Krebs - Eine ernährungsbedingte Erkrankung? Prof. Dr. Helmut ...
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<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
DAS GESUNDE HERZ<br />
Sekundäre Pflanzenstoffe<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Dr</strong>. <strong>Helmut</strong> Heseker<br />
Department Sport & Gesundheit<br />
Fakultät für Naturwissenschaften<br />
Universität Paderborn
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Einteilung der Pflanzenstoffe<br />
Primäre Pflanzenstoffe<br />
Kohlenhydrate, Fette, Proteine<br />
Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente<br />
Wasser, Ballaststoffe<br />
mit Nährstoffwirkung, spezifische Mangelsymptome (Ausnahme: Ballaststoffe)<br />
Sekundäre Pflanzenstoffe<br />
Carotinoide (z.B. in Karotten, Paprika)<br />
Glucosinolate (z.B. in Kohlarten)<br />
Flavonoide (z.B. Beerenobst, Rotkohl)<br />
Phenolsäuren (z.B. in Grünkohl, Vollkorn)<br />
Protease-Inhibitoren (z.B. in Hülsenfrüchte)<br />
Monoterpene (z.B. in Obstarten)<br />
Phytoöstrogene (z. B. in Sojabohnen)<br />
Phytosterine (z.B. in Sonnenblumenkerne, Sojabohnen)<br />
Sulfide (z.B. in Knoblauch, Zwiebeln)<br />
in geringen Mengen in Pflanzen; protektiv; keine Mangelsymptome bekannt
Risiko- und Schutzfaktoren in der Nahrung<br />
Alkohol<br />
übermäßige Energiezufuhr<br />
Menge und Art der<br />
Nahrungsfette<br />
krebserregende Substanzen<br />
- Schimmelpilzgifte<br />
- Umweltschadstoffe<br />
- Schadstoffe, die bei<br />
unsachgemäßer Zubereitung<br />
entstehen (z. B. Nitrosamine,<br />
Acrylamid)<br />
etc.<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
antioxidative Vitamine<br />
(Vitamin C, E)<br />
antioxidative Spurenelemente<br />
(Selen)<br />
Folsäure, B-Vitamine<br />
sekundäre Pflanzenstoffe<br />
Ballaststoffe<br />
Substanzen in fermentierten<br />
Lebensmitteln<br />
etc.
Farbstoffe<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Aufgaben der sekundären<br />
Pflanzenstoffe in Pflanzen<br />
Geruchsstoffe<br />
Bitterstoffe<br />
Abwehrstoffe gegen Schädlinge und<br />
Pflanzenkrankheiten<br />
Antioxidantien<br />
Wachstumsregulatoren
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Digestion und Absorption<br />
sekundärer Pflanzenstoffe<br />
im Rahmen der Digestion erfolgt zumindest eine<br />
partielle Freisetzung der sekundären Pflanzenstoffe<br />
aus Bindungen (z. B. Glykoside) im Lebensmittel<br />
Absorption im Dünndarm<br />
signifikante Konzentrationen im Blutplasma<br />
Retention und Metabolisierung in Geweben<br />
renale Elimination
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Carotinoidgehalte in ausgewählten Gemüsen<br />
mg/100 g<br />
15,0<br />
12,0<br />
9,0<br />
6,0<br />
3,0<br />
0,0<br />
Brokkoli<br />
Spinat<br />
Tomate<br />
Paprika<br />
Karotte<br />
Salat<br />
Cryptoxanthin<br />
Lutein<br />
Lycopin<br />
a-Carotin<br />
ß-Carotin
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Carotinoiden<br />
In epidemiologischen Studien: konsistente Korrelation<br />
zwischen hohem Verzehr an Gemüse und Obst sowie<br />
verringertem Risiko für Herz-Kreislauf- und <strong>Krebs</strong>erkrankungen.<br />
