Antioxidative Properties of Iberis amara Extracts in Biochemical Model Reactions

Summary

Gastro-intestinal disorders such as the non-ulcer dyspepsia and irritable bowel syndrome expatiate on/with inflammatory processes of the gastro-intestinal mucosa. Iberogast is used in treatment of such disorders. Iberis amara L. extract (IAE) is one of nine components of the drug. There is increasing evidence that mediators of inflammation processes in the stomach and intestine include reactive oxygen species (ROS), arising from several enzymic reactions characteristic for inflammatory events. In this study it was shown that Iberis amara extract (STW 6) has the potential for scavenging ROS, dependent on the individual test system. Biochemical model reactions relevant for the formation of ROS in vivo at inflammatory sites were used. Inhibition of the formation of ROS could be shown to be excellent in test systems known to preferentially produce reactive species (myeloperoxidase-generated HOCl, peroxynitrite) with high affinities to sulfurcontaining compounds, e.g. mustard oil glycosides such as glucoiberin. Furthermore ROS, generated during xanthine oxidase (XOD)-catalysed oxidation of xanthine into uric acid, were also efficiently decreased by IAE. However, an inhibition of XOD could be excluded, but chelation of metal ions (Fe, Cu) decreasing their redox-cycling activities seems to play a role. A major activity of IAE proved to represent inhibition of lipid peroxidation processes, shown as delay of the lag phase of the Cu(II)-induced LDL oxidation as well as protection of α-linolenic acid from peroxidation by singlet oxygen.

Zusammenfassung

Antioxidative Eigenschaften von Extrakten aus Iberis amara L. in biochemischen Modellreaktionen

Gastro-intestinale Beschwerden wie das Reizmagen/Reizdarm-Syndrom sind zum Teil auf entzündliche Prozesse der gastro-intestinalen Mukosa zurückzuführen. Iberogast wird für die Behandlung solcher Beschwerden verwendet, wobei der Extrakt aus Iberis amara L. (IAE) eine von neun Komponenten der Droge ausmacht. Diese entzündlichen Prozesse zeichnen sich dadurch aus, daß sie über eine Reihe von Reaktionen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugen, die wiederum für die auftretenden Beschwerden mitverantwortlich sind. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß Extrakte aus Iberis amara L. (STW 6) in der Lage sind, reaktive Sauerstoffspezies abzufangen. Abhängig vom jeweiligen Testsystem wirkt der Pflanzenextrakt stärker oder schwächer. Eine gute Wirkung zeigen die Iberis-Ex-trakte gegen die entzündungsrelevanten, starken Oxidantien Peroxynitrit, Myeloperoxidase/H2O2 und deren Produkt Hypochlorige Säure. Diese Wirkung scheint vor allem auf schwefelhaltige Inhaltsstoffe, wie z. B. die Senfölglycoside, zurückzuführen zu sein. Eine Hemmung von ROS-generierenden Enzymen wie der Xanthin-Oxidase konnte ausgeschlossen werden. Eine Bildung von weniger redox-aktiven Chelaten mit Übergangsmetallionen wie Fe(III) oder Cu(II) ist aber anzunehmen. Bei der Untersuchung zur Lipidperoxidation konnte mit IAE die Lag-Phase bei der Dien-Konjugation deutlich verlängert, d. h. die Resistenz des LDL gegenüber Lipidperoxidation erhöht werden. Zum anderen zeigte IAE auch einen guten Schutz der α-Linolensäure vor Peroxidation durch Singulett-Sauerstoff.

Key words

Iberis amara extract, antioxidative potential - Iberogast® - LDL oxidation - Myeloperoxidase - Peroxynitrite - Superoxide