Fitosterole: charakterystyka, występowanie, przyjmowanie, przemiana materii, działanie.

Definicja, skład chemiczny, występowanie

Fitosterole reprezentują pierwszą grupę pierwotnych związków chemicznych, która ze względu na swoje specyficzne działanie fizjologiczne, doprowadziła do rozwoju funkcjonalnych produktów żywnościowych. Jako składniki nowej generacji margaryn, fitosterole obniżają poziom cholesterolu i tym samym ryzyko zachorowań na choroby serca. Składają się z izotopów C-28 i C-29 węgla, różnią się od cholesterolu pochodzenia zwierzęcego (C-27) dodatkową grupą metylową, bądź etylową (rys1). Analogicznie do cholesterolu w tkance zwierząt, fitosterole są esencjonalnymi składnikami roślinnych ścian komórkowych.

FitosteroleCo najmniej 44 różne fitosterole, spośród 7 rodzin roślin zostały do tej pory sklasyfikowane, przy czym sitostanol (C-29) występuje najczęściej w żywności (stanowi 65% fitosteroli obecnych pożywieniu), następne to campesterol (C-28, 30%) i stigmasterol (C-29, 5%). Sitostanol, pochodna β-sitostanolu, jest stanolem najczęściej występującym w pożywieniu. W małych ilościach występuje w oleju sojowym.

Fitosterole są obecne głównie w roślinach oleistych, warzywa i owoce, zawierają ich niewielkie ilości (tab. 1 i 2). Bardzo dużo można ich odnaleźć w ziarnach słonecznika i w sezamie (między 534 a 714 mg/100g). Bogaty w fitosterole jest także olej sojowy (494 mg/100g). Podczas rafinacji ich udział ulega jednak znacznemu zmniejszeniu (132mg/100g).

Dostępność biologiczna, przemiana materii.

Sterole charakteryzują się bardzo zróżnicowaną dostępnością biologiczną. Właściwości fitosteroli i fitostanoli do obniżania cholesterolu bazują na niższym, co do cholesterolu współczynniku absorpcyjnym. Cholesterol ma najwyższy współczynnik absorpcyjny spośród wszystkich steroli (ponad 40% podlega absorpcji), za nim kolejno campestenol (12,5%), campesterol (9,6%), stigmasterol (4,8%), beta-sitostanol (4,2%) i sitostanol (0-3%). Różna długość łańcuchów bocznych fitosteroli jest zależna od wyżej wspomnianego współczynnika absorpcji. Im dłuższy łańcuch, tym mniejsza absorpcja.

Przeważająca ilość fitosteroli przyjmowanych z pożywieniem pozostaje w jelitach i jest rozkładana w tkankach. Absorpcja fitosteroli przez komórki jelitowe (enterocyty) przebiega według dotąd nieznanego mechanizmu. Być może przyjęcie te jest umożliwione dzięki pasywnej dyfuzji.

W aktywnym procesie wyłączenia, fitosterole są znowu odtransportowane z tychże komórek. Zawarte w błonach komórkowych enterocytów, jak i w ich błonach wewnątrzkomórkowych proteiny transportowe ABCG5 i ABCG8 łączą się w heterodimer – proteinę transportową. Proteiny te są nowo odkrytymi członkami grupy protein transportowych, opisywanej jako ATP-Binding Casette (ABC).

Proteiny ABCG5/ABCG8 transportują, co prawda znaczne ilości fitosteroli z enterocyt, ale wypompowywane są przy tym także małe ilości cholesterolu. Biernie przyjęte fitosterole zostają dalej usunięte z wątroby, tak jak z enterocytów, przy pomocy protein grupy ABC. Wchłonięte fitosterole zostają spakowane w chylomikronów i odtransportowane do wątroby.

Z wątroby mogą:

  1. Zostać przetransportowane do odległych tkanek w formie lipoprotein (VLDL, LDL)
  2. Zostać w małym zakresie zmienione w kwas żółciowy.
  3. Być przetransportowane z wątroby do woreczka żółciowego i zostać wydalone z żółcią.

