Postępy Fitoterapii - Wydawnictwo Medyczne Borgis - Fitoestrogeny sojowe w profilaktyce chorób cywilizacyjnych

*Edyta Kwiatkowska

Fitoestrogeny sojowe w profilaktyce chorób cywilizacyjnych

PHYTOESTROGENS OF SOYA IN THE PREVENTION

Katedra Organizacji i Ekonomiki Konsumpcji, Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Kierownik Katedry: dr hab. Wacław Laskowski

Summary
Isovlavones are phytoestrogens, plant compounds, they have a structural/ functional similarity to human estrogen. Dietary isoflavones appear to play a role in the prevention of a number of chronic diseases such as cancer and cardiovascular disease. Isoflavones may help maintain a healthy heart, strong bones, may support a well functioning immune system and may have the potential to reduce the risk factors that are involved in the etiology of certain cancers. Consumption of soy isoflavones may reduce the risk of cardiovascular disease and cancer both through reduction in serum lipids and by the antioxidant properties.

Key words: isoflavones, genistein, daidzein, soya, cancer, prevention

Fitoestrogeny są związkami pochodzenia roślinnego o budowie niesteroidowej, które wykazują szereg działań estrogenopodobnych. Wyróżnia się trzy klasy fitoestrogenów: izoflawony, lignany i kumestany (1). Występują one zwykle w postaci nieaktywnych glikozydów lub w formie prekursorowej (ryc. 1).

Ryc. 1. Struktura chemiczna izoflawonów.

Metabolizm i biodostępność

Aktywne formy izoflawonów o strukturze chemicznej zbliżonej do estrogenów powstają w przewodzie pokarmowym w wyniku złożonych przemian enzymatyczno-metabolicznych. Dla przykładu izoflawon genisteina powstaje z biochaniny, a daidzeina A z formononetyny. Metabolizm ten nie jest jeszcze do końca poznany.

Z badań wynika, że przemiany te zachodzą w wątrobie przy udziale enzymów I fazy (hydroksylacja, demetylacja-cytochrom P450), a także II fazy (0-metylacja, sprzęganie z kwasem glukuronowym lub siarkowym), częściowo już w jelicie (2) (ryc. 2).

Ryc. 2. Metaboliczne drogi biotransformacji aglikonów flawonoidów (3).

Dominującą formą, w jakiej flawonoidy, a zarazem izoflawony, wchłaniane są z przewodu pokarmowego, są glukuronowe pochodne tych związków. W wątrobie i nerkach zachodzi intensywne siarczanowanie i etylowanie, a powstające koniugaty wracają wraz z żółcią do przewodu pokarmowego lub są wydalane z moczem. Na intensywność metabolizmu flawonoidów wskazuje fakt, że zaledwie 1-2% niezmienionych związków wydalanych jest z moczem.

Produkty metabolizmu polifenoli są wydalane z moczem oraz z żółcią i ulegają krążeniu jelitowo-wątrobowemu.

Niewchłonięte i wydzielone z żółcią metabolity są przetwarzane przez mikroflorę jelitową (1). Procesy te zachodzą głównie w jelicie grubym.

Biodostępność flawonoidów, a w tym izoflawonów, w organizmie zależy od ich wchłaniania w przewodzie pokarmowym, a na to wpływa wiele różnych czynników: flora żołądkowo-jelitowa, stosowanie leków, a także składniki diety, takie jak tłuszcz, błonnik.

Zawartość w żywności

Najbogatszym źródłem fitoestrogenów jest soja, jej przetwory oraz nasiona roślin strączkowych (4). Analizy chemiczne związków zawartych w ziarnach soi wykazały obecność dwóch podstawowych izoflawonów: genisteiny i daidzeiny. Zawartość izoflawonów w różnych produktach sojowych została przedstawiona w tabeli 1.

Tabela 1. Zawartość izoflawonów w żywności (5).

