ist konform mit den bibliographischen
Daten (Leroy P. 1996, Considine RV. 1996): Unter basalen Bedingungen
sekretieren die Mausadipozyten wachsende Mengen von Leptin über deren
Maturierung hinweg. Wir bestätigen
auch, daß ein
reifer Adipozyt Leptinmengen sekretiert, die über jenen eines Präadipozyten
liegen.
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In
der Tabelle 1 hierunter sind die Leptinmengen angegeben, die in
den Überständen vorliegen.
Die Abkürzung
PS bezeichnet Phytosphingosin. Tabelle
1 Leptinmenge,
ausgedrückt
in pg/ml, die in den Kulturüberständen von
reifen und am Tag 21 durch Phytosphingosin behandelten 3T3-F442A-Adipozyten
vorliegt
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Nach
7 Tagen Behandlung, das heißt
am Tag 21, induziert das Phytosphingosin eine Vergrößerung der
Sekretion von Leptin durch die behandelten Adipozyten, eine Wirkung,
die maximal bei der Konzentration von 0,25 μg/ml ist. Bei dieser Konzentration
ist die Vergrößerung etwas
mehr als 18%.
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Unter
diesen Bedingungen getestet, ist das Chlorhydrat von Phytosphingosin
auch für
eine Stimulation der Sekretion von Leptin verantwortlich: ±52% bei
1 g/ml und ±26%
bei 2 μg/ml
und + 18% bei 0,25 mg/ml. Die Ergebnisse für das Chlorhydrat sind in der
Tabelle 2 hierunter angegeben. Tabelle
2 Leptinmenge,
ausgedrückt
in pg/ml, vorliegend in den Kulturüberständen von reifen und am Tag
21 durch das Chlorhydrat von Phytosphingosin behandelten 3T3-F442A-Adipozyten
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Daher
ist das Phytosphingosin in der Lage, in der Fettzelle 3T3-F442A,
ein Modell, das der menschlichen Adipozyte sehr nahe ist, eine Vergrößerung der
adipozytären
Basalsekretion von Leptin zu induzieren. Das Phytosphingosin ist
daher in der Lage, eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Stabilität der Fettmasse zu
spielen.
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Beispiel 2
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Nachweis
des Interesses einer Zuordnung des Phytosphingosins mit einem Aktivator
von Adenylatcyclase wie einem Extrakt von Coleus forskohlii, um
die Verminderung der Lipogenese in den Mausadipozyten in Kultur
zu begünstigen.
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1. Untersuchungsprinzip
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Diese
Untersuchung betrifft die Wirkungen der Zuordnung der zwei Wirkstoffe
Coleus forskohlii (auch Plectranthus barbatus genannt) (PB) und
Phytosphingosin (PS) auf die Rekrutierung neuer Adipozyten.
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Es
ist bekannt, daß die
Entwicklung des weißen
Fettgewebes ein kontinuierliches Verfahren über das ganze Leben hinweg
darstellt (AILHAUD G., GRIMALDI P., NEGREL R., Trends in Endocrinology
and Metabolism, (1994) 5 (3) 132-6). Die Adipozyte ist verbunden
in dem Fettgewebe mit einer angrenzenden extrazellulären Matrix,
die auch Endothelialzellen, Kapillaren, Nervenfasern und Fibroplastenvorläufer umfaßt. Die
reife Adipozyte stellt den Phänotyp
einer Zelle aus der Differenzierung eines adipozytären Vorläufers dar.
Die Präadipozyten
liegen selbst im Fettgewebe vor und können rekrutiert werden bei
allen Lebensstadien, um neue Adipozyten zu erzeugen: Im Fall eines
Gewichtszuwachses gibt es eine anfängliche Phase der Vergrößerung von
adipozytärem
Volumen bis zum Erreichen eines kritischen Punktes, der schließlich zur
Rekrutierung neuer Zellen führt
(Bjorntorp P., Int. J. Obesity, (1991) 15 67-81). Die intrinsische
Kapazität
der Präadipozyten,
sich zu vervielfältigen
und sich zu Adipozyten zu differenzieren, spielt eine entscheidende
Rolle in der Entwicklung der Fettmassen. Eine Hyperplasie der diesen
Fibroplasten verwandten Zellen führt
zu einer Vergrößerung des Fettgewebes.