Wchłonięte fitosterole krążą we krwi, u ludzi w pierwszej linii w HDL (lipoproteinach wysokiej gęstości). W HDL można znaleźć silniejszy związek fitosteroli i cholesterolu (LDL). Fitosterole mogą być krótkotrwale przechowywane w nerkach i w wątrobie. Przyjmowana koncentracja fitosteroli to około 160-360 mg/d w przedziale od 0,3-1,7 mg/100ml, co stanowi mniej niż 1% całkowitej koncentracji steroli. Koncentracja sitostanoli nie jest natomiast mierzalna.

Czynniki, które mają wpływ na koncentrację fitosteroli w surowicy nie są jeszcze znane. Koncentracja beta-sitostanolu w osoczu jest tylko częściowo regulowana przez dostawy składników odżywczych. Jest możliwe, że indywidualna koncentracja osocza zależy także od aktywności i od współczynnika BMI (Body Mass Index). Nie absorbowane fitosterole mogą zostać przemienione w koprostanol i koprostanon przez bakterie jelitowe.

Recesywnie odziedziczone zaburzenia przyjmowania fitosteroli występuje bardzo rzadko i określane są jako fitosterolemia. Osoby cierpiące na ta chorobę absorbują 15-60% fitosteroli, wykazują ich ograniczone wydalanie przez żółć i magazynują ich dużą ilość w różnych tkankach. Prowadzi to do dużej koncentracji fitosteroli w osoczu, co z kolei prowadzi do rozwinięcia się u nich już w młodym wieku arteriosklerozy (stwardnienia tętnic). Nowe badania wykazują, że osoby z fitosterolemią posiadają mutacje w obydwu genach ABC (ABCG5, ABCG8), które są prawdopodobnie odpowiedzialne za aktywny transport fitosteroli z wątroby i z enterocytów.

Filozofia odżywiania

Główne efekty wywoływane przez fitosterole, zaobserwowane podczas badań przeprowadzonych na zwierzętach, to działanie anty-kancerogenne i obniżające poziom cholesterolu. Fitosterole wpływają na absorpcję w jelitach cholesterolu, który jest naturalnym składnikiem pożywienia, a także cholesterolu wydalanego z żółcią, co z kolei prowadzi do obniżenia się jego poziomu w osoczu. Te działanie jest znane już od 50 lat i potwierdza zasadność użycia fitosteroli w terapii hypercholesterolemii.

W celu obniżenia poziomu cholesterolu, podczas różnych badań, stosowano dawki fitosteroli w wielkości do 6g, przy czym 1g/d był minimalną dawką wywołującą działanie. Podczas większości tych badań poziom cholesterolu spadał od 10 do 30%. W ostatnich czasach przeprowadzona została seria badań z użyciem fitosteroli takich jak sitostanol, które występują w niewielkich ilościach w lipidach pszenicy i żyta. Nie podlegają one absorpcji w jelitach.

Działanie obniżające poziom cholesterolu jest także zależne od czynników genetycznych oraz od ogólnego poziomu cholesterolu w organizmie. Osoby, które poddane zostały wyżej opisanym badaniom, posiadające apoproteinę E-4, reagowały na próby silniej, niż osoby z apoproteiną E-3. Jest to być może związane ze wzmożoną absorpcją cholesterolu przez osoby, które posiadają allelę E-4. W kolejnych badaniach zostało wykazane, że wysoka dawka przyjmowanego cholesterolu wspomaga działanie estrów sitostanolu. Zdaje się to być główną przyczyną obniżających poziom cholesterolu właściwości fitosteroli.

Pomimo tego, że obecność tych właściwości jest pewna, nie można jednoznacznie wypowiadać się na temat przebiegu mechanizmu obniżania poziomu cholesterolu. Przypuszczalnie fitosterole krystalizują z cząsteczkami cholesterolu. Inna hipoteza zakłada, że fitosterole wytłaczają powstałe podczas trawienia tłuszczów w jelitach substancje, przez co obniża się poziom przyjmowanego cholesterolu.