Rodzaj produktu sojowego	Ogólna zawartość izoflawonów (mg/100 g)	Zawartość genisteiny (mg)	Zawartość daidzeiny (mg)
Mąka sojowa pełnotłusta	177,89	96,83	71,19
Mąka sojowa odtłuszczona	131,19	71,21	57,47
Płatki sojowe pełnotłuste	128,99	79,98	48,23
Ziarno soi	128,34	73,76	46,46
Izolowane proteiny sojowe	97,43	59,62	33,59
Miso mix do zupy	60,35	35,46	24,93
Natto- gotowane i fermentowane ziarna soi	58,93	29,04	21,85
Tofu smażone	48,35	28,00	17,83
Błonnik sojowy	44,43	21,68	18,80
Miso	42,55	24,56	16,13
Kiełki sojowe	40,71	21,60	19,12
Tofu świeże przygotowywane z siarczanem wapnia	23,61	13,60	9,02
Mleko sojowe	9,65	6,06	4,45
Makaron sojowy	8,50	3,70	0,90
Ser sojowy Mozzarella	7,70	3,60	1,10
Napój sojowy	7,01	4,60	2,41
Fasola mung	0,19	0,18	0,01

Najwyższe spożycie izoflawonów w diecie obserwuje się w krajach azjatyckich i sięga ono od 20 do 100 mg/dzień. W Japonii szacuje się, że spożycie to wynosi od 23 do 200 mg/dzień. W Korei dzienne spożycie izoflawonów ogółem na osobę wynosi 14,88 mg, w tym genisteiny 7,32 mg, daidzeiny 5,81 mg, glicyteiny 1,75 mg (6). W ponad 94% soja i trzy tradycyjne produkty sojowe (tofu, pasta sojowa, kiełki sojowe) są źródłem izoflawonów populacji koreańskiej (6). Dla porównania, japońscy imigranci w USA spożywają już tylko około 10 mg izoflawonów dziennie (1). Związane jest to niewątpliwie z tym, że w krajach zachodnich spożywa się dużo mięsa i węglowodanów, a znacznie mniej produktów strączkowych, w tym soi.

Działanie przeciwnowotworowe

Badania epidemiologiczne wykazują, że istnieje ścisła zależność pomiędzy spożywaniem diety bogatej w produkty sojowe, a zmniejszoną zachorowalnością na niektóre nowotwory. Dowodem na to są badania wskazujące, że w populacjach, w których jest zwyczaj spożywania potraw zawierających soję i jej przetwory (głównie kraje azjatyckie), ludzie rzadziej zapadają na nowotwory (7).

Takim przykładem może być Japonia, gdzie spożywa się dużo soi, mleka i napojów sojowych oraz fermentowanych produktów sojowych bogatych w izoflawony, które stanowią około 200 mg/dobę, a dla przykładu w USA spożycie izoflawonów nie przekracza 5 mg/dobę (8).

Wiele wyników badań epidemiologicznych wskazuje na istnienie związku przyczynowego pomiędzy spożywaniem znacznych ilości produktów sojowych, a zachorowalnością na nowotwory sutka i prostaty oraz umieralnością z powodu tych nowotworów. Badano poziom genisteiny w płynach ustrojowych różnych grup kontrolnych i stwierdzono, że w populacjach azjatyckich obserwuje się wielokrotnie wyższe stężenie tego flawonoidu w surowicy krwi (od 7 do 110 razy) niż wśród mieszkańców krajów zachodnich.

Dane epidemiologiczne dowodzą, że rak piersi występuje czterokrotnie rzadziej u kobiet azjatyckich niż u kobiet w krajach zachodnich. Oczywiście może to być w pewnym stopniu sprawa genetyki, ale dalsze badania sugerują, że czynniki żywieniowe mają tu ogromną rolę, bowiem kobiety, które wyjechały z Azji do USA, nie były już tak odporne na raka piersi jak mieszkające w Azji (8-10).

Największe znaczenie w zapobieganiu powstawania nowotworów wydaje się mieć genisteina. Spełnia ona bardzo ważne funkcje fizjologiczne (receptory estrogenów, kinazy tyrozynowe, topoizomerazy).

