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Nr. 88, 22.10.2016  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE  Feedback 

Verpacktes Vitamin

Das Vitamin Niacin wirkt im Dickdarm entzündungshemmend. Damit es in aus­reichenden Mengen dorthin gelangt, sind tech­nische Tricks erforderlich.


Die Idee, mit Stoffen aus der Nahrung chronische Entzündungen im Darm zu unterbinden, wurde nach einer vielbeachteten Studie aus dem Jahr 2012 geboren. Damals hatte die Arbeitsgruppe von Professor Philipp Rosenstiel, Institut für Klinische Molekularbiologie der Universität Kiel, die besondere Rolle des Eiweißbausteins Tryptophan im Tierexperiment nachgewiesen. Rosenstiel und sein Team fanden heraus, dass ein Mangel an Tryptophan das Immunsystem im Darm stört und sich dadurch die Zusammensetzung der Darmbakterien veränderte. Die Folge: Die Mäuse waren anfälliger für Durchfälle und Entzündungen. Bei tryptophanreicher Ernährung klangen die Entzündungssymptome ab, die Zusammensetzung der Darmbakterien normalisierte sich und die Tiere waren weniger anfällig für eine neue Erkrankung.

Mit der Umsetzung dieser Idee be schäftigt sich seit 2015 ein Projekt des Ex zel lenz clusters Entzündungsforschung. Dabei konzentrieren sich die beteiligten Arbeitsgruppen aus der Lebensmitteltechnologie, der Ernährungsmedizin und der Molekularbiologie allerdings nicht auf die Aminosäure Tryptophan, sondern auf ein Produkt des Tryptophanstoffwechsels: das Niacin. Niacin ist der Oberbegriff für die Vitamine Nicotinsäureamid und Nicotinsäure. Diese Stoffe sind einfacher zu verabreichen als der Proteinbaustein Tryptophan. Und auch für Niacin wurde im Tierexperiment gezeigt, dass es die Entzündung im Darm verringert.

Das Problem dabei: Für eine entsprechende Wirkung im Darm muss das Vitamin dort in größeren Mengen direkt an der Dickdarmschleimhaut vorliegen. Dies ist weder durch eine normale Ernährung noch durch eine zusätzliche Vitamingabe zu erreichen. Denn Niacin wird im Magen und im oberen Dünndarm ins Blut aufgenommen und anschließend verstoffwechselt. Im Dickdarm kommt nur ein Bruchteil der aufgenommenen Menge an. Und die hochdosierte Gabe verbietet sich, denn: »Bei Menschen gibt es Höchstmengen für die Zufuhr. Man darf mit der Nahrung nur bestimmte Mengen aufnehmen, da Nicotinamid auch Nebenwirkungen haben kann«, erklärt Projektkoordinator Professor Matthias Laudes, Leiter der Ernährungs- und Stoffwechselmedizin an der Klinik für Innere Medizin I (Direktor: Professor Stefan Schreiber). Um im Dickdarm ausreichende Mengen des Vitamins zu erreichen, muss daher die Aufnahme ins Blut verhindert werden.

Der Trick ist, das Vitamin so zu verpacken, dass es die Magen- und Dünndarmpassage Dünndarmpassage übersteht und gezielt im Dickdarm freigesetzt wird. Wichtig dabei ist, dass das »Verpackungsmaterial « für Lebensmittel zugelassen sein muss, »wenn es nachher als funktionelles Lebensmittel oder als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden soll«, erklärt Eva-Maria Theismann. Die Doktorandin in der Abteilung Lebensmitteltechnologie (Leitung: Professorin Karin Schwarz) hat das passende Umhüllungsmaterial gefunden und kleine Vitaminkügelchen mittels Sprühverfahren ummantelt. »Das Coating ist das Herzstück der Mikroverkapselung. Dafür haben wir auch ein Patent. Wir haben eine spezielle Formulierung entwickelt, die das Vitamin gezielt im gewünschten Darmabschnitt freilässt.«

Dabei machte sich die Lebensmitteltechnologin die unterschiedlichen pH-Werte in den einzelnen Abschnitten des Magen-Darm-Trakts zunutze. »Das Coating muss dem sauren pH-Wert im Magen und der Dünndarmpassage standhalten und sich erst im Dickdarm bei höheren pH-Werten auflösen.«

Dieser Schritt ist geschafft. Nachdem Theismann im Reagenzglas nachweisen konnte, dass die winzigen Kügelchen erst bei höheren pH-Werten das Vitamin in die Umgebung abgeben, startete der erste Versuch in der Klinik mit 20 gesunden Freiwilligen. »Die Frage war, wie viel können wir maximal geben, um Blutspiegel zu erreichen, die unter dem liegen, was vom Lebensmittelgesetz als Grenze angegeben wird«, sagt Laudes. Die Testpersonen erhielten das Vitamin in aufsteigender Dosis. Nach jeweils 12 Stunden wurde der Vitaminspiegel im Blut kontrolliert. Das Ergebnis stimmt den Ernährungsmediziner optimistisch. »Es wird zwar ein bisschen ins Blut resorbiert, aber man erreicht auch bei hoher Dosierung nicht die Blutspiegel, die maximal erlaubt wären, wenn man das Vitamin unverkapselt nehmen würde.«

Als feines weißes Pulver liegt das Vitamin Niacin ursprünglich vor (Bild links). Mittels Sprühgranulation werden daraus kleine Kügelchen. Diese erhalten im nächsten Schritt eine spezielle Schutzschicht (Coating). Die jetzt gelben Kügelchen sind für Verdauungssäfte in Magen und Dünndarm unangreifbar (mittleres Bild). Erst im Dickdarm löst sich die Hülle und das Vitamin wird frei. Die Kügelchen werden für die Versuche in einer magenlöslichen Gelatinekapsel verabreicht, da sie so einfacher zu dosieren sind (Bild rechts). Foto: pur.pur

Untersucht wurden auch die Effekte auf die Bakterien im Darm. Zwar wurden deutliche Unter­schiede in der Zusammensetzung der Darmflora nachgewiesen. Weitere Rückschlüsse ließen sich daraus wegen der kleinen Fallzahl jedoch nicht ziehen. Als nächstes möchte Laudes die Prüfsubstanz Menschen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen geben, um einen möglichen Einfluss auf die Entzündung nachzuweisen.

Kerstin Nees
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