Die Wissenschaft hinter Urolithin A: Was Sie wissen müssen

Urolithin A (UA)Urolithin A ist eine Verbindung, die beim Stoffwechsel von Darmbakterien in ellagitanninreichen Lebensmitteln (wie Granatäpfeln, Himbeeren usw.) entsteht. Es besitzt entzündungshemmende, Anti-Aging- und antioxidative Eigenschaften, fördert die Mitophagie und kann die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Zahlreiche Studien bestätigen, dass Urolithin A den Alterungsprozess verlangsamen kann, und auch klinische Studien zeigen gute Ergebnisse.

Was ist Urolithin A?

Urolithin A (Uro-A) ist ein Ellagitannin (ET)-Metabolit der Darmflora. Es wurde 2005 entdeckt und benannt. Seine Summenformel lautet C₁₃H₈O₄, seine relative Molekülmasse beträgt 228,2. Als Stoffwechselvorstufe von Uro-A sind Granatäpfel, Erdbeeren, Himbeeren, Walnüsse und Rotwein wichtige Nahrungsquellen für ET. Urolithin A (UA) entsteht durch den Abbau von ET durch Darmbakterien. UA bietet vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten in der Prävention und Behandlung zahlreicher Erkrankungen und ist in vielen Lebensmitteln enthalten.

Es wurden Untersuchungen zu den antioxidativen Wirkungen von Urolithinen durchgeführt. Urolithin-A kommt natürlicherweise nicht vor, sondern entsteht durch eine Reihe von Umwandlungen von Ethylendiamin (ET) durch die Darmflora. UA ist ein Produkt des ET-Stoffwechsels durch Darmmikroorganismen. ET-reiche Nahrungsmittel passieren Magen und Dünndarm und werden schließlich im Dickdarm hauptsächlich zu Uro-A verstoffwechselt. Geringe Mengen an Uro-A lassen sich auch im unteren Dünndarm nachweisen.

Als natürliche Polyphenole haben Ethylenglykol (ET) aufgrund ihrer vielfältigen biologischen Aktivitäten, wie antioxidativer, entzündungshemmender, antiallergischer und antiviraler Wirkung, großes Interesse geweckt. Neben ihrem Vorkommen in Lebensmitteln wie Granatäpfeln, Erdbeeren, Walnüssen, Himbeeren und Mandeln finden sich ET auch in Galläpfeln, Granatapfelschalen, Myrobalane, Dimininus, Geranie, Betelnuss, Sanddornblättern, Phyllanthus, Uncaria und Sanguisorba sowie in chinesischen Heilpflanzen wie Phyllanthus emblica und Odermennig.

Die Hydroxylgruppe in der Molekülstruktur von Endothelinen (ETs) ist relativ polar, was die Absorption durch die Darmwand erschwert und zu einer sehr geringen Bioverfügbarkeit führt. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass ETs nach der Einnahme im menschlichen Körper von der Darmflora im Dickdarm metabolisiert und in Urolithin umgewandelt werden, bevor sie resorbiert werden. Im oberen Gastrointestinaltrakt werden ETs zu Ellagsäure (EA) hydrolysiert, die den Darm passiert. Die Darmflora spaltet EA weiter ab, indem sie einen Lactonring verliert und durch kontinuierliche Dehydroxylierungsreaktionen Urolithin bildet. Es gibt Hinweise darauf, dass Urolithin die Grundlage für die biologischen Wirkungen von ETs im Körper bilden könnte.

Womit hängt die Bioverfügbarkeit von Urolithin zusammen?

Wenn Sie klug sind, wissen Sie angesichts dessen vielleicht schon, womit die Bioverfügbarkeit von UA ​​zusammenhängt.

Am wichtigsten ist die Zusammensetzung des Mikrobioms, da nicht alle Mikroorganismen UA produzieren können. Der Rohstoff für UA sind Ellagitannine aus Lebensmitteln. Diese Vorstufe ist leicht verfügbar und in der Natur nahezu allgegenwärtig.