Przeciwnowotworowe działanie genisteiny w raku prostaty i piersi udowodniono w badaniach na zwierzętach i na hodowlach komórkowych. W badaniach na hodowlach komórkowych wykazano efekt antyproliferacyjny genisteiny, zarówno w stosunku do komórek estrogenozależnych, jak i estrogenoniezależnych (11).

Ochronne działanie genisteiny przed czynnikami kancerogennymi odbywa się na drodze różnych procesów. Jednym z najważniejszych mechanizmów jest hamujący wpływ genisteiny na aktywność kinaz tyrozynowych (PTK), które mogą być zlokalizowane w błonie komórkowej i wiązać aktywujące ligandy. Enzymy PTK pełnią bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu komórki, uczestniczą w wytwarzaniu, modulacji i przekazywaniu sygnałów chemicznych, przenoszonych od receptora do jądra komórkowego i wywołujących ekspresję genów (11).

Znaczna część kinaz tyrozynowych jest kodowana przez onkogeny. W wielu różnych rodzajach nowotworów, szczególnie raka piersi, okrężnicy i niektórych typach padaczki, stwierdzono nadmierną ekspresję PTK, stąd wynika powszechne przekonanie, że swoiste hamowanie aktywności tych enzymów przez genisteinę może mieć działanie przeciwnowotworowe (12).

Stwierdzono również, że genisteina jest inhibitorem działania topoizomerazy II i że może odgrywać pewną rolę w inicjowaniu apoptozy (13).

Ostatnio okazało się, że genisteina jest w stanie hamować również powstawanie nowych naczyń krwionośnych. Te nowo powstające naczynia krwionośne odgrywają znaczącą rolę w rozwoju nowotworów. Zatem uważa się, że genisteina nie tylko ma bezpośredni wpływ na hamowanie rozwoju nowotworów, lecz także działa pośrednio, hamując powstawanie nowych naczyń krwionośnych, a tym samym powoduje umieranie komórek nowotworowych z powodu braku tlenu i substancji odżywczych (9).

Genisteina, tak jak inne polifenole, jest również bardzo dobrym przeciwutleniaczem i chroni organizm przed negatywnym wpływem wolnych rodników.

Wang i wsp. (14), stwierdzili, że genisteina podnosi aktywność enzymów biorących udział w detoksykacji organizmu, co może mieć również wpływ na działanie przeciwnowotworowe.

Epidemiologiczne badania wykazały, że wysokie spożycie żywności bogatej w soję i jej produkty w krajach azjatyckich, takich jak Chiny, Japonia, wpływa na zmniejszenie ryzyka nowotworów piersi, prostaty i okrężnicy. Również badania in vitro i na zwierzętach sugerują, że izoflawony mogą zmniejszać ryzyko zachorowań na nowotwory u ludzi (15).

Działanie zapobiegawcze w chorobach serca

Wiele badań wskazuje, że izoflawony redukują ryzyko chorób układu krążenia (16). Badania sugerują, że zmniejszenie ryzyka chorób układu krążenia zachodzi na drodze wielorakich mechanizmów. Na przykład izolowane izoflawony podnoszą ogólnoustrojową równowagę ciśnienia tętniczego oraz hamują utlenianie LDL (17). Badania epidemiologiczne wskazują, że długoterminowe spożywanie soi i produktów sojowych, związane jest z mniejszą zachorowalnością na choroby układu krążenia. Interesujące jest to, że zachorowalność zmieniała się w przypadku osób, które z Azji wyjechały do krajów zachodnich (18). Z dostępnych badań wynika, że soja i produkty sojowe bogate w izoflawony, regulują metabolizm lipoproteidów, podnoszą poziom cholesterolu HDL, a redukują poziom LDL i VLDL, aktywność płytek krwi i ich agregację oraz poprawiają reaktywność naczyniową (19, 20).

