Nowa strategia ograniczania ryzyka nowotworu
„Wojna z rakiem” trwa nadal. National Cancer Institute oszacował, że w tylko ubiegłym roku, aż u 1,7 miliona Amerykanów zdiagnozowano nowotwór.1
Można odnieść wrażenie, że nie poczyniono znacznych postępów od czasu ogłoszenia „wojny z rakiem” w 1971 roku.
Naukowcy są zgodni, zapobieganie nowotworom jest najlepszą strategią walki z rakiem.
Aż 90% wszystkich nowotworów jest spowodowanych przez czynniki środowiskowe i zachowania związane ze stylem życia.2,3
W trwających cały czas badaniach, wykazano antynowotworowe działanie związków znajdujących się w brokułach i innych warzywach krzyżowych.
Badania wykazują, że wyższe spożycie warzyw krzyżowych powoduje zmniejszone ryzyko pojawienia się różnych rodzajów nowotworów.4,5
Jednak, aby zmaksymalizować działanie tych zwalczających nowotwory związków, należałoby spożywać nieprawdopodobnie ogromne ilość surowych warzyw.
Naukowcy znaleźli jednak sposób na rozwiązanie tego problemu. Opracowali oni specjalny system dostarczania składników odżywczych dla zmaksymalizowania ilości dostających się do krwiobiegu i zwalczających nowotwory związków zawartych w warzywach krzyżowych.
Chemia warzyw krzyżowych
Warzywa krzyżowe to grupa roślin jadalnych, do których należą brokuły, jarmuż, zielona i czerwona kapusta, kalafior oraz brukselka.
Warzywa te zawierają składniki odżywcze, które pomagają zapobiegać wielu typowym zaburzeniom.
Warzywa krzyżowe wykazują szczególną zdolność do ochrony komórek przed kilkoma procesami, w wyniku których zdrowe komórki mogą ulegać przemianie w komórki nowotworowe.4,5
Szczególnie ważne są dwa składniki odżywcze występujące w warzywach krzyżowych: sulforafan i 3,3'-diindolilometan ( DIM ). Korzyści zdrowotne obu tych związków poparte są obszerną literaturą medyczną.6-8
DIM to stabilny związek, który jest łatwo wchłaniany z układu pokarmowego.
Sulforafan jest natomiast związkiem bardzo niestabilnym, szybko ulega on rozkładowi do substancji nieaktywnych. Jeśli warzywa są zbyt długo gotowane, sulforafan ulega procesowi denaturacji.
Natura znalazła jednak sposób na poradzenie sobie z tym problemem.
- Warzywa krzyżowe, w tym brokuły, kapusta, kalafior, brukselka i jarmuż, redukują ryzyko pojawienia się nowotworów a także innych chorób związanych z wiekiem.
- Dwa związki pochodzące z warzyw krzyżowych - sulforafan i DIM wykazują działanie antynowotworowe.
- Dla korzystnych efektów, należy spożywać duże ilości surowych warzyw.
- W przeciwieństwie do DIM, sulforafan jest niestabilny i szybko ulega degradacji, jeśli nie zostanie szybko wchłonięty.
- Naukowcy znaleźli sposób na dostarczenie glukorafaniny i mirozynazy bezpośrednio do jelit, tak aby osiągnąć wyższe poziomy przeciwnowotworowego sulforafanu.
Jak rośliny wytwarzają Sulforafan
Sulforafan jako taki nie znajduje się w brokułach i kapuście.
Glukorafanina pod wpływem enzymu mirozynazy zawartego w komórkach brokuła i kapusty, ulega przekształceniu w sulforafan.
W surowych warzywach glukorafanina i mirozynaza znajdują się w oddzielnych komórkach.
Do powstawania sulforafanu dochodzi po częściowym strawieniu spożytych warzyw krzyżowych.
Sulforafan musi zostać bardzo szybko wchłonięty w jelicie cienkim, w przeciwnym razie ulegnie on rozpadowi.
Rozwiązanie inspirowane naturą
Naukowcy opracowali sposób na oddzielne dostarczenie zarówno glukorafaniny, jak i mirozynazy, wyizolowanych z brokułów do jelita cienkiego.
