Metabolismus stilbenoidů v tlustém střevě

Bc. Tereza Scholzová

Master's thesis

Metabolism of stilbenoids in the microbiota of human digestive system

Abstract:

Stilbenoidy se běžně vyskytují ve stravě konzumované lidmi po celém světě. Stilbenoidy lze nalézt v malých bobulích jako jsou hrozny a brusinky, v arašídech a dalších jedlých plodech. Je jim připisováno mnoho vlastností spojených s lidským zdravím. Po průchodu lidským trávicím traktem se tyto účinky mohou měnit s přeměnou těchto látek pomocí bakterií a vznikem metabolitů, proto mohou být účinky rovněž připisovány i jejich metabolitům.Cílem práce byla fermentace šesti vybraných stilbenoidů (resveratrol, oxyresveratrol, pinostilben, piceatannol, thunalben a batatasin III) v ex vivo modelu lidského tlustého střeva po inokulaci stolicí dárců (n=5). Vzorky byly odebírány v průběhu 0, 2, 4, 8, 24 a 48 hodin. A poté byly analyzovány pomocí LC-QTOF po extrakci ethylacetátem. Analýza probíhala vždy ve třech opakováních.Nejvíce metabolitů bylo identifikováno u piceatannolu a pinostilbenu. Z piceatannolu vznikaly tři metabolity (dihydropiceatannol, 3,5,3´-trihydroxy-trans-stilben a trans-resveratrol), které byly bakteriemi dále metabolizovány. Avšak u některých dárců vznikl z tohoto stilbenoidu pouze dihydropiceatannol. U pinostilbenu byl předpokládán vznik šesti metabolitů, vznikly však jen čtyři z nich, a to trans-resveratrol, 3,4´-dihydroxy-trans-stilben, dihydropinostilben a dihydroresveratrol. U thunalbenu došlo k odštěpění methoxy- skupiny, vznikl tak jen jeden metabolit batatasin III. Batatasin III byl velmi stabilní, a proto u žádného jedince nevznikal předpokládaný metabolit. U trans-resveratrolu bakterie pouze redukovaly dvojnou vazbu, čímž vznikl dihydroresveratrol. U oxyresveratrolu bakterie redukovaly dvojnou vazbu za vzniku dihydrooxyresveratrolu, poté po odštěpení hydroxylové skupiny daly vznik dihydroresveratrolu. Hlavní reakce, které probíhaly byly dehydroxylace jedné hydroxylové skupiny v poloze -meta, demethylace, oxidace dvojné vazby nebo její ztráta.Mateřská molekula stilbenoidů v modelu tlustého střeva měla i po 48h nízký úbytek. Metabolity se tvořily, ale v malých koncentracích s velkými rozdíly mezi dárci. Stilbenoidy jsou tedy stabilní molekuly nepodléhající výraznému katabolismu, a jako takové jsou vystaveny absorpci skrz střevní epithel.

Abstract:

Stilbenoids are commondly found in a diet consumed by people all around the world.Stilbenoids can be found in small berries as grapes and cranberries, peanuts or another ediblefruits. Many characteristic associated with human health are attributed to them. These effectcan change with conversion of these compounds by bacteria and formation of metabolites afterpassage through the human digestive tract. These effect can be also ascribed to theirmetabolites.The aim of work was the fermentation of six selected stilbenoids (resveratrol,oxyresveratrol, Pinostilben, piceatannol, thunalben a batatasin III) in ex vivo model of humancolon after donor faeces inoculation (n=5). The samples were collected at 0, 2, 4, 8, 24 and 48hours. And after that were analyzed by LC-QTOF after extraction with ethyl acetate. Theanalysis was performed in three repetitionMost metabolites were identified from piceatannol and pinostilben. Three metabolites(dihydropiceatannol, 3,5,3´-trihydroxy-trans-stilben and trans-resveratrol) were product frompiceatannol and they were further metabolised by bacteria. However, in some donors onlydihydropiceatannol was formed from this stilbenoid. We supposed the formation of 6metabolites from pinostilben, but only 4 of them were created – trans-resveratrol, 3,4´-dihydroxy-trans-stilben, dihydropinostilben and dihydroresveratrol. The methoxy group inthunalben molecule was cleaved, so the batatasin III was formed. Batatasin III was very stableand therefore the anticipated metabolite did not detected. Bacteria in oxyresveratrol moleculereduced the double bond in the trans-resveratrol, so dihydroresveratrol was formed. Bacteriareduced the double bond to form the dihydroxyresveratrol and then was the hydroxyl groupcleaved to form dihydroresveratrol. Main reactions were dehydroxylation of one hydroxylgroup at the -meta position, demethylation, oxidation od the double bond or its loss.Elemental stilbenoid molecule had a low loss after 48h in the colon model. Metaboliteswere formed in small concentrations with big differences between donors. Therefore stilbenoidsare stable molecules, which are not subject to significant catabolism and they are subjected toabsorption through the intestinal epithelia.

Keywords

fenolové sloučeniny, stilbenoidy, resveratrol, trávicí soustava člověka, mikrobiání metabolismus

Keywords

phenolic compounds, stilbenoids, resveratrol, human digestive system, microbial metabolism

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2018

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs