05.2015 – „Estrogeny roślinne.”

maj 2015, nr 105/83 online
 
   Na estrogeny roślinne – fitohormony po raz pierwszy zwrócono szczególną uwagę za sprawą wyników badań prowadzonych na Dalekim Wschodzie, w których to wykazano m.in. związek pomiędzy bardzo niewielką liczbą zachorowań na hormonozależne nowotwory piersi, jak również choroby naczyniowe u kobiet, a dietą w której dominowały potrawy bogate w soję oraz inne rośliny będące obfitym źródłem fitoestrogenów, takie jak Pueraria lobata czy Centella asiatica. Na dodatek, w krajach Azji odnotowywano dużo mniejszą liczbę zachorowań na osteoporozę w stosunku do liczby zaobserwowanej na obszarach Europy Zachodniej i Ameryki Północnej. A Japończycy i Chińczycy znacznie rzadziej chorowali na raka prostaty niżeli mieszkańcy Europy. Właśnie te odkrycia przyczyniły się do zwrócenia uwagi świata nauki na fitoestrogeny, poszukiwania nowych rodzajów, struktur, odkrywania mechanizmów działania, poznawania szlaków ich metabolizmu. To zapoczątkowało karierę hormonów roślinnych w kosmetyce, profilaktyce, dietetyce i medycynie. Dotychczas najwięcej informacji na temat dobroczynnego wpływu estrogenów roślinnych można znaleźć w zakresie zastosowania preparatów fitoestrogenowych w łagodzeniu neurowegetatywnych objawów klimakterium. Używane są one w substytucyjnej hormonalnej terapii zastępczej (HTZ), skutecznej w okresie menopauzy. Temat estrogenów roślinnych w HTZ szeroko podejmowany jest w prasie fachowej, dlatego też w poniższym artykule zostaną zaprezentowane inne, nie związane bezpośrednio ze stanem przekwitania zastosowania fitoestrogenów.
   Fitoestrogeny to związki o budowie niesteroidowej, które w przyrodzie syntetyzowane są z fenylopropanoidów i prostych fenoli. Występują w roślinach z różnych rodzin, jak trawy (Gramineae), motylkowate (Papilionaceae), krzyżowe (Cruciferae), psiankowate (Solanaceae) i dyniowate (Cucurbitaceae). Pełnią w nich funkcje grzybobójcze, budulcowe oraz antyutleniające. Mogą także chronić roślinę przed promieniami UV, indukować procesy chemotaksji np. dla Rhizobium. Udowodniono także ich czynny udział w kiełkowaniu pyłku i sygnalizowaniu stresu. Zawartość fitoestrogenów zależy od gatunku, odmiany, części rośliny, ale co ciekawe, także determinowana jest przez warunki geograficzne i czynniki atmosferyczne panujące na danym terenie. Często zdarza się, iż pojedyncze rośliny zawierają więcej niż jedną klasę fitoestrogenów, tak dzieje się w przypadku np. soi.
   Źródłem fitoestrogenów są nie tylko rośliny i produkty pochodzenia roślinnego. Można je odnaleźć także w wielu zbiornikach wodnych, do których opisywane związki dostają się w wyniku rozkładu roślin. Takie – występujące w naturze fitoestrogeny i mykoestrogeny (zearalenon, zearalenol) wraz z wytwarzanymi przez człowieka ksenoestrogenami zalicza się do tzw. estrogenów środowiskowych.
