Vliv resveratrolu na metabolom stolice

Bc. Lucie Nová

Master's thesis

The effect of resveratrol on stool metabolome

Anotácia:

Resveratrol je sekundární metabolit některých druhů rostlin a řadí se mezi nejvýznamnější zástupce stilbenoidů. Jedná se o chemickou látku, která má nízkou biodostupnost a podléhá rychlému metabolismu v játrech a střevech. Především v tlustém střevě dochází k oboustranné interakci mezi resveratrolem a střevní mikrobiotou. Tato vzájemná komunikace výrazně ovlivňuje metabolismus resveratrolu, složení střevního metabolomu i složení samotného mikrobiomu. Resveratrol má mnoho pozitivních účinků na lidský organismus. Známá je zejména ochrana proti kardiovaskulárním chorobám, ale také antioxidační, protizánětlivá a další zdravotně prospěšné vlastnosti. Praktická část diplomové práce byla zaměřena na výzkum mikrobiálního metabolismu resveratrolu a jeho vlivu na střevní metabolom v in vitro fekálním fermentačním systému. Jako inokulum byly využity čerstvé vzorky stolice od 20 různých dárců. V pěti časových bodech 0, 2, 4, 8 a 24 hodin byly z fermentačního systému odebírány vzorky pro měření. Vzorky byly podrobeny NMR analýze a UHPLC/Q-TOF analýze. Získaná data byla následně analyzována pomocí výstupních programů (Chenomx 8.5, XCMS), a nakonec statisticky vyhodnocena v Microsoft Excel a IBM SPSS Statistics 28. Cílem praktické části bylo stanovit hlavní katabolity resveratrolu v modelu tlustého střeva a vyhodnotit, jakým způsobem přídavek resveratrolu ovlivnil metabolom stolice. Výsledky z této studie ukazují, že resveratrol byl metabolicky transformován střevní mikrobiotou. Identifikovány byly dva hlavní metabolity resveratrolu, a to dihydroresveratrol a lunularin. Nicméně lunularin byl na rozdíl od dihydroresveratrolu detekován pouze pomocí kapalinové chromatografie. Dihydroresveratrol vznikal u všech dárců, ale byly zjištěny velké interindividuální rozdíly v jeho produkci. Naopak lunularin byl nalezen pouze u devíti dárců s převahou producentů s věkem do 45 let (6 dárců). Dále bylo zjištěno, že po přidání resveratrolu došlo ke snížení koncentrace mastných kyselin s krátkým uhlíkatým řetězcem a ke zvýšení koncentrace glukózy a trehalózy v čase. V ošetřených variantách byly pozorovány také rozdíly v produkci acetátu, izobutyrátu a glukózy mezi věkovými skupinami.

Abstract:

Resveratrol is a secondary metabolite of some plant species and one of the most important representatives of stilbenoids. It is a chemical compound that has low bioavailability and rapid metabolism in the liver and intestine. Especially in the colon, there is a bilateral interaction between the resveratrol and the gut microbiota. This interaction significantly affects the metabolism of resveratrol, the composition of the intestinal metabolome and the composition of the microbiome itself. Resveratrol has many positive effects on the human organism. It is known for protection against cardiovascular disease, but also for antioxidant, anti-inflammatory and other health benefits. The practical part of this thesis was focused on the research of microbial metabolism of resveratrol and its effect on the intestinal metabolism in the in vitro faecal fermentation system. Fresh stool samples from 20 different donors were used as inoculum. At five time points 0, 2, 4, 8 and 24 hours, samples were taken from the fermentation system for measurement. The samples were subjected to NMR analysis and UHPLC/Q-TOF analysis. The obtained data were subsequently analysed using output programs (Chenomx 8.5, XCMS), and finally statistically evaluated in Microsoft Excel and IBM SPSS Statistics 28. The aim of the practical part was to determine the main catabolites of resveratrol in the colon model and evaluate how the addition of resveratrol affected the stool metabolome. The results of this study show that resveratrol was metabolically transformed by gut microbiota. Two major metabolites of resveratrol have been identified, dihydroresveratrol and lunularin. However, unlike dihydroresveratrol, lunularin was detected only by liquid chromatography. Dihydroresveratrol was produced by all donors, but large interindividual differences in its production were found. In contrast, lunularin was found in only nine donors with a predominance of producers under the age of 45 (6 donors). Furthermore, the addition of resveratrol was found to reduce the concentration of short carbon chain fatty acids and increase the concentration of glucose and trehalose over time. Differences in the production of acetate, isobutyrate and glucose among age groups were also observed in the treated variants.

Kľúčové slová

metabolomika, mikrobiota, kapalinová chromatografie, NMR, resveratrol

Keywords

liquid chromatography, metabolomics, microbiota, NMR, resveratrol

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 4. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Veronika Jarošová

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products