Darmbarriere /
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Der Schutz vor Eindringlingen

Mikrobiomaktive Flavanone regen die richtigen Bakterien zum Wachsen an!

Akkermansia spp. für die Darmbarriere

Neueste Studien analysieren die wechselseitigen Interaktionen der Phytochemikalien mit dem Mikrobiom. Die Flavanone selbst haben proliferierende und inhibierende Wirkungen auf einzelne Arten. Sie werden von bestimmten Mikroorganismen aufgenommen und in zahlreiche kleinere Phenolverbindungen gespalten, die auch wiederum Bakterienarten im Wachstum beeinflussen können [1],[2]. Zu den vorteilhaften Arten, die zum Wachstum angeregt werden, gehören die Akkermansia spp. und Faecalibacteria spp. sowie die kommensalen Arten (z.B. Bifidobacterium spp., Enterococcus spp., Clostridium spp.) [3],[4].Gleichzeitig wird das Firmicutes/ Bacteriodetes Verhältnis gesenkt [5], was sich gewichtsreduzierend und förderlich auf die Darmbarriere auswirkt. Potenziell pathogenen Keime (E. coli, Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium) [6] werden inhibiert.

Als mikrobielle Abbauprodukte der Flavanone (Metabolite) entstehen z.B. Ferulsäure, Isoferulsäure, Dihydroferulsäure, Dihydrocaffeesäure, Hydrozimtsäure oder Phloretsäure. Diese wirken sich positiv auf die Barrierefunktion des Darms aus und senken Entzündungsreaktionen im Darm. Über 12 Wochen eingenommen senkt Naringenin den Calprotektin-Wert im Stuhl. Das ist ein Biomarker, der Darmentzündungen anzeigt [7]. Das Mikrobiom stellt demnach aus den Flavanonen (wenn sie es denn erreichen) praktisch eine ganze Apotheke für seinen Träger zur Verfügung. Die Metabolite unterscheiden sich je nach Individuum und Darmaktivität in ihrer Struktur und Häufigkeit [8]. Chen et al. identifizierten 3-(4´-Hydroxyphenyl)-Propionsäure (HPPS) als ein Abbauprodukt des Naringenins, das diverse gesundheitsfördernde Eigenschaften aufweist [9]. Unter anderem verhindert es sogar effektiv eine Influenza-Infektion [10]. Naringenin regt sowohl das Wachstum der kommensalen Arten an als auch deren Aktivität. Dies beinhaltet die Produktion der kurztkettigen Fettsäuren (SCFA), was die Apotheke im Darm nochmals erhöht [11]. Stevens et al. haben gezeigt, dass Enterobacteriaceae (Proteobacteria) inhibiert werden, die beispielsweise im Alter vermehrt gebildet werden. Das ist beispielsweise nur ein Grund von vielen, warum mikrobiomaktives Naringenin zum Schutz vor Alterskrankheiten eingesetzt werden kann. El Nagger et al. haben in 2020 erstmals Naringenin direkt dem Darmmikrobiom zugänglich gemacht und konnten auf diese Weise den entzündungshemmenden Effekt des Flavanons nutzen, um einen maximalen Zellschutz zu erreichen. El Nagger et al. konnten dadurch eine induzierte Colitis Ulcerosa in Kaninchen verhindern [12]. Entzündungsmarker wie TNFα sanken und die Darm-Schleimschicht blieb intakt. Naringenin ist in der Lage, die Schleimschicht [13] und die Darmbarrierefunktion zu verbessern [14]. Insbesondere wenn diese von Entzündungsreaktionen begleitet werden [15]. Eine hinreichend dicke Schleimschicht zusammen mit einer intakten Epithelzellschicht bestimmt die Funktionsfähigkeit der Darmbarriere [16]. Die Zitrus-Flavanone regen die intestinalen Lactobacillus spp., Akkermansia spp. und Ruminococcus spp., zum Wachsen an [17]. Insbesondere das Vorkommen der Akkermansia Spezies sind mit Darmgesundheit und einer funktionstüchtigen Darm-Barrierefunktion assoziiert [18] [19].

Einzelnachweise

[1] Cueva C.et al. Antimicrobial activity of phenolic acids against commensal, probiotic and pathogenic bacteria. Res. Microbiol. (2010), 161:372–382. doi: 10.1016/j.resmic.2010.04.006.