W jelicie cienkim oba te składniki reagują ze sobą tworząc sulforafan, który może być natychmiast wchłonięty do krwiobiegu i chronić organizm przed powstawaniem nowotworów.
W badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Johns Hopkins zdrowym osobom podano glukorafaninę samodzielnie lub w połączeniu z enzymem mirozynazą. Metabolity moczu zostały wykorzystane do badania oceny biodostępności sulforafanu.
Biodostępność kombinacji glukorafaniny i mirozynazy wynosiła 35% w porównaniu z 10% w grupie, której podano samą glukorafaninę .9
Sulforafan i DIM
Prowadzone przez dziesięciolecia badania wykazały, że duże spożycie warzyw krzyżowych zmniejsza ryzyko zachorowania na różne rodzaje nowotworów, w tym także nowotwory płuc i jelita grubego.5,10,11
Oceniano także poszczególne związki pochodzące z warzyw krzyżowych, ze szczególnym uwzględnieniem sulforafan i DIM.
Naukowcy z Uniwersytetu Johns Hopkins przebadali dwie grupy szczurów; jedna z grup przyjmowała sulforafan, a druga nie.12 Obie grupy szczurów otrzymały następnie silny czynnik rakotwórczy - substancję chemiczną, która w wysokim tempie wytwarza guzy nowotworowe. U zwierząt, którym podawano sulforafan, rozwinęło się o 39% mniej guzów nowotworowych. Ponadto guzy, które się rozwinęły, były mniejsze i rosły wolniej.
W ludzkich komórkach nowotworowych, w tym także w komórkach nowotworu piersi i białaczki - sulforafan hamuje wzrost nowotworów oraz zabija komórki nowotworowe.8
Korzyści z suplementacji DIM oceniano w dwóch badaniach z udziałem kobiet ze zdiagnozowanym nowotworem piersi.13,14 W obu badaniach, kobiety zostały losowo przydzielone do grupy otrzymującej suplementację DIM (108 mg na dobę w jednym, 300 mg na dobę w drugim) i do grupy otrzymującej placebo. Stwierdzono, że DIM znacząco zmienia proporcje różnych rodzajów estrogenu, wspomagając wzrost „dobrego” estrogenu i redukując poziomy „złego” estrogenu, który odpowiedzialny jest za tworzenie się nowotworów.
DIM oceniano również pod kątem zapobiegania rozwojowi nowotworu szyjki macicy.6,10Śródnabłonkowa neoplazja szyjki macicy jest prekursorem raka szyjki macicy.
W jednym z badań, kobiety ze zdiagnozowaną śródnabłonkową neoplazją szyjki macicy, losowo przydzielono do grupy otrzymującej 100 mg DIM, 200 mg DIM i do grupy otrzymującej placebo. Po 90 do 180 dniach suplementacji naukowcy zaobserwowali, że śródnabłonkowa neoplazja szyjki macicy u wszystkich pacjentek, po podaniu dawki 200 mg DIM ustąpiła całkowicie. Przy niższej dawce 100 mg DIM nastąpił 90,5% regres choroby nowotworowej.6
Te, pochodzące z warzyw krzyżowych związki, mogą zarówno zapobiegać nowotworom, jak i odwracać progresję komórek, które wykazują nieprawidłowości.
Nowotwór jest rezultatem uszkodzenia genów powodującego niekontrolowane namnażanie się komórek.
Toksyny i zanieczyszczenia powietrza, którym oddychamy, wody, którą pijemy, a także produktów spożywczych, które jemy, mogą przyczyniać się do uszkodzenia genów. Zaburzenia równowagi w naszym organizmie, takie jak stres oksydacyjny i potencjalne toksyny również przyczyniają się do powstawania uszkodzenia genów.
Palenie tytoniu znacznie zwiększa ilość uszkodzeń DNA.
Metody zmniejszania ryzyka pojawienia się nowotworu obejmują:
- Ochronę DNA przed mutacjami (uszkodzeniami)
- Zmniejszanie stanów zapalnych
- Hamowanie namnażania się nieprawidłowych komórek
Aby zapobiegać rozwojowi nowotworów, związki zawarte się w warzywach krzyżowych działają na cztery sposoby :
1. Ochrona przed zmianami epigenetycznymi
Nowotwory mogą powstawać na skutek zmian epigenetycznych - możliwość „włączania i wyłączania genów”. Zmiany te nie zmieniają samego DNA, zmieniają natomiast wzorce ekspresji genów.
Badania wykazały, że sulforafan i DIM mogą cofnąć niektóre z tych zmian.15
Sulforafan ma również zdolność odwracania zmian histonu - zasadowe białko biorące udział w regulacji genów. Jest to kolejna zmiana epigenetyczna, która może przyczyniać się do powstawania nowotworów.16,17
2. Atakowanie komórek nowotworowych
Nawet, gdy komórka zaczyna już wykazywać nieprawidłowości prowadzące do rozwoju nowotworu, to wciąż jeszcze można ten proces zatrzymać.
Wykazano, że DIM i sulforafan poprzez zakłócanie nieprawidłowego sygnalizowania hamują wzrost nowotworów. Nieprawidłowe sygnalizowanie jest czynnikiem powodującym szybsze namnażanie komórek nowotworowych.12
DIM spowalnia także propagację komórek nowotworowych, blokując niennaturalną angiogenezę , proces tworzenia się naczyń włosowatych.18
Nowotwory potrzebują dużego przepływu krwi, dużych ilości tlenu i składników odżywczych, aby mogły agresywnie się rozwijać. Utrudniając rozwój nowych naczyń włosowatych - warzywa krzyżowe mogą pomóc w hamowaniu namnażania się komórek nowotworowych.
DIM i sulforafan mogą ponadto bezpośrednio powodować śmierć komórek nowotworowych w procesie apoptozy - zaprogramowanej śmierci komórek.19,20
Poprzez włączenie genów związanych z apoptozą warzywa krzyżowe inicjują „samobójstwo” nieprawidłowo rozwijających się komórek, chroniąc jednocześnie komórki zdrowe.
3. Modulowanie hormonów płciowych
Niektóre formy estrogenu mogą stymulować wzrost raka piersi u kobiet. Modulując metabolizm estrogenów, DIM wspomaga utrzymanie prawidłowej równowagi pomiędzy "dobrym" a "złym" estrogenem.21
U starzejących się mężczyzn kluczowy jest także poziom estrogenu. Nasze wcześniejsze obserwacje ujawniły, że mężczyźni z łagodnym powiększeniem prostaty lub rakiem prostaty mieli podwyższony poziom estrogenu we krwi.22,23 Późniejsze badania kliniczne oraz laboratoryjne pomogły potwierdzić nasze wcześniejsze obserwacje. 24-28 DIM może zapobiegać stymulacji komórek raka prostaty poprzez wpływ na estrogen.29,30
4. Hamowanie NF-kB
NF-kB (czynnik jądrowy-kappa B) to regulator stanów zapalnych w komórkach. Aktywuje on stany zapalne, w tym także przewlekłe stany zapalne o niskim nasileniu. Jest to główny czynnik przyczyniający się do powstawania większości chorób związanych z wiekiem, w tym również nowotworów.
Sulforafan blokuje NF-kB, redukując tym samym stan zapalny, który przyczynia się do namnażania komórek nowotworowych.31
Zmniejszając aktywność NF-kB, sulforafan ma również silny wpływ na inne choroby przewlekłe a także na proces starzenia. Na przykład, w modelach zwierzęcych może zmniejszać stany zapalne w mózgu, które z kolei przyczyniają się do powstawania chorób Alzheimera i Parkinsona.32,33
Podsumowanie
Wysokie spożycie surowych warzyw krzyżowych, takich jak brokuły, kapusta i kalafior, może redukować ryzyko powstawania wielu rodzajów nowotworów oraz i innych zaburzeń.
Badania wykazały, że antynowotworowe działanie warzyw krzyżowych, związane jest z dwoma związkami zawartymi w tych warzywach: sulforafanem i DIM.
Sulforafan i DIM oddziałują na komórki nowotworowe na różnych etapach ich rozwoju. Przede wszystkim jednak, związki te zmniejszają ryzyko powstawania nowotworów, i zatrzymują progresję niektórych komórek nowotworowych.