Estry stanolu wykazują dużą rozpuszczalność tłuszczy, przez co właściwości obniżające poziom cholesterolu. Hamowanie przyjmowania prowadzi do kompensacyjnego podwyższenia endogenicznej syntezy cholesterolu. Przyjęcie 2g/d estrów sitostanolu powoduje zwiększenie syntezy cholesterolu o 2mg/(d x kg KG). Efektem dodatkowym jest obniżenie poziomu cholesterolu w osoczu. Przy przyjęciu 0,8 mg estrów sitostanolu dziennie nie zaobserwowano żadnego wzrostu jego poziomu we krwi.

chlebpelnoziarnistyAż do dziennej dawki 2 g, właściwości redukujące poziom cholesterolu są proporcjonalne do ilości zażywanych fitosteroli. Zażywanie ilości większej niż 3g nie powoduje dalszego obniżania się poziomu cholesterolu w osoczu. Są także dowody systemowego działania po iniekcji fitosteroli i osiągnięcia podobnego efektu obniżenia się jego poziomu. Fitosterole mają także wpływ na enzymy kluczowe procesu przemiany cholesterolu w wątrobie szczurów, oraz na aktywność lecytyny: acetylotransferaza surowicy u osób z hypercholesterolemią.

Badania In vitro na liniach komórek Caco-2 doprowadziły beta-sitostanol do zahamowania przemiany metabolicznej cholesterolu. Przy czym zmniejszona została aktywność reduktazy hydroksymetyloglutarylokoenzymu A. Według szacowań 1 mg beta-sitosterinu może zahamować wchłonięcie w jelitach 1 mg cholesterolu.

W Finlandii już od paru lat funkcjonuje na rynku margaryna, która zawiera 12% estrów sitostanolu. Sitostanol pozyskiwany jest z kory drzew i estrowany kwasami tłuszczowymi oleju rzepakowego. Wiele badań klinicznych wykazało, że codzienne zażywanie 2-3 g estrów sitostanolu w okresie 3-4 tygodni, w formie wzbogaconej margaryny obniża całkowity poziom cholesterolu LDL o 10-15%. Efekt ten został zaobserwowany przy przyjmowaniu wysokich oraz niskich dawek cholesterolu. Podobne wyniki osiągnięto przy zastosowaniu margaryny, która zawiera fitosterole uzyskane z oleju sojowego, estrowane kwasem linolowym. Aplikowane ilości estrów sitosterinu (3,24 g/d) były wyższe niż estrów sitostanolu (2,74 g/d). W przeciwieństwie do spadku całkowitego poziomu cholesterolu i cholesterolu LDL estry sitostanolu i sitosterinu nie spowodowały żadnych znaczących zmian poziomu cholesterolu HDL i poziomu triglicerydów u zdrowych osób poddawanych próbie. Dawka skomponowana z estrów sitostanolu i leków wspomagających obniżanie endogennej syntezy cholesterolu, obniża całkowitą zawartość cholesterolu oraz cholesterolu LDL o 11 lub 16%.

Zdrowotne znaczenie takiej redukcji jest tym istotniejsze, iż skutkiem obniżenia się poziomu cholesterolu LDL o 15% może być spadek liczby zachorowań na choroby układu krążenia u osób w wieku 50-59 lat o 25% (w okresie 2 lat). Zmiana tego ryzyka była do tej pory możliwa tylko poprzez całkowitą zmianę sposobu diety na niskokaloryczną i niskotłuszczową, z większą ilością spożywanych owoców i warzyw. Nie wiadomo czy spowodowane przez zażywanie margaryn bogatych w fitosterole obniżenie poziomu cholesterolu w krwi także prowadzi do redukcji ryzyka zachorowań na choroby serca i układu krążenia.

Istnieje wiele dowodów na to, że fitosterole działają zapobiegawczo przeciw rakowi jelita grubego. Badania epidemiologiczne wykazały związek między wysokim poziomem spożywanych fitosteroli i niskim ryzykiem zachorowania na raka jelita grubego. Wegetarianie, u których poziom spożywanych fitosteroli jest wyższy niż u reszty populacji, wykazują wyższą koncentrację beta-sitostanolu w stolcu. W porównaniu do innych ludzi posiadają też niższe ryzyko zachorowań na raka, co udowodniono w wielu badaniach naukowych.