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Zu
einem ersten Zeitpunkt werden die reifen Adipozyten so durch PB
+ PS behandelt.
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Zu
einem zweiten Zeitpunkt wird das Kulturmedium, das durch diese Adipozyten
konditioniert ist, kontaktiert mit den Präadipozyten, von denen man die
Reifung zu Adipozyten verfolgen wird.
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Die
Kontrollzellen am Anfang der Behandlung beginnen, sich zu differenzieren
und unterliegen einer gewissen Anzahl von Veränderungen: Volumenvergrößerung,
Vergrößerung der
Anzahl und des Umfangs der Lipidtröpfchen, Wachstum der Aktivität der lipogenetischen
Enzyme, usw.
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Ein
Schlüsselenzym
bei den Syntheseverfahren der Triglyceride ist 3-Glycerinphosphatdehydrogenase (G3PDH): Seine spezifische Aktivität verstärkt sich
beträchtlich
im Laufe der Reifung und kann daher verwendet werden als ein präzises und
empfindliches Maß der
adipozytären
Umwandlung (Pairault J., Green H., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, (1979)
76, 5138-42; Koekemoer T.C. et al, Int. J. Biochem. Cell. Biol.
(1995) 27, 625-32).
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Man
hat gewählt,
die Entwicklung der Aktivität
dieses Enzyms zu verfolgen, um den Differenzierungszustand der Adipozyten
zu messen.
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Da
G3PDH ein wasserlösliches Enzym ist, mißt man seine
Aktivität
im Überstand
des Zellzerkleinerung in Gegenwart geeigneter Substrate (NADH, TEA
(Triethanolamin) – EDTA,
50 mM, 1 mM).
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Aus
diesen Dosierungen wird die spezifische Aktivität berechnet. Man vergleicht
die behandelten Zellen mit den Kontrollzellen. Da das G3PDH
die Widerspiegelung des Differenzierungszustandes der Zellen ist, sind
die Zellen umso differenzierter, je größer seine spezifische Aktivität ist, und
umgekehrt: Je größer die
Fettreserve begrenzt sein wird durch das getestete Mittel, desto
schwächer
wird die Wirkung des G3PDH sein.
-
Das
Mittel über
drei berichtete Messungen bei einer Standardabweichung ergibt die
mittlere spezifische Aktivität,
anschließend
berechnet man die prozentuale Inhibierung der Aktivität des G3PDH, die durch die Substanzen erzeugt wird,
verglichen mit den Kontrollen.
-
Die
Kriterien, die es erlauben, die Qualität guter antilipogenetischer
Mittel sicherzustellen, sind einerseits ein Prozentanteil der Inhibierung
des Enzyms über
50% und andererseits Rohdaten, die sich signifikant im Verhältnis zu
den Kontrollen unterscheiden.
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2. Material und Methoden
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a) Kultur und Behandlungen
-
Die
Adipozyten bei der Differenzierung, wenig gereifte Adipozyten, auch
Präadipozyten
genannt, erhalten am Tag 7 des Protokolls, das in Beispiel 1 angegeben
ist, werden behandelt durch Medium, das konditioniert ist durch
die differenzierten reifen Adipozyten, die gegebenenfalls behandelt
sind durch PB oder PS und durch die Zuordnung PB + PS für 8 Tage
mit einem Mediumwechsel an den Tagen 9 und 11 wie in dem nachfolgenden
Protokoll angezeigt.
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Das
Phytosphingosin ist bei Endkonzentrationen von 0,25, 0,50 und 1 μg/ml getestet
worden.
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Das
Extrakt von Plectranthus barbatus (PB) (Charge Nr. OB2, INDENA)
wird titriert bei 80% in Forskolin, welches Molekül bekannt
ist als ein Adenylatcyclaseeffektor (Seamon K. et al., P.N.A.S.
USA, (1981) 78 3363-67). Die Konzentration von PB, die bei der Untersuchung
verwendet ist, ist 25 μg/ml
aus einer Stammlösung
bei 20 mg/ml in Ethanol.
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b) Herstellung der Zellextrakte
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Der
Zellteppich wird zweimal mit einem PBS-Puffer gewaschen und die
Zellen werden gewonnen durch Abkratzen im 25 mM Puffer, TRIS-HCl,
pH 7,5, enthaltend 1 mM EDTA bei 4°C. Die Zellen werden homogenisiert
durch Zermahlen und Zentrifugieren bei 10 000 g für 10 Minuten
bei 4°C.
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Das
befolgte Protokoll wird in der Tabelle hierunter zusammengefaßt.
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c) Bestimmung der 3-Glycerinphosphatdehydrogenaseaktivität (G3PDH)
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Die
Dosierung der G3PDH-Aktivität wird durchgeführt gemäß dem Verfahren
von Kozak und Jensen: Kozak und Jensen, 1974, J. Biol. chem., 249,
7775-7781.
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Das
G
3PDH katalysiert die folgende Reaktion:
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Man
mißt im
Spektrometer (KONTRON) bei 340 nm den Verbrauch von NADH in Abhängigkeit
der Zeit. Man kann so eine Variation von Absorption/Minute (Δ Abs/min) berechnen,
die der Anfangsgeschwindigkeit der enzymatischen Reaktion entspricht.
Die Ergebnisse werden ausgedrückt
als spezifische Aktivität
(AS), das heißt
in nmol umgewandeltes NADH/min/mg Proteine. Der Gesamtproteingehalt
wird eingeschätzt
durch das BCA-Verfahren (Protein Assay Reagent-PIERCE LTD).
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3. Ergebnisse
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- Messung der 3-Glycerinphosphatdehydrogenaseaktivität (G3PDH).
-
Die
Mengen von NAD+ nach 8 Tagen in Abhängigkeit
der Behandlung der Kulturen werden angegeben in der Tabelle 3 hierunter.
-
Tabelle
3 Einschätzung der
Lipogenese durch Messung der OD, ausgedrückt in nmol NAD
+ für das Extrakt
von PB und für
das Phytosphingosin PS
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Die
Ergebnisse der Tabelle 3 hierüber
sind auch in der 1 dargestellt.
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Nach
8 Tagen Kontakt mit den durch die reifen Adipozyten konditionierten
Medien beobachten wir eine Verlangsamung der Reifung der Präadipozyten
mit den Medien, die PB enthalten (Inhibition der Aktivität des G3PDH), was einer Inhibition der Rekrutierung
der Präadipozyten
entspricht, deren Aktivität
des Reifungsmarkerenzyms 75% inhibiert ist.
-
Das
Phytosphingosin modifiziert nicht das anti-lipogenetische Profil:
die Zuordnung PS + PB ruft zwischen 74 und 79% Inhibition der Aktivität der G3PDH hervor, die Zuordnung PS 1 μg/ml + PB
25 μg/ml
führt auch
zu einer Verlangsamung der Lipogenese dieser Präadipozyten bei der Reifung
leicht über
PB allein.
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b) Analyse der Morphologie der Adipozyten
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Parallel
ist die Morphologie der Adipozyten analysiert worden durch direkte
Beobachtung der Zellen in den Petrischalen unter dem Mikroskop mit
inverser Phase (Olympus BH2). Die Zellen werden als differenziert durch
morphologische Analyse betrachtet, wenn sie eine runde Kontur annehmen
und deren Cytoplasma mit Lipidtröpfchen
gefüllt
ist. Umgekehrt ist eine Verminderung der Menge von Lipidvacuolen
verbunden mit einer länglicheren
Form, die von einer Verlangsamung dieser Reifung zeugt.
-
In
Gegenwart der Zuordnung PS + PB sind die Zellen gekennzeichnet durch
eine Entlipidisierung von den Adipozyten, die sehr ausgeprägt ist,
was in Übereinstimmung
mit der niedrigen Aktivität
des Enzyms G3PDH ist, die vorher gemessen
ist.
