Znaczenie Fitosteroli w Farmacji i medycynie

Znaczenie Fitosteroli w Farmacji i medycynie

&ARM0RZEGL.AUK
:NACZENIEFITOSTEROLIWFARMACJIIMEDYCYNIE
4HEROLEOFFITOSTEROLSINPHARMACYANDMEDICINE
-AGDALENA"ABUuKA†2OCZNIAK7OJCIECH2OCZNIAK
!PTEKA-%$)1#EFARM2ZESZÌWW5STRZYKACH$OLNYCH
+ATEDRA&ARMAKOLOGII7YDZIAŒU,EKARSKIEGOZ/DDZIAŒEM,EKARSKOp$ENTYSTYCZNYMW:ABRZU
gL’SKIEGO5NIWERSYTETU-EDYCZNEGOW+ATOWICACH
Streszczenie
Abstract
Związki steroidowe należą do grupy połączeń, które powszechnie występują w przyrodzie. Ze względu na liczne
funkcje spełniane w organizmach żywych posiadają określone znaczenie biologiczne. Z powyższych względów
stanowią przedmiot szerokich i uzasadnionych badań biologicznych, biochemicznych oraz medycznych. Są składnikami błon komórek roślinnych. Występują również
w formie wolnej w cytoplazmie i wakuolach lipidowych,
w formie związanej z glikozydami, saponinami, terpenami i lipidami zapasowymi. Do fitosteroli zalicza się ponad
40 związków. W zależności od podstawników bocznych
wykazują działanie przeciwmiażdżycowe, przeciwzapalne, przeciwgorączkowe. Bywają również stosowane we
wczesnych stadiach rozrostu gruczołu krokowego. Powodem dużego zainteresowania fitosterolami wśród lekarzy,
farmaceutów oraz samych pacjentów jest wielokierunkowość działania, łatwe, powszechne i bezpieczne stosowanie oraz brak działań niepożądanych. Źródłem tych
związków są oleje roślinne, rośliny strączkowe, sezam
i słonecznik. Nowością jest pojawienie się na rynku margaryn wzbogacanych fitosterolami. Natomiast w aptekach
dostępnych jest wiele nowoczesnych preparatów zawierających odpowiednią ilość fitosteroli np. stosowanych w
chorobach gruczołu krokowego czy hipercholesterolemii.
Steroids belong to a group of compounds that are commonly found in natural sources. Due to many functions
performed in living organisms, they have particular biological significance. For the above mentioned reasons,
these compounds are the subject of broad and legitimate
biological, biochemical and medical research. Phytosterols are the components of plant cell membranes. They
also occur in free form in the cytoplasm and lipid vacuoles in the form associated with glycosydes, saponins,
terpenes and lipids. The group of phytosterols include
over 40 compounds. Depending on the side substituents
they exert anti-atheromatic, anti-inflammatory and antipyretic effects. There are also used in the early stages
of prostatic hyperplasia. Due to its multidirectional action easy, widespread and safe use and lack of undesirable activities, physicians, pharmacists and patients are
strong interested in phytosterols. The source of these
compounds are vegetable oils, legumes, sesame and sunflower seeds. New on the market are margarines enriched
with phytosterols. However, in the pharmacies many
modern preparations containing the appropriate amount
of phytosterols is available indicated for example in prostate diseases or hypercholesterolemia.
Słowa kluczowe: fitosterole, hipercholesterolemia, przerost gruczołu krokowego
Key words: phytosterols, hypercholesterolemia, prostatic
hypertrophy
Podstawowym układem strukturalnym, z którego wywodzą się steroidy jest gonan. Jest to układ czteropierścieniowy
zbudowany z trzech pierścieni sześcioczłonowych i jednego
pięcioczłonowego, z uwagi na części składowe zwany układem cyklopentanoperhydrofenantrenu.
u mykosterole – są to sterole wyodrębnione z grzybów, należy do nich m. in. ergosterol
u steroidy syntetyczne – są to sterole syntetyzowane przez
człowieka, nie występujące w naturze; należą do nich
prawie wszystkie leki antykoncepcyjne i anaboliki.
Ze względu na pochodzenie steroidy można podzielić
na:
u fitosterole – są to sterole pochodzenia roślinnego; do tej
grupy należą m. in. sitosterole, stigmasterol, kampesterol i brassikasterol
u zoosterole – są to sterole pochodzenia zwierzęcego, należą do nich m. in. cholesterol, kaprosterol, lanosterol,
a także wiele hormonów ludzkich i zwierzęcych
Do fitosteroli zaliczanych jest ponad 40 związków, jednak najczęściej spotykane i najlepiej poznane to: kampesterol, stigmasterol oraz alfa-, beta- i gamma-sitosterole.
