Bioavailability of ellagitannins from cambuci (Campomanesia Phaea Berg) in healthy and obese subjects / Avaliação da biodisponibilidade dos elagitaninos de cambuci (Campomanesia phaea Berg) em indivíduos saudáveis e com sobrepeso/obesidade

Cambuci (Campomanesia phaea Berg) is a native fruit of the Atlantic Coastal Forest, belonging to the Myrtaceae family, rich in ellagitannins (ET), proanthocyanidins and other bioactive phenolic compounds (BPCs) related to beneficial effects to human health, such as systemic inflammation and attenuation of insulin resistance. Evidence indicates that the beneficial effects of some BPCs, such as ellagitannins, are associated to their chronic intake and the action of the metabolites produced. Urolithins are the main metabolites produced after consumption from a rich source of ellagitannins. According to the metabolite produced, subjects can be classified into metabotypes (A, B e 0). However, nothing is known about the uptake and metabolism of BPC from cambuci. Thus, the objectives of this study were the physical-chemical characterization of cambuci pulp, identification of BPC profile and the determination of their bioavailability in healthy and overweight/obese subjects. Therefore, subjects (n = 28, being 15 healthy and 13 overweight/obese) consumed cambuci juice, and their respective urines 24 hours after drinking were collected to identify the metabolites of ellagitannins. Cambuci presented high acidity, with pH values of ~ 2.3 and titratable acidity of ~ 1.9 g citric acid equivalents/100 g fresh weight (FW), and solids content of ~7.5 ° Brix, not being characterized as a very sweet fruit. The total phenolic content was ~ 780 mg gallic acid/100 mL juice. The total amount of flavan-3-ols found in the fruit was 45.45 g/kg dry weight (DW) and the main monomers identified were gallocatechin (22.25 g/kg DW) and epigallocatechin gallate (16.48 g/kg DW). The degree of polymerization of flavan3-ol was 32.78, indicating a high intensity of astringency and low bioavailability. Through LC-MS, 26 BPCs were identified, most of them being derived from ellagitannins, and among those identified, telemagrandin II and, pedunculagin. The total ellagic acid content found was ~6.2 mg/g DW, demonstrating that cambuci is a fruit rich in ellagic acid and its derivatives. The 28 volunteers who consumed cambuci juice for the bioavailability assessment were classified, for the first time, into metabotypes according to the type of urolithin produced. Metabotype A was the most prevalent (64.3%), followed by metabotype B (17.9%) and 0 (17.9%). When analyzed according to nutritional status, metabotype A was prevalent in both groups. In conclusion, the BCP profile of cambuci stands out for the presence of ET, such as telemagrandin II and pedunculagin. Due to the high degree of polymerization, no proanthocyanidin metabolites were observed. Metabotype A was the most prevalent in this study population, and nutritional status may not be a determining factor in the type of urolithin produced

