Preisselbeersaft beeinflusst nicht jede Frau auf die gleiche Weise.

Warum scheint Cranberrysaft bei einigen Frauen zu wirken, bei anderen jedoch nicht? Unterschiede im Harnstoffwechsel und natürliche Abwehrmechanismen gegen Harnwegsinfektionen könnten eine Erklärung bieten.

Studie: Metabolisches Phänotyping identifiziert unterschiedliche urinäre Anti-Adhäsions-Phänotypen und differenzielle Reaktionen auf die Einnahme von Cranberrysaft bei gesunden Frauen. Bildnachweis: demirbaslperen/Shutterstock.com

Cranberrysaft ist ein weit verbreitetes Mittel zur Vorbeugung von Harnwegsinfektionen (HWI) bei Frauen, aber die Ergebnisse klinischer Studien waren inkonsistent. Eine kürzlich veröffentlichte Untersuchung in der Zeitschrift Nutrients hat gezeigt, dass die antialeadhärenzaktive Wirkung im Urin gegen einen häufigen Harnpathogen bei gesunden Frauen Unterschiede zwischen den Individuen zeigt, sowohl zu Beginn als auch als Reaktion auf die Einnahme von Cranberrysaft.

Cranberries zielen auf einen Schlüssel in der Entwicklung von Harnwegsinfektionen ab

Harnwegsinfektionen betreffen 60 % der Frauen irgendwann in ihrem Leben, mit einer jährlichen Prävalenz von 10 %. Über 90 % der diagnostizierten Harnwegsinfektionen werden durch uropathogene Escherichia coli (UPEC) mit P-Typ oder 1 Fimbrien verursacht.

P-fimbrierte UPEC starten Infektionen, indem sie sich an die Zellen im Epithel des Harntrakts anheften. P-Fimbrien sind in nahezu allen – und vermutlich in allen – UPEC-Stämmen vorhanden, die akute Pyelonephritis und Urosepsis bei sonst gesunden Personen verursachen.

Die P-Fimbrien ermöglichen es den UPEC, sich stark an Glykosphingolipid-Rezeptoren auf Uroepithelzellen zu binden. Diese Haftung ist stark genug, um dem konstanten Harnfluss entgegenzuwirken und eine erfolgreiche Kolonisierung zu ermöglichen.

Es wurde berichtet, dass Cranberrysaft die Haftung von P-Typ-UPEC hemmt, was hauptsächlich auf seinen Gehalt an A-Typ-Procyanidinen zurückzuführen ist. Frühere Studien haben jedoch widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Dies führte die Forscher zu der Hypothese, dass es metabolische Unterschiede zwischen Frauen gibt, die den Grad der Veränderung in der urinären Anti-Adhäsionsaktivität nach der Einnahme von Cranberrysaft beeinflussen.

Solche Unterschiede sind entscheidend für personalisierte Ernährungsansätze. In ihrer Screening-Studie wollten die Forscher ein phänotypisches Bild der Basis- und Nachinterventions-Anti-Adhäsionsaktivität im Harn gesunder Frauen liefern. Zudem sollte das metabolische Profil im Urin von Frauen mit hoher bzw. niedriger Anti-Adhäsionsaktivität ausgewertet werden. Die Forscher beabsichtigten, potenzielle Phänotypen als Vorbereitung für eine zukünftige randomisierte kontrollierte Studie zu identifizieren.

Urinäre Abwehrmechanismen vor und nach Cranberrysaft

Die Studie umfasste 152 gesunde Frauen im Alter von 21 bis 65 Jahren, wobei 150 die Cranberrysaft-Intervention und die Nachuntersuchung erfolgreich abgeschlossen haben. Die meisten Frauen waren zwischen 21 und 35 Jahren alt. Die Mehrheit war nicht-hispanisch oder latino (ca. 60 %), während ca. 20 % Asiaten, 6 % Afroamerikaner und 12,5 % hispanische/latino Frauen waren.

Die Studie begann mit 10 Tagen, in denen alle Cranberryprodukte, spezielle polyphenolreiche Lebensmittel sowie Nahrungsergänzungsmittel vermieden und Alkohol, Kaffee und Tee eingeschränkt wurden. Danach erhielten die Teilnehmerinnen vier Tage lang täglich 10 Unzen puren Cranberrysaft, während die anderen diätetischen Einschränkungen aufrechterhalten wurden. Urintests wurden bei der Basislinie (an den Tagen 9 und 10) und nach der Intervention am Tag 15 durchgeführt.

Das Ziel war es, die urinaire Anti-Adhäsionskapazität mithilfe der Fluorometrie auszuwerten, was zu Anti-Adhäsions-Indices (AAI) führte. Die Forscher verglichen das Profil der Metaboliten in 18 Urinproben mit hohem AAI mit einer gleichen Anzahl von Proben mit niedrigem AAI.

Wichtige Phytochemikalien im Cranberrysaft

Der in dieser Studie verwendete ungesüßte Pure-Cranberrysaft wies höhere Gehalte an Anthocyanen, Flavonolen (hauptsächlich Quercetin und Myricetin) und Procyanidinen auf, die etwa 2,5-mal höher waren als in kommerziellen 27 % Cranberrysaft-Cocktails. Zehn Unzen Saft lieferten täglich 89,5 mg Procyanidine, was über der zuvor vorgeschlagenen minimalen effektiven Dosis von 36 mg/Tag liegt, die erforderlich ist, um urinaire Anti-Adhäsionsaktivität auszulösen.