-
Die 2, 3 und 4 zeigen
jeweils:
-
2:
Die Zellen einer Kontrollkultur am Tag 7. In dieser Kultur sind
die Zellen sehr wenig differenziert, es gibt wenig Lipidvacuolen.
Dies ist der Anfang der Behandlung.
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3:
Die Zellen einer Kontrollkultur am Tag 21. Die Zellen sind mit Lipidvacuolen
beladen.
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4:
Die Zellen einer Kultur, die behandelt ist durch die Zuordnung 25 μg/ml PB +
1 μg/ml
PS.
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c) Schlußfolgerung
-
Diese
Untersuchung zeigt, daß die
Behandlung durch die Zuordnung PB + PS von reifen Adipozyten eine
Information befördert,
die in der Lage ist, global die Ansammlung von Triglyceriden in
den Präadipozyten zu
verlangsamen. Die Aktivitätserniedrigung
des lipogenetischen Enzyms G3PDH führt zu einer
Entleerung an großen
intrazellulären
Lipidtröpfchen.
-
Die
Zugabe von Phytosphingosin, das in der Lage ist, die Sekretion von
Leptin zu stimulieren, hat die massive Wirkung des PB auf die Auslagerung
von Lipiden nicht inhibiert.
-
Der
Erhalt von Leptin in der Umgebung nahe der Adipozyten könnte so
seine Rolle als Signalmolekül ausüben, das
der Vergrößerung der
Fettgewebemasse entgegenwirkt. Man ist geneigt zu denken, daß eine Gesamtheit
von Zellen, die Zellen enthalten, welche vom einem Teil von deren
Gehalt an Triglyceriden durch Lipolyse entleert sind, indem sie
fortfahren, eine Leptinnachricht zur Rückregulierung auszusenden,
zur Verminderung der Fetteinlagerungen durch das Unterhautfettgewebe,
beitragen könnte.
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Beispiel 3
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Nachweis,
auf menschlichen Kulturadipozyten, der Wirkung des Phytosphingosins
und der Zuordnung des Phytosphingosins mit einem Extrakt von Coleus
forskohlii auf die Produktion von Leptin und auf die Lipolyse.
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Menschliche
Adipozyten, die von einer Plastie einer 41 Jahre alten Frau kommen,
vertrieben durch ZEN-BIO (USA), sind verwendet worden in einem fortgeschrittenen
Stadium der adipozytären
Reifung. Die Aufnahme dieser Zellen in Kultur fand 16 Tage nach
Animpfen statt. Sie werden in einem spezifischen Medium kultiviert,
das deren Differenzierung über
die Behandlung hinweg sicherstellt.
- Tag 16: Animpfung
- Tag 0: Beginn der Behandlung durch das Extrakt von Coleus (PB)
und/oder Phytosphingosin (PS)
- Tag 6 bis Tag 18: Dosierung der unterschiedlichen Parameter.
-
Zu
einem ersten Zeitpunkt sind die Eigenschaften des Coleus, oben für die Mausadipozyten 3T3F442A
beschrieben, überprüft worden
auf menschlichen Zellen: lipolytische Aktivität durch Messung der Freisetzung
von Glycerin und nicht veresterten Fettsäuren.
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Die
Tabelle 4 hierunter zeigt die Freisetzungswerte von Glycerin in
den Kontrollkulturen und durch PS behandelten Kulturen an. Tabelle
4 Freisetzung
von Glycerin, ausgedrückt
in μg/ml
durch die menschlichen Adipozyten in Kultur, gegebenenfalls behandelt
durch 25 μg/ml
Phytosphingosin in Abhängigkeit
der Kulturdauer
-
Es
scheint sehr klar, daß der
Coleus sehr stark die adipozytäre
Lipolyse stimuliert (+128% Vergrößerung von
Glycerinfreisetzung bei 18 Tagen im Vergleich zur Kontrolle).
-
Durch
eine Messung einer Freisetzung von nicht veresterten Fettsäuren beobachtet
man zusätzlich, daß Coleus
eine starke Hydrolyse der adipozytären Triglyceride unter Freisetzung,
parallel zum Glycerin, von einer großen Menge von nicht veresterten
Fettsäuren
bei der Dosis 25 μg/ml
hervorruft.