O cambuci (Campomanesia phaea Berg), é um fruto nativo da mata Atlântica, pertencente à família das mirtáceas, rico em elagitaninos (ET), proantocianidinas e outros compostos bioativos fenólicos (CBF) que estão associados a vários efeitos biológicos benéficos à saúde humana, tais como atenuação inflamação sistêmica e da resistência à insulina. Evidências apontam que os efeitos benéficos de alguns CBF, como os elagitaninos, estão associados com sua ingestão crônica e à ação dos metabólitos produzidos. As urolitinas são os principais metabólitos produzidos após o consumo de uma fonte rica em elagitaninos. De acordo com o metabólito produzido, os indivíduos podem ser classificados em metabotipos (A, B e 0). No entanto, nada se sabe sobre a absorção e a metabolização dos CBF do cambuci. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram a caracterização físico-química da polpa de cambuci, a identificação dos CBF e a avaliação da biodisponibilidade dos polifenóis presentes no suco deste fruto, em seres humanos saudáveis e com sobrepeso/obesidade. Para tanto, os voluntários (n = 28, sendo 15 saudáveis e 13 obesos) consumiram suco de cambuci, e suas respectivas urinas 24 horas, após a ingestão da bebida, foram coletadas para identificação dos metabólitos de elagitaninos. O cambuci apresentou uma alta acidez, com valores de pH de ~2,3 e acidez total titulável de ~1,9 g equivalentes de ácido cítrico/100 g em base úmida (b.u.), e teor de sólidos solúveis de ~7,5 ºBrix, não sendo, portanto, muito ácido. O teor de fenólicos totais encontrado foi ~ 780 mg equivalentes de ácido gálico/100 mL de suco. A quantidade total de flavan-3-ois encontrada na polpa de cambuci foi de 45,45 g/kg em base seca (b.s.) e os principais monômeros identificados foram a galocatequina (22,25 g/kg b.s.) e a epigalocatequina galato (16,48 g/kg b.s.). O grau de polimerização do flavan-3-ol foi de 32,78 indicando uma alta intensidade de adstringência e baixa biodisponibilidade. Através de LCMS foi feita a identificação de 26 CBF, sendo sua grande maioria derivados de elagitaninos, e dentre os identificados podemos destacar telemagrandina II e pedunculagina. O teor de elagitaninos encontrado foi de ~6,2 mg/g (b.s.), demonstrando que o cambuci é um fruto rico em ácido elágico e seus derivados. Os 28 voluntários que consumiram o suco de cambuci para ensaio de biodisponibilidade foram classificados, pela primeira vez, em metabotipos de acordo com o tipo de urolitina produzida. O metabotipo A foi o mais prevalente (64,3%), seguido pelo metabotipo B (17,9%) e 0 (17,9%). Quando analisados de acordo com o estado nutricional, o metabotipo A foi prevalente em ambos os grupos. Conclui-se, portanto, que o perfil de CBF do cambuci se destaca pela presença de ET, tais como telimagrandina II e pedunculagina. Devido ao alto grau de polimerização não foram observados metabólitos de proantocianidinas. O metabotipo A foi o mais prevalente na população deste estudo, e o estado nutricional pode não ser um fator determinante no tipo de urolitina produzida

Biomarker exposure of phenolic compounds from grumixama (Eugenia brasiliensis Lam. ) in healthy human model: Metabolomic approach / Identificação de biomarcadores de exposição de compostos fenólicos degrumixama (Eugenia brasiliensis Lam. ): Abordagem metabolômica

The fruits and vegetables intake has been associated to the reduction of chronic non-communicable disease incidence, such as cancer, metabolic syndrome and cardiovascular diseases. The biological activities attribute to them has been related mainly to the phenolic compounds, such as flavonoids and ellagitannins, presents in their composition. However, the bioavailability and influence of these compounds under human metabolism still unclear. Thus, the objective of the present study was investigate changes in human metaboloma as a result of the acute intake of the polyphenol-rich source from purple grumixama juice (Eugenia brasiliensis Lam.), searching to identify possible sites of metabolic regulation. In this way, purple and yellow grumixama varieties were characterized to polyphenol profile, and a single dose of the purple grumixama juice was administered to healthy human. The purple grumixama showed be a good source of anthocyanins and ellagitannins, mainly cyanidin 3-O-glucoside and strictinin, respectively. In the clinical trial, 15 healthy subjects intake a single dose of purple grumixama juice (10 ml of juice/kg of body mass). Plasma and urine samples were collected, before and after intake (over 24 h), and analyzed by GC-MS and LC-MS. The exogenous metabolites excreted and identified in urine samples by LC-MS were identified as urolithins and phenolic acids, gut microbiota catabolites of ellagitannins and anthocyanins, respectively. Four urolithins were detected beginning excretion 4 h after juice intake, increasing over 24 h. Furthermore, four phenolic acids were identified, being the hippuric acid the majority of them. 114 metabolites were identified to urine collection points before and after intake (1-2 h and 2-4 h) by CG-MS, being 17 amino acids, 7 other classes, 47 organic acids and 43 unknown compounds. A OPLS-DA discriminated the metabolites changed by the grumixama juice intake. The pathway analysis showed that juice intake influenced mainly three metabolic pathways: glyoxylate and dicarboxylate metabolism (up-regulated), beta-alanine metabolism (down-regulated), and phenylalanine metabolism (up-regulated), being these pathways related to energetic metabolism. Furthermore, the purple and yellow grumixama fruits extracts were evaluated in animal model of obesity and insulin resistance (C57BL/6J mice) induced by high fatty and high sugar diet. The treatment, during 8 weeks, promoted lipid metabolism modulation. As conclusions, purple grumixama showed to be a good source of anthocyanins and ellagitannins, and the interaction among the metabolites from fruits and endogenous metabolites can be related to changes in energetic metabolism and amino acid metabolism. However, more studies are necessary to elucidate and validate these hypotheses

