Flavonoide und andere pflanzliche Wirkstoffe

Zusammenfassung

Flavonoide sind polyphenolische Pflanzenstoffe, die im Obst und Gemüse weit verbreitet sind. Epidemiologische Studien belegen, dass ein erhöhter Konsum an Obst und Gemüse ein reduziertes Krebsrisiko bewirkt. Daher wird in den letzten Jahren vermehrt erforscht, inwieweit Flavonoide zu diesem Schutzeffekt beitragen könnten. Besonders weit verbreitet sind die Flavonole (Quercetin, Zwiebel, Tee) und die Anthozyanidine (in roten Früchten). Unsere tägliche Nahrung enthält durchschnittlich 1 g an Polyphenolen (Flavonoide und Phenolsäuren). Eine Absorption aus dem Darm ist möglich, messbare Plasmaspiegel sind jedoch generell niedrig. Daher muss geklärt werden, welche der biologischen Aktivitäten Relevanz für den Menschen hat. Flavonoide besitzen vielfältige Wirkmechanismen, die einen Einfluss auf die Krebsentstehung auch beim Menschen denkbar erscheinen lassen. Sie besitzen gute antioxidative Wirkung und beeinflussen den Fremdstoffstoffwechsel, Entzündungsprozesse, den Hormonhaushalt (v. a. phytoöstrogene Isoflavone aus Soja) und das Zellwachstum. Weitere protektive Eigenschaften bestehen in der Fähigkeit, geschädigte Zellen durch Einleiten des programmierten Zelltods (Apoptose) zu eliminieren oder Zelldifferenzierungsprozesse zu aktivieren. Epidemiologische Studien belegen ein inverses Verhältnis zwischen tödlich verlaufenden Herzinfarkten und der Flavonolaufnahme; ein inverser Zusammenhang zwischen der Flavonolaufnahme und Krebserkrankungen ließ sich bisher nicht eindeutig nachweisen. Weitere wichtige pflanzliche Wirkstoffe sind schwefelhaltige Verbindungen wie die Isothiozyanate, die als Glukosinolatvorstufen, vor allem in kohlartigen Gemüsen wie Brokkoli, vorkommen. Isothiozyanate bewirken nach Aufnahme einer kohlreichen Diät eine Modulation des Fremdstoffmetabolismus auch beim Menschen. Nach heutigem Kenntnisstand ist die Annahme begründet, dass die Gesamtmenge an aufgenommenen Flavonoiden und anderen pflanzlichen Wirkstoffen biologisch wirksam wird. Dies unterstützt die generelle Empfehlung zu obst- und gemüsereicher Ernährung („Fünf-am-Tag”-Kampagne). Eine künstliche Zufuhr durch Supplementierung sollte jedoch zur Vermeidung negativer Wirkungen abgelehnt werden.

Flavonoids and Other Dietary Plant Constituents. What is of Practical Relevance? Should we Modify our Eating Habits?

Flavonoids are polyphenolic plant constituents which are widely distributed in the plant kingdom. Epidemiological studies have established an inverse relationship between high intake of fruit and vegetables and a reduced cancer risk. Therefore, it is of great interest to investigate whether flavonoids contribute to this protective effect. Flavonols (like quercetin, in onions and tea) and anthocyanidins (in red fruit) belong to the most common subclasses. Our daily diet contains up to 1 g of polyphenols incl. flavonoids and phenolic acids. Although absorption of flavonoid aglycons and glucosides in the small intestine could be demonstrated, plasma levels are generally low. Therefore, further research is required to clarify which biological activities might be relevant for the human situation. Flavonoids possess various biological activities which might contribute to cancer protective effects in animal models, but also in humans. They have good anti-oxidative potential, modulate xenobiotic metabolism, inhibit inflammatory processes, influence hormone status (e. g. phytoestrogenic isoflavonoids from soy products) and cell proliferation. Further, they contribute to selective elimination of cancerous cells by induction of programmed cell death (apoptosis) and cell differentiation. Epidemiological studies indicate an inverse association between flavonol intake and mortality from myocardial infarction; however, the correlation between flavonol intake and cancer preventive potential is less clear. Sulfur-containing compounds like isothiocyanates, which are found as glucosinolate precursors in high quantities especially in cruciferous vegetables, represent another important class of plant constituents. Isothiocyantes modulate xenobiotic metabolism, enhance excretion of carcinogenic substances and therefore contribute to a reduced cancer risk. In conclusion, these findings indicate that the sum of flavonoids and other secondary plant metabolites has biological efficacy in humans and support recommendations for a diet rich in fruit and vegetables (Five a day for better health). However, to avoid unwanted side effects, supplementation with isolated plant constituents is not indicated.

Literatur

• 1 Sporn M B, Newton D L. Chemoprevention of cancer with retinoids.  Fed Proc. 1979;  38 2528-2534
• 2 Ahmad N, Mukhtar H. Green tea polyphenols and cancer: Biologic mechanisms and practical implications.  Nutr Rev. 1999;  57 78-83
• 3 Potter J D, Steinmetz K. Vegetables, fruit and phytoestrogens as preventive agents. In: Stewart BW, McGregor D, Kleihues P (eds) Principles of Chemoprevention. IARC Scientific Publications No. 139. Lyon; International Agency for Research on Cancer 1996: 61-90
• 4 Watzl B, Leitzmann C. (eds) .Bioaktive Substanzen in Lebensmitteln. Stuttgart; Hippokrates Verlag GmbH 1995
• 5 Hollman P CH, Katan M B. Dietary flavonoids: Intake, health effects and bioavailability.  Food Chem Toxicol. 1999;  37 937-942
• 6 Böhm H, Boeing H, Hempel J, Raab B, Kroke A. Flavonole, Flavone und Anthocyane als natürliche Antioxidantien der Nahrung und ihre mögliche Rolle bei der Prävention chronischer Erkrankungen.  Z Ernährungswiss. 1998;  37 147-163
• 7 Pierpoint W S. Flavonoids in the human diet.  Prog Clin Biol Res. 1986;  213 125-140
• 8 Hollman P C, van Trijp J M, Buysman M N, van der Gaag M S, Mengelers M J, de Vries J H, Katan M B. Relative bioavailability of the antioxidant flavonoid quercetin from various foods in man.  FEBS Lett. 1997;  418 152-156
• 9 Erlund I, Kosonen T, Alfthan G, Maenpaa J, Perttunen K, Kenraali J, Parantainen J, Aro A. Pharmacokinetics of quercetin from quercetin aglycone and rutin in healthy volunteers.  Eur J Clin Pharmacol. 2000;  56 545-553
• 10 Hollman P C, Bijsman M N, van Gameren Y, Cnossen E P, de Vries J H, Katan M B. The sugar moiety is a major determinant of the absorption of dietary flavonoid glycosides in man.  Free Radic Res. 1999;  31 569-573
• 11 Middleton E, Kandaswami C, Theoharides T C. The effects of plant flavonoids on mammalian cells: implications for inflammation, heart disease, and cancer.  Pharmacol Rev. 2000;  52 673-751
• 12 Halliwell B. Free radicals, antioxidants, and human disease: curiosity, cause, or consequence?.  Lancet. 1994;  344 721-724
• 13 Bors W, Heller W, Michel C, Saran M. Radical chemistry of flavonoid antioxidants.  Adv Exp Med Biol. 1990;  264 165-170
• 14 Halliwell B, Zhao K, Whiteman M. The gastrointestinal tract: a major site of antioxidant action?.  Free Radic Res. 2000;  33 819-830
• 15 Galati G, Teng S, Moridani M Y, Chan T S, O'Brien P J. Cancer chemoprevention and apoptosis mechanisms induced by dietary polyphenolics.  Drug Metabol Drug Interact. 2000;  17 311-349
• 16 Fujiki H. Two stages of cancer prevention with green tea.  J Cancer Res Clin Oncol. 1999;  125 589-597
• 17 Arts I C, Hollman P C, Bueno De Mesquita H B, Feskens E J, Kromhout D. Dietary catechins and epithelial cancer incidence: The Zutphen elderly study.  Int J Cancer. 2001;  92 298-302
• 18 Boyle S P, Dobson V L, Duthie S J, Kyle J A, Collins A R. Absorption and DNA protective effects of flavonoid glycosides from an onion meal.  Eur J Nutr. 2000;  39 213-223
• 19 McAnlis G T, McEneny J, Pearce J, Young I S. Absorption and antioxidant effects of quercetin from onions, in man.  Eur J Clin Nutr. 1999;  53 92-96
