Izoflavoni

Izoflavoni su skupina prirodnih djelatnih tvari koje većinom djeluju kao fitoestrogeni. Proizvode se gotovo isključivo iz vrsta porodice Fabaceae. Velika većina vrsta porodice Fabaceae sadrži značajne količine izoflavona, poput: Glycine max (L.) Merr., Trifolium pratense L., Psoralea corylifolia L., Phaesolus vulgaris L., Medicago sativa L., Pueraria lobata L.

Izoflavoni su biljne djelatne tvari koje se danas najčešće upotrebljavaju za otklanjanje simptoma menopause. Spadaju među najispitavanije fitoestrogenske vrste. Kod nas se posebno može istaknuti primjena soje i crvene djeteline.

Glycine max (L.) Merr., Fabaceae

Soja ima dugu prošlost kao udomaćena biljna vrsta, a prvi zapisi o njenoj uporabi sežu unatrag čak do 11. stoljeća prije Krista u Kini. Misionari su je raširili na Koreju i Japan u 3 i 4. stoljeću. Do Europe je stigla tek 1739. godine u Pariz, te 1790. godine u Kew Garden, botanički vrt u Londonu. Ako govorimo o prvim zapisima u SAD-u, ona datiraju iz 1765. godine.

Određivanje djelotvornosti soje po prvi put je provedeno početkom 20. stoljeća na Institutu za agrikulturu u SAD-u, gdje su se definirali njeni pojedini sojevi, najbolji za uzgoj u nekim dijelovima te zemlje. Veliku važnost soje kao izvora proteina postavio je George Washington Carvera na Tuskegee Institutu u Alabami, dok ju je Henry J. Ford opsežno koristio u proizvodnji automobila.

Proizvodnja soje iznosila je 1960-ih godina 27 milijuna tona  godišnje (od toga 69% u SAD-u) da bi do 2007. godine narasla na 206,4 milijuna tona (od toga se čak 90% proizvede u Brazilu i Argentini) što govori o njezinoj sve većoj uporabi.

Trifolium pratense L., Fabaceae

U antičko doba nazivala se triphilon što znači tri lista, a vjerovalo se da ta biljka odgovara trijadi bogova mitologije.  a zatim i kršćanskom trojstvu   prema vjerovanjima kršćana srednjeg vijeka.

Raste u Europi, zapadnoj Kini te sjevernoj Americi. Iako je crvena djetelina nativna biljna vrsta Europe, njezini medicinski učinci otkriveni su tek kada su je naturalizirali nativni Amerikanci u sjevernoj Americi, a zatim kao takvu prihvatili i Europljani.

Sinteza izoflavona

Izoflavoni imaju identičan put biosinteze kao i ostali flavonoidi, u čiju skupinu i sami spadaju. Prvo, fenilalanin stupa u reakciju s malonil CoA, te nastaje 4-hidroksicinamoil CoA. Zatim, s još tri molekule malonil CoA nastaje izolikviritigenin. Dolazi do zatvaranja prstena, dok izoflavon sintaza uvodi 2-hidroksilnu skupinu koju može ukloniti izoflavon dehidraza kada nastaju daidzein (7,4’-dihidroksiizoflavon) i genistein (5,7,4’-trihidroksiizoflavon).

Do danas još nije poznata biosinteza gliciteina koji je najzastupljeniji izoflavon u sojinim klicama. Sojini izoflavoni se posredstvom glukoziltransferaze pretvaraju u 7-O-glukozide, a zatim posredstvom malonil transferaze u njihove 6’’-O-malonate. Ti se oblici pohranjuju u vakuole dok ih ne iskoristi sama biljke, a predstavljaju i najzastupljenije oblike ubrane soje. 

Iako su žuta i crna soja najčešće vrste, preranom žetvom mogu se ubrati i one koje još nisu dozrele. One se zatim termički obrađuju, a sastav izoflavona je sličan prethodno navedenim vrstama.

Apsorpcija, metabolizam i izlučivanje izoflavona

Aglikoni izoflavona vrlo se brzo apsorbiraju pasivnom difuzijom u gornjem dijelu tankog crijeva, te dostižu vršnu koncentraciju jedan sat nakon primjene. Za razliku od aglikona, glukozidi se ne apsorbiraju na taj način, no lako se hidroliziraju uz glukozidaze iz probavnih bakterija ili enzima probavne mukoze. Tako je jedan od njih, laktaza-florizin hidrolaza, odgovaran i za hidrolizu laktoze.