Im Darm werden Ellagitannine hydrolysiert, wodurch Ellagsäure freigesetzt wird, die von der Darmflora weiter zu Urolithin A verarbeitet wird.

Einer Studie in der Fachzeitschrift Cell zufolge können nur 40 % der Menschen Urolithin A auf natürliche Weise aus seiner Vorstufe in nutzbares Urolithin A umwandeln.

Welche Funktionen hat Urolithin A?

Anti-Aging

Die Freie-Radikal-Theorie des Alterns besagt, dass reaktive Sauerstoffspezies, die im mitochondrialen Stoffwechsel entstehen, oxidativen Stress im Körper verursachen und zum Alterungsprozess beitragen. Mitophagie spielt dabei eine wichtige Rolle für die Gesundheit und Integrität der Mitochondrien. Es wurde berichtet, dass Harnsäure (UA) die Mitophagie regulieren und somit das Potenzial besitzt, den Alterungsprozess zu verzögern. Ryu et al. fanden heraus, dass UA die mitochondriale Dysfunktion linderte und die Lebensspanne von Caenorhabditis elegans durch die Induktion von Mitophagie verlängerte. Bei Nagetieren konnte UA den altersbedingten Rückgang der Muskelfunktion umkehren, was darauf hindeutet, dass UA die Mitochondrienfunktion durch den Aufbau von Muskelmasse und die Verlängerung der Lebensspanne verbessert. Liu et al. setzten UA ein, um in alternde Hautfibroblasten einzugreifen. Die Ergebnisse zeigten, dass UA die Expression von Kollagen Typ I signifikant erhöhte und die Expression von Matrix-Metalloproteinase-1 (MMP-1) reduzierte. Es aktivierte außerdem den nukleären Faktor E2-verwandten Faktor 2 (Nrf2) und führte zu einer antioxidativen Reaktion, die intrazelluläre ROS reduzierte und dadurch ein starkes Anti-Aging-Potenzial aufwies.

Antioxidative Wirkung

Derzeit liegen zahlreiche Studien zur antioxidativen Wirkung von Urolithin vor. Unter allen Urolithin-Metaboliten besitzt Uro-A die stärkste antioxidative Aktivität, nach Proanthocyanidin-Oligomeren, Catechinen, Epicatechin und 3,4-Dihydroxyphenylessigsäure. Der ORAC-Test (Oxygen Radical Absorbance Capacity) des Plasmas gesunder Probanden zeigte einen Anstieg der antioxidativen Kapazität um 32 % nach 0,5 Stunden Granatapfelsaftkonsum, während der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) sich nicht signifikant veränderte. In vitro-Experimente an Neuro-2a-Zellen ergaben hingegen, dass Uro-A den ROS-Gehalt in den Zellen senken kann. Diese Ergebnisse deuten auf eine starke antioxidative Wirkung von Uro-A hin.

03. Urolithin A und kardiovaskuläre und zerebrovaskuläre Erkrankungen

Die weltweite Häufigkeit von Herz-Kreislauf-Erkrankungen nimmt jährlich zu, und die Sterblichkeitsrate bleibt hoch. Dies erhöht nicht nur die soziale und wirtschaftliche Belastung, sondern beeinträchtigt auch die Lebensqualität der Betroffenen erheblich. Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind multifaktoriell bedingt. Entzündungen können das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen. Oxidativer Stress spielt eine Rolle in der Pathogenese von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Es gibt Hinweise darauf, dass Stoffwechselprodukte von Darmbakterien mit dem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen assoziiert sind.

Harnsäure (UA) besitzt nachweislich starke entzündungshemmende und antioxidative Eigenschaften, und entsprechende Studien bestätigen ihre positive Wirkung bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Savi et al. nutzten ein diabetisches Rattenmodell für In-vivo-Studien zur diabetischen Kardiomyopathie und stellten fest, dass UA die initiale Entzündungsreaktion des Myokardgewebes auf Hyperglykämie reduzieren, das myokardiale Mikromilieu verbessern und die Erholung der Kontraktilität und Kalziumdynamik der Kardiomyozyten fördern kann. Dies deutet darauf hin, dass UA als unterstützendes Medikament zur Behandlung der diabetischen Kardiomyopathie und zur Prävention ihrer Komplikationen eingesetzt werden kann.

