Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Wpływ fitoestrogenów na funkcjonowanie układu rozrodczego
Wpływ fitoestrogenów na funkcjonowanie układu rozrodczego
Fitoestrogeny w roślinach pełnią funkcje antyutleniające, budulcowe oraz grzybobójcze. U ludzi i zwierząt spożywane drogą pokarmową mogą wpływać na funkcje tkanek i narządów docelowych szczególnie dla receptora estrogenowego. Najprościej działanie to możemy określić jako korzystne, dotyczące hamowania rozwoju m.in. raka gruczołu mlekowego lub szkodliwe, związane z zaburzaniem gospodarki hormonalnej ludzi i zwierząt.

Fitoestrogeny znane są z ich powszechnego zastosowania zarówno w kosmetyce, gdzie wykorzystuje się ich właściwości przeciwutleniające, nawilżające czy uelastyczniające, jak i w leczeniu objawów menopauzy. W tym drugim przypadku, odpowiednio dawkowane „imitują” działanie endogennych estrogenów, znosząc negatywne skutki spadku ich poziomu. Fitoestrogeny są więc bardzo aktywne biologicznie. Ciekawym więc wydaje się być określenie i obserwacja możliwych skutków niekontrolowanego spożywania tych substancji przez ludzi i zwierzęta.

Fitoestrogeny to biologicznie czynne substancje chemiczne występujące w wielu roślinach. Pełnią w nich funkcje grzybobójcze, antyutleniające, budulcowe oraz ochronne. Ponadto uczestniczą w kiełkowaniu pyłku, a także w mechanizmie sygnalizacji stresu. Fitoestrogeny dzielimy na trzy główne grupy: lignany, stilbeny oraz flawonoidy.

Sekoizolaricirezinol i matairezinol to przedstawiciele lignanów, występujący w dużych ilościach w nasionach lnu i słonecznika. Średnia zawartość lignanów w nasionach lnu to 0,8 mg/g świeżej masy. Mniejsze ilości tych związków stwierdzono w pełnoziarnistych produktach zbożowych, wielu ziołach, warzywach (marchew, cebula), owocach (jabłka, wiśnie, jagody), orzechach, czarnej herbacie oraz kawie. Głównym przedstawicielem stilbenów jest resweratrol, obecny w skórce wielu owoców m.in. winogron, morwy, a także w orzeszkach ziemnych. Zawartość resweratrolu w winogronach wynosi 50-400 µg/g świeżej masy, natomiast w produkowanych z nich winach czerwonych 0,92-1,37 mg/ml, winach białych 0,04 mg/ml, zaś w soku winogronowym 0,05 mg/ml.

Flawonoidy to najbardziej liczna podgrupa fitoestrogenów, do której zaliczamy flawony, flawanony, flawonole, izoflawonoidy oraz hydroksychalkony. Izoflawonoidy z kolei dzieli się na: izoflawony, izoflawanony, izoflawany i kumestany. Głównym źródłem izoflawonów tj. genisteiny, daidzeiny czy biochaniny A są rośliny strączkowe, takie jak: soja (1,2-4,2 mg/g), soczewica, fasola szparagowa, groch, oraz przetwory sojowe: kasza, mąka sojowa (1,1-1,4 mg/g), tofu oraz mleko sojowe. Niewielkie ilości izoflawonów występują także w produktach zbożowych, ziemniakach, warzywach, owocach, piwie, burbonie, krowim mleku oraz mięsie. Izoflawanony i izoflawany to metabolity daidzeiny, które występują tylko w organizmach zwierzęcych. Kolejna podgrupa izoflawonoidów to kumestany takie jak kumestrol oraz 4’-metoksykumestrol. Najwyższy poziom tych związków obserwuje się w lucernie, nasionach soi oraz kiełkach koniczyny.

Fitoestrogeny, ze względu na swoje strukturalne podobieństwo do endogennych estrogenów, z powodzeniem wiążą się z receptorami estrogenowymi, wywołując efekty w komórkach uwrażliwionych. Spożywanie dużych  ilości fitoestrogenów może wpływać na funkcjonowanie organizmu w sposób korzystny lub szkodliwy. Przykładem korzystnego oddziaływania tych związków jest hamujący wpływ fitoestrogenów na rozwój raka gruczołu mlekowego, raka prostaty oraz na osteoporozę. Fitoestrogeny zapobiegają także rozwojowi chorób naczyniowych poprzez obniżanie poziomu: cholesterolu, frakcji lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) oraz trójglicerydów. Z drugiej strony wykazano również, że fitoestrogeny mogą zakłócać funkcjonowanie różnych układów, w tym układu rozrodczego.

