A Brassica Bioactives szerepe az emberi egészségben: helyes utat tanulmányozunk-e?

Sarai Quirante-Moya

1 Centro de Salud Callosa del Segura, Paseo Enrique Tierno Galvan, 19, E-03360 Alicante, Spanyolország; se.avg@ras_etnariuq

Paula García-Ibañez

2 CEBAS-CSIC, Növénytáplálkozási Osztály. Aquaporins Group, Campus Universitario de Espinardo-25, E-30100 Murcia, Spanyolország; se.cisc.sabec@zenabigp (P.G.-I.); [email protected] (F.Q.-M.)

3 CEBAS-CSIC, Élelmiszertudományi és Technológiai Tanszék, Fitokémiai és Egészséges Élelmiszerek Laboratóriuma, A növényi élelmiszerek minőségével, biztonságosságával és bioaktivitásával foglalkozó kutatócsoport, Campus de Espinardo-25, E-30100 Espinardo, Murcia, Spanyolország

Francisco Quirante-Moya

2 CEBAS-CSIC, Növénytáplálkozási Osztály. Aquaporins Group, Campus Universitario de Espinardo-25, E-30100 Murcia, Spanyolország; se.cisc.sabec@zenabigp (P.G.-I.); [email protected] (F.Q.-M.)

Débora Villaño

4 Egészségtudományi Kar, Gyógyszerészeti Tanszék, San Antonio de Murcia Katolikus Egyetem (UCAM), Campus de los Jerónimos, E-30107 Guadalupe, Murcia, Spanyolország; ude.macu@onallivd

Diego A. Moreno

3 CEBAS-CSIC, Élelmiszertudományi és Technológiai Tanszék, Fitokémia és Egészséges Élelmiszerek Labor, Növényi élelmiszerek minőségével, biztonságával és bioaktivitásával foglalkozó kutatócsoport, Campus de Espinardo-25, E-30100 Espinardo, Murcia, Spanyolország

Társított adatok

Absztrakt

A káposztafélék zöldségeit és alkotóelemeit, a glükozinolátokat ugyanolyan jó jelölteknek, mint étrendi koadjutánsoknak javasolták a nem fertőző betegségek (NCD) egészségének javítására. Különböző preklinikai és klinikai vizsgálatokat végeztek az elmúlt évtizedben; bizonyos aggodalmak azonban felmerültek a kidolgozott és szabványosított protokollok hiánya miatt. Az alkalmazott bioaktív vegyületek eltérő koncentrációja, a beavatkozás ideje vagy a minta nagysága, valamint a vakság hiánya olyan tényezők, amelyek befolyásolhatják a vizsgálatok eredményeit. Jelen áttekintés célja a Brassica-val kapcsolatos biomolekulákkal végzett vizsgálatok kritikus pontjainak elemzése, és javaslatot tesz néhány alapra a jövőbeni kísérletekhez az elfogultság elkerülése érdekében.

1. Bemutatkozás

Manapság a nem fertőző betegségek (NCD-k), köztük az elhízás, a cukorbetegség, a rák és más krónikus állapotok előfordulása növekszik, és világszerte magas halálozási indexet mutat (https://www.who.int/nmh/topics/es/ ). Ezek a betegségek multifaktoriálisak, de leírták, hogy az életmód, például a dohányzás vagy a mozgásszegény élet hozzájárul az NCD-k elterjedéséhez. Ennek eredményeként különféle megelőzési stratégiákat dolgoztak ki, főleg az egészséges szokások népszerűsítésére, az ülő élet elkerülésére, a dohányzásról és az alkoholos italok fogyasztásának abbahagyására, valamint az egészséges táplálkozás megőrzésének ajánlására [1]. E stratégiák fontosságának hangsúlyozására bebizonyosodott, hogy ezek a szokások fontos szerepet játszanak a szív- és érrendszeri betegségek és a II-es típusú cukorbetegség megelőzésében [2].

A glükozinolátok (GSL) és a szokásos hidrolízis termékek általános rendszere. ESP: Epithiospecifikus fehérjék.

A főzési gyakorlatoknak a GSL-ek tartalmára gyakorolt hatása és az ITC-vé/nitrillé való átalakulás mértéke szintén fontos a keresztesvirágú élelmiszerek klinikai vizsgálatokban történő felhasználásának mérlegelésekor, és a tisztázás szempontjából releváns forrás Nugrahedi et al. [12].