Także u gryzoni beta-sitostanol obniżył ilość incydentów zachorowań na raka jelita grubego. U szczurów zaobserwowano hamowanie proliferacji komórek jelita grubego zależne od koncentracji beta-sitostanolu. Już zawartość 0,2 % beta-sitostanolu w pożywieniu wywoływało taki efekt. Udział 1% beta-sitosterolu działał także silnie antykancerogenno i był przez zwierzęta tolerowany bez skutków ubocznych. Dodatek 2% fitosteroli w pokarmie zapobiegł w badaniach na zwierzętach podwyższonej proliferacji komórek jelita grubego wywołanej cholesterolem. Bez udziału fitosteroli, proliferacja wzrosła prawie trzykrotnie. Lek na bazie beta-sitostanolu jest w Europie dopuszczony jako środek w leczeniu hiperplazji prostaty.

Mechanizmy, które umożliwiają fitosterolom hamowanie rozwoju raka, są dotąd nieznane. Wyniki badań na zwierzętach wskazują na to, że mechanizm antykancerogenny nie bazuje na oddziaływaniu enzymów odtruwających (enzymy II fazy) na kancerogeny. Prawdopodobnie fitosterole działają ochronnie poprzez umiejętność budowania wtórnych produktów przemiany materii (wtórny kwas żółciowy, produkty rozkładu cholesterolu) w żołądku i jelitach.

Badania na zwierzętach pokazały także, że wtórne kwasy żółciowe i bakteryjne produkty rozkładu cholesterolu takie jak koprostanol i cholestanol podnoszą proliferacje komórek i przez to ułatwiają powstanie raka. Fitosterole hamują proliferację komórek jelita grubego prawdopodobnie poprzez blokowanie powstawania produktów rozkładu cholesterolu i wtórnych kwasów żółciowych na odcinku żołądek-jelito oraz zmniejszają koncentrację tych produktów w stolcu. Przy badaniach In-vitro fitosterole blokują różne fazy cyklu rozwoju komórek jelita grubego. Dzięki temu spowolniona zostaje proliferacja komórek i pozostaje więcej czasu na naprawę uszkodzeń DNA. Badania In-vitro beta-sitostanolu wykazały 50 % spadek poziomu sfingomeliny w fosforowo-lipidowej części błony komórkowej komórek HT29 oraz wzrost poziomu ceramików powstałych ze sfingomeliny. Beta-sitostanol silnie podwyższa w In-vitro apoptozę komórek raka piersi.

Działanie niepożądane/toksyczność

Z badań przeprowadzonych na ludziach nie wynika, że przyjmowanie doustnie naturalnego pożywienia bogatego, lub wzbogacanego o fitosterole, wywołuje działania szkodliwe dla zdrowia. U dorosłych i dzieci cierpiących na fitosterolemię i przyjmujących przez dłuższy czas estry sitostanolu (przez 12 lub 7 miesięcy) nie zaobserwowano żadnych negatywnych efektów. W podawaniu sitostanolu istnieje już doświadczenie sięgające ponad 5 lat i obejmujące dawki 10-15g dziennie. W tym przypadku także nie zaobserwowano skutków ubocznych. Ubocznym efektem zażywania sitostanolu natomiast jest natomiast malejąca koncentracja w osoczu alfa-karotenu, beta-karotenu likopiny w przedziale 10-30%. Osoby cierpiące na fitosterolemię powinny unikać zażywania wszelkich form fitosteroli.

Aktualne formy dostarczania

Fitosterole stanowią mniej niż 50% ilości steroli (włączając cholesterol). Codzienna dawka fitosteroli w zróżnicowanym pożywieniu wynosi 100-500g na osobę. Dodatkowo przyjmowane jest 20-50g stanoli. Wegetarianie spożywający duże ilości orzechów, ziaren i roślin strączkowych mają w porównaniu do reszty populacji o wiele wyższy poziom dostarczanych fitosteroli.

PożywienieZawartość fitosteroli (mg/100g)
Warzywa (także kiełki)1-100
Owoce2-30
Produkty zbożowe1-200
Nasiona i orzechy22-714
 Zawartość fitosteroli (mg/100g części jadalnej
Warzywa:
Brokuły39
Brukselka43
Marchew16
Kalafior40
Cebula8
Czarne oliwki50
Pomidory5
Owoce:
Jabłka13
Banany14
Kiwi9
Pomarańcze24
Brzoskwinie15
Gruszki12
Grejpfruty22
 

Polecane produkty:

0 komentarzy

Odpowiedz

Chcesz wziąć udział w dyskusji?
Śmiało, napisz coś!

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *