Ταυτοποίηση ενώσεων σε δείγματα ανθρωπίνων κοπράνων που σχετίζονται με τη λήψη φλαβονοειδών

Ερμείδης, Δημήτριος

Identification of compounds in human stool samples related to flavonoid intake

Πτυχιακή εργασία

Author

Ερμείδης, Δημήτριος

Date

2024-10-03

Advisor

Zoumpoulakis, Panagiotis

Πτυχιακή Εργασία (1.529Mb)

Υπεύθυνη Δήλωση Συγγραφέα (95.37Kb)

Keywords

Εντερικό μικροβίωμα ; Φλαβονοειδή ; Μεταβολωμική ; Αλληλεπίδραση ; NMR ; LCMS ; Στατιστική ανάλυση

Abstract

Εισαγωγή: Τα τελευταία χρόνια έχει ενταθεί η έρευνα επάνω στην εντερική μικροχλωρίδα και τα οφέλη για την υγεία από ένα υγιές μικροβίωμα. Τα φλαβονοειδή αποτελούν μια ο-μάδα πολυφαινολών ωφέλιμων για την υγεία κυρίως λόγω της αντιοξειδωτικής δράσης τους. Η αλληλεπίδραση αυτών των δύο και τα πιθανά οφέλη για τον οργανισμό από αυτό αποτελούν σημείο έντονου επιστημονικού ενδιαφέροντος. Σκοπός: Η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης εντερικού μικροβιώματος – φλαβονοειδών τόσο σε επίπεδο μεταβολισμού των φλαβονοειδών όσο και του αντίκτυπου της κατανάλω-σης των φλαβονοειδών στο μεταβόλωμα του εντερικού μικροβιόκοσμου. Μέθοδος: Από διατροφική παρέμβαση με βιταμίνη D, Ca, βιοφλαβονοειδή (ναρινγκίνη & εσπεριδίνη) σε γυναίκες στην εμμηνόπαυση με σκοπό τη βελτίωση της οστεοπενίας, εξετά-σθηκαν δείγματα κοπράνων στους 0 και 9 μήνες μετά την παρέμβαση, με τη χρήση φα-σματοσκοπίας NMR και LCMS, για μεταβολές στη συγκέντρωση μεταβολιτών των φλα-βονοειδών και χαρακτηριστικών μεταβολιτών του εντερικού μικροβιώματος. Για την στα-τιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν πολυμεταβλητές στατιστικές προσεγγίσεις (PLS-DA/PCA) Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση σε δύο μεταβολίτες των πολυφαινολών – το διϋδροκαφεϊκό και το υδροκινναμικό οξύ – αν και κατά γενική ομολογία οι ομάδες 0 και 9 μηνών δεν διαφοροποιούνται σε επίπεδο μεταβολιτών των πο-λυφαινολών. Σε επίπεδο εντερικού μεταβολώματος παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στις δύο ομάδες σε 8 μεταβολίτες - ισοβαλερικό οξύ, βαλίνη, ασπαραγγινικό οξύ, μεθανόλη, γλυκερόλη, τυροσίνη, φαινυλοξικό οξύ, φαινυλαλανίνη. Συμπεράσματα: Οι πολυφαινόλες έδειξαν να χρησιμοποιούνται ως υποστρώματα από το εντερικό μικροβίωμα επηρεάζοντας κατ’ επέκταση και το εντερικό μεταβόλωμα.

Abstract

Introduction: Over the last few years, research on gut microbiota and the health benefits stemming from a healthy gut microbiome has seen significant growth. Flavonoids are a polyphenol group beneficial for human health mainly due to their antioxidant effects. The two-way interaction between gut microbiome and flavonoids constitutes a field of grow-ing academic interest. Aim: The aim of the current study is the investigation of the interaction between the gut microbiome and flavonoids on two levels. Firstly, the way that these flavonoids are metabolized by the gut microbiota and secondly the impact of the consumption of fla-vonoids on the composition of the gut microbiota and the gut microbiome in general. Methodology: Stool samples were collected from a dietary intervention in women in menopause aiming to examine the effects of a supplement, including vitamin D, Ca and two bioflavonoids (naringin, hesperidin), in osteopenia. Samples were examined at two time points, specifically at 0 months 0 and 9 after the intervention for differences in concentration of flavonoid metabolites and characteristic gut microbiome metabolites, using NMR spectroscopy and LCMS . Multifactorial statistical approaches, such as PLS-DA and PCA, were utilized for the statistical analysis of the results. Results: A statistically significant differentiation was observed for two flavonoid me-tabolites – dihydrocaffeic and hydrocinnamic acids – even though a differentiation was not found between the two groups (0 and 9 months) on a flavonoid-metabolite level. On the other hand, significant differences were observed between the two groups for 8 char-acteristic gut microbiome metabolites – isovaleric acid, valine, aspartic acid, methanol, glycerol, tyrosine, phenylacetic acid, phenylalanine. Conclusions: Flavonoids have been observed to be used as substrates by the gut micro-organisms influencing the gut microbiome at least at a certain level.