Lila Kartoffeln können die Auswirkungen von Umweltschadstoffen bekämpfen

05.06.2023 – Zuletzt aktualisiert am 05.06.2023 um 16:16 GMT

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„Nach unserem Kenntnisstand ist dies die erste Studie, die den Einfluss von PCB auf das mit dem Menschen assoziierte Darmmikrobiotaprofil und die Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs) in einem Batch-Kultur-Fermentationssystem untersucht“, schreiben die Forscher. „Dies ist auch die erste Studie, die die schützende Wirkung von anthocyanreichen Kartoffelmehlen auf PCB-induzierte Störungen der Darmmikrobiota und die Produktion von SCFAs untersucht.“

Die in der Fachzeitschrift Nutrients veröffentlichte Forschung wurde durch ein Stipendium des Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und eine Zusammenarbeit mit dem Rosell Institute for Microbiome and Probiotics unterstützt.

Polychlorierte Biphenyle (PCBs) sind Industriechemikalien, die mit einer Vielzahl gesundheitsschädlicher Folgen verbunden sind, wobei der Mensch hauptsächlich über die Nahrungskette PCB 126 und PCB 153 ausgesetzt ist. Obwohl PCB seit 1979 aufgrund ihrer Umwelt- und Humantoxizität verboten sind, können sie immer noch in messbaren Mengen in der Umwelt sowie in menschlichen Geweben und Plasma gefunden werden.

„Neue Studien deuten darauf hin, dass die PCB-Exposition zu einer geringeren mikrobiellen Diversität im Darm führt, obwohl ihre Auswirkungen auf die mikrobielle Produktion von gesundheitsfördernden kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) kaum untersucht wurden“, stellten die Forscher fest und fügten hinzu, dass die Exposition nachweislich die Mikrobenvielfalt erhöht Risiko für Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit, Typ-2-Diabetes und Lebererkrankungen.

Daher wollten sie untersuchen, wie PCB 126 und PCB 153 die Zusammensetzung der menschlichen Darmmikrobiota und die SCFA-Produktion schädlich verändern und ob die violettfleischige russische Blaukartoffelsorte vor diesen schädlichen Auswirkungen schützen könnte.

„Blaue Kartoffeln sind reich an Anthocyanen (ACNs), einer Klasse von Polyphenolen, die das Wachstum nützlicher Darmbakterien wie Bifidobacterium und Lactobacillus fördern und die Bildung von SCFAs erhöhen“, stellten sie fest.

Die Studie wurde in einem in vitro simulierten Darmverdauungsmodell durchgeführt, das die Verdauung im oberen Gastrointestinaltrakt und anschließend den Stoffwechsel durch menschliche fäkale Mikrobiota umfasste. Das computergesteuerte Batch-Kultur-Fermentationssystem simuliert die oralen bis kolonischen Bedingungen und betreibt gleichzeitig fünf Fermentationsreaktoren.

Gemahlene gefriergetrocknete Kartoffelmehle (11,03 g) wurden über 12 Stunden mit und ohne PCB 126 (0,5 mM) und PCB 153 (0,5 mM) verdaut. Anschließend wurden fäkale Verdauungsprodukte zur Analyse der Darmmikroben- und SCFA-Profile gesammelt.

„Menschliche Fäkalien, die PCB 126 und PCB 153 ausgesetzt waren, führten zu einer verringerten Häufigkeit und veränderten Profilen der Darmmikrobiota sowie zu niedrigeren SCFA- und Acetatspiegeln“, kam die Studie zu dem Schluss. „Wichtig ist, dass diese Studie zeigte, dass präbiotische ACN-reiche Kartoffeln PCB-vermittelten Störungen in den Profilen der menschlichen Darmmikrobiota und der SCFA-Produktion entgegenwirken.“

Die PCB-Behandlung war mit einer erhöhten relativen Häufigkeit von Akkermansia, Eggerthella und Bifidobacterium und einer verringerten relativen Häufigkeit von Veillonella, Streptococcus und Holdemanella verbunden. Trotz der vermuteten gesundheitsfördernden Eigenschaften von Akkermansia und Bifidobacterium stellte die Studie fest, dass „eine erhöhte Häufigkeit dieser Arten möglicherweise nicht immer dem Wirt zugute kommt“. (Übermäßiges Wachstum von Akkermansia wird mit einer dünneren Muzinschicht und dem Risiko einer Entzündung, einer erhöhten Häufigkeit von Bifidobacterium mit Reizdarmerkrankungen und zu viel Eggerthella mit einem erhöhten Risiko für Dickdarminfektionen und Dickdarmkrebs in Verbindung gebracht.)

Unterdessen deuteten Studienergebnisse darauf hin, dass die ACN-Verdauung den veränderten Häufigkeiten von Akkermansia​ und Bifidobacterium​, die bei der PCB-Behandlung beobachtet wurden, entgegenwirkte.

Die Forscher schlagen vor, dass künftige Studien untersuchen, ob interindividuelle Variabilität in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota zu unterschiedlichen gesundheitlichen Vorteilen anthocyanreicher Kartoffelmahlzeiten führt, einschließlich ihrer Schutzwirkung gegen PCB-induzierte Darmmikrobiota-Dysbiose.

Quelle: Frontiers in Nutrition​ „Anthocyanreiche blaue Kartoffelmehle schützen in einem simulierten menschlichen Verdauungsmodell vor durch polychloriertes Biphenyl verursachten Störungen der Produktion kurzkettiger Fettsäuren und der Darmmikrobiotaprofile“doi: doi.org/10.3389/fnut.2023.1130841 ​Autoren: Fang Lu et al.

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