Übergewicht und Adipositas sind die Folge eines langfristigen Ungleichgewichts
zwischen Energieaufnahme- und Energieverbauch. Die Aufnahme des mengenmäßig
bedeutsamsten Scharfstoffs aus Chili, Capsaicin, wird mit der Erhaltung eines gesunden
Körpergewichts assoziiert. Der erste Teil der vorliegenden Arbeit zeigt die Etablierung
verschiedener Screening-Systeme zur Untersuchung von Mechanismen der
Sättigungsregulation. Der zweite Teile dieser Arbeit beschreibt den Einfluss von
Aromastoffen, die strukturell verwandt mit Capsaicin sind, aber nicht so scharf schmecken,
auf Mechanismen der Sättigung, der Nährstoffaufnahme und der Adipogenese. Die Schärfe
einer Substanz wird durch ihre Bindungsaffinität an den TRPV1-Rezptor bestimmt, dessen
Aktivierung zu einem intrazellulären Ca2+-Einstrom führt. Es konnte gezeigt werden, dass
Nonivamid, ein strukturelles Analog zu Capsaicin und ein bekannter TRPV1-Agonist, die
Ausschüttung der Sättigungs-vermittelnden Neurotransmitter Serotonin und Dopamin in
neuronalen SH-SY5Y Zellen stimulierte. Im Gegensatz zu Capsaicin basierte dieser Effekt
jedoch nicht maßgeblich auf einer Aktivierung des TRPV1-Rezptors. Ein weitere, strukturell
ähnliche Substanz und potentieller TRPV1-Agonist ist trans-Pellitorin, das ebenfalls Ca2+-
abhängig die Serotonin und Dopamin-Ausschüttung von SH-SY5Y Zellen stimulierte, jedoch
weniger potent als Capsaicin oder Nonivamid wirkte. Eine anschließende humane
Intervention bestätigte den sättigenden Effekt von Nonivamid. So reduzierte die Gabe
Nonivamid in einem oralen Glukosetoleranztest die Energieaufnahme von einem
standardisierten Frühstück und erhöhte die Plasma-Serotoninkonzentration in leicht
übergewichtigen Männern. Zudem wurde eine Verminderung der Fettsäureaufnahme in
intestinalen Caco-2-Zellen durch Capsaicin, Nonivamid und trans-Pellitorin gezeigt. Obwohl
die Stärke der Inhibierung mit der TRPV1-Bindungsaffinität zunahm, war der Effekt nicht an
eine Aktivierung des TRPV1-Rezeptors geknüpft. Darüber hinaus zeigten Studien mit 3T3-L1
Preadipozyten, dass Nonivamid, in einem vergleichbaren Ausmaß wie Capsaicin, TRPV1-
abhängig die Adipogenese hemmt. Dieser Effekt ging mit einer Erhöhung der miRNA let-7d-
5p und einer Verringerung der PPARgamma-Expression einher. Zusammenfassend zeigt die
vorliegende Arbeit, dass auch die Aufnahme von weniger scharf schmeckenden
Verbindungen, wie Nonivamid, zur Erhaltung eines gesunden Körpergewichtes beitragen
könnten, in dem sie in verschiedenen Zielgeweben in Mechanismen der Regulation des
Energiestoffwechsels und der Sättigungsregulation eingreifen.

Overweight and obesity are the result of a long-term imbalance between energy intake
and consumption. The major pungent principle of red pepper, capsaicin, has been shown to
promote body weight maintenance in humans. The first part of the present work was focused
on the establishment of screening models to investigate mechanisms regulating satiety and
energy metabolism. The second part of the thesis summarizes research regarding the effects of
aroma compounds, which are structural related to capsaicin, but are not as pungent, on
mechanisms regulating satiety, uptake of glucose and fat and adipogenesis. The pungency of a
compound is determined by its potency to activate the transient receptor potential cation
channel 1 (TRPV1), whose activation increases intracellular Ca2+ influx. The capsaicin analog
nonivamide, also being a TRPV1 agonist, was shown to stimulate the release of the satietymediating
neurotransmitters dopamine and serotonin from human neural SH-SY5Y cells.
However, in contrast to capsaicin, the nonivamide-evoked neurotransmitter release did not
solely depend on TRPV1 receptor activation. Another structurally related compound, also
discussed as to act through binding to TRPV1, is trans-pellitorine, which was shown to
stimulate dopamine and serotonin release from human neural SH-SY5Y cells through
intracellular Ca2+-mobilization as well, although not as potent as nonivamide or capsaicin. The
satiety-mediating effect of the potent serotonin-stimulating nonivamide was validated in a
short-term human intervention study. Administration of 0.15 mg nonivamide in an oral
glucose tolerance test reduced energy intake from a standardized breakfast and increased
serotonin plasma levels in moderately overweight male subjects. In addition, capsaicin,
nonivamide and trans-pellitorine were shown to inhibit free fatty acid uptake in intestinal
Caco-2 cells. Although the compounds’ potency to reduce the uptake of fatty acids increased
with TRPV1 binding affinity, it was shown that the effect did not depend on TRPV1 receptor
activation. Moreover, studies using 3T3-L1 preadipocytes revealed that nonivamide inhibits
adipogenesis to a similar extent as capsaicin, via binding to TRPV1. This effect was
accompanied by an up-regulation of the miRNA let-7d-5p and a down-regulation of PPARgamma
protein, explaining the anti-adipogenic activity of nonivamide on a mechanistic level. In
conclusion, the here presented work demonstrates that also less pungent compounds like
nonivamide are promising compounds that may help to maintain a healthy body weight by
targeting different tissues and mechanisms regulating energy metabolism and satiety.