Podczas gdy DIM jest stabilny i łatwo wchłania się po podaniu doustnym, to sulforafan jako niestabilny - szybko ulega degradacji.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali specjalny system dostarczania (glukorafanina plus mirozynaza). Nowy sposób dostarczania sprawia, że ilość sulforafanu dostępnego do wchłonięcia w krwioobiegu ulega znacznemu zwiększeniu.
Dzięki wydzieleniu tych dwóch związków roślinnych, znacznie większa ilość sulforafanu staje się przyswajalna w jelicie cienkim. Dzięki temu, antynowotworowo działający sulforafan może zostać szybko wchłonięty co z kolei zapewni wyższy jego poziom w krwiobiegu.
Materiał wykorzystany za zgodą Life Extension. Wszelkie prawa zastrzeżone.
-
Available at: https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/statistics. Accessed June 7, 2019.
-
Anand P, Kunnumakkara AB, Sundaram C, et al. Cancer is a preventable disease that requires major lifestyle changes. Pharm Res. 2008 Sep;25(9):2097-116.
-
Wu S, Powers S, Zhu W, et al. Substantial contribution of extrinsic risk factors to cancer development. Nature. 2016 Jan 7;529(7584):43-7.
-
Dinkova-Kostova AT, Fahey JW, Kostov RV, et al. KEAP1 and Done? Targeting the NRF2 Pathway with Sulforaphane. Trends Food Sci Technol. 2017 Nov;69(Pt B):257-69.
-
Verhoeven DT, Goldbohm RA, van Poppel G, et al. Epidemiological studies on brassica vegetables and cancer risk. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1996 Sep;5(9):733-48.
-
Ashrafian L, Sukhikh G, Kiselev V, et al. Double-blind randomized placebo-controlled multicenter clinical trial (phase IIa) on diindolylmethane’s efficacy and safety in the treatment of CIN: implications for cervical cancer prevention. EPMA J. 2015;6:25.
-
Kyung SY, Kim DY, Yoon JY, et al. Sulforaphane attenuates pulmonary fibrosis by inhibiting the epithelial-mesenchymal transition. BMC Pharmacol Toxicol. 2018 Apr 2;19(1):13.
-
Su X, Jiang X, Meng L, et al. Anticancer Activity of Sulforaphane: The Epigenetic Mechanisms and the Nrf2 Signaling Pathway. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:5438179.
-
Fahey JW, Holtzclaw WD, Wehage SL, et al. Sulforaphane Bioavailability from Glucoraphanin-Rich Broccoli: Control by Active Endogenous Myrosinase. PLoS One. 2015;10(11):e0140963.
-
Higdon JV, Delage B, Williams DE, et al. Cruciferous vegetables and human cancer risk: epidemiologic evidence and mechanistic basis. Pharmacol Res. 2007 Mar;55(3):224-36.
-
Tang L, Zirpoli GR, Jayaprakash V, et al. Cruciferous vegetable intake is inversely associated with lung cancer risk among smokers: a case-control study. BMC Cancer. 2010 Apr 27;10:162.
-
Zhang Y, Kensler TW, Cho CG, et al. Anticarcinogenic activities of sulforaphane and structurally related synthetic norbornyl isothiocyanates. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994 Apr 12;91(8):3147-50.
-
Thomson CA, Chow HHS, Wertheim BC, et al. A randomized, placebo-controlled trial of diindolylmethane for breast cancer biomarker modulation in patients taking tamoxifen. Breast Cancer Res Treat. 2017 Aug;165(1):97-107.
-
Dalessandri KM, Firestone GL, Fitch MD, et al. Pilot study: effect of 3,3’-diindolylmethane supplements on urinary hormone metabolites in postmenopausal women with a history of early-stage breast cancer. Nutr Cancer. 2004;50(2):161-7.
-
Wong CP, Hsu A, Buchanan A, et al. Effects of sulforaphane and 3,3’-diindolylmethane on genome-wide promoter methylation in normal prostate epithelial cells and prostate cancer cells. PLoS One. 2014;9(1):e86787.
-
Tortorella SM, Royce SG, Licciardi PV, et al. Dietary Sulforaphane in Cancer Chemoprevention: The Role of Epigenetic Regulation and HDAC Inhibition. Antioxid Redox Signal. 2015 Jun 1;22(16):1382-424.
