Plant Polyphenols as Inhibitors of Hydrolases are Regulators of Digestion

Abstract

Background: There are numerous reports on the use of polyphenol-containing foods and various medicinal plant preparations for the prophylaxis and therapy of metabolic diseases, such as metabolic syndrome and diabetes mellitus, respectively. One unifying aspect to the effect of these natural compounds is their ability to inhibit digestive enzymes, which is the focus of this review.

Summary: Polyphenols inhibit nonspecifically hydrolytic enzymes included in the digestion process, e.g., amylases, proteases, lipases. By that, the digestion process is protracted with different consequences as result of the incomplete absorption of monosaccharides, fatty acids, and amino acids as well as for the enhanced availability of substrates for the microbiome in ileum and colon. The resulting postprandial blood concentration of monosaccharides, fatty, and amino acids is lowered and by that different metabolic pathways proceed more slowly. As another positive result, polyphenols can also modulate the intestinal microbiome and thus mediate additional beneficial health effects.

Key messages: Many medicinal plants possess a broad spectrum of different polyphenols, thereby mediating the nonspecific inhibition of all hydrolytic enzyme activities in the gastrointestinal digestive process. As a consequence of the slowing down of digestive processes, risk factors for the development of metabolic disorders are reduced and the health of the patients with metabolic syndrome improves.

<title>Hintergrund</title>Es gibt zahlreiche Berichte über die Verwendung von polyphenolhaltigen Lebensmitteln und verschiedenen Arzneilpflanzenpräparaten zur Prophylaxe und Therapie von Stoffwechselkrankheiten wie dem metabolischen Syndrom und Diabetes mellitus. Ein übergreifender Aspekt der Wirkung dieser Naturstoffe ist ihre Fähigkeit, Verdauungsenzyme zu hemmen, was im Mittelpunkt dieser Übersicht steht.<title>Zusammenfassung</title>Polyphenole hemmen unspezifisch hydrolytische Enzyme, die am Verdauungsprozess beteiligt sind, z.B. Amylasen, Proteasen, Lipasen. Dadurch wird der Verdauungsprozess verzögert, was sich in einer unvollständigen Resorption von Monosacchariden, Fettsäuren und Aminosäuren sowie in einer erhöhten Verfügbarkeit von Substraten für das Mikrobiom im Ileum und Kolon äußert. Dadurch wird die postprandiale Blutkonzentration von Monosacchariden, Fettsäuren und Aminosäuren gesenkt und verschiedene Stoffwechselwege laufen langsamer ab. Ein weiteres positives Ergebnis ist, dass Polyphenole auch das intestinale Mikrobiom modulieren können und damit zusätzliche positive Gesundheitseffekte vermitteln.<title>Kernaussagen</title>Viele Arzneipflanzen verfügen über ein breites Spektrum verschiedener Polyphenole, die eine unspezifische Hemmung aller hydrolytischen Enzymaktivitäten im gastrointestinalen Verdauungsprozess bewirken. Durch die Verlangsamung der Verdauungsprozesse werden Risikofaktoren für die Entwicklung von Stoffwechselstörungen reduziert und der Gesundheitszustand von Patienten mit metabolischem Syndrom verbessert.

Keywords: Digestion; Enzyme inhibition; Hydrolases; Phytotherapy; Polyphenols.