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URN: urn:nbn:de:kobv:517-opus-14899
URL: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2007/1489/


Gründel, Sindy

Akuteffekte des polyphenolreichen unlöslichen Carobballaststoffes auf Parameter des Metabolischen Syndroms bei gesunden Erwachsenen

Acute effects of carob fibre preparation rich in polyphenols on parameters of the metabolic syndrome in healthy adults

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Kurzfassung auf Deutsch

Das Metabolische Syndrom stellt eine Kombination verschiedener metabolischer Anomalien in einem Individuum dar. Starkes Übergewicht gilt als maßgebende Größe in der Genese des Syndroms, welches mit einem enormen Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen einhergeht. Um die stark steigende Prävalenz des Metabolischen Syndroms einzudämmen, sind dringend Konzepte für die Behandlung, vor allem jedoch für die Prävention von Übergewicht erforderlich. Einen wichtigen Beitrag leisten diesbezüglich Ballaststoffe in der Ernährung. Sie tragen auf unterschiedlichen Wegen zur Gewichtskontrolle bei und beeinflussen zudem verschiedene mit dem Metabolischen Syndrom assoziierte Blutparameter.
Ebenso werden protektive Effekte von Polyphenolen, welche zur Gruppe der sekundären Pflanzenstoffe zählen, beschrieben. Diese wirken u. a. auf den Glukose- sowie den Insulinhaushalt und greifen darüber hinaus in die Regulation der Fettverbrennung sowie des Energieverbrauches ein. Die Kombination beider Substanzgruppen verspricht bedeutendes gesundheitsförderndes Potential; dieses wurde gegenwärtig jedoch kaum untersucht.
Carobballaststoff ist ein polyphenolreicher und vorwiegend unlöslicher Extrakt der Frucht des Johannisbrotbaumes (Ceratonia siliqua L). Bislang publizierte Studien zur physiologischen Wirksamkeit dieses Ballaststoffpräparates weisen sowohl beim Tier als auch beim Menschen bemerkenswerte hypocholesterinämische Eigenschaften nach. Inwiefern sich der Verzehr des Carobballaststoffes ebenso auf die Entwicklung von Übergewicht sowie anderen Messgrößen des Metabolischen Syndroms auswirkt, ist allerdings nicht bekannt.
Die Zielstellung der Promotionsarbeit bestand darin, die postprandialen Wirkungen des Carobballaststoffverzehrs mit Hilfe einer Humanstudie aufzuzeigen. In die randomisierten, einfach verblindeten Untersuchungen im cross-over-Design wurden 20 gesunde Erwachsene im Alter zwischen 22 und 62 Jahren eingeschlossen. Unter Verwendung variierender Begleitmahlzeiten wurden die postprandialen Effekte verschiedener Mengen des Carobballaststoffes untersucht. Hierbei standen die Veränderungen der Plasmakonzentrationen von Glukose, Triglyceriden (TG), totalem und acyliertem Ghrelin sowie der Serumkonzentrationen von Insulin und nicht-veresterten Fettsäuren (NEFA) im Mittelpunkt der Betrachtungen.
Der Verzehr des Carobballaststoffes in Kombination mit 200 ml Wasser und 50 g Glukose erhöhte die postprandialen Glukose- und Insulinkonzentrationen gegenüber der Glukoselösung ohne Ballaststoffzusatz.
In Kombination mit 400 ml einer Flüssigmahlzeit verzehrt, senkte Carobballaststoff die postprandialen TG-, NEFA- und Ghrelin- (acyliert) Antworten. Die Untersuchung des respiratorischen Quotienten nach Zusatz von Carobballaststoff zur Flüssigmahlzeit mittels indirekter Respirationskalorimetrie bekräftigte die bereits bekannten Effekte auf den Lipidmetabolismus und wies zudem eine Steigerung der Fettverwertung unter Verminderung der Glukoseoxidation nach.
Wurde Carobballaststoff schließlich in Lebensmittel eingebracht, sanken nach dem Verzehr dieser Lebensmittel erneut die postprandialen Konzentrationen an TG und NEFA. Gleichzeitig erhöhten sich die Glukose-, Insulin- sowie Ghrelin- (acyliert) Antworten.
Carobballaststoff löst in Abhängigkeit von der jeweils verzehrten Begleitmatrix unterschiedliche Effekte aus. Das Präparat weist beachtliche Wirkungen auf die Blutlipide sowie den Energieverbrauch auf, hat indes ungünstige Wirkungen auf die Blutglukose, sofern er in Kombination mit einer veränderten Nährstoffmatrix aufgenommen wird.
Carobballaststoff besitzt starkes gesundheitsförderndes Potential; jedoch sind weitere Studien notwendig, um seine Wirkungen sowie deren Voraussetzungen besser zu verstehen. Ferner sollten Untersuchungen über einen längeren Zeitraum vorgenommen werden, um die langfristige Relevanz der gewonnenen Ergebnisse darzulegen. Danach stellt die Anreicherung spezieller Lebensmittel mit Carobballaststoff einen geeigneten Weg dar, um von den viel versprechenden protektiven Wirkungen des Präparates zu profitieren.