• 20 Le Marchand L, Murphy S P, Hankin J H, Wilkens L R, Kolonel L N. lntake of flavonoids and lung cancer.  J Nat Cancer Inst. 2000;  92 154-160
• 21 Adlercreutz H, Mazur W. Phyto-oestrogens and Western diseases.  Ann Med. 1997;  29 95-120
• 22 Messina M J. Legumes and soybeans: overview of their nutritional profiles and health effects.  Am J Clin Nutr. 1999;  70, Suppl 439 S-450 S
• 23 Tikkanen M J, Adlercreutz H. Dietary soy-derived isoflavone phytooestrogens. Could they have a role in coronary heart disease prevention?.  Biochem Pharmacol. 2000;  60 1-5
• 24 Lu L J, Cree M, Josyula S, Nagamani M, Grady J J, Anderson K E. Increased urinary excretion of 2-hydroxyestrone but not 16α-hydroxyestrone in premenopausal women during a soya diet containing isoflavones.  Cancer Res. 2000;  60 1299-1305
• 25 Lu L J, Anderson K E, Grady J J, Kohen F, Nagamani M. Decreased ovarian hormones during a soya diet: implications for breast cancer prevention.  Cancer Res. 2000;  60 4112-4121
• 26 Verhoeven D T, Verhagen H, Goldbohm R A, van den Brandt P A, van Poppel G. A review of mechanisms underlying anticarcinogenicity by brassica vegetables.  Chem Biol Interact. 1997;  103 79-129
• 27 van Poppel G, Verhoeven D T, Verhagen H, Goldbohm R A. Brassica vegetables and cancer prevention. Epidemiology and mechanisms.  Adv Exp Med Biol. 1999;  472 159-168
• 28 Voorrips L E, Goldbohm R A, van Poppel G, Sturmans F, Hermus R J, van den Brandt P A. Vegetable and fruit consumption and risks of colon and rectal cancer in a prospective cohort study: The Netherlands Cohort Study on Diet and Cancer.  Am J Epidemiol. 2000;  152 1081-1092
• 29 London S J, Yuan J M, Chung F L, Gao Y T, Coetzee G A, Ross R K, Yu M C. Isothiocyanates, glutathione S-transferase M1 and T1 polymorphisms, and lung-cancer risk: a prospective study of men in Shanghai, China.  Lancet. 2000;  356 724-729
• 30 Hecht S S. Chemoprevention of cancer by isothiocyanates, modifiers of carcinogen metabolism.  J Nutr. 1999;  129 768 S-774 S
• 31 Hecht S S, Chung F L, Richie J P, Akerkar S A, Borukhova A, Skowronski L, Carmella S G. Effects of watercress consumption on metabolism of a tobacco-specific lung carcinogen in smokers.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1995;  4 877-884
• 32 Nijhoff W A, Mulder T P, Verhagen H, van Poppel G, Peters W H. Effects of consumption of brussels sprouts on plasma and urinary glutathione S-transferase class-α and -π in humans.  Carcinogenesis. 1995;  16 955-957
• 33 Cashman J R, Xiong Y, Lin J, Verhagen H, van Poppel G, van Bladeren P J, Larsen-Su S, Williams D E. In vitro and in vivo inhibition of human flavin-containing monooxygenase form 3 (FMO3) in the presence of dietary indoles.  Biochem Pharmacol. 1999;  58 1047-1055
• 34 Bradlow H L, Michnovicz J J, Halper M, Miller D G, Wong G Y, Osborne M P. Long-term responses of women to indole-3-carbinol or a high fiber diet.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1994;  3 591-595
• 35 Ferguson L R. Role of plant polyphenols in genomic stability.  Mutat Res. 2001;  475 89-111