A sulforaphane-t Prochazka fedezte fel [13], de Fahey és munkatársai tanulmánya után széles körben ismertté vált. [14] leírja a rák megelőzésében való részvételét. Ez az úttörő tanulmány bizonyos szempontból félrevezető volt, mivel az alkalmazott eljárás (tisztított mirozináz enzim hozzáadása a brokkoli kémiai kivonataihoz) elfedhette a brokkoli normál hajlamát nitrilek képződésére. Fontos, hogy mind a természetes glükorafanin, mind a szulforafán királis szulfinilcsoportot tartalmaz az oldalláncban [15]; a természetes molekula tiszta R-izomer. Ezzel szemben néhány kereskedelmi forgalomban levő glükorafanin és szulforafán szulfinilcsoporttal rendelkezik, amely az R és S izomerek keveréke, egy félig szintetikus előállítás miatt, egy könnyebben hozzáférhető glükozinolát kémiai oxidációjával. Fontos, hogy a mesterséges racém keverék eltérő biológiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a természetes egyszeres sztereoizomer [16,17], ami fontos tény, amelyet a publikált tanulmányok értékelésekor tudni kell.

Különböző bioaktivitásokról számoltak be az ITC-k esetében, mivel ezek erős induktorai a II. Fázisú méregtelenítő enzimeknek [18], karcinogénellenes hatásuknak [19] vagy gyulladáscsökkentő tulajdonságaiknak [20]. Az alifás GSL-ek között a glükorafanin (GRA) az egyik legjobban vizsgált, mivel ebből eredő ITC, a szulforafán (SFN) sokféle tulajdonságot mutatott az emberi egészségre. Például leírták, hogy az SFN fő funkcióját a nukleáris faktor felett gyakorolja erythroid 2-hez kapcsolódó 2-es faktor (Nrf2) [13,14]. Normál körülmények között a Keap1 visszaszorítja az Nrf2 transzkripciós faktor és az antioxidáns válaszelem (ARE) néven ismert nukleáris DNS-ben lévő szekvencia motívum közötti kölcsönhatást azáltal, hogy szekvenál, és ezt követően ubikvitinációval, valamint az Nrf2 proteazomális lebontásával hajtja végre [21]. Az SFN és a Keap1 közötti kölcsönhatás azonban megzavarja az Nrf2 szuppresszióját, lehetővé téve a II. Fázisú citoprotektív fehérjék átírását [22]. Ezenkívül a vizsgálat tárgya volt az SFN beavatkozása az aktivált B sejtek (NFκB) nukleáris faktor kappa-könnyűlánc-fokozójába, csökkentve annak képességét a gyulladásos folyamatokkal kapcsolatos célszekvenciák megkötésére, mint például a tumor nekrózis faktor (TNF-a) [23].

A keresztesvirágú zöldségekben jelen lévő másik bőséges GSL a glükobrassicin (GB) [24,25], amelynek fő bomlásterméke az aszkorbigén [26]. Azonban a megfelelő indol-3-karbinol (I3C) és kondenzációs terméke, a 3,3-diindolil-metán (DIM) [27] az orvosi kutatások fő hangsúlya volt, mivel könnyen elérhetőek voltak a kereskedelemben. A glükobrassicint felfedezték, mivel a már ismert aszkorbigén [28] prekurzorai. I3C és DIM in vitro képződött, de in vivo nem. Növény pH-ján az aszkorbigén nagyon gyors képződéséből kiderül, hogy az I3C sem közbenső termék az aszkorbigén in vivo képződésében, amelynek az aszkorbinsavval a glükobrassicin lebontásában egy korábbi intermedierrel való reakciónak kell lennie. Korai szerzők (pl. Bjeldanes, az 1980-as években) az indolokat javasolták rákvédőnek; későbbi szerzők megjegyezték Janus tulajdonságait, amelyek protektorok vagy rákkeltő anyagok, a karcinogén és az indol időzítésétől függően, ahogyan például Holst és Williamson [29] és Agerbirk et al. [26].

Bár számos tanulmány kimutatta, hogy a DIM zavarja a tumorigénes és gyulladásos folyamatokban rejlő különféle jelátviteli utakat, mint például az AKT-kináz, a foszfoinozidid-3-kináz (PI3K), az NFκB-út vagy az EGFR/ERK, a pontos kölcsönhatást még nem sikerült tisztázni [30, 31]. Továbbá azt is tanulmányozták, hogy egyes ráktípusok, mint colorectalis növekedését és gyarapodását elősegítik a gyulladáscsökkentő interleukinek, például a TNFα és az IL-6 jelenléte. Ezek a molekulák aktiválják az NFκB és a STAT3 transzkripciós faktor által szabályozott utakat, előidézve és időben fenntartva a gyulladásgátló mikrokörnyezetet [32]. Ily módon elősegítik a karcinogén sejtproliferációt, a tumor inváziót, az angiogenezist és az immunszuppressziót [33]. Zou és munkatársai munkája. [34] kimutatta, hogy amikor az emberi petefészek rákos sejteket (SKOV3 és> A27809) DIM-mel kezelték, akkor a STAT3-ban csökkent szabályozást, majd a sejtek tapadásának és inváziójának későbbi gátlását figyelték meg.