-
Bayat Mokhtari R, Baluch N, Homayouni TS, et al. The role of Sulforaphane in cancer chemoprevention and health benefits: a mini-review. J Cell Commun Signal. 2018 Mar;12(1):91-101.
-
Chinnakannu K, Chen D, Li Y, et al. Cell cycle-dependent effects of 3,3’-diindolylmethane on proliferation and apoptosis of prostate cancer cells. J Cell Physiol. 2009 Apr;219(1):94-9.
-
Pledgie-Tracy A, Sobolewski MD, Davidson NE. Sulforaphane induces cell type-specific apoptosis in human breast cancer cell lines. Mol Cancer Ther. 2007 Mar;6(3):1013-21.
-
Kim SM. Cellular and Molecular Mechanisms of 3,3’-Diindolylmethane in Gastrointestinal Cancer. Int J Mol Sci. 2016 Jul 19;17(7).
-
Thomson CA, Ho E, Strom MB. Chemopreventive properties of 3,3’-diindolylmethane in breast cancer: evidence from experimental and human studies. Nutr Rev. 2016 Jul;74(7):432-43.
-
Gann PH, Hennekens CH, Stampfer MJ. A prospective evaluation of plasma prostate-specific antigen for detection of prostatic cancer. Jama. 1995 Jan 25;273(4):289-94.
-
Krieg M, Nass R, Tunn S. Effect of aging on endogenous level of 5 alpha-dihydrotestosterone, testosterone, estradiol, and estrone in epithelium and stroma of normal and hyperplastic human prostate. J Clin Endocrinol Metab. 1993 Aug;77(2):375-81.
-
Giton F, de la Taille A, Allory Y, et al. Estrone sulfate (E1S), a prognosis marker for tumor aggressiveness in prostate cancer (PCa). J Steroid Biochem Mol Biol. 2008 Mar;109(1-2):158-67.
-
Prins GS, Korach KS. The role of estrogens and estrogen receptors in normal prostate growth and disease. Steroids. 2008 Mar;73(3):233-44.
-
Singh PB, Matanhelia SS, Martin FL. A potential paradox in prostate adenocarcinoma progression: oestrogen as the initiating driver. Eur J Cancer. 2008 May;44(7):928-36.
-
Ho CK, Nanda J, Chapman KE, et al. Oestrogen and benign prostatic hyperplasia: effects on stromal cell proliferation and local formation from androgen. J Endocrinol. 2008 Jun;197(3):483-91.
-
Matsuda T, Abe H, Suda K. [Relation between benign prostatic hyperplasia and obesity and estrogen]. Rinsho Byori. 2004 Apr;52(4):291-4.
-
Smith S, Sepkovic D, Bradlow HL, et al. 3,3’-Diindolylmethane and genistein decrease the adverse effects of estrogen in LNCaP and PC-3 prostate cancer cells. J Nutr. 2008 Dec;138(12):2379-85.
-
Chen D, Banerjee S, Cui QC, et al. Activation of AMP-activated protein kinase by 3,3’-Diindolylmethane (DIM) is associated with human prostate cancer cell death in vitro and in vivo. PLoS One. 2012;7(10):e47186.
-
Sturm C, Wagner AE. Brassica-Derived Plant Bioactives as Modulators of Chemopreventive and Inflammatory Signaling Pathways. Int J Mol Sci. 2017 Sep 1;18(9).
-
Hernandez-Rabaza V, Cabrera-Pastor A, Taoro-Gonzalez L, et al. Neuroinflammation increases GABAergic tone and impairs cognitive and motor function in hyperammonemia by increasing GAT-3 membrane expression. Reversal by sulforaphane by promoting M2 polarization of microglia. J Neuroinflammation. 2016 Apr 18;13(1):83.
-
Subedi L, Cho K, Park YU, et al. Sulforaphane-Enriched Broccoli Sprouts Pretreated by Pulsed Electric Fields Reduces Neuroinflammation and Ameliorates Scopolamine-Induced Amnesia in Mouse Brain through Its Antioxidant Ability via Nrf2-HO-1 Activation. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:3549274.