Stevia-Stoff Isosteviol: Kombination mit Antidepressiva verändert Darmflora

Süßungsmittel gelten in der Ernährung oft als neutrale Alternative zu Haushaltszucker. Eine Laboruntersuchung der MRC Toxicology Unit an der University of Cambridge liefert nun detaillierte Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen diesen Substanzen und Mikroorganismen des menschlichen Darms.

Die in der Fachzeitschrift Molecular Systems Biology veröffentlichte Arbeit analysierte systematisch, wie verschiedene Ersatzstoffe einzelne Bakterienstämme beeinflussen und welche Reaktionen auftreten, wenn Süßstoffe auf Medikamente treffen.

Umfassendes Screening offenbart zahlreiche Wechselwirkungen

Für die Versuchsreihe untersuchte das Forschungsteam um Blasche, Periwal und Patil insgesamt 39 Süßstoffe im Kontakt mit 25 Darmbakterienstämmen. Bei einer Konzentration von 50 µM und unter anaeroben Bedingungen über einen Zeitraum von 24 Stunden wurden 975 Süßstoff-Bakterien-Paare getestet.

Dabei identifizierten die Forschenden 30 bislang unbekannte Interaktionen, die 26 Süßstoffe und fünf Bakterienstämme betrafen. Insgesamt zeigten drei Viertel der untersuchten Süßstoffe Auswirkungen auf mindestens einen der analysierten Bakterienstämme. Ein konkretes Beispiel lieferte der pflanzliche Stoff Isosteviol aus Stevia: Dieser hemmte drei Bakterienarten, förderte im Gegenzug jedoch das Wachstum von Lactobacillus gasseri.

Kombinationsanalysen mit Arzneistoffen

Über die isolierte Betrachtung hinaus widmete sich die Arbeitsgruppe der MRC Toxicology Unit möglichen Wechselwirkungen mit Medikamenten. In 156 Kombinationen aus Süßstoffen und Xenobiotika mit 3.900 Interaktionen sowie weiteren 300 Tabletten-Wirkstoff-Kombinationen traten 102 signifikante Wechselwirkungen bei neun Bakterienarten auf. Davon erwiesen sich 68 als antagonistisch und 34 als synergistisch.

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Die stärkste beobachtete Synergie zeigte sich bei der gemeinsamen Verabreichung von Isosteviol und dem Antidepressivum Duloxetin, für das in den USA jährlich über 18 Millionen Verschreibungen verzeichnet werden. Die Kombination hemmte das Wachstum von Roseburia intestinalis und Parabacteroides merdae. Im Gegensatz dazu wirkte Vanillin puffernd auf Saccharin gegenüber Bifidobacterium adolescentis.

Folgen für Bakteriengemeinschaften und Stoffwechselprodukte

In einer komplexeren Modellgemeinschaft aus 25 Bakterienstämmen führte das Zusammenspiel von Isosteviol und Duloxetin zu einer Verringerung der Diversität. Neben Roseburia intestinalis und Parabacteroides merdae wurden auch Segatella copri, Bacteroides uniformis und Phocaeicola vulgatus depletiert.

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Gleichzeitig veränderten sich wesentliche Stoffwechselprodukte der Mikroben. Bei Roseburia intestinalis stieg der Glutamingehalt um 50 Prozent (rund 65 µM), während die Buttersäurekonzentration um 25 Prozent (etwa 0,6 mM) sank. Bei Parabacteroides merdae veränderte sich der Asparaginspiegel um plus/minus 200 µM.

Zusätzliche Tests an humanen Caco-2-Zellen ergaben, dass die Entzündungsmarker IL-6 und IL-8 um 75 Prozent sanken. Die Daten der Arbeitsgruppe verdeutlichen, dass Süßungsmittel mikrobielle Gemeinschaften im Labor nicht isoliert berühren, sondern in Kombination mit therapeutischen Wirkstoffen spezifische metabolische und mikrobiologische Verschiebungen auslösen können.