Glukozidi 6’’-O-malonil ili 6’’-O-acetil se slabo hidroliziraju ulaskom u debelo crijevo, gdje je koncentracija mikroorganizama značajno veća.

Za razliku od daidzeina i genisteina, reducirani bakterijski metaboliti  sadrže kiralni 3 C atom. U slučaju ekvola, radi se o S-(-)-izomeru. To je od velike važnosti, jer se R-(-)-izomer 30 puta slabije veže na beta estrogenske receptore. Nakon ulaska aglikona u crijevne stanice, metaboliziraju se u svoje beta glukuronide, a manjim dijelom u sulfatne estere. Oba se procesa zbivaju i u jetri. Ti metaboliti faze II izlučuju se u žuč, te se dekonjugiraju u donjem dijelu crijeva što im omogućuje ponovnu reapsorpciju. Sulfatni esteri mogu nastati u perifernim tkivima, posebice u izoliranim stanicama tumora dojke.

Mehanizam djelovanja

Još je od prije 40-ak godina poznata činjenica da se izoflavoni vežu na estrogenske receptore, no s manjim afinitetom i do 100 puta u odnosu na 17β estradiol. Najveća je razlika između endogenih estrogena i estrogena unesenih hranom ili pripravcima u tome da nakon ulaska u jajnike, endogeni estrogeni dolaze u tkiva u nekonjugiranom obliku, a estrogeni uneseni hranom ili pripravcima dolaze u konjugiranom obliku.

Koncentracije nekonjugiranih izoflavona iznose 1-5% ukupnih izoflavona u krvi. Slično je i s oralno primijenjenim estradiolom – njegov je biološki učinak nizak ako se ne primijeni u visokim dozama. Da bi se to izbjeglo, zamjenjuje se 17 H atom, te se dobiva etinilestradiol.

Do novih saznanja došlo se 1996. godine otkrićem beta estrogenskih receptora (βER). Važno je naglasiti da se alfa estrogenski receptori (αER) i βER nalaze u različitim koncentracijama u organima, ali i u različitim vrstama stanica. Neka su ispitivanja došla do zaključka da vezanje izoflavona na βER ima inhibitorni, a ne proliferativni učinak što bi moglo predstavljati mehanizam djelovanja izoflavona. Drugi mehanizam djelovanja, posebice genisteina, otkriven je sredinom 80-tih godina prošloga stoljeća.

Znanstvenici su tražili “sigurne” inhibitore protein tirozin kinaze. Skupina japanskih znanstvenika uzgojila je stanične kulture mikroorganizama, te je ispitivala aktivnost medija na navedeni enzim. Dokazan je inhibitorni učinak, te je godinu dana kasnije bio definiran genistein koji je izvorišno potekao od samoga ispitivanog medija (sojinog proteina). Iako je taj mehanizam djelovanja genisteina potvrđen u velikom broju ispitivanja, koncentracije genisteina su većinom u preniskoj koncentraciji da bi to djelovanje bilo značajno u in vivo uvjetima.

Za izoflavone su dokazana i druga djelovanja, poput antioksidativnog. Također je potvrđeno djelovanje na stimulaciju, odnosno inhibiciju enzima koji sudjeluju u sintezi i metabolizmu steroida. Ispitivanja su pokazala da je učinak izoflavona na koncentracije estrogena i androgena u plazmi gotovo zanemariv. Izoflavoni su kompetitivni inhibitori tiroid peroksidaze, enzima koji pretvara trijodtironin (T3) u tiroksin (T4). Svi polifenoli iz voća i povrća su inhibitori tiroid peroksidaze, te je moguće da u uvjetima u kojima je unos joda nizak, dođe do redukcije tiroidnih hormona induciranih polifenolima. No, s obzirom da se u razvijenim zemljama većinom unosi dovoljna količina joda, nije se uspio dokazati nedostatak tiroidnih hormona primjenom izoflavona.¹

Fermentacija soje

Fermentacija soje primarno se odnosi na hranu i pripravke koji ju sadrže, u svrhu postizanja boljeg okusa, teksture i hranjive vrijednosti. Kao fermentirajuće sredstvo najčešće se koriste hidrolitičke bakterije, poput Bacillus spp. koje se povezuju s primjenom i redukcijom neprobavljivih oligosaharida i polisaharida. Dokazano je i da smanjuju aktivnost tvari koje ograničavaju dostupnost proteina soje. Zbog toga se danas preporučuje primjena fermentirane soje, njezin unos putem hrane ili gotovih pripravaka.