-
Andere
Versuche zeigen, daß Phytosphingosin
bei den menschlichen Adipozyten wie bei Mausadipozyten eine Vergrößerung der
Sekretion von Leptin induziert, wobei die effizientesten Dosen kleiner
für die
Humanadipozyte sind.
-
Parallel
zur Freisetzung von Leptin ist Phytosphingosin bei der Dosis von
6 ng/ml verantwortlich für eine
Freisetzung über
die Zeit von Glycerin ohne begleitende Freisetzung von nicht veresterten
Fettsäuren. Diese
Beobachtung könnte
einer neuen Form von dem Leptin eigener Lipolyse entsprechen, die
bereits in Veröffentlichungen
beschrieben ist.
-
Die 5 und 6 zeigen
die Entwicklung der Morphologie der Zellen unter Bedingungen, die
dargelegt werden.
-
Die 5 zeigt
eine Kontrollkultur menschlicher Adipozyten am Tag 18.
-
Man
sieht dort deutlich eine große
Menge von Fettvacuolen.
-
Die 6 zeigt
eine Kultur menschlicher Adipozyten am Tag 18 nach Behandlung durch
die Zuordnung von Coleus (25 μg/ml)
mit Phytosphingosin (6 ng/ml). Es scheint klar, daß die Zuordnung
Phytosphingosin – Coleus
zu einer massiven und sichtbaren Auslagerung führt mit Lipidtröpfchen,
die weniger zahlreich und von verminderter Größe sind. Eine größere Anzahl
von Zellen nimmt parallel ein Aussehen wenig gereifter Zellen an
(längliche
Form und Abwesenheit von Lipidvacuolen).
-
Die
Zuordnung dieser beiden Wirkstoffe führt daher zu einer kräftigen Reduktion
der Fettlagerung, wobei die Modulation von Leptin in der Umgebung
nahe dem menschlichen Adipozyten ein Schlüsselschritt dieser Wirkung
ist. Beispiel
4 Schlankmachende
wäßrige/alkoholische
Formulierung
Wasser | qsp
100% |
denaturierter
Alkohol | 42% |
PPG-3-Myristylether | 10% |
Parfüm | 0,20% |
Phytosphingosin | 0,10% |
Beispiel
5
Schlankmachendes
Emulsionsfluid | |
PPG-2-Isoceteth-20-Acetat | 2% |
Poloxamer
407 | 0,50% |
Propylenglycolisoceteth-3-Acetat | 15% |
Pentacyclomethicon | 15% |
Wasser | qsp
100% |
Butylenglycol | 3% |
Konservierungsmittel | q.s. |
Extrakt
von Coleus forskohlii (mit 80% Forskolin) | 0,1% |
Xanthangummi | 0,05% |
Polymer
aus vernetztem Acrylat/C10-30-Alkylacrylat | 0,04% |
Neutralisierungsmittel | q.s. |
Polyacrylamid
C13-14-Isoparaffinlaureth-7 | 0,50% |
Parfüm | 0,20% |
Phytosphingosin | 0,05% |
Beispiel
6
Schlankmachende
Creme | |
Steareth-2 | 0,50% |
Steareth-21 | 1,75% |
Cetylalkohol | 0,30% |
Stearylalkohol | 0,30% |
Stearinsäure | 0,50% |
2-Ethylhexylstearat | 4,00% |
Cetearylisononanoat | 3,00% |
Squalan | 4,00% |
IBMX | 1,00% |
Dimethicon | 0,40% |
Wasser | qsp.
100,00% |
Glycerin | 2,00% |
Butylenglycol | 3,00% |
Konservierungsmittel | q.s. |
Polymer
aus vernetztem Acrylat/C10-30-Alkylacrylat | 0,35% |
Xanthangummi | 0,10% |
Natriumhyaluronat | 0,02% |
Neutralisierungsmittel | q.s. |
Polyacrylamid
C13-14-Isoparaffinlaureth-7 | 0,50% |
Denaturierter
Alkohol | 5,00% |
Parfüm | 0,20% |
Phytosphingosin | 0,002% |
Übersetzung
der Zeichnung Fig.
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