Prüfung der immunmodulatorischen Wirkung von Coffea praeparata und Koffein

Koffein ist eine der am häufigsten konsumierten pharmakologisch wirksamen Substanzen. In Genussmitteln ist es weit verbreitet. Mit der Zeit wurden seine Wirkungsmechanismen und Auswirkungen für die unterschiedlichen Organsysteme erforscht und so auch für therapeutische Zwecke nutzbar gemacht. Der Einsatz von koffeinhaltigen Arzneien und weiterer Agonisten/Antagonisten seines wichtigsten Rezeptors, des Adenosinrezeptors, steigt stetig. Dies gilt auch für die Tiermedizin. Medikamente, die Koffein oder dessen Metabolite enthalten, werden bei Erkrankungen der Atemwege, bei Durchfall, allgemeinen Störungen des Allgemeinbefindens, Fressunlust, Kreislaufstörungen oder bei fieberhaften Erkrankungen eingesetzt. Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss einer Koffeinapplikation und der Applikation von Coffea praeparata, eines Decoctums aus Coffea arabica tosta, für das Immunsystem des Schweins zu untersuchen. Dabei lag ein Hauptaugenmerk darauf, ob Koffein der pharmakologisch wirksame Hauptbestandteil von Coffea praeparata ist und zu vergleichbaren Ergebnissen wie Koffein in Reinsubstanz führt. Hierzu wurden unterschiedliche Aspekte der Leukozytenfunktion und deren Beeinflussung durch Coffea praeparata und Koffein näher untersucht. Da Koffein einen seiner Wirkungswege über die Antagonisierung der Adenosinrezeptoren (insbesondere A2a) entfaltet, wurde dargestellt, dass der Adenosinrezeptor Typ A2a auf porzinen Immunzellen exprimiert wird. Die Untersuchung des Zellbildes lieferte das Ergebnis, dass Coffea praeparata und Koffein in der Lage sind, die Monozytenzellzahl und die Anzahl der neutrophilen Granulozyten des peripheren Blutes bei mehrmaliger Applikation zu steigern. Hierbei wurde der prozentuale Anteil der Monozyten am Blut um das 3-fache gesteigert, die absolute Menge der Monozyten stieg sogar um das 4-fache. Die L-Selektin-Produktion wurde als Marker für die Anheftung an die Zellwand genutzt. Coffea praeparata steigerte die Expression von L-Selektinen ex vivo signifikant um 17 %; dieser Effekt war bei Langzeitadministration allerdings nicht mehr nachweisbar. Auf die Diapedese, gemessen mittels Transmigrationsessays, hatten jedoch sowohl Coffea praeparata als auch Koffein keinen nachweisbaren Effekt. Coffea praeparata und Koffein führten jedoch zu einer verstärkten Proliferation von mononukleären Zellen sowohl nach einmaliger, wie auch nach mehrmaliger Gabe. Um die Leukozytenfunktion nach Gabe von Coffea praeparata und Koffein darzustellen, wurde die Fähigkeit der Zellen, Phagozytose zu betreiben, geprüft. Nach einmaliger Gabe von Coffea praeparata zeigte sich eine Reduzierung der  Phagozytoseleistung um 38 %, bei Koffein wurde diese Reduzierung nur für die Menge der aufgenommenen Bakterien erreicht. Dieser Effekt war nach mehrmaliger Applikation nicht mehr nachzuweisen. Um die Art der modulatorischen Wirkungen besser einschätzen zu können, wurde die Genexpression einiger Enzyme und Zytokine nach Gabe von Coffea praeparata von gemessen. Dabei zeigte sich eine signifikante Reduzierung der Genexpression von Prostaglandin-G/H-Synthase- 2 um das 4-fache und TNF-α um 38 %. Die Expression von IL-6 und Arachidonat-5-Lipoxygenase wurde nicht beeinflusst. Es zeigte sich, dass Koffein und Coffea praeparata in der Ausprägung ihrer Wirkungsweisen unterschiedlich waren. Teilweise waren homologe Tendenzen und Ergebnisse darzustellen. Teilweise entfaltete Coffea praeparata eine immunmodulatorische Wirkung, wohingegen die Reinsubstanz in derselben Konzentration an Koffein keine nachweisbaren Effekte aufwies. Dies führt zu der Erkenntnis, dass, bezogen auf das Immunsystem, Koffein alleine für die Wirkungsweise des Coffea praeparata nicht in Betracht kommt, sondern vielmehr die Wechselwirkungen der Zusammensetzung des Decoctums, in der eine Steigerung der Koffeinwirkung zu liegen scheint. Viele humanmedizinische Studien arbeiteten ebenfalls nicht mit der Reinsubstanz Koffein, sondern mit Kaffee, was der Tatsache geschuldet ist, dass Kaffee einen weit verbreiteten Einsatz erfährt. Im Tierversuch und den In-vitro-Versuchen konnte aufgezeigt werden, dass Coffea praeparata, und in schwächerer Ausprägung Koffein, in der Lage ist, einige Bereiche der Leukozytenfunktion bei gegebenen Dosierungen zu beeinflussen. Viele dieser Beeinflussungen waren nach einmaliger Gabe ausgeprägter oder konnten nach Langzeitadministration nicht mehr nachgewiesen werden, wie etwa die signifikant gesteigerte L-Selektin-Expression um 17 % oder die signifikant verminderte Phagozytoseleistung. Es kann geschlussfolgert werden, dass sich bei Langzeitadministration Gewöhnungseffekte ergaben. Andere Auswirkungen verstärkten sich mit Dauer der Gabe, hier insbesondere die Erhöhung der Monozytenzahlen, die Steigerung der Granulozytenzahlen im Blut und der hemmende Effekt auf die Produktion von TNF-α und PGHS-2. Die hier gewonnenen Erkenntnisse decken sich mit Untersuchungen, welche für die Maus und den Menschen bereits bekannt sind. Coffea praeparata und Koffein als Reinsubstanz scheint in Homologie aller bisher erfolgten Studien, seine protektiven Effekte über die anti-inflammatorische Wirkung zu vermitteln. Es wäre wünschenswert, wenn weitere pharmakologisch wirksame Inhaltsstoffe des Coffea praeparata auf ihre Auswirkungen auf das Immunsystem untersucht werten würden, um so die genauen Wirkungsmechanismen zu charakterisieren. Es ist damit zu rechnen, dass der Einsatz von Coffea praeparata und anderer koffeinhaltiger Substanzen in der Veterinärmedizin weiter zunimmt.