In vielen Pflanzen kommen natürliche Polyphenole vor. Sie gehören zu den sekundären Pflanzenstoffen und dienen unter anderem als Farb-, Geschmack- oder Abwehrstoffe.
Was sind Polyphenole?
Chemisch gesehen sind Polyphenole aromatische Verbindungen. Sie enthalten mindestens eine ringförmige Struktur aus sechs Kohlenstoffatomen, an der zwei oder mehr Hydroxygruppen angebracht sind.
Die Gruppe dieser aromatischen Verbindung ist dabei sehr umfassend. Zu den für uns bedeutendsten Polyphenolen gehören Flavonoide und Gerbstoffe (Tannine).
Flavonoide
Flavonoide sind mit die größte Gruppe pflanzlicher Phenole. Zu ihnen zählen die
- Anthocyane und Anthocyanidine
Anthocyane und Anthocyanidine sind wasserlösliche Farbpigmente in Pflanzen, die für die Farben Rot, Violett und Blau verantwortlich sind. Besonders viel davon enthalten schwarze Johannisbeeren und rote Trauben. Die stärkste Konzentration befindet sich in der Schale beziehungsweise in der Haut der Früchte. Sie dienen als Lockstoff und schützen die Zellen vor freien Radikalen.
- Flavone und Flavonole
Diese gehören ebenfalls zu den Farbpigmenten, sind jedoch für das menschliche Auge nicht sichtbar, da sie Licht im UV-Bereich absorbieren. Insekten können die Farben wahrnehmen und werden davon angelockt. Gleichzeitig dienen Flavone und Flavonole der Pflanze als Schutz vor UV- Strahlung.
- Isoflavone
Diese Flavonoidgruppe fungiert als Schutz vor Schädlingen. Sie wirken insektizid und antimikrobiell. Außerdem zeigen sie eine chemische Ähnlichkeit zu Östrogen und besitzen in hohen Mengen eine geschlechtshormonelle Wirkung auf den Menschen und können bei einigen Säugern zu Unfruchtbarkeit führen.
Gerbstoffe (Tannine)
Gerbstoffe werden hauptsächlich als Schutz vor Fraßfeinden gebildet. Sie wirken als Toxin, indem sie sich an Proteine binden und deren Funktion beinträchtigen. Hauptsächlich binden sie an Nahrungsproteine und machen diese dadurch schlecht verwertbar. Säuger, die häufig tanninreiche Nahrung zu sich nehmen, haben als Abwehrmechanismus Speichel mit einem hohen Prolingehalt (25 bis 45 Prozent). Das Prolin bindet an die Gerbstoffe und verringert damit den toxischen Effekt. Neben dieser Auswirkung auf Fraßfeinde, zeigen Tannine auch einen wachstumshemmenden Effekt auf Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien.
Bedeutung der Polyphenole für unsere Gesundheit
Trotz der teils toxischen Wirkmechanismen mancher Polyphenole, sind durch Studien positive Wirkung von Polyphenolen auf unsere Gesundheit belegt. Diese betreffen hauptsächlich die Gruppe der Flavonoide, aber in Maßen auch Tannine. Einige Beispiele sollen hier herausgegriffen werden:
- Polyphenole gegen Krebs
In Studien mit Zellkulturen wurde ein hemmender Effekt von Anthocyanen auf das Wachstum verschiedener Krebszelllinien beobachtet. Erklärt wird dies mit der antioxidativen Wirkung der Anthocyane. Epidemiologische Studien am Menschen sind bisher noch begrenzt, dennoch wird davon ausgegangen, dass auch beim Menschen ein protektiver Effekt zu erwarten ist. Zudem gibt es Studien zur Wirkung von Isoflavonen auf verschiedene Krebserkrankungen. Hier konnte eine Schutzfunktion von Isoflavonen bei Brust- und Prostatakrebs in asiatischen Populationen gezeigt werden, die möglicherweise mit auf die hormonelle Wirkung zurückzuführen ist.
- Polyphenole gegen Bluthochdruck und Cholesterin
Zwischen 2000 und 2007 wurden über 28 Studien zur Auswirkung von Flavonolen aus der Kakaobohne auf verschiedene Blutwerte und physiologische Parameter untersucht. Bei einem regelmäßigen Verzehr von Kakao zeigte sich eine Senkung des Blutdrucks und Senkung des Cholesterinspiegels. Zusätzlich war die Empfindlichkeit des LDL (low-Density-Lipoprotein) gegenüber oxidativen Prozessen verringert. Da die oxidierte Form des LDL in Zusammenhang mit der Entstehung von Arteriosklerose und Herzinfarkt steht, ist bei Flavonolen von einer schützenden Wirkung für diese Erkrankungen auszugehen.
