Aktywność farmakologiczna izoflawonoidów.

• Jedna z najczęściej badanych grup związków naturalnych

• Liczne badania epidemiologiczne w obrębie populacji wschodnioazjatyckiej wskazują na szereg korzyści wynikających ze stosowania diety sojowej (bogatej w izoflawonoidy):

- niższa zapadalność na nowotwory hormonozależne

- zmniejszenie zagrożenia chorób układu krążenia

- zmniejszenie ryzyka osteoporozy (zwłaszcza u kobiet)

- łagodzenie skutków menopauzy - ser tofu, sos sojowy, placuszki sojowe

soja i pluskwica groniasta

1.Typy aktywności związków izoflawonoidowych:

• aktywność hormonalna (poziom makro)

• wpływ na procesy z różnicowaniem, proliferacją i wzrostem komórek

2. Izoflawonoidy wykazują strukturę podobną do endogennych estrogenów zwierzęcych: 17-β-estradiol , genisteina

3. Izoflawonoidy wykazują powinowactwo do receptorów estrogenowych ER_α i ER_β (odkryto w zeszłym roku ER_γ ale nie wiadomo czy nie SA podtypem ER_β)

1. antagonistycznie (duże stężenie)

2. agonistycznie (małe stężenie)

ER_α:

gruczoły płciowe

ER_β:

przysadka

podwzgórze

nadnercza

płciowe (ale mniej)

4. W przeciwieństwie do estradiolu izoflawonoidy (małe stężenie) działają głównie na receptory β (podwzgórze, przysadka, płuca, grasica); 4% do α.

Składowe estrogennego działania izoflawonoidów:

↓ ↓

wiążą się z rec. ER kompetytywne blokowanie dostępu

endogennego estradiolu do ER

↓ ↓

regulacja hormonów działanie antyestrogenne

płciowych

Ponadto izoflawonoidy na drodze receptorowej mogą ingerować w proces uwalniania gonadotropin i przerywać sprzężenie zwrotne osi: podwzgórze-przysadka-gonady.

Działanie izoflawonoidów zależy od dawki.

5. Efekty hormonalnej aktywności izoflawonoidów:

• stymulacja szlaku rozrodczego u samic ssaków (krowy, gdy jedzą dużo koniczyny, która zawiera dużo soi, zwiększa się ich rozrodczość)

• u kobiet w wieku przedmenopauzalnym wpływają na długość cyklu menstruacyjnego i koncentrację hormonów płciowych wolno występujących we krwi

• u kobiet miesiączkujących dochodzi do przedłużenia fazy folikularnej, zmniejszenie poziomu LH i zwiększenie osoczowego stężenia prolaktyny

• nie stwierdzono wyraźnego wpływu fitoestrogenów sojowych na równowagę hormonalną u kobiet po menopauzie

6. Izoflawonoidy a naturalny estradiol:

• izoflawonoidy charakteryzują się niższym powinowactwem do ER niż naturalny 17-β-estradiol

• w równoważnych molekularnie dawkach działanie hormonalne izoflawonoidów jest 100000-500000 razy słabsze od estradiolu

• regularna dieta sojowa dostarcza do organizmu izoflawonoidów na poziomie 100-1000 razy wyższym niż endogenny estradiol, w stężeniach tych mogą konkurować z 17-β-estradiolem przez ER

• najsilniejsze działanie estrogenne wykazują: genisteina, daidzeina, glaucyna, formononetyna, biochanina A

• niepokój budzi fakt stosowania u niemowląt diety wyrównawczej, opartej o preparaty mlekozastępcze, przygotowywane na bazie białek sojowych

• dzieci karmione wyłącznie „mlekiem sojowym” otrzymują dziennie dawkę izoflawonoidów na poziomie ok. 20mg/kg m.c. Ilość ta przekracza 13000-20000 razy poziom estradiolu oznaczanego w surowicy niemowląt kontrolnych 5 razy wyższe niż zalecane u kobiet w czasie menopauzy

• uważa się, że długa ekspozycja dzieci na wysokie dawki fitoestrogenów może w przyszłości zaburzać funkcje układu rozrodczego (bezpłodność), zwłaszcza u chłopców

Soyamena - preparat z soi, z najlepiej określoną ilością związków czynnych, przebadany przez Katedrę

7. Wpływ izoflawonoidów na przekaźnictwo komórkowe:

• regulują przekaźnictwo sygnalizacji komórek w różnych modelach doświadczalnych In vitro

• genisteina, daidzeina, biochanina A hamują:

- aktywność kinazy tyrozynowej (jej aktywność zwiększa się w tkankach zmienionych nowotworowo).