   Fitoestrogeny wykazują działanie biologiczne zbliżone do ludzkich hormonów steroidowych – estrogenów. Związanie estrogenu z receptorem doprowadza zawsze do powstania dimeru, co jest natomiast sygnałem do wzmożenia ekspresji genu reagującego na estrogen. Celem tego działania jest synteza białka wrażliwego na działanie estrogenu (ERE – estrogen response element) – wówczas to zostaje osiągnięty odpowiedni efekt biologiczny. Tu ujawnia się różnica w aktywności hormonalnej pomiędzy estrogenami, a fitoestrogenami, mianowicie jest ona związana z tym, że roślinne związki nie są w stanie stymulować pełnej odpowiedzi estrogenowej. W docelowych komórkach mogą jedynie po części naśladować ich funkcje, jak również dodatkowo – funkcjonować w stosunku do nich przeciwstawnie (SERMs, tzw. selektywne modulatory receptora estrogenowego). Antagonistyczny mechanizm działania fitoestrogenów w stosunku do estrogenów związany jest z brakiem utworzenia dimeru lub z wytworzeniem oligomeru o konfiguracji niezdolnej do aktywacji ERE podczas wiązania z receptorem estrogenowym. Wykazano również, iż fitoestrogeny posiadają kilkakrotnie większe powinowactwo do receptorów estrogenowych β (zlokalizowanych w mózgu, kościach, naczyniach krwionośnych, płucach i jelitach) niżeli do receptorów ὰ (występujących w endometrium macicy i zrębie jajników). Wewnątrzkomórkowy mechanizm działania fitoestrogenów, poza oddziaływaniem na ERE może być związany także z wpływem na aktywność enzymów odpowiedzialnych za syntezę i metabolizm samych estrogenów. Badania wykazały także działanie opisywanych związków na funkcje niektórych komórek za pośrednictwem mechanizmów, które nie są związane z estrogenami. Mogą m.in. aktywować receptory serotoninergiczne, IGF – 1 (insulinopodobny czynnik wzrostu), wiązać wolne rodniki, indukować metylację DNA, wpływać na działanie kinazy tyrozynowej cAMP A, cGMP, 3 – kinazy fosfatydyloinozytolu i MAP (ERK1,2, p38) kinazy, czynników transkrypcyjnych NF – kappaB, aktywność kinazową topoizomerazy, modyfikacje histonów, ekspresję RNA, jak również inne wewnątrzkomórkowe regulatory cyklu komórkowego i apoptozy. Przeważnie estrogeny roślinne w przyrodzie występują jako glikozydy lub też jako prekursory. Aktywne ich formy powstają dopiero w przewodzie pokarmowym konsumenta, poprzez szereg złożonych przemian enzymatyczno – metabolicznych. Produkty metabolizmu fitoestrogenów wydalane są z moczem i z żółcią, a te niewchłonięte i wydzielone z żółcią metabolity przetwarzane są intensywnie przez mikroflorę jelitową w jelicie grubym. Biodostępność opisywanych związków zależna jest w dużym stopniu od wchłaniania ich w przewodzie pokarmowym, a na ten element mają wpływ m.in. flora żołądkowo – jelitowa, stosowane leki, czas przebywania pokarmu w jelitach, pH treści jelit, jak również w dużej mierze elementy diety czyli tłuszcz pokarmowy, błonnik, białko oraz alkohol i inne. Obecność fitoestrogenów i ich metabolitów obserwowana jest m.in. w żółci, krwi, moczu, kale, nasieniu, ślinie, płynie prostaty i mleku kobiecym. Jak do tej pory naukowcom udało się zidentyfikować i oznaczyć kilka klas fitoestrogenów, z których główny trzon stanowią flawonoidy, lignany i stilbeny. Do związków o charakterze fitoestrogenów wlicza się także dihydroksychalkony, triterpenoidy i kumaryny.
   Do flawonoidów zalicza się flawanony, flawony, flawonole i izoflawonoidy. Izoflawonoidy dzieli się kolejno na cztery podstawowe rodzaje: izoflawony, izoflawanony, izoflawany i kumestany. Izoflawony (genisteina, daidzeina, formononetyna, biochanina A, glicyteina) w żywności występują w formie β-D-glikozydów lub aglikonów. Najważniejszym ich źródłem są warzywa strączkowe, a przede wszystkim soja i jej przetwory zawierające głównie daidzeiny i genisteiny. Prażone nasiona soi i mąka sojowa mogą dostarczyć 130-170 mg na 100 g. Tradycyjne orientalne produkty sojowe jak tempeh i tofu zawierają 20-70 mg izoflawonów na 100 g, w makaronie sojowym odnajdziemy 8 mg fitoestrogenów, a sosie sojowym już tylko mniej niż 0,1 mg izoflawonów na 100 g. Izoflawony występują także w innych roślinach strączkowych, takich jak soczewica, fasola szparagowa czy groch, ale są to znacznie mniejsze ilości niżeli w soi (ich stężenie w wymienionych roślinach nie przekracza 1 mg na 100 g). Niewielkie ilości izoflawonów znajdują się także w produktach zbożowych, warzywach, ziemniakach i owocach oraz w mięsie i mleku. Do fitoestrogenów należą tylko nieliczne związki z grupy kumestanów. Najlepiej poznanymi przedstawicielami są kumestrol i 4-metoksykumestrol. Kumestrol – izoflawonoid uważany jest za związek o największym potencjale estrogennym, po raz pierwszy został wyizolowany z koniczyn (Trifolium repens, Trifolium fragiferum) oraz lucerny. Najbogatsze w kumestany są kiełki soi (28 mg na 100 g suchej masy), pędy lucerny, nasiona soi i kiełki koniczyny (5,6 mg/g). Niewielkie ich ilości stwierdzono również w szpinaku.