Po raz pierwszy wpływ fitoestrogenów na układ rozrodczy żeński zaobserwowano w latach czterdziestych ubiegłego wieku u owiec australijskich skarmianych koniczyną. U zwierząt tych stwierdzono okresową bezpłodność, którą powiązano z obecnością izoflawonów (m.in. biochaniny A) w diecie. Zaburzenia w funkcjonowaniu układu rozrodczego spowodowane dietą bogatą w fitoestrogeny zaobserwowano także u innych gatunków zwierząt. Pożywienie zawierające duże ilości izoflawonów było główną przyczyną niepłodności gepardów trzymanych w amerykańskich ogrodach zoologicznych. Zredukowaną płodność, a także zaburzenia w cyklu rujowym stwierdzono u gryzoni traktowanych kumestrolem. U krów otrzymujących fitoestrogeny zaobserwowano nieregularne cykle bądź ich brak, a także zmienione zachowania płciowe np. nimfomanię.

Dieta bogata w fitoestrogeny może wpływać na morfologię narządów układu rozrodczego zwierząt. Opisano liczne nieprawidłowości związane z histologicznym kształtowaniem się tego układu w warunkach stosowania takiej diety. Traktowanie samic szczura genisteiną zwiększało masę macicy. U świni, podana domięśniowo genisteina, zwiększała masę macicy oraz szyjki macicy, a także stymulowała podziały komórek nabłonka macicy. Niektóre badania nie wykazały wpływu fitoestrogenów na tkanki układu rozrodczego np.: podawanie daidzeiny w okresie pourodzeniowym nie zmieniało obrazu histomorfologiocznego macicy, pochwy, jajników oraz gruczołu mlekowego u 50-dniowych szczurzyc. Również u małp karmionych soją nie zaobserwowano zmian w długości cyklu miesiączkowego oraz poziomach hormonów. Efekt działania fitoestrogenów na kształtowanie się narządów układu rozrodczego może zależeć od gatunku zwierzęcia, jego wieku, rodzaju fitoestrogenu, a także jego dawki i sposobu podawania.

Fitoestrogeny wpływają na rozmnażanie zwierząt poprzez działanie na komórki układu rozrodczego, a także na komórki nerwowe i endokrynne zaangażowane w regulację procesów rozrodczych. Do tych komórek zaliczamy np.: neurony wyniosłości pośrodkowej podwzgórza, komórki gonadotropowe przysadki i steroidogenne komórki jajnika (komórki osłonki wewnętrznej, ziarniste pęcherzyka jajnikowego, komórki lutealne tworzące ciałko żółte). Obserwowane u zwierząt otrzymujących fitoestrogeny zmiany dotyczące rozrodczości są między innymi wyrazem oddziaływania tych biologicznie czynnych związków na jajnik i jego komórki. Traktowanie szczurzyc w okresie neonatalnym dużymi dawkami genisteiny powodowało stopniową atrofię jajnika, obecność atrezyjnych pęcherzyków oraz brak ciałka żółtego. U samic szczura otrzymujących genisteinę przez pięć pierwszych dni po urodzeniu zaobserwowano pęcherzyki jajnikowe z więcej niż jednym oocytem. Te zmiany histologiczne powiązane były z mniejszą rozrodczością oraz nieregularnymi cyklami płciowymi.

Fitoestrogeny mogą kontrolować proces steroidogenezy zachodzący w komórkach ziarnistych pęcherzyków jajnikowych wielu gatunków zwierząt. Wyniki licznych badań wskazują na hamujący wpływ fitoestrogenów na sekrecję progesteronu. Wyniki pojedynczych doświadczeń wskazują na dwufazowość działania fitoestrogenów. Wysokie dawki biochaniny A i genisteiny obniżały, a niskie stymulowały produkcję P4 przez komórki ziarniste bydła. Podobne, hamujące działanie wysokich dawek i stymulujące działanie niskich dawek genisteiny na produkcję P4 przez komórki ziarniste szczura opisali Haynes-Johnson i in. (1999). Te rozbieżności w działaniu fitoestrogenów na steroidogenezę wynikają prawdopodobnie z różnic gatunkowych, rodzaju i stosowanych dawek fitoestrogenów, a także warunków hodowli.

Dane dotyczące wpływu fitoestrogenów na sekrecję pęcherzykowego estradiolu (E2) są mniej jednoznaczne. Biochanina A z reguły nie wpływała na sekrecję E2 przez komórki ziarniste świni. Tylko 50 µM biochaniny A obniżało sekrecję E2 stymulowanego przez gonadotropiny . Podobny brak wpływu na wydzielanie E2 u świni wykazano dla daidzeiny. Tak jak w przypadku biochaniny A, tylko niektóre dawki daidzeiny wykazywały działanie hamujące. W przypadku genisteiny stwierdzono stymulujące działanie na sekrecję E2 przez komórki ziarniste pochodzące ze średnich pęcherzyków jajnikowych oraz brak wpływu na produkcję tego estrogenu przez komórki ziarniste pochodzące z dużych pęcherzyków jajnikowych świni. Doświadczenia przeprowadzone na komórkach ziarnistych człowieka oraz szczura dostarczyły bardziej jednolite wyniki. Wykazano w nich hamujące działanie genisteiny na podstawową oraz stymulowaną gonadotropinami produkcję E2.

