Interaction of dietary compounds, especially polyphenols, with the intestinal microbiota: a review

Abstract

The intestinal microbiome plays an important role in the metabolism of chemical compounds found within food. Bacterial metabolites are different from those that can be generated by human enzymes because bacterial processes occur under anaerobic conditions and are based mainly on reactions of reduction and/or hydrolysis. In most cases, bacterial metabolism reduces the activity of dietary compounds; however, sometimes a specific product of bacterial transformation exhibits enhanced properties. Studies on the metabolism of polyphenols by the intestinal microbiota are crucial for understanding the role of these compounds and their impact on our health. This review article presents possible pathways of polyphenol metabolism by intestinal bacteria and describes the diet-derived bioactive metabolites produced by gut microbiota, with a particular emphasis on polyphenols and their potential impact on human health. Because the etiology of many diseases is largely correlated with the intestinal microbiome, a balance between the host immune system and the commensal gut microbiota is crucial for maintaining health. Diet-related and age-related changes in the human intestinal microbiome and their consequences are summarized in the paper.

Protective effect of quercetin on high-fat diet-induced non-alcoholic fatty liver disease in mice is mediated by modulating intestinal microbiota imbalance and related gut-liver axis activation

“…Previous in vitro and in vivo research indicated that flavonols have a prebiotic-like effect, playing a role on intestinal mucosa inflammation and permeability [13,15,16].…”

Flavonoids through the eyes of a pharmacologist. Features and problems of pharmacokinetics

“…Сегодня выяснено, что кишечная микробиота играет важную, если не решающую роль в метаболизме химических соединений, в том числе пищевых полифенолов [16]. Установлено, что сооб-щество микроорганизмов, населяющих желудочно-кишечный тракт человека, образует комплексную экосистему, составляющую 10 13 -10 14 бактериаль-ных клеток.…”

“…При этом состав и соотношение раз-личных видов микроорганизмов кишечной микро-биоты в пределах человеческой популяции весьма разнообразны и зависят от таких факторов, как воз-раст, здоровье, этническое происхождение, зона проживания, пищевой статус, применение антибио-тиков. Так что каждый индивидуум имеет свой соб-ственный набор микроорганизмов, который можно сравнить с уникальностью отпечатков пальцев [16]. 98 % населяющих толстый кишечник бактерий отно-сится к четырем основным типам: Firmicutes (64 %), Bacteroidetes (23 %), Proteobacteria (8 %) и Actionobacteria (3 %).…”

“…Существуют сведения, согласно которым метаболическая спо-собность толстого кишечника примерно в 100 раз превосходит таковую у печени. При этом, в отличие от печеночного метаболизма ксенобиотиков, за-ключающегося в основном в окислении и конъю-гации, бактериальный метаболизм в кишечнике не вовлекает кислород, осуществляя главным образом гидролиз и редукцию пищевых полифенолов и при-водя к образованию неполярных продуктов с низкой молекулярной массой [7,16,62].…”

“…Эти простые фенольные соединения легко абсорбируются из толстого кишечника и ока-зывают резорбтивное действие на организм, попа-дая в общий кровоток. Относительно их сравнитель-ной с «родительским» агликоном биологической активности известно немного, но нельзя исключить, что в результате микробной трансформации могут образовываться не менее активные метаболиты [16,42,58]. Например, эквол, один из конечных ме-таболитов изофлавона дайдзеина, обладает более выраженной антиоксидантной и эстрогенной актив-ностью [5,44,58].…”