Wiseman i wsp. (21) zaobserwowali redukcję w surowicy krwi F2-izoprostanu, który jest biomarkerem utleniania in vivo lipidów u osób, których dieta obfitowała w wysoką zawartość izoflawonów.

Fitoestrogeny w profilaktyce osteoporozy

Wyniki badań epidemiologicznych wskazują, że fitoestrogeny, szczególnie izoflawony występujące w soi i jej produktach, mogą mieć istotne znaczenie w profilaktyce osteoporozy. Izoflawon genisteina ma działanie podobne do estrogenów ludzkich i tym sposobem może przeciwdziałać resorpcji tkanki kostnej. Izoflawony mają zdolność do hamowania działania osteoklastów i pobudzania działania osteoblastów (9).

W krajach azjatyckich występuje mniej zachorowań na osteoporozę niż w innych krajach. Dowiedziono, że ma to związek z rodzajem spożywanego białka. Wydaje się, że istnieje związek między konsumpcją białka zwierzęcego, a częstością występowania złamań kości biodrowej. Im więcej spożywa się białka zwierzęcego, tym większe jest wydalanie wapnia z moczem, a to prowadzi stopniowo do osteoporozy (22).

W doświadczeniu, podczas którego grupa ochotników spożywała taką samą ilość wapnia, lecz różne były źródła białka w ich diecie wykazano, że przy spożywaniu białek sojowych wydalanie wapnia z moczem było o 50% niższe, niż u grupy spożywającej białka zwierzęce.

Wydaje się zatem, że zwiększone spożycie białka roślinnego jest równie istotne, jak zwiększenie dawki wapnia w diecie zapobiegającej powstawaniu osteoporozy (23).

Ostatnie badania wskazują, że spożywanie 100 mg dziennie produktów sojowych ma korzystny wpływ na masę i gęstość tkanki kostnej (9).

Inne badania, przeprowadzone na szczurach karmionych izolatami sojowymi dowiodły, że dieta bogata w izoflawony podnosi gęstość kości i może działać zapobiegawczo w osteoporozie (24).

Również Atkinson i Ward (25) dowodzą, że wyższe spożycie izoflawonów, rzędu 56 mg, 90 mg i więcej, przez sześć miesięcy, powodowało zwiększenie mineralizacji kości o 2,4% oraz zwiększenie gęstości kości o 2,2% w odcinku lędźwiowym kręgosłupa. Zatem dieta bogata w fitoestrogeny zapobiega złamaniom i zwiększa gęstość kości.

Badania Pottera i wsp. (26) wykazały, że wśród 66 kobiet w okresie menopauzalnym, dodatek izoflawonów w dawce około 90 mg dziennie, powodował zmniejszenie utraty masy kości w odcinku lędźwiowym.

Podsumowanie

Fitoestrogeny wykazują bardzo istotne znaczenie w profilaktyce chorób cywilizacyjnych. Najważniejsze funkcje jakie pełnią w organizmie to:

– hamowanie onkogenów,

– hamowanie karcinogenezy chemicznej,

– działanie estrogenowe,

– działanie przeciwnowotworowe,

– działanie przeciwutleniające,

– działanie antymutagenne.

Jako przeciwutleniacze, izoflawony genisteina i daidzeina, chronią komórki przed szkodliwym działaniem wolnych rodników, które przyczyniają się do wielu chorób, takich jak miażdżyca i stany zapalne. Izoflawony mogą redukować utlenianie lipoprotein LDL, co jest istotne w zapobieganiu chorób układu krążenia.