Fermentacija vodi do značajnih promjena u kemijskom sastavu soje.          

Tako su ispitivanja dokazala da fermentacija  kuhane soje s B. subtilis uzrokuje povećanje koncentracije tiamina (5,8 na 8,4 mg/kg), riboflavina (6,8 na 11,6 mg/kg), niacina (3,6 na 4,8 mg/kg). Međutim, nedovoljno je podataka iz literature o tome kakav učinak ima fermentacija na druge vitamine. Ispitivanja s tempehom pokazala su da fermentacija smanjuje koncentraciju tiamina na pola², dok su Ginting i Arcot³ pokazali povećanje koncentracije folata nakon fermentacije, sa 72 na 416 μg. Zanimljivo je da fermentacija kineme vodi do značajnog gubitka sadržaja minerala: kalcija, bakra, željeza, magnezija, mangana, fosfora, cinka.

Poznato je da soja sadrži veliki broj tvari koje inhibiraju oksidaciju LDL kolesterola, “hvataju” slobodne radikale, smanjuju oštećenja DNA.

Većinom se to odnosi na polifenole koji djeluju kao redukcijska sredstva, kelatori metala ili hvatači singlet kisika. Mnogi fermentirani proizvodi soje, poput natto, potvrđeno imaju povećane koncentracije navedenih tvari. Tako su, na primjer, Moktan i sur.  2008.⁴ ispitivali antioksidativni učinak fermentiranih i nefermentiranih oblika, te dokazali da kinema ima 144% veći udio fenola u svome sastavu u odnosu na sirovu soju. Fermentacija s B. subtilis povisuje ukupne polifenole i antocijane, od 10 do 250%, a pokazalo se i da raste koncentracija fenola djelovanjem glukozidaze. Naime, u prirodnom obliku, fenoli su povezani sa šećerima što smanjuje njihovu dostupnost i iskorištenje. Za vrijeme fermentacije dolazi do povećanja udjela aglikona i antocijana što vodi i do povećane antioksidativne djelotvornosti.

No, ako govorimo o učinku izoflavona na otklanjanje simptoma menopauze, najbitnije je naglasiti učinak fermentacije na udio pojedinih oblika u njihovom sastavu. U prirodnom se obliku nalaze - kako je već navedeno - u obliku konjugata, odnosno glukozida koji se u kiselim ili lužnatim uvjetima pretvara u aglikon, oblik putem kojeg se apsorbira i ispoljava učinak. Ispitivanja su potvrdila da B. subtilis sadrži beta glukozidazu koja katalizira hidrolizu glukozida u aglikone. Wei i sur. su 2008. u svom ispitivanju⁵ dokazali da fermentacija povisuje udio aglikona sa 12 na čak 68%. Udio aglikona daidzeina i genisteina bio je povećan sa 6 na 54%, te sa 5 na 13%.⁶

Učinak topičke primjene izoflavona na vaginalne simptome menopauze

Niske koncentracije estrogena u menopauzi često uzrokuju vaginalnu atrofiju koja se povezuje s nizom simptoma kao što su suhoća, svrbež, upala/osjećaj žarenja, iscjedak te iritacija. Vaginalna atrofija javlja se kod 25-47% žena  u postmenopauzi.⁷ Iako većina simptoma menopauze nestane s vremenom, vaginalni simptomi često su progresivni i zahtjevaju liječenje.⁸

Zadnjih godina ispitivala se djelotvornost izoflavona na vaginalne simptome menopauze, te je nekoliko ispitivanja pokazalo da izostaje učinak oralno primijenjenih izoflavona.^9,10 Nadalje, ispitivao se i učinak topikalne primjene izoflavona na navedene simptome. Sistemski pregled Ghazanfarpour i sur. 2015.¹¹ evaluirao je nekoliko vaginalnih simptoma te klinička ispitivanja koja su dokazivala djelotvornost topikalne primjene izoflavona.