- transformującego czynnika wzrostowego β (TGF-β) (związany z proliferacją i przerzutami).

- czynnik wzrostowy dla śródbłonka naczyń (VEGF), w zależności od dawki wspomniane związki hamują (≥25μb/ml) lub stymulują (≤0,25μg/ml)wzrost komórek, dlatego duża ostrożność w stosowaniu.

Powyższe typy aktywności wydają się szczególnie istotne w przypadku potencjalnego zastosowania izoflawonoidów w chorobach nowotworowych, ponieważ brak toksyczności izoflawonoidów.

8. Wielokierunkowa aktywność izoflawonoidów warunkuje ich złożone działanie farmakologiczne: 1. przeciwnowotworowe, 2. łagodzenie skutków menopauzy, 3.zapobieganie osteoporozie, 4. wpływ na układ sercowo-naczyniowy, 5. wpływ na OUN, 6.antydipsotropowe - leczenie uzależnień (szczególnie alkoholizmu), 7.immunostymulujące i przeciwzapalne, 8. Przeciwdrobnoustrojowe.

1. przeciwnowotworowe

• mechanizm jest złożony

• wiąże się m.in. z hormonalną aktywnością (hamowanie dehydrogenazy, reduktazy hydroksysteroidowej)

• szczególnie ważne w przypadku nowotworów hormonozależnych

9. Na działanie izoflawonoidów składa się:

• w dawkach terapeutycznych wynoszących od 113-207 mg/dobę obniżają o 25% poziom krążącego w osoczu 17-β-estradiolu i o 45% stężenie progesteronu

• hamują aktywność dehydrogenazy 3β i 17β-hydroksysteroidowej, 5α-reduktazy i aromatazy

• selektywnie wiążą się z receptorami estrogenowymi (głównie ER_β)

• powodują wzrost ekspresji receptorów estrogenowych

10. Przeciwnowotworowego działania fitoestrogenów nie można w pełni wyjaśnić, jedynie na podstawie aktywności hormonalnej tych związków.

11. Izoflawonoidy mogą zapobiegać procesom nowotworom przez:

• przekształcanie genotoksycznych metabolitów w formy nieaktywne

• wpływ na białka uczestniczące w przekazywaniu sygnałów komórkom (wpływ na apoptozę)

• hamowanie aktywności enzymów (bezpośrednio)

• hamowanie ekspresji receptorów EGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyń) na poziomie transkrypcji bądź przez bezpośrednią inhibicję kinazy tyrozyny aktywnej w wielu tkankach zmienionych nowotworowo

• indukcję czynnika transkrypcyjnego białka p53 uznawanego za jeden z najważniejszych supresorów karcynogenezy

• hamowanie aktywności topoizomerazy I i II DNA odpowiedzialnej za uszkodzenia DNA komórek

• stymulację produkcji transformującego czynnika wzrostowego β (TGF- β)

• indukcję apoptozy m.in. za pośrednictwem hamowania aktywności kinazy Akt (aktynowej)

• antyproliferacyjne działanie związane z blokadą cyklu komórkowego w fazie G2-M

• modulowanie aktywności białek regulacyjnych cyklu komórkowego, zmniejszając ekspresję cyklazy β i zwiększenie ekspresji białka p21

• hamowanie angiogenezy

12. Izoflawonoidy jako potencjalne leki przeciwnowotworowe:

• aktywność przeciwnowotworowa badana in vitro, in vivo i na szeregu linii nowotworowych pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego

• najwięcej prac dotyczy wybranych linii komórkowych ludzkich nowotworów sutka z obecnością receptorów estrogenowych (MCF-7 ER+) bądź bez receptorów estrogenowych (MDAMB231- ER-)

• wyniki badań są bardzo niejednoznaczne. Efekt działania izoflawonoidów modelu raka piersi zależy bezpośrednio od dawki fitoestrogenu oraz schematu i czasu podawania omawianych związków.

13. Badania epidemiologiczne wykazały, że genisteina może pełnić istotną rolę w zapobieganiu powstawania nowotworu sutka jedynie w przypadku podawania jej za pośrednictwem diety sojowej (u kobiet przed osiągnięciem dojrzałości płciowej).

Niskie dawki genisteiny przyjmowane przez chorą z rozpoznanym nowotworem sutka mogą stymulować proliferację estrogenowozależnego nowotworu. Po mastektomii stosować z dużą rozwagą!