Im Tierversuch und in Zellkultursystemen: Carotinoide<br />
wirken antikanzerogen. Diskutierte Mechanismen:<br />
antioxidative und immunmodulatorische Wirkungen.<br />
Aber: In Placebo-kontrollierten, randomisierten<br />
Interventionsstudien mit ß-Carotin:<br />
>> keine Verringerung des <strong>Krebs</strong>risikos.<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
Von der Hypothese zu einer Ernährungsrichtlinie<br />
[Evidence-based Nutrition]<br />
Ernährungsepidemiologie Hypothesenbildung<br />
Konsistente Ergebnisse Prüfung der Hypothese<br />
- Biochemie/Molekularbiologie<br />
- tierexperimentelle Studien<br />
Konsensus über die - Zellkulturstudien<br />
Bedeutung - Bevölkerungsstudien<br />
des Zusammenhangs - Interventionsstudien (RCT)<br />
Zufuhrempfehlung Ernährungsrichtlinien<br />
(DACH, SCF, DRI) (für allgemeine Bevölkerung)<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
Glucosinolatgehalte in ausgewählten Gemüsen<br />
mg/100 g<br />
150,0<br />
120,0<br />
90,0<br />
60,0<br />
30,0<br />
0,0<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Kresse<br />
Kohlrabi<br />
Rosenkohl<br />
Rotkohl<br />
Brokkoli<br />
Blumenkohl<br />
Rettich
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Glucosinolaten<br />
Vorkommen in allen Kreuzblütlern (Kohlarten, Senf ...)<br />
In PubMed: insgesamt 431 Publikationen<br />
in 2003: 34 Publikationen<br />
In epidemiologischen Studien: inverse Korrelation zwischen<br />
der Aufnahme von Kohlgemüsen und dem Risiko für <strong>Krebs</strong>erkrankungen.<br />
In Zellkultursystemen: Aktivierung von karzinogenentgiftenden<br />
Enzymen.<br />
In Tier- und Humanstudien: Aktivierung von karzinogenentgiftenden<br />
Enzymen (z. B. GST: Glutathion S-Transferase).<br />
RCT mit Endpunkt <strong>Krebs</strong>: keine Studien publiziert<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
mg/100 g<br />
50,0<br />
40,0<br />
30,0<br />
20,0<br />
10,0<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
0,0<br />
Quercetingehalte (=Flavonoid)<br />
in ausgewählten Lebensmitteln<br />
Tonateninneres<br />
Tomatenschale<br />
Apfel (geschält)<br />
Apfelschale<br />
Brokkoli<br />
Kirschen<br />
Äpfel<br />
grüne Bohnen<br />
Grünkohl<br />
Zwiebeln
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Flavonoiden<br />
Ca. 5000 (!) verschiedene phenolische Verbindungen mit breitem<br />
Wirkungsspektrum.<br />
Vorkommen in fast allen Nahrungspflanzen.<br />
In PubMed: insgesamt 3659 Publikationen<br />
in 2003: 315 Publikationen<br />
In epidemiologischen Studien: inverse Korrelation zwischen der<br />
Aufnahme von Flavonoiden und dem Herzinfarktrisiko.<br />
In Zellkultursystemen: Regulation des Zellwachstums und Hemmung<br />
der <strong>Krebs</strong>entstehung.<br />
In Tier- und Humanstudien: immunmodulatorische Wirkungen.<br />
RCT mit Endpunkt <strong>Krebs</strong> oder Herzinfarkt: keine Studien publiziert<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Protease-Inhibitoren<br />
Protease-Inhibitoren hemmen kompetitiv die Aktivität von<br />
Proteasen.<br />
Vorkommen in Soja- und Mungobohnen, Erbsen, Erdnüssen,<br />
Kartoffeln, Getreide.<br />