Wyróżniamy dwa typy receptorów estrogenowych ERα oraz ERβ, które kodowane są przez dwa odrębne geny. Receptory te należą do grupy receptorów wewnątrzkomórkowych i zbudowane są z sześciu domen. Domeny A i B (zlokalizowane na końcu aminowym białka) wpływają na aktywację transkrypcji niezależną od liganda, domena C odpowiada za dimeryzację receptora oraz przyłączanie kompleksu ligand-receptor do specyficznej sekwencji DNA. Domena E, położona na końcu karboksylowym, wpływa na aktywację transkrypcji zależnej od przyłączenia liganda. Po przyłączeniu liganda, receptor uwalnia się z nieaktywnego kompleksu z białkami opiekuńczymi, jednocześnie w obrębie domeny E dochodzi do konformacyjnych zmian receptora oraz powstania specyficznego miejsca wiązania dla koaktywatorów jądrowych. Receptor estrogenowy dimeryzuje i wiąże się ze specyficznym miejscem na DNA zwanym miejscem odpowiedzi na estrogeny (ERE), stymulując bądź hamując ekspresję odpowiednich genów.

Z przedstawionych danych wynika, że fitoestrogeny w odpowiednich warunkach mogą wpływać na funkcje organizmów zwierzęcych. To czy będziemy obserwować działanie korzystne czy niekorzystne zależy od wielu aspektów m.in. dawki fitoestrogenu, sposobu jego podania czy wrażliwości danego zwierzęcia na te substancje.

 

 

Natalia Chmielewska

Źródła

Piśmiennictwo:

Kraszewska O., Nynca A., Kamińska B., Ciereszko R. 2007. FITOESTROGENY I,  Występowanie, metabolizm i znaczenie biologiczne u samic. Post.Biol. Kom.,34: 189-205.

Adams N.R. 1995. Detection of the effects of phytoestrogens on sheep and cattle. J. Anim. Sci., 73: 1509-1515.

 Benassayag C., Perrot-Applanat M., Ferre F. 2002. Phytoestrogens as modulators of steroid action in target cells. J. Chromatogr. B. Analyt. Biomed Life Sci., 777: 233-248

Haynes-Johnson D., Lai M-T., Campen C., Palmer S. 1999. Diverse effects of tyrosine kinase inhibitors on follicle-stimulating hormone-stimulated estradiol and progesterone production form rat granulose cell in serum-free medium containing epidermal growth factor. Biol. Reprod., 61: 147-153.

Kim E.J., Shin H.k., Park J.H. 2005. Genistein inhibits insulin-like growth factor-I receptor signaling in HAT-29 human colon cancer cells: a possible mechanism of growth inhibitory effect of genistein. J Med Food., 8: 431-438.

Kurzer M.S., Xu X. 1997. Dietary phytoestrogens. Annu. Rev. Nutr., 17; 353-381.

Ciereszko R., Nynca A., Kraszewska O. 2007. Phytoestrogen action on the ovary. Novel Concepts in Ovarian Endocrinology., 303-327

Ford J.A., Clark S.G., Walters E.B., Wheeler M.L., Hurley W.L. 2006. Estrogenic effects of genistein on reproductive tissues of ovarectomized gilts. J. Anim. Sci., 84: 834-842.

Jefferosn W.N., Couse J.F., Padilla-Banks E., Korach K.S., Newbold R.R. 2002. Neonatal exposure to genistein induces estrogen receptor (ER) α expression and multioocyte follicles in the maturing mouse ovary: evidence for ER β-mediated and nonestrogenic actions. Biol. Reprod., 67: 1285-1296.

Takashima-Sasaki K., Komiyama M., Adachi T., Sakurai K., Kato H., Iguchi T., Mori Ch. 2006. Effect of exposure to high isoflavone-containing diets on prenatal and postnatal offspring mice. Biosci. Biotechnol. Biochem., 70(12): 2874- 2882.

KOMENTARZE
news

<Październik 2019>

pnwtśrczptsbnd
2
Business Insider Trends Festival
2019-10-02 do 2019-10-03
4
BioNinja Challenge 2019
2019-10-04 do 2019-10-06
5
6
11
12
13
15
Forum Pharma 360° PLanet
2019-10-15 do 2019-10-16
19
20
23
25
27
28
30
31
1
2
3
Newsletter