14. Pytania do pacjenta:

• czy stosuje hormonalną terapię zastępczą

• czy nie rozpoznano guza

↓

Bo wtedy nie wolno podawać preparatów sojowych!

• genisteina była aktywna w przypadku przeszczepionego ortotropowo ludzkiego raka gruczołu krokowego wrażliwego na androgen, hamując proliferację komórek nowotworowych i wykazując działanie antyandrogenne i antyangiogenne SPC (soi protein concentrate) - polecany w nowotworze gruczołu krokowego

w połączeniu ze stosowaniem sterydów - muszą być stosowane razem

• działania protekcyjnego genisteiny nie wykazano jednoznacznie na linii komórek ludzkiego nowotworu jelita grubego (SW620 i HT29)

• genisteina oraz daidzeina hamowały adhezję komórek czerniaka myszy do macierzy pozakomórkowych, co wiąże się bezpośrednio z utratą inwazyjności tego nowotworu

• genisteina i daidzeina wywołują działanie przeciwproliferacyjne i przeciwprzerzutowe w raku płuc, żołądka, przełyku i pęcherza moczowego

• biochanina A działa przeciwnowotworowo, aktywuje powstawanie sygnałów na poziomie transkrypcji, dochodzi do apoptozy

15. Wnioski:

• trzeba dalszych badań by wyjaśnić rolę i ujednolicić schematy doświadczalne

• mogą być (szczególnie genisteina) stosowane w prewencji pierwotnej, w zapobieganiu powstawania zmian nowotworowych oraz ostrożnie w prewencji wtórnej, w celu ograniczenia powstawania nawrotów i przerzutowania

2. łagodzenie skutków menopauzy (zapobieganie objawom menopauzy)

• u Azjatek niezwykle rzadko występują dolegliwości związane z klimakterium (uderzenia gorąca, tachykardia, wahania nastroju, bezsenność, nadpobudliwość, suchość pochwy)

• regularne przyjmowanie fitoestrogenów w postaci pokarmu bądź preparatów leczniczych może likwidować objawy menopauzy (uzupełnienie niedoborów estrogenów)

Mechanizm działania:

• hamują nadmierną aktywność podwzgórzowego generatora impulsów GnRH występującą m.in. w przebiegu niedoboru endogennych estrogenów

• systematyczne stosowanie izoflawonoidów prowadzi do redukcji charakteryzujących się nadmierną aktywnością GnRH, skokowych wyrzutów LH, uderzeń gorąca, tachykardii i nadpobudliwości nerwowej

Przyjmowanie preparatów zawierających wyciągi z soi i pluskwicy groniastej (Cimicifuga racemosa) stanowi alternatywę dla hormonalnej terapii zastępczej (HRT).

3. zapobieganie osteoporozie

tkanka kostna degradowana, osteoklasty ulegają zrzeszotnieniu

Badania na zwierzętach:

• na samicach szczurów pozbawionych jajników (owarjektomizowane zwierzę) genisteina i daidzeina wywoływały efekt osteoprotekcyjny

• powyższe związki zapobiegały utracie masy kostnej stymulując różnicowanie osteoblastów oraz hamując resorpcję kości przez osteoklasty

• pozytywny wpływ na biochemiczne wskaźniki metabolizmu kostnego we krwi u szczurów

• zastosowanie standaryzowanych wyciągów Cimicifuga racemosa BNO1055 spowodowało zwiększenie gęstości i wytrzymałości tkanki kostnej

• u kobiet w wieku okołomenopauzalnym poddanych terapii fitoestrogenami i nie objawiały tak jednoznacznych wyników

• właściwym związkiem w organizmie który działa jest ekwol - metabolit fitoestrogenu (hydroliza), flora bakteryjna odpowiada za hydrolizę

I populacja II populacja

dobrze metabolizuje fitoestrogen gorzej metabolizuje

good ekwol producers

• 50/90 mg/dzień fitoestrogenu w znacznym stopniu osłabiło utratę masy kostnej w odcinku lędźwiowym

wspomniane związki wykazują jednocześnie minimalną aktywność naprawczą u kobiet z osteoporozą

• w wyniku syntezy chemicznej otrzymano szereg pochodnych izoflawonoidów z przeznaczeniem do stosowania zarówno w prewencji osteoporozy i zaawansowanym stadium tej choroby

• ipriflawon (7-izopropoksy-izoflawon) - jedna z najczęściej stosowanych pochodnych, niedopuszczona w Polsce

• związek ten na zwierzętach i kobietach w wieku okołomenopauzalnym hamował tworzenie osteoklastów i stymulował różnicowanie się osteoblastów

• ipriflawon hamował też obrót masy kostnej w przebiegu choroby Paget'a (kostnienie wszystkich części stawów i autodestrukcja) oraz wydalanie z moczem hydroksyproliny

Stosowanie ipriflawonu i innych pochodnych izoflawonoidów jest szczególnie celowe w przypadku nietolerancji terapii estrogenowej w dawkach chroniących kości.