Durchschnittliche Kost enthält ca. 300 mg/Tag.<br />
90 % werden nicht absorbiert; 10 % dringen in Epithelzellen des<br />
Dickdarms ein.<br />
In Zellkultursystemen: Hemmung tumorspezifischer Proteasen,<br />
antikanzerogen, entzündungshemmend, antioxidativ<br />
RCT mit Endpunkt <strong>Krebs</strong> oder Herzinfarkt: keine Studien publiziert<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Phytoöstrogene<br />
Vorkommen: Bohnen, Kohl, Sojabohnen, Vollkorn, Hopfen<br />
wichtigste Vertreter:<br />
- Isoflavonoide (Daidzein, Genistein, Equol)<br />
- Lignane (Enterolacton, Enterodiol)<br />
durchschnittliche Zufuhr: ~ 1 mg (D, GB), 30-50 mg (J)<br />
strukturelle Ähnlichkeit mit dem Östrogen Östradiol<br />
binden an Östrogenrezeptoren, blockieren Rezeptoren für<br />
stärker wirkende humane Östrogene<br />
haben schwache Östrogenaktivität:<br />
>> 0.01-0.05 % der Östradiolaktivität<br />
zusätzlich: antioxidative Eigenschaften
mg/100 g<br />
150,0<br />
120,0<br />
90,0<br />
60,0<br />
30,0<br />
0,0<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Isoflavonoidgehalte<br />
in ausgewählten Lebensmitteln<br />
Sojabohnen<br />
Genistein Daidzein Isoflavonoide<br />
Tofu<br />
Sojabohnenkeimling<br />
Sojamilch<br />
Tempeh<br />
Leinsamenmehl<br />
Weizen<br />
Linsen<br />
Haferflocken
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Phytoöstrogenen<br />
In PubMed: insgesamt 1095 Publikationen<br />
in 2003: ~120 Publikationen<br />
In epidemiologischen Studien: protektive Wirkung bei hormonbezogenen<br />
<strong>Krebs</strong>erkrankungen bei Frauen und Männern.<br />
--> sehr geringe Prävalenz bei traditioneller japanischer Ernährung<br />
--> starke Zunahme der Inzidenz bei asiatischen Immigrantinnen in die USA<br />
Tierstudien: bei Ratten und Affen Hemmung der Kanzerogenese<br />
durch sojareiche Mahlzeiten.<br />
In Zellkultursystemen: Hemmung des <strong>Krebs</strong>zellwachstums<br />
beeinflussen Hormonstoffwechsel (z. B. verlängerter Menstruationszyklus<br />
bei hohem Verzehr von Sojaprodukten)<br />
RCT mit Endpunkt Östrogenstoffwechsel: mehr inaktive Metabolite<br />
>> es fehlen Langzeitstudien (RCT-Studien)<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Herz-Kreislauf-<strong>Erkrankung</strong>en<br />
Vergleich der Mortalität im Jahr 2000<br />
[Männer, 45-65 J.]<br />
Gestorbene/100 000<br />
Japan USA D
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Phytoöstrogene und Herz<br />
der höhere Gehalt der japanischen Kost an Phytoöstrogenen wird<br />
als mögliche Ursache für das geringere <strong>Erkrankung</strong>srisiko für Herz-<br />
Kreislauferkrankungen diskutiert<br />
50 g Soja reduzieren das LDL-Cholesterin um 12,9 %<br />
(Besonders interessant ist, dass isolierte Isoflavonoide ohne Sojaprotein<br />
und auch isolierte Sojaproteine ohne Isoflavonoide keinen Effekt zeigten.<br />
Der potentielle kardioprotektive Effekt scheint auf einen Synergismus der<br />
Sojakomponenten zurückzuführen sein.)<br />
RCT mit Endpunkt Blutdruck: signifikante Senkung<br />
Fazit: Natürliche Phytoöstrogene-haltige Lebensmittel haben ein<br />
erhebliches präventives Potential.