UA kann die Mitochondrien- und Muskelfunktion durch die Induktion von Mitophagie verbessern. Herzmitochondrien sind wichtige Organellen, die für die Produktion von energiereichem ATP verantwortlich sind. Mitochondriale Dysfunktion ist die Hauptursache von Herzinsuffizienz und gilt daher als potenzielles therapeutisches Ziel. Aus diesem Grund hat sich UA auch zu einem neuen Wirkstoffkandidaten für die Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen entwickelt.

Urolithin A und neurologische Erkrankungen

Neuroinflammation spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen. Apoptose, ausgelöst durch oxidativen Stress und abnorme Proteinaggregation, führt häufig zu Neuroinflammation, und die dabei freigesetzten proinflammatorischen Zytokine beeinflussen die Neurodegeneration.

Studien haben gezeigt, dass Harnsäure (UA) entzündungshemmend wirkt, indem sie Autophagie induziert und den Deacetylierungsmechanismus des stillen Signalregulators 1 (SIRT-1) aktiviert. Dadurch hemmt sie Neuroinflammation und Neurotoxizität und beugt Neurodegeneration vor, was darauf hindeutet, dass UA ein wirksames neuroprotektives Mittel ist. Gleichzeitig zeigen einige Studien, dass UA neuroprotektive Effekte auch durch das direkte Abfangen freier Radikale und die Hemmung von Oxidasen entfalten kann.

Studien haben gezeigt, dass Granatapfelsaft neuroprotektiv wirkt, indem er die Aktivität der mitochondrialen Aldehyddehydrogenase erhöht, den Spiegel des antiapoptotischen Proteins Bcl-xL aufrechterhält, die Aggregation von α-Synuclein und oxidative Schäden reduziert sowie die neuronale Aktivität und Stabilität beeinflusst. Urolithinverbindungen sind Stoffwechselprodukte und Wirkungskomponenten von Ellagitanninen im Körper und weisen biologische Aktivitäten wie Entzündungshemmung, antioxidativen Stress und Anti-Apoptose auf. Urolithin kann seine neuroprotektive Wirkung durch die Blut-Hirn-Schranke entfalten und ist ein potenziell wirksames niedermolekulares Molekül zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen.

Urolithin A und degenerative Gelenk- und Wirbelsäulenerkrankungen

Degenerative Erkrankungen werden durch verschiedene Faktoren wie Alterung, Belastung und Traumata verursacht. Die häufigsten degenerativen Gelenkerkrankungen sind Arthrose (OA) und die degenerative Wirbelsäulenerkrankung Bandscheibendegeneration (IDD). Sie können Schmerzen und Bewegungseinschränkungen verursachen, was zu Arbeitsausfällen führt und die öffentliche Gesundheit ernsthaft gefährdet. Der Wirkmechanismus von Ursodeoxycholsäure (UA) bei der Behandlung der degenerativen Wirbelsäulenerkrankung IDD könnte mit der Verzögerung der Apoptose von Nucleus-pulposus-Zellen (NP-Zellen) zusammenhängen. Der NP ist ein wichtiger Bestandteil der Bandscheibe. Er erhält die biologische Funktion der Bandscheibe aufrecht, indem er den Druck verteilt und die Matrixhomöostase aufrechterhält. Studien haben gezeigt, dass UA die Mitophagie durch Aktivierung des AMPK-Signalwegs induziert und dadurch die durch tert-Butylhydroperoxid (t-BHP) induzierte Apoptose von NP-Zellen aus humanen Osteosarkomzellen hemmt und die Bandscheibendegeneration reduziert.