4. wpływ na układ sercowo-naczyniowy

• badania epidemiologiczne wykazały, że regularne spożywanie soi chroni przez chorobami układu sercowo-naczyniowego

• mechanizm prewencji nadciśnienia tętniczego i choroby niedokrwiennej serca jest złożony:

• wpływają na metabolizm lipidów, regulują poziom całkowitego cholesterolu, też LDL i VLDL

• zmniejszają stężenie triglicerydów w surowicy krwi

• genisteina i jej pochodne hamują agregację płytek u pacjentów w wieku >40 lat, redukują jednocześnie poziom serotoniny w trombocytach (krew mniej lepka)

• zmniejszają ciśnienie rozkurczowe, korzystnie wpływają na czynniki krzepliwości krwi oraz regulują przepływ krwi w naczyniach

• wpływ na układy regulujące oksytocyny i przedsionkowego peptydu natriuretycznego

Działanie na poziomie komórkowym:

• redukcja poziomu mRNA (wątrobowego) kodującego apoproteinę A-1 (rozszerzenie naczyń krwionośnych - stwierdzono tylko na małpach)

• zwiększenie aktywności receptorów LDL

• zwiększenie syntezy tlenku azotu w komórkach śródbłonka naczyń

• hamowanie wychwytu LDL przez makrofagi w ścianie tętnic - blokowanie tworzenia blaszki miażdżycowej

Do wyników badań należy podchodzić z dużą ostrożnością.

5. wpływ na OUN

• korzystny wpływ izoflawonoidów sojowych na procesy pamięciowe, koncentrację i dobre samopoczucie. Poprawiają też długotrwałą pamięć oraz procesy kognitywne - w mózgu obecność receptorów ER_β

• pomocniczo w zespole depresji przebiegającym ze stanami lękowymi - spadek aktywności MAO i wzrost aktywności serotoniny

• w chorobie Alzheimera i Parkinsona - próby

• niepokój budzą doniesienia o regularnym spożywaniu tofu, ze starczą autrofią mózgu i przyspieszeniem określonych procesów neurodegeneracyjnych

6. antydipsotropowe - leczenie uzależnień (szczególnie alkoholizmu)

• w terapii alkoholowej

• blokowanie mitochondrialnej dehydrogenazy alkoholowej (mALDH)

• ale uważa się też, że ma złożony mechanizm

• badanie na chomiczkach syryjskich

roślina KUDZU (Piverana) korzeń Pueraria lobata - daidzeina, daidzina - po podaniu imitacja genetycznego braku mALDH

• stosowane też w nikotynizmie i innych uzależnieniach, np. kokainizmie

7. immunostymulujące i przeciwzapalne

np. zaburzenia tarczycowe u kobiet z zachwianą równowagą estrogenową (okres pokwitania, ciąża, laktacja oraz menopauza)

• roślinne fitoestrogeny mogą być wykorzystywane w leczeniu zaburzeń o podłożu autoimmunologicznym (zespół jelita drażliwego, rzekomobłoniaste zapalenie jelit) Trigonella foenum-graecum

• większy potencjał immunologiczny oraz większa ochrona przed nowotworzeniem (zwiększenie aktywności limfocytów i komórek NK)

• w leczeniu wielolekooporności (oporności wielolekowej) o podłożu immunologicznym obserwowanej podczas leczenia chorób nowotworowych - prenylowane izoflawonoidy zdolne są do hamowania nadmiernej ekspresji P-glikozydazy odpowiedzialnej za inaktywację szeregu chemioterapeutyków

• skuteczne w leczeniu alergicznego zapalenia płuc związanego m.in. z eozynofilią (hamowanie aktywności IL-5 syntetyzowanej w komórkach Th-2) - izoflawonoidy z Sophora Japonia (genisteina, genistyna, soforykozyd i orobol)

alergiczne atopowe zapalenie komórek płuc

też atopowe zapalenie skóry

8. przeciwdrobnoustrojowe

• w malarii - 8 pochodnych genisteina hamuje cykl zarodźca malarycznego - udowodniono naukowo

• w przypadku innych - badania są prowadzone

4

---