Zentrale cholinerge Wirkungen von Hyperforin, einem Inhaltsstoff des Johanniskrauts

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Wirkung von Hyperforin, einem Johanniskraut-Inhaltsstoff, auf das zentrale cholinerge System. Da der HACU Na+-abhängig operiert und Hyperforin den transmembranären Na+-Gradienten verringert, wurde an Rattenkortex-Synaptosomen in vitro geprüft, ob der HACU durch Hyperforin gehemmt wird. Es wurde gefunden, dass Hyperforin den HACU mit einer Hemmkonstante IC50 von 8.5 µM inhibiert. Da die de novo-ACh-Synthese direkt HACU-Aktivitäts-abhängig ist, wurde in vivo mittels Mikrodialyse-Technik verifziert, ob die cholinerge Transmission beeinflusst wird. Lokale Infusionen von 100 µM Hyperforin in das Striatum resultierten in einer Reduktion der ACh-Freisetzung bei parallelem Ch-Spiegel-Anstieg bedingt durch die HACU-Inhibition. Infusionen niedrigerer Konzentration (10 und 30 µM) führten hingegen zu einer konzentrations-abhängigen Stimulation der ACh-Freisetzung bei simultaner Ch-Spiegel-Senkung. Systemische Applikation von 1 und 10 mg/kg i.p. resultierten in einer verstärkten ACh-Freisetzung im Striatum und im Hippokampus; diese Dosen führen zu therapeutisch relevanten Plasmaspiegeln. Die Ergebnisse im Striatum und im Hippokampus erklären die motilitätsverringernden Effekte im Tierexperiment bzw. die benignen Effekte in Verhaltensmodellen für Lernen und Gedächtnis. Die vergleichende Analyse der Mikrodialyse-Experimente ergab, dass eine antidepressive Johanniskraut-Begleitmedikation bei Parkinson ungünstig, jedoch Alzheimer günstig zu bewerten ist.

The present study reveals the effect of Hyperforin, a constituent of St. John`s wort (SJW, Hypericum perforatum), on the central cholinergic system. Hyperforin is known to interfere with the sodium gradient. As de novo-synthesis of acetylcholine (ACh) is dependent on the sodium-dependent high-affinity choline uptake (HACU), we studied the effect of hyperforin on HACU in rat brain synaptosomes in vitro and on striatal as well as hippocampal ACh release in vivo measured by microdialysis. Local infusion of hyperforin (100 µM) into the striatum caused a reduction of ACh release and a concomitant increase of Ch levels explained by HACU-inhibition (IC50 8.5 µM), whereas lower concentrations (10 and 30 µM) increased striatal ACh release. Systemic administration of hyperforin (1-10 mg/kg i.p.) led to therapeutic plasma levels of hyperforin and caused an elevation of striatal and hippocampal ACh release and a parallel reduction of Ch levels. Our findings in the striatum and hippocampus explain the reduction of locomotor activity in behavioural testing and the beneficial effects of SJW on cognition, respectively. The results are discussed with respect to the therapeutic use of SJW in patients with neurodegenerative disorders and cognitive dysfunction.