- Polyphenole gegen Diabetes
Versuche mit dem flavonoidhaltigem Samenschalenextrakt der Tamarinde zeigten bei Ratten einen hypoglykämischen Effekt. Durch den Extrakt wurde die Glukoseaufnahme erhöht, der Blutzuckerspiegel reduziert und eine schützende Wirkung auf Pankreas-β-Zellen beobachtet. Auch bei Menschen konnten bereits ähnliche Effekte beobachtet werden: Getränkegaben mit Polyphenolen (aus Äpfeln und Johannisbeeren) und Getränke ohne Polyphenole zeigten bei den Probanden signifikante Unterschiede. Während der ersten 30 Minuten nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit waren Insulin- und Glucoseausschüttung bei der Gruppe mit den polyphenolhaltigen Getränken deutlich reduziert. Somit scheinen Polyphenole starke Blutzuckerschwankungen zu verhindern und könnten möglicherweise helfen Diabetes vorbeugen oder sogar eine Rolle bei der Behandlung von Diabetes Typ 2 einnehmen.
- Polyphenole gegen Hautfalten
In einem Versuch wurde gesunden Probanden in zwei Gruppen eingeteilt. Eine erhielt für sechs Monate ein Extrakt aus Polyphenolen (aus grünem Tee) und Milch verabreicht, die andere ein Placebo. Nach sechs Monaten wurde das Setting getauscht und die Placebogruppe erhielt die Polyphenole und umgekehrt. Das Ergebnis zeigte jeweils in der Polyphenolgruppe eine verringerte Lipidperoxidation und eine verbessere Hauttextur. Bei älteren Personen sanken Rauheit und Falten signifikant. Vermutet wird, dass die antioxidativen Eigenschaften den oxidativen Zellstress absenken und dadurch die Hautstruktur verbessern.
- Polyphenole gegen Karies
Streptoccocus mutans gilt als einer der bekanntesten Verursacher für Karies. Er produziert einen Biofilm auf den Zähnen, in dem er sich gut vermehren kann und Schaden anrichtet. Dieser Biofilm wird auch als Plaque beziehungsweise Zahnbelag bezeichnet. Forscher von der Universität Rochester fanden 2008 heraus, dass Polyphenole aus Traubenextrakt das Bakterienwachstum von Streptoccocus mutans hemmen. Demnach bildeten die Bakterien in den Versuchen bis zu 85 Prozent weniger Plaque. Somit stellen Polyphenole in der Nahrung gleichzeitig einen Schutz gegen Karies dar.
- Polyphenole gegen Durchfall
Tannine haben es bereits in die Pharmaindustrie geschafft und werden dort als Mittel gegen Durchfall angeboten. Es heisst, dass die adstringierende (zusammenziehende) Wirkung der Tannine nicht nur im Mundraum, sondern auch im Darm zur Wirkung kommt. Dadurch soll die Darmschleimhaut „abgedichtet“ werden. Zusätzlich wird die Aufnahme von Giftstoffen im Darm durch die Bindungseigenschaften der Tannine verringert.
Nachteile von Polyphenolen
Nicht immer sind Polyphenole unserer Gesundheit dienlich. Es kommt auf die Menge an, sowie auf die Kombination mit anderen Substanzen. Einige Flavonoide wechselwirken beispielsweise mit Cytochrom P450. Dieses Enzym spielt eine wichtige Rolle bei der Verstoffwechselung wasserunlöslicher Stoffe zu wasserlöslicheren Endprodukten, damit diese besser ausgeschieden werden können. Unter anderem spielt Cytochrom P450 auch eine wesentliche Rolle bei der Verstoffwechselung mancher Medikamente.
Flavonoide können Medikamentwirkung beeinflussen
Wird dieser Komplex nun durch ein Flavonoid gehemmt oder aktiviert, kann dadurch die Wirkung des Medikament verstärkt oder geschwächt werden, denn je nach Enzymaktivität wird das Medikament in Folge schneller oder langsamer abgebaut und ausgeschieden.
Als Beispiel kann das in der Grapefruit vorkommende Flavonoid Naringenin genannt werden. Dieses inhibiert das Cytochrom-P450, wodurch bestimmte Substanzen, bzw. Arzneimittel langsamer abgebaut werden und dadurch stärker Wirken. Zu den betroffenen Wirkstoffen gehören unter anderem Calciumantagonisten, Östrogene, Coffein, Ciclosporin (ein Imunsupressiva) und Midazolam (ein Benzodiazepin).
Tannine sind Antinährstoffe
Auch die Verwertung von Nährstoffen und die Aufnahme von Nährstoffen im Darm können durch Polyphenole wie Tannine verringert sein. Denn diese binden sich an Nahrungsproteine und verhindern dadurch deren Aufnahme. Bis zu einem gewissen Teil wird dies durch prolinreiche Proteine im Speichel verhindert. Diese gehen mit den Tanninen stabile Komplexe ein, so dass andere Proteine weniger stark gebunden werden können. Einen ähnlichen Effekt hat übrigens die Zugabe von Milch in Kaffee oder Tee. Auch hier sorgen prolinreiche Proteine für eine verminderte Wirkung der dort vorhandenen Gerbstoffe.