   Warto podkreślić fakt, iż najwyższe spożycie flawonoidów, sięgające od 20 do 100 mg na dobę notowane jest w krajach azjatyckich, gdzie w Europie i na obszarze Ameryki Północnej wynosi ono jedynie 0,2-5 mg/dzień. Spowodowane jest to faktem, że w krajach zachodnich konsumuje się duże ilości mięsa i węglowodanów, natomiast konsumpcja produktów strączkowych, w tym soi jest wielce ograniczona. Problem ten dotyczy także Polski, gdzie soja i jej produkty są mało popularne i przyjmowane sporadycznie w niewielkich ilościach.
   Do kolejnej klasy estrogenów roślinnych – lignanów należą głównie sekoizolarycyrezinol, matairezinol larycyrezinol oraz pinorezinol. Są to dimery fenylopropanoidow wstępujące w roślinach w formie glikozydów, a w organizmie ludzkim przekształcane są do aktywnego enterolaktonu i enterodiolu. Dwa pierwsze związki występują w największych ilościach w nasionach lnu i słonecznika (około 0,8 mg/g świeżej masy). Mniejsze ilości lignanów odnaleźć można w pełnoziarnistych produktach zbożowych, niektórych ziołach, warzywach (marchew, cebula, szczypior), owocach (jabłka, jagody, truskawki), nasionach (sezam) i orzechach. Dodatkowo, lignany wykryto w oliwie, zielonej i czarnej herbacie oraz kawie. To właśnie lignany (pochodzące przede wszystkim z pełnoziarnistych produktów zbożowych) są głównym źródłem fitoestrogenów w diecie mieszkańców krajów zachodnich. W badaniach wykazano, iż ich udział w całkowitej ilości spożywanych fitoestrogenów wynosi od 10 do 70% (do 1 mg na dobę).
   Przedstawicielem następnej klasy fitoestrogenów – stilbenów jest resweratrol. Występuje on w skórce wielu owoców, głównie winogron (w soku 0,05 mg/ml) i morwy. W niewielkich ilościach (do 1 mg/100 g) można go odnaleźć również w orzeszkach ziemnych.
   Liczne wyniki opublikowanych doświadczeń in vitro, jak i badań epidemiologicznych wskazują na dobroczynne działanie fitoestrogenów na wielu płaszczyznach. Te należące do grupy izoflawonów mogą np. zapobiegać wystąpieniu osteoporozy. Już w 1999 roku Vincent i Fitzpatrick zapoczątkowali falę badań na zwierzętach dotyczących pozytywnego wpływu diety z opisywanymi związkami na strukturę kości. Wykazano, iż mogą one przeciwdziałać resorpcji tkanki kostnej, jak również posiadają zdolność hamowania działania komórek kościogubnych – osteoklastów i pobudzania funkcjonowania osteoblastów. Według danych, spożywanie zwyczajowo dużej ilości izoflawonów pośród mieszkańców ludności Azji, może wpływać na wzrost gęstości mineralnej kości (BMD – bone mineral density) i jej wytrzymałość mechaniczną w porównaniu do osób, w diecie których znajduje się niewiele izoflawonów. Kolejne badania, Atkinson i Ward pokazały, że wyższe niż 56,9 mg na dobę przez pół roku spożycie izoflawonów powodowało zwiększenie mineralizacji kości o 2,4% oraz wzrost gęstości kości o 2,2% w odcinku lędźwiowym kręgosłupa w grupie osób poddanych badaniu. Obecnie terapia fitoestrogenami wzbudza szerokie zainteresowanie jako element profilaktyki utraty masy kostnej. Ekstrakty izoflawonów sojowych znajdują już zastosowanie w wielu suplementach diety m.in. tych przeznaczonych dla kobiet. Jedna uwaga – podczas wzbogacania diety w produkty sojowe nie należy zapominać o odpowiedniej podaży wapnia oraz witaminy D.