Urolithin A und Stoffwechselerkrankungen

Die Häufigkeit von Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas und Diabetes nimmt jährlich zu. Die positiven Auswirkungen von Polyphenolen aus der Nahrung auf die menschliche Gesundheit wurden vielfach bestätigt und haben sich als vielversprechend für die Prävention und Behandlung dieser Erkrankungen erwiesen. Granatapfel-Polyphenole und ihr Darmmetabolit Harnsäure (UA) können klinische Indikatoren im Zusammenhang mit Stoffwechselerkrankungen verbessern, darunter Lipase, α-Glucosidase und Dipeptidylpeptidase-4 (DPP-4), die am Glukose- und Fettsäurestoffwechsel beteiligt sind, sowie verwandte Gene wie Adiponektin, PPARγ, GLUT4 und FABP4, die die Adipozytendifferenzierung und die Triglycerid-Akkumulation beeinflussen.

Darüber hinaus haben einige Studien gezeigt, dass Harnsäure (UA) das Potenzial besitzt, Symptome von Adipositas zu lindern. UA entsteht beim intestinalen Stoffwechsel von Polyphenolen. Diese Metaboliten können die Triglycerid-Akkumulation in Leberzellen und Adipozyten reduzieren. Abdulrasheed et al. induzierten Adipositas bei Wistar-Ratten durch eine fettreiche Ernährung. Die UA-Behandlung erhöhte nicht nur die Fettausscheidung im Kot, sondern reduzierte auch die Masse des viszeralen Fettgewebes und das Körpergewicht durch die Regulation von Genen, die mit Lipogenese und Fettsäureoxidation in Zusammenhang stehen. Zudem verringert UA die Fettansammlung in der Leber und den damit verbundenen oxidativen Stress. Gleichzeitig kann UA den Energieverbrauch steigern, indem es die Thermogenese im braunen Fettgewebe fördert und die Umwandlung von weißem in braunes Fettgewebe in braunes Fettgewebe induziert. Der Mechanismus besteht in der Erhöhung des Triiodthyronin-Spiegels (T3) im braunen Fettgewebe und in den Leistenfettdepots. Dies steigert die Wärmeproduktion und wirkt somit der Adipositas entgegen.

Darüber hinaus hemmt Urolithin A (UA) die Melaninproduktion. Studien haben gezeigt, dass UA die Melaninproduktion in B16-Melanomzellen signifikant reduzieren kann. Der Hauptmechanismus besteht darin, dass UA die katalytische Aktivierung der Tyrosinase durch kompetitive Hemmung der zellulären Tyrosinase beeinflusst und dadurch die Pigmentierung verringert. Daher besitzt UA das Potenzial und die Wirksamkeit, Pigmentflecken aufzuhellen. Untersuchungen zeigen außerdem, dass Urolithin A die Alterung des Immunsystems umkehren kann. Jüngste Forschungsergebnisse belegen, dass die Zugabe von Urolithin A als Nahrungsergänzungsmittel nicht nur die Vitalität des lymphatischen Systems im Immunsystem von Mäusen aktiviert, sondern auch die Aktivität hämatopoetischer Stammzellen steigert. Insgesamt demonstriert dies das Potenzial von Urolithin A, dem altersbedingten Rückgang des Immunsystems entgegenzuwirken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ursodeoxycholsäure (UA) als intestinaler Metabolit natürlicher Phytochemikalien (ETs) in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt hat. Die Forschung zu den pharmakologischen Wirkungen und Wirkmechanismen von UA ​​wird immer umfassender und detaillierter. UA ist nicht nur bei Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wirksam, sondern zeigt auch eine gute präventive und therapeutische Wirkung bei vielen klinischen Erkrankungen wie neurodegenerativen Erkrankungen und Stoffwechselerkrankungen. Darüber hinaus birgt UA großes Anwendungspotenzial im Bereich Schönheit und Gesundheit, beispielsweise zur Verzögerung der Hautalterung, zur Gewichtsreduktion und zur Hemmung der Melaninproduktion.

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