Naturstoffe aus dem Ayurveda helfen gegen Depressionen bei Fruchtfliegen

Kooperationsprojekt der JGU und des US-Forschungszentrums BENFRA zeigt die Wirkung von Pflanzenstoffen aus der asiatischen Heilkunde bei depressionsähnlichen Zuständen.

Chronischer Stress führt auch bei Fliegen zu einem depressionsähnlichen Zustand, der sich in mangelnder Motivation bemerkbar macht: Die Tiere balzen weniger, sie zeigen eine geringere Bereitschaft, für Süßes zu stoppen und Nahrung aufzunehmen, und sie sind im Experiment weniger dazu bereit, Lücken zu überqueren. Heilpflanzen können diesem Zustand jedoch etwas entgegensetzen. Dies haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) in einer Kooperation mit Forschenden des BENFRA Botanical Dietary Supplements Research Center in Portland, Oregon, beobachtet. Ihre Studien zeigen, dass zwei Pflanzen aus dem Ayurveda bei prophylaktischer Aufnahme eine Widerstandsfähigkeit gegenüber chronischem Stress erzeugen, sodass die gestressten Fliegen keine Depressionen entwickelten. Die Studien wurden in der Fachzeitschrift Nutrients veröffentlicht.

Pflanzen mit biologisch aktiven Inhaltsstoffen können dem Organismus bei Stress helfen

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Roland Strauss nutzt den Modellorganismus Drosophila melanogaster, um grundlegende Mechanismen der Resilienz gegenüber Stress und der Wirkung von Stress auf das Nervensystem zu untersuchen. „Chronischer Stress führt auch bei Fliegen zu einem depressionsähnlichen Zustand, der sich in veränderten Verhaltensweisen zeigt“, erklärt der Arbeitsgruppenleiter vom Institut für Entwicklungsbiologie und Neurobiologie an der JGU. Seine Gruppe kooperierte bei ihren jüngsten Arbeiten mit dem BENFRA Botanical Dietary Supplements Research Center, einem Forschungszentrum für pflanzliche Nahrungsergänzungsmittel. Es untersucht pflanzliche Stoffe, die die neurologische und funktionelle Widerstandsfähigkeit im Alter verbessern.

Ein Schwerpunkt der Mainzer Forschung liegt auf der Untersuchung von Pflanzenextrakten und Naturstoffen, die aus der traditionellen asiatischen Heilkunde bekannt sind und die auch als Nahrungsergänzungsmittel vermarktet werden. Dahinter steht die Idee, dass manche Pflanzen überdurchschnittlich viele oder besonders biologisch aktive Inhaltsstoffe enthalten. Diese sogenannten Adaptogene können dem Organismus helfen, sich an erhöhten körperlichen und emotionalen Stress anzupassen.

„Ein Vorteil gegenüber konventionellen Pharmaka könnte darin bestehen, dass Heilpflanzen eine Mischung aus verschiedenen aktiven Pflanzenstoffen bieten, die an verschiedenen Punkten der Stressachse wirken“, sagt Helen Holvoet, Doktorandin in der Arbeitsgruppe und Erstautorin der Studien. „Weil sie synergetisch dem Stress entgegenwirken, könnten sie eventuell auch weniger Nebenwirkungen zeigen als Reinstoffe.“ Ein weiterer Vorteil wäre, dass Nahrungsergänzungsmittel begleitend zu pharmakologischen Therapien eingesetzt werden können.

Diesen Ansatz hat die AG Strauss in dem Kooperationsprojekt für zwei Pflanzen aus dem Bereich des Ayurveda getestet: für die Schlafbeere beziehungsweise Ashwagandha (Withania somnifera) und für den Indischen Wassernabel (Centella asiatica). Die Forschungspartner konnten für beide Heilpflanzen nachweisen, dass sie prophylaktisch aufgenommen eine Resilienz gegenüber chronischem Stress aufbauen, sodass die gestressten Fliegen erst gar nicht in einen depressionsartigen Zustand kommen.