Mindezek az in vitro vizsgálatok azt sugallják, hogy a keresztesvirágú zöldségek főleg a Brassica spp. (akár élelmiszerekként vagy bioaktív anyagokban gazdag összetevőként) jó jelöltként szolgálnak étrendi koadjutánsokként az NCD-k emberi egészségének javítására. Ennek eredményeként néhány klinikai és preklinikai vizsgálatot fejlesztettek ki az elmúlt hat évben. Epidemiológiai vizsgálatok összekapcsolják a GSL-ek bevitelét a szívkoszorúér-betegség vagy a 2-es típusú cukorbetegség kockázatával [35,36]. Mindazonáltal ezek a nagy kohorszokból származó információk általában táplálék-gyakorisági kérdőíveken alapulnak, ami megnehezíti a GSL-ek specifikus hatásainak megismerését a bevitelben. Másrészt ígéretes rákellenes eredményeket kaptak intervenciós vizsgálatok, de a csökkent minta nagysága miatt nem értelmezhető általánosításként [37]. Általánosságban elmondható, hogy az áttekintésünkben elemzett tanulmányok nem mutattak be kidolgozott és szabványosított protokollt, amely különbözött a komponens koncentrációjában, a beavatkozás idejében és a minta méretében. Sőt, nem mindegyikük kettős vak kialakítást mutatott be. Mindezek érdekében ez az áttekintés a Brassica-rokon biomolekulákkal végzett vizsgálatok kritikus pontjainak elemzését célozza, hogy megalapozza a jövőbeni kísérleteket és elkerülje az elfogultságokat.

2. Módszertan

Mindezen kiválasztott kritérium szerint 15 klinikai vizsgálatot választottak ki a klinikai bizonyítékok ezen kritikus vizsgálatának elvégzésére a Brassica bioaktív anyagainak felhasználásával, valamint egy kohortos vizsgálat miatt a bőséges mintaméret és a hosszú, 22 éves követési periódus miatt [35]. Elemeztük egy „szerkesztőnek írt levél” [38] elemzését is, amelyet erre a kohorsz-vizsgálatra adott válaszként nyújtottak be.

3. Az egészségpromóció klinikai bizonyítékai a Brassica bioaktív anyagokkal kritikus szempontból

A cikkek kritikai elemzésének folytatása érdekében azokat a vizsgálat időtartama és a patológia típusa szerint rövid vagy hosszú távú (S1 kiegészítő táblázat), közepes időtartamú vagy hosszúságú (S2 kiegészítő táblázat) szerint rendeztük és csoportosítottuk. ) és hosszú távú vizsgálatok (S3. kiegészítő táblázat).

3.1. Rövid idejű tanulmányok

3.2. Középhosszú tanulmányok

A közepes hosszúságú, 2 és 8 hónap közötti cikkek elemzése (S2. Táblázat) azt mutatta, hogy hármat különféle lokalizációjú rákos vizsgálatoknak szenteltek, kettő prosztatarákra, egy pedig emlőrákra terjedt ki.

Alumkal et al. [45] és Cipolla és mtsai. [46], a vizsgált fő tényező a PSA (prosztata specifikus antigén) paraméterének változása volt. Vizsgálatukban Alumkal et al. ambiciózusan kitűzte a PSA szint 50% -os csökkentésének célját 20 hetes beavatkozás után, ezt a célt nem sikerült elérni. Az elért csökkenések szignifikánsak és 3% és 20% között voltak. Mindkét vizsgálatban az is pozitív volt, hogy a beavatkozás után megnőtt a PSA mennyiségének megduplázása (a pre- és poszt-intervenció a placebo-ban 6,1-ről 16,6 hónapra [45]; 9,6-ról 31,9 hónapra) a kezelt csoportban ).

3.3. Hosszú távú tanulmányok

Végül folytattuk a hosszú távú beavatkozásokat vizsgáló cikkek elemzését (S3. Táblázat). Ezekben a munkákban különféle publikációkat találtunk a rák különböző típusairól: prosztata [48,49], emlő [37], petefészek [50] és hasnyálmirigy (pilot [51] és fejlődés [52]), valamint egy típus 2 diabetes mellitus [35] és egy levél a szerkesztőhöz [38] e tanulmány eredményeként.

A következők állnak rendelkezésre online. S1. Táblázat: Rövid idejű vizsgálatok; S2. Táblázat: Közepes hosszúságú vizsgálatok; S3. Táblázat: Hosszú távú vizsgálatok.

Szerző közreműködései

P.G.-I., D.V. és D.A.M., kidolgozták a projektet, a fő fogalmi ötleteket és az igazoló vázlatot. S.Q.-M., P.G.-I., F.Q.-M. és D.V. írta a kézirat első tervezetét. Valamennyi szerző átdolgozta és jóváhagyta a beküldött kéziratok végleges változatát. Minden szerző elolvasta és elfogadta a kézirat közzétett változatát.

Finanszírozás

Ezt a kutatást részben Fundación Seneca, a Murcia Regionális Tudományos és Technológiai Ügynökség támogatta, 20855/PI/18 projekt.

Összeférhetetlenség

A szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenség.

Lábjegyzetek

Minta elérhetősége: A vegyületek mintái nem állnak rendelkezésre a szerzőktől.