Phytosteringehalte in ausgewählten Gemüsen<br />
mg/100 g<br />
50,0<br />
40,0<br />
30,0<br />
20,0<br />
10,0<br />
0,0<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Auberginen<br />
Blumenkohl<br />
Brokkoli<br />
Gurken<br />
Kopfsalat<br />
Möhren<br />
Rosenkohl<br />
Tomaten<br />
Zwiebeln
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Phytosterinen<br />
Vorkommen besonders in fettreichen Pflanzenteilen,<br />
besonders in Sonnenblumenkernen, Sesamsaaten und<br />
Sojaöl<br />
strukturelle Ähnlichkeit mit tierischen Sterinen (Cholesterin)<br />
mindestens 44 verschiedene Phytosterine bekannt<br />
häufigster Vertreter: ß-Sitosterin (= 50 % der Zufuhr)<br />
tägliche Zufuhr: 150 - 400 mg<br />
Absorptionsrate: ~ 5 %<br />
Hemmung der Cholesterinabsorption im Darm<br />
--> Cholesterin-senkende Wirkung
Kenntnisstand über mögliche präventive<br />
Wirkungen von Sulfiden<br />
Wichtigster Vertreter: Allicin im Knoblauch.<br />
In epidemiologischen Studien: protektive Wirkung vor Magenkrebs.<br />
Prospektive Kohortenstudien: signifikante Verringerung des<br />
Magenkrebsrisikos, nicht aber Brust- und Dickdarmkrebs;<br />
kein Effekt durch Knoblauchpräparate.<br />
Tierstudien: hemmende Wirkung von Extrakten auf das<br />
Tumorwachstum (z.B. Brustkrebs- und Blasenkrebs).<br />
In Zellkultursystemen: induziert die Apoptose<br />
RCT: Hemmende Wirkung auf die Thrombozytenaggregation und<br />
Erhöhung der fibrinolytischen Aktivität.<br />
Lipidsenkende Wirkung nach Verzehr von 40 g frischem Knoblauch;<br />
widersprüchliche Ergebnisse bei Knoblauchpräparaten<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB
Phenolsäuren<br />
Glucosinolate<br />
Sulfide<br />
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Sekundäre Pflanzenstoffe und<br />
Prokarzinogene<br />
Karzinogene<br />
Glucosinolate<br />
Phenolsäuren<br />
Monoterpene<br />
Kanzerogenese<br />
Tumorauslösung<br />
(Initiation)<br />
Radikale<br />
Zelle mit<br />
DNA-<br />
Schaden<br />
Carotinoide<br />
Polyphenole<br />
Flavonoide<br />
Monoterpene<br />
Tumorförderung<br />
(Promotion)<br />
Carotinoide<br />
Flavonoide<br />
Glucosinolate<br />
Tumor<br />
nach Watzl und Leitzmann, 1995
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Mögliche Wirkungen<br />
Sekundärer Pflanzenstoffe<br />
Sekundäre Pflanzenstoffe können fast auf jeder Stufe<br />
die <strong>Krebs</strong>entstehung hemmen.<br />
Sekundärer Pflanzenstoffe wirken antigenotoxisch,<br />
antioxidativ und immunmodulatorisch.<br />
Sekundäre Pflanzenstoffe beeinflussen das Blutgerinnungssystem<br />
positiv und wirken blutdrucksenkend.<br />
Vielversprechende Substanzen,<br />
„in den Flegeljahren der Pubertät“<br />
Es fehlen Bioverfügbarkeitsstudien!<br />
Es fehlen toxikologische Kenndaten!<br />
Es fehlen randomisierte, Placebo-kontrollierte Studien!
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
Abschließende Bewertung<br />
Das gesundheitspräventive Potential scheint erheblich<br />
zu sein. Allerdings waren bisherige Studien mit<br />
isolierten Nahrungskomponenten wenig erfolgreich.<br />
Es stellt sich daher die Frage,<br />
- ob man Gesundheitsvorbeugung mit isolierten sekundären<br />
Pflanzenstoffen überhaupt erreichen kann.<br />
oder<br />
- ob nicht die Komplexität unserer Nahrung die in<br />
epidemiologisch Studien beschriebenen präventiven<br />
Wirkungen erklärt.
<strong>Prof</strong>. Heseker, UPB<br />
American Heart Association<br />
Dietary Guidelines<br />
Choose an overall balanced diet consisting of a variety of foods from<br />
all major food groups, emphasizing fruits, vegetables and grains.<br />
At least 5 daily servings of fruits and vegetables.<br />
At least 6 daily servings of grain products, including whole grains.<br />
Increase consumption of complex carbohydrates and dietary fiber.<br />
Reduce consumption of fat, especially saturated fat, and cholesterol.<br />
Eat at least two servings of fish per week.<br />
When soy protein is substituted for animal protein, total LDLcholesterol<br />
can be reduced.<br />
Balance food intake with physical activity and maintain/reduce weight.<br />
Use salt and sodium in moderation.<br />
Consume alcohol in moderation, if at all.<br />
And always remember... ... Do not use tobacco in any form!
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