Chlorogensäure als relevanter Inhaltsstoff gegen Stress identifiziert

„Für Withania somnifera konnten wir zeigen, dass die Zubereitung der Wurzelextrakte eine wichtige Rolle spielt, da Wasserextrakte eine bessere Prophylaxe vermitteln als alkoholische Extrakte“, sagt Dr. Burkhard Poeck, der ebenfalls an den Studien beteiligt war. Dieses überraschende Ergebnis zeigt, wie wichtig es ist, bei der Anwendung von Nahrungsergänzungsmitteln auf die Herstellungsweise zu achten.

Einen Schritt weiter kam die AG Strauss in der Kooperation mit den Forschenden in Portland bei der Analyse von Centella asiatica: Hier konnte tatsächlich eine Komponente, die Chlorogensäure, als prophylaktische Anti-Stress-Substanz identifiziert werden. Chlorogensäure kommt in zahlreichen Pflanzen vor, in hohen Konzentrationen vor allem in Kaffeebohnen, aber auch in altbewährten Heilkräutern wie dem Baldrian (Valeriana officinalis) oder dem Johanniskraut (Hypericum perforatum), dessen stresslindernde Wirkung schon lange bekannt ist.

Neben der allgemeinen Erkenntnis zu der Wirkung von gut analysierten und überwachten Heilstoffen bei neuronalem Stress kann die Analyse von Heilstoffen auch Impulse für die Grundlagenforschung zur Resilienz liefern. „So konnten wir mit der Proteinphosphatase Calcineurin ein relevantes Zielprotein der Chlorogensäure bei Drosophila identifizieren“, erklärt Roland Strauss zu den weiteren Forschungen. Calcineurin ist beim Menschen in vielen Organen und besonders konzentriert im Nervensystem zu finden. Dort interagiert es mit einer Vielzahl von anderen Proteinen und Signalwegen.

Bildmaterial:
https://download.uni-mainz.de/presse/10_idn_drosophila_resilienz_01.jpg
Die Taufliege Drosophila zeigt ihren Motivationszustand durch Entscheidungen zum Überklettern von Lücken im Laufpfad – im depressionsartigen Zustand klettert sie seltener. Im Hintergrund der Indische Wassernabel (Centella asiatica).
Foto/©: Helen Hovoet, Hans-Hermann Huber

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Zuckeraufnahme und Adaptogene können depressionsähnliche Zustände bei der Taufliege Drosophila lindern bzw. verhindern.
Foto/©: Tim Hermanns

Weiterführende Links:
https://idn.biologie.uni-mainz.de/ – Institut für Entwicklungsbiologie und Neurobiologie
https://www.ohsu.edu/benfra-bdsrc – BENFRA Botanical Dietary Supplements Research Center

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Roland Strauss
Institut für Entwicklungsbiologie und Neurobiologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-25034
Fax +49 6131 39-25443
E-Mail: rstrauss@uni-mainz.de
https://nb-idn.biologie.uni-mainz.de/prof-dr-roland-strauss/

Originalpublikation:

Helen Holvoet et al.
Chlorogenic Acids, Acting via Calcineurin, Are the Main Compounds in Centella asiatica Extracts That Mediate Resilience to Chronic Stress in Drosophila melanogaster
MDPI Nutrients, 16. September 2023
DOI: 10.3390/nu15184016
https://www.mdpi.com/2072-6643/15/18/4016

Helen Holvoet et al.
Withania somnifera Extracts Promote Resilience against Age-Related and Stress-Induced Behavioral Phenotypes in Drosophila melanogaster; a Possible Role of Other Compounds besides Withanolides
MDPI Nutrients, 22. September 2022
DOI: 10.3390/nu14193923
https://www.mdpi.com/2072-6643/14/19/3923

https://www.uni-mainz.de/