Baseline urinäre AAI

Der Baseline AAI im Urin gegen P-Typ UPEC lag bei den Frauen zwischen 84 und 170. Davon wurden 77 als ‘HWI-anfällig’ eingestuft, da ihr Baseline AAI unter dem 50. Perzentil (AAI = 131) lag. Die verbleibenden 75 wurden als ‘HWI-nichtanfällig’ klassifiziert.

Das Metabolom unterschied sich zwischen hohem und niedrigem AAI in den Urinproben. Es gab 165 diskriminierende metabolische Merkmale, die niedrigen AAI von hohen AAI-Urinen unterschieden.

Positiv-Responder vs. Nicht-Responder

Nach vier Tagen Cranberrysaft-Konsum hatten Frauen mit positiven Änderungen des AAI über 10 positive Responder. Der Rest wurde als Nicht-Responder klassifiziert. Dies umfasste 34,2 % der HWI-anfälligen Frauen im Vergleich zu 18,9 % der HWI-nichtanfälligen Frauen. Numerisch entspricht dies 26/76 anfälligen Frauen und 14/74 nicht anfälligen Frauen. Somit hatte die anfällige Gruppe einen größeren Anteil an Respondern als die nicht anfällige Gruppe, was einen statistisch signifikanten Unterschied darstellt.

Die Autoren vermuten, dass dies darauf zurückzuführen sein könnte, dass Menschen mehrere metabolische Wege für die in Cranberries enthaltenen Verbindungen aufweisen. Beispielsweise wird Daidzein bei 25-30 % der erwachsenen Menschen in Equol umgewandelt, während der Rest kein Equol produziert.

Ähnlich werden Ellagitannine und Ellagsäure bei 25%-80% der Erwachsenen in Urolithin A umgewandelt, aber 10%-50% produzieren auch Isourolithin A und/oder Urolithin B. Ein dritter metabolischer Phänotyp umfasst Menschen, die keine Urolithine produzieren, was etwa 5%-25% der Bevölkerung entspricht.

Der Mikrobiom im Darm wird als Erklärung für viele dieser Variationen im metabolischen Phänotyp angesehen.

Unterschiede im urinären Metabolom

Die Forscher stellten klare Unterschiede in den urinären stoffwechselprofilen von Frauen mit hoher und niedriger Anti-Adhäsionsaktivität fest. Insgesamt 165 metabolische Merkmale unterschieden die beiden Gruppen, was darauf hindeutet, dass einige Verbindungen im Urin helfen könnten, UPEC daran zu hindern, sich an die Zellen des Harntraktes zu heften, während andere möglicherweise den gegenteiligen Effekt haben.

Die Identifizierung der spezifischen beteiligten Verbindungen erwies sich als schwieriger. Die Autoren stellten fest, dass die meisten biologischen Verbindungen nicht in offenen Massenspektren-Bibliotheken vertreten sind, was bedeutet, dass nur ein kleiner Teil der metabolischen Merkmale vorläufig identifiziert werden konnte.

Unter den vorläufig identifizierten Metaboliten wurden sechs mit höherer Anti-Adhäsionsaktivität und fünf mit niedrigerer Aktivität in Verbindung gebracht. Zu den mit höherer Aktivität verbundenen Verbindungen gehörten D-Glucaro-1,4-Lacton, eine Acylcarnitinverbindung und mehrere Verbindungen, die mit diätetischen Polyphenolen in Verbindung stehen. Mehrere Metaboliten, die mit niedrigerer Aktivität assoziiert sind, beinhalteten Derivate von Cystein und Allicin, die zuvor mit dem Konsum von Zwiebelgemüse wie Zwiebeln und Knoblauch in Verbindung gebracht wurden.

Limitierungen

Die Teilnehmerinnen stammten aus unterschiedlichen ethnischen Gruppen. Allerdings waren die meisten jünger, was angesichts der Rekrutierung auf College-Campus zu erwarten war. Es wurde nur die Anti-Adhäsionsaktivität gegen P-Typ UPEC bewertet.

Gewohnheitsmäßige diätetische Aufnahme und körperliche Aktivitätsmuster wurden während der Studie nicht erfasst. Cranberrysaft wurde nur gemäß Protokoll über vier Tage konsumiert, sodass die Studie keine akuten oder chronischen Effekte bewertete. Entscheidend ist, dass die Studie nicht gemessen hat, ob die Teilnehmerinnen anschließend Harnwegsinfektionen entwickelten, sodass die Laborphänotypen und Reaktionen auf Cranberry nicht als Vorhersage des klinischen HWI-Risikos oder der Prävention angenommen werden können.

Individueller Stoffwechsel könnte die Reaktionen auf Cranberries beeinflussen

Gesunde Frauen wiesen ausgeprägte individuelle Unterschiede in ihrer urinären Anti-Adhäsionskapazität gegenüber dem HWI-Erreger P-Typ UPEC sowohl zu Beginn als auch als Reaktion auf Cranberrysaft auf. Die Autoren vermuten, dass Unterschiede im individuellen Stoffwechsel diese Variation beeinflussen und die inkonsistenten Ergebnisse früherer Studien erklären könnten.

Weitere Studien sind jedoch erforderlich, um die Auswirkungen von Cranberries und Cranberrysaft auf das urinäre Metabolom und das Mikrobiom des Darms zu untersuchen und festzustellen, ob die identifizierten Phänotypen klinische Reaktionen auf Cranberryprodukte vorhersagen.

„Diese Studie legt nahe, dass Frauen personalisierte Empfehlungen benötigen, ob sie Cranberryprodukte zur Vorbeugung von Harnwegsinfektionen verwenden sollten, basierend auf ihrem individuellen metabolischen Phänotyp.“

Quellen: