Katabolismus rutinu v lidském trávicím traktu jeho stanovení s pomocí in vitro modelu v kombinaci s nukleární magnetickou rezonancí

Sabina Farková

Bachelor's thesis

Rutin catabolism in human digestive tract and its assessment using in vitro model combined with nuclear magnetic resonance

Abstract:

Velké množství flavonoidů jsou (poly)fenolové sloučeniny přírodního původu, které se nacházejí zejména v ovoci a zelenině, a tvoří tak součást rostlinné stravy člověka. Rutin je flavonolový glykosid a za jeho hlavní zdroj v potravě je považována pohanka. Během trávení prochází až do tlustého střeva, kde je pomocí střevní mikrobioty metabolizován zejména na fenolové kyseliny. Teoretická část této práce se zabývala i změnami ve složení střevní mikrobioty a souvislostmi se zdravím. Pro identifikaci metabolitů přítomných ve vzorku byla použita nukleární magnetická rezonance, která má schopnost detekovat najednou všechny látky nesoucí vodík. Cílem této práce bylo ověřit vhodnost NMR při katabolismu rutinu v lidském tlustém střevě. Dále bylo posuzováno, zda rutin ovlivňuje spektrum mastných kyselin s krátkým řetězcem po jeho přidání do média. Byla též zhodnocena produkce metabolitů z jeho rozkladu. Byla provedena pilotní studie se dvěma dárci. Byly odebrány vzorky čerstvé stolice, které byly fermentovány v médiu s obsahem rutinu a bez a analyzovány pomocí nukleární magnetické rezonance, NMR 500 MHz. Spektra byla manuálně upravena, analyzována pomocí programu Chenomx a následně vyhodnocena v programu SPSS Statistics. Celkem jsme z přibližně 50 možných sloučenin viditelných ve spektru kvantifikovali 6, z toho 4 mastné kyseliny s krátkým řetězcem, na kterých se odrazila možná antimikrobiální aktivita látky, a dva deriváty fenyloctové kyseliny pocházejících z katabolismu rutinu. Pilotní studie neukázala vliv na produkci SCFA, ale ukázala rozdíly mezi dárci v produkci metabolitů. Bylo potvrzeno, že NMR je vhodná metoda na stanovení katabolismu rutinu v tlustém střevě.

Abstract:

A lagre number of flavonoids are (poly)phenolic compounds of natural origin that are present especially in fruits and vegetables and they are part of the plant component of the diet. Rutin is a flavolon glycoside and buckwheat is considered to be its main source in food. During the process of digestion it passes into the large intestine, where it's metabolized by intestinal microbiota mainly to phenolic acids. The theoretical part of this work also dealt with changes in the composition of the intestinal microbiota and the connection to health. For identifying metabolites in the sample was used nuclear magnetic resonance, which has the ability to detect all substances bearing a hydrogen. The aim of this work was to verify the suitability of NMR in the catabolism of rutin in the human colon. It was further assessed whether rutin affects the spectrum of short chain fatty acids after its addition to the medium. It was also evaluated the metabolites of rutin decomposition. Pilot study was performed with two donors. Fresh stool samples were taken, fermented in rutin containing medium and without, and analyzed by nuclear magnetic resonance, NMR 500 MHz. The spectra were manually adjusted, analyzed by Chenomx and evaluated in the SPSS Statistics. In total, of the approximately 50 possible compounds visible in the spectrum, we quantified 6, of which 4 were short chain fatty acids, which reflected the possible antimicrobial activity of the substance, and two phenylacetic acid derivatives arising from the catabolism of rutin.The pilot study didn't show an effect on SCFA's production, but showed differences among donors in metabolite production. NMR has been shown to be a suitable method for determining the catabolism of rutin in the colon.

Keywords

fermentace, metabolická kapacita, antioxidanty, stáří, stolice

Keywords

stool, fermentation, metabolic capacity, antioxidant, age

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs