Oxidativer Stress im Kindesalter.
Stellenwert von Coenzym Q10 in Diagnostik, Therapie und Prävention
Projektleitung:
Dr. med. Th. Menke
Dr. rer. nat. Petra Niklowitz
Vestische Kinderklinik Datteln
Universität Witten-Herdecke
Dr. Friedrich-Steiner-Str. 5
45711 Datteln
Förderung:
Peter und Ruth Wirts-Stiftung
Elterninitiative Tumorkranker Kinder e.V. der Vestischen Kinderklinik Datteln
Kooperation:
Im Rahmen des Forschungsprojektes besteht eine enge Kooperation mit der Neurologischen Klinik der Universität Dresden (Direktor: Prof. Dr. H. Reichmann) und dem Stoffwechselzentrum der Kinderklinik der Universität Heidelberg (Direktor: Prof. Dr. G.F. Hoffmann).
Projektbeschreibung
Das lipophile Antioxidans Coenzym Q10 (CoQ10) gilt als effektiver Inhibitor einer oxidativen Schädigung durch freie Radikale (Abb.1). Die Substanz besitzt zudem eine wichtige Rolle bei der Energiegewinnung in der Atmungskette der Mitochondrien und hat somit aufgrund seiner Doppelfunktion eine Sonderstellung in der Gruppe der Antioxidantien. Die Bedeutung dieser Substanz in der Kinderheilkunde ist weitgehend unbekannt.
Abb. 1: Redoxstatus von Coenzym Q10 in der Plasmalipidfraktion
als in vivo Modell zur Beurteillung einer oxidativen Schädigung
Im Mittelpunkt des Forschungsprojektes steht die Einordnung der Substanz CoQ10 in das pathophysiologische Konzept pädiatrischer Krankheitsbilder. So wurde eine Nachweis-methodik zur Bestimmung von CoQ10 in Plasma (Abb.2) und Blutzellen entwickelt (Niklowitz et al., Clin Chim Acta 326:155-161, 2002; Clin Chim Acta 342:219-226, 2004). Die Analyse erfolgt mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit elektrochemischer Detektion und interner Standardisierung und ermöglicht die gleichzeitigen Bestimmung von reduziertem und oxidiertem Coenzym Q10 in nur 10 µl Plasma (Menke et al., Anal Biochem 282:209-217, 2000).
Abb. 2: Chromatogramm einer Plasmaprobe
Nach der Etablierung altersabhängiger Normalwerte bei Säuglingen (Abb. 3), Kleinkindern und Schulkindern (Menke et al.; Biofactors 20: 173-181, 2004) wurde bei verschiedenen pädiatrischen Krankheitsbildern wie Adipositas (Menke et al., Clin Chim Acta 349:121-127, 2004), Hyperthyroidismus (Menke et al., Hormone Res 61:153-158, 2004) oder akuter lymphoblastischer Leukämie (Daten noch unveröffentlicht) der CoQ10-Status ermittelt. So konnten wesentliche pathosphysiologische Einflussgrößen für den CoenzymQ10-Gehalt im Plasma und Blutzellen definiert werden. Weiterhin wurden mit Hilfe der entwickelten Methodik Modelle zur Testung pharmakokinetischer und pharmakodynamischer Eigenschaften von CoQ10 entwickelt.
Abb. 3: CoQ10 im Plasma von n=81 gesunden Säuglingen in Abhängigkeit vom Alter
(*p<0.05 , Bonferroni korrigierter Mann-Whitney-U-Test im Vergleich zum 1 Trimenon)
Die etablierten Methoden und erhobenen Daten bieten einen sinnvollen Beitrag für die Beurteilung von CoQ10-Mangelzuständen und für die Planung und Durchführung zukünftiger Therapiestudien mit CoQ10 im Kindesalter.