Untersuchung des Einflusses von Fruchtsaftextrakten sowie deren Fraktionen und Metabolite auf die Darmpermeabilität in unterschiedlichen Zellkultursystemen

Abstract

Das Interesse an Fruchtsaftextrakten und deren möglicher Einsatz als Nutrazeutika hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Früchte enthalten wertvolle bioaktive Substanzen wie Polyphenole, die z. B. positive Effekte auf den Darm und das Darmepithel besitzen (Castro-Acosta et al. 2017; Sharma et al. 2020). So werden diese beispielsweise mit präventiven Effekten bei chronischen Darmentzündungen, Fettleibigkeit und Diabetes mellitus Typ 2 in Verbindung gebracht (Souza et al. 2003; Jurendić & Ščetar 2021). Die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Wirkungen von Fruchtsaftextrakten und ihren Einfluss auf die Darmpermeabilität, den Glucosetransport und deren Wechselwirkung in Kombination mit den in Fruchtsäften enthaltenen Mono- und Disacchariden, sowie den Einfluss des intestinalen Verdaus sind bisher nicht ausreichend untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurden aus 11 Fruchtsaftextrakten die wertgebenden Bestandteile, wie die Polyphenole, identifiziert und ihre antioxidativen und gesundheitsfördernden Wirkungen im Cokulturmodell, bestehend aus Caco-2- und HT29-MTX-Zellen charakterisiert. Die Fruchtsaftextrakte aus Aroniabeeren, Granatapfel und Heidelbeere zeigten dabei die höchste antioxidative Wirkung. Der Extrakt aus Aroniasaft führte zudem zu einem verringerten parazellulären Transport und einer signifikanten Reduktion der Glucoseaufnahme, da die Expression von dem Glucosetransporter (GLUT2) und dem proteolytischen Enzym Dipeptidylpeptidase 4 (DPP4) durch diesen gehemmt wurde. Aufgrund der hohen antioxidativen Aktivität war die Bildung der im Darm vorkommenden endogenen Stressgene Catalase (CAT) und Superoxiddismutase (SOD) minimiert. Durch die Behandlung mit den im Apfelsaft vorkommenden Mono- und Disacchariden konnte eine signifikante Erhöhung der Darmpermeabilität beobachtet werden. Ein signifikant protektiver Effekt bei einer Vorbehandlung der Zellen mit Apfelsaftextrakt mit anschließender Behandlung der verschiedenen Mono- und Disaccharide war nicht erkennbar. Die Copigmentfraktion des Apfelsaftextraktes verhinderte in Kombination mit den künstlichen Süßstoffen Saccharin, Aspartam und Sucralose zum einen die Durchlässigkeit der Darmbarriere, erhöhte aber gleichzeitig den Glucosetransport durch die Darmmembran. Der Fruchtsaftextrakt von Aronia erhöhte in Kombination mit dem Süßstoff Aspartam die Darmpermeabilität. Die antioxidative Kapazität von Aroniasaft in Kombination mit Milch und Milchalternativen nahm während des intestinalen Verdaus ab. So könnten die untersuchten Extrakte z.B. vom Apfelsaft zur Behandlung und Prävention chronischer Darmerkrankungen eingesetzt werden und die Extrakte, z.B. von Aronia dazu verwendet werden, die Absorption von Substanzen über die Darmmembran zu erhöhen, wie z. B. von Medikamenten.