Immunmodulatorische Wirkungen nicht-essenzieller Lebensmittelinhaltsstoffe : Carotinoide, Alkohol, Pro- und Präbiotika

Ziel dieser Arbeit war zu untersuchen, ob nicht-essenzielle Lebensmittelinhaltsstoffe das Immunsystem beeinflussen. Die Besonderheit der vorliegenden Arbeit liegt in der Prüfung von kompletten Lebensmitteln (Carotinoid-reiche Säfte, Rotwein) im Gegensatz zu isolierten Inhaltsstoffen. Darüber hinaus wurden die immunmodulatorischen Effekte primär im Rahmen humaner Interventionsstudien durchgeführt. Aus den Ergebnissen dieser Studien geht klar hervor, dass solche Lebensmittelinhaltsstoffe immunmodulatorisch wirksam sind. Für diese nicht-essenziellen Lebensmittelinhaltsstoffe kann gegenwärtig jedoch die Frage nicht beantwortet werden, welche Zufuhrmengen für eine optimale Immunfunktion benötigt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen zu den Carotinoiden zeigen, dass die alimentäre Zufuhr von Carotinoiden als natürlicher Bestandteil von Lebensmitteln immunmodulatorisch wirksam ist. Eine Carotinoid-arme Ernährungsweise führt zu einer Unterdrückung verschiedener Immunfunktionen. Im Gegensatz dazu stimuliert der Verzehr Carotinoid-reicher Säfte als Supplement zur Carotinoid-armen Basisernährung die Zytokinsynthese (IL-2, TNF-alpha) sowie die Aktivität der natürlichen Killerzellen. Da eine hohe lytische Aktivität der natürlichen Killerzellen mit einem verringerten Krebsrisiko einhergeht (Imai et al. 2000), könnte dieser Zusammenhang für das bei Carotinoid-reicher Ernährung beobachte geringere Krebsrisiko (WCRF 1997) mitverantwortlich sein. Alkoholkonsum kann das Risiko für verschiedene Krankheiten einschließlich Infektionskrankheiten sowohl erhöhen als auch senken. In einer Tierstudie mit unterschiedlicher ernährungsphysiologischer Futterqualität konnte eine Beeinflußung der Alkohol-induzierten Immunmodulation gezeigt werden. Eine nicht-bedarfsgerechte Ernährung verstärkte die immuntoxische Wirkung von Ethanol. Dem zur Folge ist auch beim Menschen mit Alkoholkonsum von einem starken Einfluß der Ernährung auf das Alkohol-bedingte Krankheitsrisiko auszugehen. In zwei Humanstudien wurde der Effekt eines akuten bzw. chronischen, moderaten Alkoholverzehrs auf das systemische Immunsystem untersucht. Dabei wurden weder Kurzzeit- (24 Stunden) noch Langzeiteffekte (2 Wochen) der Alkoholaufnahme auf das Immunsystem festgestellt. Somit ist bei moderatem Alkoholkonsum, unabhängig von der Form (Rotwein oder 12 % Ethanollösung) nicht von einer signifikanten immunmodulatorischen Wirkung auszugehen. Schließlich wurde die Wirkung von Pro- und Präbiotika auf das Darm-assoziierte Immunsystem im Tiermodell untersucht. Die Kurzzeit-Behandlung mit einem Probiotikum hatte nur geringe Auswirkungen auf das Immunsystem, wohingegen das Präbiotikum alleine oder in Kombination mit dem Probiotikum die intestinale sIgA-Bildung sowie die IL-10-Bildung ausschließlich durch Zellen der Peyer’schen Plaques stimulierte. Besonders bedeutend ist das Ergebnis der Langzeitstudie mit Prä- und Synbiotikum-supplementierten Tieren, die vorher mit einem Dickdarmkarzinogen behandelt wurden. Bei diesen Tieren waren verschiedene Funktionen von Immunzellen der Peyer’schen Plaques aktiviert und gleichzeitig traten signifikant weniger Tumore im Kolon auf. Hervorzuheben ist hier die zytotoxische Aktivität der natürlichen Killerzellen, die u.a. für die Erkennung und Elimination von Tumorzellen wichtig sind (Smyth et al. 2001). Insgesamt waren unter den gegebenen Voraussetzungen dieser Tierstudien (z.B. fettreiche, ballaststoffarme Ernährung) das Präbiotikum sowie das Synbiotikum stärker wirksam als das Probiotikum alleine. Des weiteren scheint durch diese Behandlung in erster Linie das Darm-assoziierte Immunsystem moduliert zu werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass auch nicht-essenzielle Lebensmittelinhaltsstoffe das Immunsystem beeinflussen. Zukünftige Empfehlungen zur optimalen Förderung des Immunsystems sollten deshalb neben den essenziellen Nährstoffen auch sekundäre Pflanzenstoffe sowie Pro- und Präbiotika berücksichtigen

Contribution of diet to the composition of the human gut microbiota

This paper is part of the Proceedings from the 2013 ENGIHR Conference in Valencia, Spain. More papers from this supplement can be found at http://www.microbecolhealthdis.net Microbial Ecology in Health & Disease 2015. © 2015 Daniela Graf et al. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Unported License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/), permitting all non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. ACKNOWLEDGEMENTS The authors acknowledge the support of the European Science Foundation (ESF), in the framework of the Research Networking Programe, The European Network for Gastrointestinal Health Research.Peer reviewedPublisher PD

Sind Bio-Äpfel gesünder?

Viele Verbraucher, die sich beim Kauf von Lebensmitteln für Bioprodukte entscheiden, erhoffen sich davon gesundheitsfördernde Effekte. Allerdings liegen bis heute noch nicht genügend wissenschaftliche Daten vor, um ökologisch und konventionell erzeugte Lebensmittel vergleichend ernährungsphysiologisch bewerten zu können. Am Institut für Ernährungsphysiologie der Bundesforschungsanstalt für Ernährung und Lebensmittel (BfEL) wird zurzeit untersucht, ob sich verschiedene pflanzliche Lebensmittel aus ökologischer und konventioneller Anbauweise hinsichtlich ihres Gehaltes an sekundären Pflanzenstoffen und deren ernährungsphysiologischer Wirkung am Menschen unterscheiden

Microbial Metabolism of the Soy Isoflavones Daidzein and Genistein in Postmenopausal Women: Human Intervention Study Reveals New Metabotypes

Background: Soy isoflavones belong to the group of phytoestrogens and are associated with beneficial health effects but are also discussed to have adverse effects. Isoflavones are intensively metabolized by the gut microbiota leading to metabolites with altered estrogenic potency. The population is classified into different isoflavone metabotypes based on individual metabolite profiles. So far, this classification was based on the capacity to metabolize daidzein and did not reflect genistein metabolism. We investigated the microbial metabolite profile of isoflavones considering daidzein and genistein. Methods: Isoflavones and metabolites were quantified in the urine of postmenopausal women receiving a soy isoflavone extract for 12 weeks. Based on these data, women were clustered in different isoflavone metabotypes. Further, the estrogenic potency of these metabotypes was estimated. Results: Based on the excreted urinary amounts of isoflavones and metabolites, the metabolite profiles could be calculated, resulting in 5 metabotypes applying a hierarchical cluster analysis. The metabotypes differed in part strongly regarding their metabolite profile and their estimated estrogenic potency

Glyphosate and AMPA levels in human urine samples and their correlation with food consumption: results of the cross-sectional KarMeN study in Germany

Glyphosate (N-[phosphonomethyl]-glycine) is the most widely used herbicide worldwide. Due to health concerns about glyphosate exposure, its continued use is controversially discussed. Biomonitoring is an important tool in safety evaluation and this study aimed to determine exposure to glyphosate and its metabolite AMPA, in association with food consumption data, in participants of the cross-sectional KarMeN study (Germany). Glyphosate and AMPA levels were measured in 24-h urine samples from study participants (n = 301). For safety evaluation, the intake of glyphosate and AMPA was calculated based on urinary concentrations and checked against the EU acceptable daily intake (ADI) value for glyphosate. Urinary excretion of glyphosate and/or AMPA was correlated with food consumption data. 8.3% of the participants (n = 25) exhibited quantifiable concentrations (> 0.2 μg/L) of glyphosate and/or AMPA in their urine. In 66.5% of the samples, neither glyphosate (< 0.05 μg/L) nor AMPA (< 0.09 μg/L) was detected. The remaining subjects (n = 76) showed traces of glyphosate and/or AMPA. The calculated glyphosate and/or AMPA intake was far below the ADI of glyphosate. Significant, positive associations between urinary glyphosate excretion and consumption of pulses, or urinary AMPA excretion and mushroom intake were observed. Despite the widespread use of glyphosate, the exposure of the KarMeN population to glyphosate and AMPA was found to be very low. Based on the current risk assessment of glyphosate by EFSA, such exposure levels are not expected to pose any risk to human health. The detected associations with consuming certain foods are in line with reports on glyphosate and AMPA residues in food

Assessment of Energy and Nutrient Intake and the Intestinal Microbiome (ErNst Study): Protocol and Methods of a Cross-sectional Human Observational Study

Background: On the national level, nutritional monitoring requires the assessment of reliable representative dietary intake data. To achieve this, standardized tools need to be developed, validated, and kept up-to-date with recent developments in food products and the nutritional behavior of the population. Recently, the human intestinal microbiome has been identified as an essential mediator between nutrition and host health. Despite growing interest in this connection, only a few associations between the microbiome, nutrition, and health have been clearly established. Available studies paint an inconsistent picture, partly due to a lack of standardization. Objective: First, we aim to verify if food consumption, as well as energy and nutrient intake of the German population, can be recorded validly by means of the dietary recall software GloboDiet, which will be applied in the German National Nutrition Monitoring. Second, we aim to obtain high-quality data using standard methods on the microbiome, combined with dietary intake data and additional fecal sample material, and to also assess the functional activity of the microbiome by measuring microbial metabolites. Methods: Healthy female and male participants aged between 18 and 79 years were recruited. Anthropometric measurements included body height and weight, BMI, and bioelectrical impedance analysis. For validation of the GloboDiet software, current food consumption was assessed with a 24-hour recall. Nitrogen and potassium concentrations were measured from 24-hour urine collections to enable comparison with the intake of protein and potassium estimated by the GloboDiet software. Physical activity was measured over at least 24 hours using a wearable accelerometer to validate the estimated energy intake. Stool samples were collected in duplicate for a single time point and used for DNA isolation and subsequent amplification and sequencing of the 16S rRNA gene to determine microbiome composition. For the identification of associations between nutrition and the microbiome, the habitual diet was determined using a food frequency questionnaire covering 30 days. Results: In total, 117 participants met the inclusion criteria. The study population was equally distributed between the sexes and 3 age groups (18-39, 40-59, and 60-79 years). Stool samples accompanying habitual diet data (30-day food frequency questionnaire) are available for 106 participants. Current diet data and 24-hour urine samples for the validation of GloboDiet are available for 109 participants, of which 82 cases also include physical activity data. Conclusions: We completed the recruitment and sample collection of the ErNst study with a high degree of standardization. Samples and data will be used to validate the GloboDiet software for the German National Nutrition Monitoring and to compare microbiome composition and nutritional patterns