Steroidy roślinne są to związki przypominające budową
cholesterol. Wykazują one działanie hipocholesterolemiczne
poprzez hamowanie absorpcji cholesterolu zarówno endogennego (wątrobowego) jak i egzogennego (pokarmowego),
nie wywierają jednak wpływu na poziom cholesterolu frak-
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
A
CH3
CH3
Ryc. 1. Struktura gonanu.
cji HDL w surowicy krwi. Z tego powodu cieszą się dużym
zainteresowaniem wśród lekarzy, farmaceutów oraz pacjentów. Niestety zawartość fitosteroli w produktach spożywczych jest bardzo niska, głównym źródłem tych związków
są oleje roślinne, rośliny strączkowe, sezam i słonecznik jak
również płatki zbożowe i pieczywo z mąk gruboziarnistych.
Nowością jest pojawienie się na rynku margaryn wzbogacanych fitosterolami [1, 2].
Fitosterole są pochodnymi steranu, wchodzą w skład
błon komórkowych roślin, występują w formie wolnej
w cytoplazmie i wakuolach lipidowych, w formie związanej
z glikozydami, saponinami, terpenami i lipidami zapasowymi [3, 4].
Steroidy roślinne mają różne właściwości biologiczne,
w zależności od liczby i charakteru podstawników bocznych, szczególnie przy węglu 17.
Istotne znaczenie mają również pochodne steroidów,
będące połączeniem części aglikonowej o charakterze steroidowym z różnymi cukrami, dając glikozydy nasercowe, które są stosowane w leczeniu niewydolności mięśnia
sercowego. Większość glikozydów nasercowych należy
do kardenoidów, które mają pięcioczłonowy pierścień
laktonowy (digitoksygenina, gitoksygenina, digoksygenina, konwalatoksygenina, adonitoksygenina). Pozostałą
grupę stanowią związki bufadienolidowe z sześcioczłonowym pierścieniem laktozowym (proscylardyna, scylirozyd).
Fitosterole mogą być prekursorami w biosyntezie: 17ketosteroidów, mineralosteroidów oraz glikokortykosteroidów [5].
Ponadto pod wpływem symbiotycznej mikroflory jelitowej fitosterole są metabolizowane do czynnych hormonów
steroidowych o działaniu anabolicznym, co bywa wykorzystywane przez sportowców.
Dotychczas poznano blisko 40 form steroidów roślinnych, z których najbardziej poznane i najczęściej spotykane
to β – sitosterol i stigmasterol (Ryc.2), swą budową są najbardziej podobne do pierścienia cholesterolowego [6].
Steroidy określa się jako związki nienasycone, czyli posiadające w swym pierścieniu podwójne wiązania. Poprzez
uwodornienie ich powstają stanole.
Fitosterole są naturalnymi składnikami olejów jadalnych, aczkolwiek ich ilość w olejach jest bardzo zróżnicowana i dość niska, tak więc w trakcie rafinacji 2500 ton
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
B
Ryc. 2. Wzory strukturalne: A- β-sitosterolu,
B- stigmasterolu
olejów roślinnych można uzyskać 1 tonę steroli. Występują one również w innych produktach pochodzenia roślinnego, jednakże z punktu widzenia profilaktyki te ilości są znikome, nawet u wegetarian, którzy spożywając
produkty roślinne niekiedy przekraczają ilość 1000 mg
steroli roślinnych na dobę, co jest ilością i tak niską [7].
Alternatywnym źródłem pozyskiwania fitosteroli są podkorowe elementy sosen wysokopiennych, jednakże i w
tym przypadku występujące ilości steroidów roślinnych
są bardzo małe [8]. Tak więc podstawowym źródłem tych
składników w żywieniu są oleje które zawierają od 100
do 500 mg fitosteroli/100 g, rośliny strączkowe (średnio
ok. 220 mg/100g) oraz niektóre nasiona, sezamu czy słonecznika (500 – 700mg/100g). Średnie spożycie fitosteroli w różnych krajach jest różne, niemniej należy sądzić,
iż w większości krajów europejskich, w tym i w Polsce
wynosi poniżej 200 – 300 mg/dzień. W Japonii, w diecie
której dominują produkty pochodzenia roślinnego, sięga
ok. 400 mg/dzień [9].
Hipocholesterolemiczne działanie fitosteroli po raz
pierwszy wykazał Pollak w 1952 roku. Stosowane przez
niego steroidy były w postaci stałej, krystalicznej. Podawał je pacjentom z hipercholesterolemią w ilości
40 g dziennie. Uzyskując tym znaczne obniżenie poziomu cholesterolu w surowicy krwi (o ok. 15%), jednak nie
było możliwe stosowanie tak dużych dawek przewlekle
i dopiero po latach okazało się, że ich skuteczność jest
możliwa przy zastosowaniu znacznie niższych dawkach,
szczególnie gdy podawane są razem z tłuszczem jadalnym [10]. Umożliwia on trawienie i absorpcje cholesterolu w przewodzie pokarmowym, pełniąc rolę nośnika dla
cholesterolu.
