Investigation of effects of turkish black tea polyphenols on human gut microbiota In in-vitro fermenter cultures

Abstract

İnsan bağırsak mikrobiyotası oldukça karmaşık bir içeriğe sahip olup insan yaşamındaolumlu birçok işlemde görev almaktadır. Beslenme, bağırsakta bulunan mikrobiyalpopülasyonu etkileyen birçok iç ve dış etmenlerin en başında gelmektedir. Bu çalışmada,Türkiye'de en çok tüketilen ürünlerden biri olan Türk siyah çayı polifenollerinin Türkbireyin bağırsağındaki mikrobiyal popülasyonuna etkisi; Türk siyah çayı su ekstraktının(1000 mg/L) varlığında veya yokluğunda, pH kontrollü fekal kesikli fermentörlerden 7farklı saatte (0, 4, 8, 10, 24, 30, 48) toplanan örnekler ile; kantitatif polimeraz zincirreaksiyonu (Q-PCR) ve floresan in-situ hibridizasyon (FISH) yöntemleri kullanılarakincelenmiştir. Üç fermentör örneğinin Q-PCR analizlerinin ortalama değerlerinde;Atopobium, Bacteroides-Prevotella-Porphyromonas, C. coccoides, Bifidobacterium,Enterobacteriaceae, Enterococcus, Lactobacillus grupları ve toplam bakteri sayımındakontrole göre kayda değer bir değişim gözlenmezken, FISH analizinde C. coccoides-E.rectale ve Lactobacillus-Enterococcus gruplarının üremelerinin siyah çay varlığında kaydadeğer bir şekilde arttığı (P<0.01) gözlenmiştir. Elde edilen verilere göre, Türk siyah çayıpolifenollerinin bağırsakta bulunan spesifik bakteri gruplarının kompozisyonlarınıdeğiştirebilme yetisine sahip olabileceği tespit edilmiştir. Bu yetinin, Türk siyah çayıpolifenollerinin bağırsak bakterileri tarafından metabolik dönüşümü ve/veya siyah çayıpolifenollerinin bazı bağırsak bakterileri üzerindeki antimiktobiyal etkilerinden dolayıolabileceği düşünülmektedir. Ancak, konuyla ilgili destekleyici in-vivo hayvan ve insançalışmalarına ek olarak ileri metagenomik ve metabolobik analizler gerekmektedir.

Human gut microbiota has a highly complex microbial composition and it functions inmany processes related to human well-being. Of many endogeneous and exogeneousconditions affecting gut microbial population, diet is the one, which has the most impact.The aim of the study was to evaluate the influence of Turkish black tea polyphenols (BTP)on gut microbiota of a Turkish individual. The effects of Turkish BTPs on gut microbiotaof a Turkish individual was determined in samples collected from pH controlled fecalbatch fermenters at 7 time points (0, 4, 8, 10, 24, 30, 48 h) in the presence or absence ofwater extracted BTP (1000 mg/L) by using real-time PCR (Q-PCR) and fluorescent in-situhybridization (FISH) analysis. While the mean values of three fermenter samples analyzedby Q-PCR analysis did not show any significant differences between the bacterialpopulations of Atopobium, Bacteroides-Prevotella-Porphyromonas, C. coccoides,Bifidobacterium, Enterobacteriaceae, Enterococcus and Lactobacillus groups and totalbacterial count in the presence of BTP compared to control samples, the growth of C.coccoides-E. rectale and Lactobacillus-Enterococcus groups increased significantly(P<0.01) in black tea added cultures relative to control cultures in FISH analysis. Our dataindicated that BTP might have an ability to modulate the composition of specific gutbacteria. This ability might be due to specific metabolic transformations of BTP by gutmicrobiota and/or antimicrobial properties of BTP on specific gut bacterial groups.However, further in-vivo animal and human intervention studies followed by metagenomicand metabolomic analyses are needed.