   W ostatnim czasie postuluje się możliwość zastosowania fitoestrogenów w profilaktyce rozwoju miażdżycy, walce z chorobami naczyniowo – wieńcowymi, zdolności obniżenia ryzyka zachorowania na choroby cywilizacyjne. Wykazano, iż hormony roślinne zwykle funkcjonują przeciwstawnie do czynników, które sprzyjają rozwojowi chorób naczyniowych, obniżają poziom tłuszczu, przyczyniają się do zwiększenia elastyczności naczyń krwionośnych, jak również mogą zapobiegać zakrzepicy (w przeciwieństwie do estrogenów). Wyniki badań na zwierzętach dowodzą, że genisteina zwiększa ekspresję genu syntazy śródbłonkowego NO, odpowiedzialnego za rozszerzanie naczyń u szczurów z nadciśnieniem. Jak dowodzi Adlercreutz, na podstawie swoich badań epidemiologicznych w Finlandii, dieta, która była bogata w błonnik zbożowy istotnie obniżyła ryzyko śmierci z powodu choroby wieńcowej u palących mężczyzn. Konsumpcja o 10 gramów więcej błonnika redukowało ryzyko nawet o blisko 20%, a włókna roślin zbożowych wykazywały duże mocniejsze zależności niż te z warzyw czy owoców. Na tej podstawie można więc przypuszczać, że obok izoflawonów również lignany, w które bogate są włókna zbóż działają ochronnie w schorzeniach naczyń wieńcowych.
   Opisana została również rola fitohormonów w terapii nowotworów. Zaskakującym było odkrycie, że mogą one zapobiegać inicjacji i promocji nowotworów piersi. Kontrolowane badania kliniczne i metaanalizy potwierdzają ścisły związek między stosowaniem fitoestrogenów a spadkiem zapadalności na niektóre rodzaje nowotworów. Dowiedziono m.in., że systematyczne spożycie pokarmów bogatych w estrogeny roślinne może zmniejszać ryzyko zachorowania na raka okrężnicy, śluzówki macicy, jajników, jak również zapobiec wystąpieniu raka prostaty u mężczyzn. Badania epidemiologiczne wykazały, że przypadki nowotworu macicy rejestrowane są u 25 kobiet na 100 tysięcy w USA i jedynie u 2 na 100 tysięcy w Japonii i Singapurze. Dodatkowo potwierdzają one fakt, że populacje w których dieta bogata jest w fitoestrogeny w mniejszym stopniu narażone są na występowanie nowotworów o szczególnie złośliwym charakterze. Jednak, według wyników badań kliniczno- kontrolnych przeprowadzonych w grupie Azjatek i mieszkanek Kanady dowiedziono, że w ocenie chemoprewencyjnego działania wysokich dawek fitoestrogenów należy zwrócić uwagę na to, iż zamieszkujące obszar Azji kobiety zwyczajowo konsumują produkty sojowe w dużych ilościach od wczesnego dzieciństwa i że właśnie wczesna ekspozycja może mieć najistotniejszy wpływ na zmniejszenie ryzyka wystąpienia raka w wieku dojrzałym.
   Wyniki innych badań klinicznych sugerują także korzystny wpływ konsumpcji pokarmów bogatych w fitoestrogeny na przebieg cukrzycy typu II u kobiet. Dostarczanie organizmowi naturalnych izoflawonów i lignanów może wpływać korzystnie na glikemię, glikozylację białek i wrażliwość tkanek na insulinę, jak również na profil lipidowy krwi u diabetyków. Dowiedziono również, że fitoestrogeny w diecie mogą przyczynić się do obniżenia we krwi poziomu całkowitego cholesterolu i trójglicerydów. Dieta bogata w fitoestrogeny według niektórych autorów badań może usprawniać funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego i przez to wpływać na ogólną poprawę jakości życia. Prowadzono badania na grupie kobiet w wieku 60 – 75 lat. Wyniki wykazały dodatnią korelację pomiędzy spożyciem lignanów, a zdolnością do zapamiętywania, przetwarzania informacji, jak również szybkością podejmowania decyzji. Doświadczenia na zwierzętach wykazały także działanie neuroprotekcyjne fitoestrogenów. Udowodniono, że są one w stanie zapobiec zmianom zwyrodnieniowym neuronów, które odpowiedzialne są za powstawanie choroby Parkinsona i Alzheimera. Potrzeba jeszcze wielu dowodów klinicznych i epidemiologicznych, jednak naukowcy mają nadzieję, że odnaleźli światełko w tunelu, szanse leczenia w przyszłości lub zapobiegania coraz powszechniej występującym w społeczeństwie chorobom neurodegeneracyjnym.
   Prowadzi się także badania na temat wpływu fitohormonów w diecie na przebieg procesów kognitywnych. Wyniki w obecnym czasie nie są jednoznaczne. File i wsp. sugerują poprawę pamięci podczas stosowania diety bogatej w opisywane związki, natomiast Sirtori i wsp. badając grupę mieszkańców Hawajów spożywających duże ilości tofu stwierdzili osłabienie funkcji poznawczych. Badania na ten temat wciąż trwają.