O consumo de frutas e verduras na dieta está associado à redução da incidência de doenças crônicas não transmissíveis entre eles câncer, síndrome metabólica e doenças cardiovasculares. A atividade biológica atribuída à ingestão desses alimentos é relacionada principalmente à presença de compostos bioativos, entre eles os compostos fenólicos, tais como flavonoides e elagitaninos. Contudo, a biodisponibilidade e a influência destes compostos no metabolismo humano não estão estabelecidas. Assim, o objetivo geral do presente estudo foi investigar as alterações no metaboloma humano decorrente da ingestão de uma fonte rica em compostos fenólicos, o suco da grumixama roxa (Eugenia brasiliensis Lam.), buscando identificar possíveis pontos de regulação do metabolismo. Para isto, a grumixama, variedades amarela e roxa, foram caracterizadas quanto ao seu perfil de compostos fenólicos e administradas na forma de suco, em dose única, a voluntários saudáveis. A grumixama roxa se mostrou rica em antocianinas e elagitaninos, principalmente cianidina 3-O-glicosídeo e a strictinina, respectivamente. Para o ensaio clínico, 15 voluntários saudáveis consumiram, em dose única, suco de grumixama roxa (10 ml de suco/kg de peso corporal). Amostras de plasma e urina foram coletadas em diferentes tempos durante 24 h após ingestão e analisados por CG-MS e LC-ESI-MS/MS. Os metabólitos exógenos excretados na urina foram identificados como urolitinas e ácidos fenólicos, derivados da degradação, principalmente, pela microbiota dos elagitaninos e das antocianinas, respectivamente. Quatro urolitinas (A, B, C e D) foram encontradas na urina, principalmente como metabólitos de fase II, detectados a partir de 4 h após a ingestão do suco com aumento na concentração observado até 24h. Além disso, quatro ácidos fenólicos foram identificados, destes o ácido hipúrico como majoritário. 114 metabólitos, entre eles, 17 aminoácidos, 47 ácidos orgânicos, 7 outras classes de compostos e 43 compostos desconhecidos foram identificados por CG-MS, para os tempos de coleta de urina antes da ingestão de suco de grumixama (T0) e para os períodos de 1-2 h e 2-4 h após a ingestão. A OPLS-DA foi utilizada para descriminar os metabólitos alterados pela ingestão de suco de grumixama. A análise das vias metabólicas mostrou que a ingestão do suco de grumixama influenciou principalmente em três vias metabólicas: metabolismo do glioxilato e dicarboxilato (up-regulated), da beta-alanina (down-regulated) e da fenilalanina (up-regulated), sendo essas direcionadas ao metabolismo energético. Além disso, os extratos de grumixama roxa e amarela também foram testados em modelo animal (camundongo C57BL/6J) de obesidade e resistência à insulina induzido por uma dieta rica em lipídeos e açúcares. O tratamento com os extratos, concomitante à dieta e durante 8 semanas, promoveu modulação significativa do metabolismo lipídico. Como conclusões, a grumixama roxa mostrou ser uma boa fonte de antocianinas e elagitaninos, e a interação entre metabólitos oriundos da ingestão do fruto e dos metabólitos endógenos podem estar relacionados com alterações nos metabolismos de aminoácidos e energético. No entanto, mais estudos são necessários para elucidar e validar as hipóteses geradas