Piśmiennictwo

1. Brouns F.: Soya isoflavones: a new and promising ingredient for the health foods sector. Food Res. Intern. 2002, 35, 187. 2. Hodek P.: Flavonoids-potent and versatile biologically active compounds interacting with cytochromes P 450. Chem. Biol. Interact. 2002, 139, 141. 3. Rasmussen S.E., Breinholt V.M.: Non-nutritive bioactive food constituents of plants: Bioavailability of flavonoids. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2003, 73, 101. 4. Dixon R.A., Ferreira D.: Genistein. Phytochem. 2002, 60, 205. 5. www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/Data/isoflav/isfl_tbl.pdf. 6. Kim J-S., Kwon Ch-S.: Estimated dietary isoflavone intake of Korean population based on National Nutrition Survey. Nutr. Res. 2001, 21, 947. 7. Messina M.J., Loprinzi C.L.: Soy for breast cancer survivors a critical review of the literature. J. Nutr. 2001, 131, 3095. 8. Yamamoto S.. et al.: Soy, isoflavones and breast cancer risk in Japan. J. Natl. Cancer. Inst. 2003, 18, 95, 906. 9. Cassidy A.: Potential risk and benefits of phytoestrogen-rich diets. Int. J. Vitam. Nutr. Res, 2003, 73, 120. 10. Ziegler R.G.: Phytoestrogens and Breast Cancer. Am. J. Clin. Nutr. 2004, 79, 183. 11. Grynkiewicz G.. et al.: Bioaktywny izoflawon genisteina – perspektywy zastosowań medycznych. Post. Fitoter. 2000, 3, 15. 12. Kelloff G.J. et al.: Chemopreventive drug development: perspectives and progress. Cancer. Epidemiol. Biomarkers Prev. 1994, 3, 85. 13. Greenwald P. et al.: Diet and cancer prevention. Eur. J. Cancer. 2001, 37, 948. 14. Wang W.Q. et al.: Induction of NADPH: quinine reductase by dietary phytoestrogens in colonic Colo 205 cells. Biochem. Pharmacol. 1998, 56, 189. 15. Mason P.: Nutrition: Isoflavones. Pharm. J. 2001, 266, 16. 16. Messina M.: Soyfoods and soybean phyto-oestrogens (isoflavones) as possible alternatives to hormone replacement therapy (HRT). 17. Nestel P.: Isovlavones: effects on cardiovascular risk and functions. Intern. Congr. Series 2004, 1262, 317. 18. Adlercreutz H., Mazur W.: Phytoestrogens and western disease. Ann. Med. 1997, 29, 95. 19. Anderson J.J.B. et al.: Effects of phyto-oestrogens on tissues. Nutr. Res. Rev. 1999, 12, 75. 20. Cassidy A., Griffin B.: Phyto-oestrogens: a potential role in the prevention of CHD? Proceedings of the Nutrition Society 1999, 58, 193. 21. Wiseman H.. et al.: Isoflavone phytoestrogens consumed in soy decrease F2-isoprostane concentrations and increase resistance of low-density lipoprotein to oxidation in humans. Am. J. Clin. Nutr. 2000, 72, 395. 22. Kleszcz H.: Osteoporoza – wielki problem zdrowotny. Magazyn Medyczny 1994, 6, 34. 23. Setchell K.D.R., Cassidy A.: Dietary isoflavones – biological effects and relevance to human health. J. Nutr. 1999, 129, 758. 24. Arjmandi B.H.. et al.: Dietary soyben protein prevents bone loss in an ovariectomized rat model of osteoporosis. J. Nutr. 1996, 126, 161. 25. Atkinson S.A., Ward W.E.: Clinical nutrition: 2. The role of nutrition in the prevention and treatment of adult osteoporosis. Canad. Med. Assoc. J. 2001, 165, 1511. 26. Potter S.M. et al.: Soya protein and isoflavones: their effect on blood lipids and bone density in postmenopausal woman. Am. J. Clin. Nutr. 1998, 68, 1375.

otrzymano/received: 2007-06-19
zaakceptowano/accepted: 2007-11-15

Adres/address:
*Edyta Kwiatkowska
Katedra Ekonomiki i Organizacji Konsumpcji
Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji
SGGW w Warszawie
ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa
tel.: 0 608-185-106
e-mail: edyta705@interia.pl

Artykułu Fitoestrogeny sojowe w profilaktyce chorób cywilizacyjnych w Czytelni Medycznej Borgis.