   W ostatnich latach docenia się także wielce znaczenie fitohormonów w kosmetyce i kosmetologii. Rośliny bogate w fitohormony zdecydowanie poprawiają stan cery, wpływają na koloryt, nawilżenie, elastyczność jak i jędrność skóry. Stymulują produkcję kwasu hialuronowego. Aplikowane zewnętrznie zapobiegają utlenianiu i uszkadzaniu błon komórkowych. Wykazują hamujące działanie w stosunku do proteinaz, np. do kolagenazy, która rozkłada włókna skóry. Udowodniono także, że po podaniu miejscowym w kosmetykach dzięki działaniu przeciwzapalnemu, estrogeny roślinne opóźniają fizjologiczne procesy starzenia się skóry, która staje się lepiej ukrwiona i odżywiona.
   Przedstawiając dobroczynny wpływ fitoestrogenów na zdrowie człowieka nie należy lekceważyć doniesień sugerujących ich niekorzystne działanie. Część naukowców ostrzega przed możliwością wystąpienia zaburzeń czynności płciowych pod wpływem diety obfitującej w soję (w szczególności postulaty te dotyczą produktów sojowych we wczesnym dzieciństwie). Karmienie owiec koniczyną może prowadzić do problemów z wykotami. Gepardy żywione karmą z wysoką dawką roślinnych estrogenów miały problem z reprodukcją. Przepiórki natomiast, w czasie, gdy poziom fitoestrogenów w ich diecie diametralnie wzrasta, stają się bezpłodne.
   Podsumowując, stan badań nad fitoestrogenami z roku na rok niezmiernie się powiększa. Wiadomych jest wiele, ale wciąż, wraz z kolejnymi wynikami pojawiają się następne niewiadome, zapytania, niejasności na temat złożoności ich funkcjonowania w organizmie. Wciąż potrzeba pełnych informacji, oceny bezpieczeństwa w złożoności oddziaływania estrogenów roślinnych, i z uwzględnieniem tak wielu czynników, elementów środowiska i samego organizmu, różnic płci, wieku, miejsca zamieszkania, rasy, etc. Nie są znane dawki korzystne i szkodliwe, szczegółowe różnice w klasach chemicznych fitoestrogenów, interakcje z innymi lekami lub produktami dietetycznymi. Jak do tej pory brak również ścisłego określenia potencjalnych źródeł przyszłych medykamentów. Dodatkowo, samo ich oznaczenie ilościowe na poziomie analitycznym często jest problematyczne. Obecnie większość wyników badań wskazuje na dobroczynne działanie fitoestrogenów, jednak publikowane są także rezultaty, gdzie wykazano niekorzystny wpływ na funkcjonowanie organizmów. Dlatego też potrzebne są dodatkowe doświadczenia, analizy, testy, które być może wyznaczą pozycję fitoestrogenów w świecie wiedzy i dadzą pełną możliwość przełożenia jej na aspekt dietetyki, czy też swobodę stosowania w medycynie.

mgr Michał Stawarczyk
Fot. Fotolia.pl
 
Piśmiennictwo:
1. Chwała C., Gwardys A., Lamer – Zarawska E., Rośliny w kosmetyce i kosmetologii przeciwstarzeniowej, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 2013
2. Kraszewska O., Nynca A., Kamińska B., Ciereszko R. Fitoestrogeny I. Występowanie, metabolizm i znaczenie biologiczne u samic. Postępy biologii komórki, 2007, 34(1): 189-205
3. Kwiatkowska E., 2007, Fitoestrogeny sojowe w profilaktyce chorób cywilizacyjnych. Postępy fitoterapii, 2007, 4: 207-211
4. Baj T. Fitoestrogeny w objawach menopauzy, Aptekarz Polski, 2013 [online] http://archiwum.aptekarzpolski.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=1383&Itemid=86
5. Sirotkin A. V., Harrath A.H. Phytoestrogens and their effects. European Journal of Pharmacology, 2014, 15 (741): 230-236
6. Jungbauer A., Medjakovic S. Phytoestrogens and the metabolic syndrome. Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 2014, 139: 277-289
7. Prescha A., Biernat J. Wpływ fitoestrogenow pokarmowych na organizm człowieka cz. I. Występowanie fitoestrogenow w żywności oraz ich metabolizm, Bromatologia Chemia Toksykologiczna – XLI, 2008, (3): 209-214
8. Cornwell T., Cohick W., Raskin I. Dietary phytoestrogens and health. Phytochemistry, 2004, 65: 995-1016
9. Nynca A., Kraszewska O., Słomczyńska M., Ciereszko R. Fitoestrogeny. II. wewnątrzkomórkowy mechanizm działania w układzie rozrodczym samicy. Postępy Biologii Komórki, 2007, 34(1), (207 – 222)
 

Podobne wpisy