Kurzfassung auf Englisch

The metabolic syndrome is a clustering of metabolic abnormalities and cardiovascular risk factors that occur in one individual. Since many individuals suffering of the metabolic syndrome are overweight, dietary treatment should primarily focus on weight reduction and control to handle and, much more importantly, to prevent the genesis of the syndrome.
Dietary fiber could play a role in the management of the metabolic syndrome through its ability to control body weight as well as several parameters associated to the syndrome.
Beside this, dietary polyphenols have been shown to influence glucose and insulin metabolism. Furthermore, studies in mice and men showed that polyphenols might increase fat oxidation and energy expenditure. The combination of both, dietary fiber and polyphenols, may exert beneficial health effects, which are not known up to now.
A polyphenol-rich insoluble dietary fiber preparation from carob pulp (Ceratonia siliqua L; carob fiber) showed significant hypocholesterolemic activity in different animal trails and two human studies indicating that carob fiber may have potent health effects. However, short term effects on parameters associated with the control of the metabolic syndrome are not known.
Therefore, a study was conducted to investigate the postprandial effects of carob fiber in healthy humans using different background food matrices. The study was designed as a randomized single-blind cross-over study in 20 subjects, aged 22 to 62 years. During several examinations plasma glucose, triglycerides (TG), total and acylated ghrelin, cholecystokinin (CCK) and peptide YY (PYY) as well as serum insulin and non-esterified fatty acids (NEFA) were repeatedly assessed before and after ingestion of carob fiber in combination with different test meals.
The study results showed that carob fiber, consumed within a glucose load, increased plasma glucose and serum insulin compared to control. Plasma PYY increased after consumption of carob-enriched glucose solution.
In a second part of the study, postprandial changes were assessed before and after ingestion of an isocaloric standardized liquid meal with or without carob fiber. Carob fiber intake lowered acylated ghrelin, triglycerides, and NEFA compared to control meal. Postprandial energy expenditure was increased and RQ was reduced after liquid meal with carob fiber compared to control meal.
Finally, effects of the consumption of carob fiber-enriched foods were investigated at the subsequent day. Enrichment of foods increased plasma glucose and acylated ghrelin responses. Plasma triglycerides and serum NEFA responses were lower after bread ingestion compared to control.
These results indicate that the effects of polyphenol-rich carob fiber on different blood parameters depend on the meal composition. Carob fiber showed beneficial effects on blood lipids as well as energy homeostasis, but also a deteriorated glycemic control when administered within a different food matrix.
Further studies are needed to clarify observed effects and the mechanisms behind. Additionally, present study shows only short-term effects of carob fiber consumption, which might be less pronounced after long-term consumption due to adaptation mechanisms. Thus, future studies should elucidate the relevance of observed effects in long-term.

Freie Schlagwörter (deutsch): Carobballaststoff , Polyphenole , Metabolisches Syndrom , Substratverwertung
Freie Schlagwörter (englisch): carob fibre , polyphenols , metabolic syndrome , substrate utilisation
RVK - Regensburger Verbundklassifikation WX 1204
Institut: Institut für Ernährungswissenschaft
Fakultät: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Dokumentart: a Dissertation
Hauptberichter: Zunft, H.-J. F. (Prof.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 18.07.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 29.08.2007


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