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Ernährungsphysiologische Bedeutung der sekundären Pflanzenstoffe

Pflanzliche Lebensmittel beinhalten eine große Anzahl chemisch sehr unterschiedlicher Stoffe, die als sekundäre Pflanzenstoffe (SPS) bezeichnet werden. Sie beeinflussen auf vielfältige Weise verschiedene Stoffwechselprozesse des Menschen und sind von gesundheitlicher Relevanz. Eine allgemeine gesundheitliche Bewertung der Wirkung von SPS ist wegen der sehr unterschiedlichen Bioverfügbarkeit, Metabolisierung und Bioaktivität nicht möglich. Die Forschungsarbeiten des Instituts tragen dazu bei, die gesundheitliche Bedeutung der SPS besser zu verstehen.

Das Institut für Physiologie und Biochemie der Ernährung befasst sich mit dem Nachweis und den gesundheitlichen Wirkungen von sekundären Pflanzenstoffen (SPS) in Lebensmitteln.

Schwerpunkte der Untersuchungen stellen SPS aus der Gruppe der Carotinoide, Polyphenole sowie Glucosinolate dar. Um die ernährungsphysiologische Wirkung dieser SPS zu verstehen, sind Kenntnisse zur Metabo­lisierung eine wichtige Voraussetzung. Sowohl in kontrollierten Fütterungsstudien im Tiermodell sowie in Ernährungsstudien am Menschen, die im Studienzentrum für Humanstudien des Instituts durchgeführt werden, werden die Stoffwechselwege der SPS erforscht. Im Studienzentrum des Instituts können Studienteilnehmer stationär aufgenommen werden, wodurch sehr kontrollierte Untersuchungen zur Aufnahme, Metabolisierung und Ausscheidung von SPS möglich sind.

Es konnte unter anderem für die Anthocyane, einer Untergruppe der Polyphenole, die für die blau-rote Färbung von Früchten und Gemüsen verantwortlich sind, eine niedrige Bioverfügbarkeit beim Menschen nachgewiesen werden. In Kooperation mit dem Institut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse wird derzeit untersucht, inwieweit eine Metabolisierung der Polyphenole durch die intestinale Mikrobiota das lokal im Darm bzw. systemisch vorhandene Spek­trum an physiologisch aktiven Polyphenolmetaboliten beeinflusst.

Zu den gesundheitlichen Wirkungen der SPS zählen unter anderem antiinflammatorische, antioxidative, immunmodulatorische sowie allgemein antikarzino­gene Wirkungen. Untersuchungen hierzu werden teilweise auf der Basis von in vitro- sowie tierexperimentellen Studien durchgeführt. Dadurch können die Mechanismen einer ernährungsphysiologischen Wirkung auf zellulärer Ebene sowie in spezifischen Organen untersucht werden. Hierbei kommen sowohl chemisch charakterisierte isolierte SPS zum Einsatz wie auch komplexe pflanzliche Lebensmittel, die hohe Mengen spezifischer SPS in ihrer natürlichen Matrix beinhalten.

Ernährungsstudien am Menschen ermöglichen die Erforschung der gesundheitlichen Wirkungen der SPS unter den Bedingungen einer kontrollierten Inter­vention. Hierzu hat das Institut in den letzten Jahren eine Reihe von Studien durchgeführt. Schwerpunkte bildeten pflanzliche Lebensmittel wie Karotten, Tomaten, Brokkoli, Apfel, Beeren, Trauben sowie Soja und daraus hergestellte Lebensmittel. Anhand von Biomarkern aus den Bereichen Immunmodulation, Inflammation, Antioxidantienstatus sowie dem metabolischen Syndrom werden funktionelle Wirkungen erforscht.

Auf der Basis der im Institut sowie am MRI breit vorhandenen Expertise zur Chemie und Physiologie der SPS trägt das MRI dazu bei, wissenschaftliche Daten zur gesundheitlichen Bewertung pflanzlicher Lebensmittel zur Verfügung zu stellen und unterstützt so die Erarbeitung wissenschaftlich fundierter Ernährungsempfehlungen.