Disparenurija

Dva ispitivanja s ukupno 261 sudionicom, ispitivala su učinak izoflavona na disparenuriju (bol koja nastaje tijekom spolnog odnosa). Tedeschi i Benvenuti 2012.⁷ pokazali su da oralna i topikalna primjena izoflavona uspješnije otklanja disparenuriju u odnosu na isključivo oralnu terapiju. Drugo, Lima i sur. su 2013.¹² došli do sličnoga zaključka.

Vaginalna suhoća

Tri su ispitivanja dokazivala djelotvornost na vaginalnu suhoću, s ukupno 283 sudionice. Već navedena ispitivanja (Tedeschi i Benvenuti, Lima i sur.) zaključila su da bolji učinak u otklanjanju vaginalne suhoće ima  kombinirana terapija - oralna i topikalna - u odnosu na samo oralnu terapiju.

Treće ispitivanje, Colacurci i sur. 2004.¹³ nije potvrdilo taj zaključak. No, primijenjena je preniska doza izoflavona, a pokazalo se da je učinak ovisan o dozi.

Ostali simptomi

Samo je jedno ispitivanje, s ukupno 186 sudionica, određivalo učinak topikalne primjene izoflavona na svrbež, osjećaj pečenja i vulvovaginalni eritem. Bolji su rezultati dobiveni kombiniranom primjenom, oralno i topikalno, u odnosu na samo oralnu primjenu.⁷

Literatura:

1.Barnes S. The Biochemistry, Chemistry and Physiology of the Isoflavones in Soybeans and their Food Products. Lymphatic Research and Biology. 2010;8(1):89-98.

2.Murata K. Formation of Antioxidants and Nutrients in Tempeh. In: Proceedings from Asian Symposium on Non-Salted Soybeans Fermentation, National Food Research Institute, Tsukuba Science City, Japan. 1985:186-198.

3.Ginting E, Arcot J. High-performance liquid chromatographic determination of naturally occuring folates during Tempeh preparation. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 2004;52:7752-7758.

4.Moktan B, Saha J, Sarkar PK. Antioxidant activities of soybeans as affected by Bacillus-fermentation to Kinema. Food Research International. 2008;41(6):586-593.

5.Wei QK, Chen TR, Chen JT. Use of Bacillus subtilis to enrich isoflavone glycones in fermented Natto. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2008;88:1007-1011.

6.Shrestha AK, Dahal NR, Ndungutse V. Bacillus Fermentation of Soybean: A Review. Journal Food Science Technology. 2010;6:1-9.

7.Tedeschi C, Benvenuti C. Comparison of vaginal gel isoflavones versus no topical treatment in vaginal dystrophy:results of a preliminary prospective study. Gynaecological Endocrinology. 2012;28:652-654.

8.Sturdee DW, McLennan AH. Not all placebos are equally pleasing. Climacteric. 2006;9:401-403.

9.Balk JL, Whiteside DA, Naus G, DeFerrari E, Roberts JM. A pilot study of the effects of phytoestrogen supplementation on postmenopausal endometrium. Journal of the Society for Gynaecology Investigation. 2002;9:238-242.

10.Carmignani LO, Pedro AO, Costa-Paiva LH, Pinto-Neto AM. The effect of dietary soy supplementation compared to estrogen and placebo on menopausal symptoms: a randomised controlled trial. Maturitas. 2010;67:262-269.

11.Ghazanfarpour M, Latifnejad Roudsari R, Treglia G, Sadeghi R. Topical administration of isoflavones for treatment of vaginal symptoms in postmenopausal women: A systematic review of randomised controlled trials. Journal of Obstetrics and Gynaecology. 2015;6:1-5.

12.Lima SM, Yamada SS, Reis BF. i sur. Effective treatment of vaginal atrophy with isoflavone vaginal gel. Maturitas. 2013;74:252-258.

13.Colacurci N, Zarcone R, Borrelli A. i sur. Effects of soy isoflavones on menopausal neurovegetative symptoms. Minerva Ginecologica. 2004;156:407.