[2] Kabir F. et al. Antimicrobial Effects of Chlorogenic Acid and Related Compounds. J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem. (2014), 57:359–365. doi: 10.1007/s13765-014-4056-6

[3] Gwiazdowska D. et al. The impact of polyphenols on Bifidobacterium growth. Acta Biochim. Pol. (2015), 62: 895–901. doi: 10.18388/abp.2015_1154.

[4] Duque A.L.R.F. et al. An exploratory study on the influence of orange juice on gut microbiota using a dynamic colonic model. Food Res. Int. (2016), 84: 160–169. doi: 10.1016/j.foodres.2016.03.028

[5] Rosa D. et al. Phenolic Compounds Impact on Rheumatoid Arthritis, Inflammatory Bowel Disease and Microbiota Modulation. Pharmaceutics. (2021),  13(2): 145

[6] Parkar S.G. et al. The potential influence of fruit polyphenols on colonic microflora and human gut health. Int. J. Food Microbiol. (2008), 124: 295–298. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2008.03.017

[7] Stevens, Y. The Intestinal Fate of Citrus Flavanones and Their Effects on Gastrointestinal Health. Nutrients (2019), 11, 1464.

[8] Aura A.M. Microbial metabolism of dietary phenolic compounds in the colon. Phytochem. Rev. 2008; 7:407–429. doi: 10.1007/s11101-008-9095-3.

[9] Chen, T. et al. Simultaneously Quantitative Analysis of Naringin and Its Major Human Gut Microbial Metabolites Naringenin and 3-(4′-Hydroxyphenyl) Propanoic Acid via Stable Isotope Deuterium-Labeling Coupled with RRLC-MS/MS Method. Molecules (2019), 24(23):4287. doi: 10.3390/molecules24234287.

[10] Steed, A.L. et al. The microbial metabolite desaminotyrosine protects from influenza through type I interferon. Science (2017), 357(6350):498-502.

[11] Mao S. und Zhu W. Effects of six flavonoid compounds addition on short-chain fatty acids production and human fecal microbial community change during in vitro fermentation. Afr. J. Microbiol. Res. (2011), 5: 4484–4491. doi: 10.5897/ajmr11.291.

[12] El Naggar, E.E. et al.  Colon Targeting of Naringin for Enhanced Cytoprotection Against Indomethacin-Induced Colitis in Rabbits. Drug Design, Development and Therapy (2020) DOI: 10.2147/dddt.s218357

[13] He, W. et al. Flavonoids from Citrus aurantium ameliorate TNBS-induced ulcerative colitis through protecting colonic mucus layer integrity. Eur J Pharmacol. (2019), 857:172456.  doi: 10.1016/j.ejphar.2019.172456

[14] Noda S.et al. Naringenin enhances intestinal barrier function through the expression and cytoskeletal association of tight junction proteins in Caco-2 cells. Mol. Nutr. Food Res. (2013), 57:2019–2028. doi: 10.1002/mnfr.201300045

[15] Azuma Tet al. Supplemental naringenin prevents intestinal barrier defects and inflammation in colitic mice. J. Nutr. (2013), 143: 827–834. doi: 10.3945/jn.113.174508

[16] Vancamelbeke M. and Vermeire S. The intestinal barrier: A fundamental role in health and disease. Expert Rev. Gastroenterol. Hepatol. (2017), 11: 821–834. doi: 10.1080/17474124.2017.1343143.

[17] Fidélix, M. et al. Microbiota modulation and effects on metabolic biomarkers by orange juice: a controlled clinical trial J Agric Food Chem. 2020 Nov 11;68(45):12651-12660.  doi: 10.1021/acs.jafc.0c05800.

[18] Dao M.C. et al. Akkermansia muciniphila and improved metabolic health during a dietary intervention in obesity: relationship with gut microbiome richness and ecology. Gut. (2016), 65(3): 426-36.

[19] Geerlings, S.Y. et al. Akkermansia muciniphila in the Human Gastrointestinal Tract: When, Where, and How? Microorganisms. (2018), 6(3): 75. doi: 10.3390/microorganisms6030075

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