&ARM0RZEGL.AUK
Mechanizm hipocholesterolemicznego
działania fitosteroli
Sprowadza się do hamowania absorpcji cholesterolu
w jelicie cienkim. Proces trawienia tłuszczów jest poprzedzony ich emulgacją, rozpoczynającą się w żołądku a następnie w jelicie cienkim, pod wpływem jego ruchów perystaltycznych. Procesowi temu sprzyjają również kwasy
żółciowe wydzielane do dwunastnicy. Sole kwasów żółciowych wytwarzają micelle, do których przenikają wolny
cholesterol i fosfolipidy, ułatwiając inkorporację produktów
lipolizy. Zanim dojdzie do wchłonięcia do wnętrza micelli, część (10 – 15%) cholesterolu pokarmowego ulega estryfikacji z kwasami tłuszczowymi i dopiero w następnym
etapie zostaje przekształcona w formy wolne, dzięki działaniu trzustkowej esterazy cholesterolowej. Cholesterol
z żółci jest lepiej absorbowany niż pochodzący z pokarmów,
ponieważ w czasie wydzielania żółci zostaje rozpuszczony
w micellach, co ułatwia jego absorpcję. Steroidy roślinne
kompetytywnie zajmują miejsce cholesterolu w micellach,
powodując tym jego zwiększone wydalanie ze stolcem,
gdyż hamując jego estryfikację w enterocycie, uniemożliwiają jego transport zwrotny do krwi [11].
Niezaprzeczalnie korzystnym oddziaływaniem fitosteroli jest fakt, iż hamuje absorpcje cholesterolu, zarówno
endogennego (wątrobowego) jak i egzogennego (pokarmowego) w równym stopniu. Wielkość absorpcji cholesterolu
jest uzależniona od syntezy cholesterolu w organizmie tj.
im absorpcja niższa tym produkcja większa, i odwrotnie
[12]. Jednak zjawisko kompensacyjnego wzrostu produkcji
cholesterolu w wątrobie, na skutek obniżenia jego absorpcji
w jelicie, nie jest jednak w stanie zniwelować efektu hipolipemicznego, wywołanego podaniem steroidów roślinnych.
Redukcja absorpcji cholesterolu z jelita wywołana przez
steroidy roślinne wynika z tego, że:
u fitosterole są bardzo słabo absorbowane z jelita, np.
β-sitosterol poniżej 5%,
u są > 95% wydalane z organizmu człowieka,
u poziom fitosteroli w surowicy krwi wynosi 0,3 – 1,7
mg/dl.
Dzienne spożycie ok. 2 g fitosteroli z margaryną, powoduje znamienną statystycznie redukcję cholesterolu całkowitego o 6 – 8% oraz przede wszystkim cholesterolu LDL
o 10 – 15%. Steroidy roślinne nie wywierają wpływu na poziom HDL cholesterolu i poziom trójglicerydów w surowicy
krwi co może redukować ryzyko choroby niedokrwiennej
serca nawet o 25% [13].
Występujący powszechnie w roślinach β–sitosterol, wykazuje ponadto działanie przeciwzapalne i przeciwgorączkowe, przy podaniu pozajelitowym i doustnym. Jest mało
toksyczny. β–sitosterol i stigmasterol mogą służyć do półsyntezy hormonów steroidowych [14]. Sitosterole są ponadto stosowane pomocniczo we wczesnym stadium rozrostu
gruczołu krokowego, w trudnościach w oddawaniu moczu,
przed zabiegami chirurgicznymi na gruczole krokowym,
jak i po zabiegu na nim [15]. Hamują odczyny alergiczne
i autoimmunologiczne powstrzymując procesy autoagresji.
Równocześnie działają stymulująco i stabilizująco na układ
odpornościowy. Wywierają wpływ przeciwzakrzepowy
i przeciwzawałowy, hamując tworzenie blaszek miażdżycowych i zapobiegając agregacji krwinek. Poprawiają samopoczucie oraz zwiększają wydolność fizyczną.
Do tej pory nie zaobserwowano skutków ubocznych podczas podawania fitosteroli. Zalecana, optymalna
dawka fitosteroli to 3 – 5 mg na kg masy ciała. Wyższe dawki fitosteroli działają silniej estrogennie, antyandrogennie
i w ten sposób blokują biologiczny wpływ androgenów na
komórki. Fitosterole w dawce ponad 6 mg/kg masy ciała hamują androgenny wpływ męskich hormonów steroidowych.
Obecnie są w sprzedaży nowoczesne formy preparatów fitosterolowych (np. stosowanych w chorobach gruczołu krokowego). Niestety ich jakość i zawartość substancji czynnej
nie zawsze jest zadawalająca. Istotne jest bowiem pochodzenie fitosterolu, sposób jego przerobu, stabilizacji i co
najważniejsze – rzeczywista dawka. Stąd też spotykamy się
z rozmaitymi opiniami co do ich skuteczności terapeutycznej. Niewątpliwie jednak fitosterole należą do substancji aktywnych biochemicznie i farmakologicznie i przy uwzględnieniu oraz przestrzeganiu wyżej wymienionych czynników
i okoliczności przyniosą oczekiwane efekty.
Piśmiennictwo
1. Rudzińska M i wsp. Plant sterol in food technology.
Acta Sci Pol Technol Aliment 2005; 4: 147-156.
2. Zak A i wsp. Factors modulating parameters of cholesterol homeostasis in the metabolic syndrome. Cas Lek
Cesk 2007; 147: 357-366.
3. Marsan MP i wsp. Plant sterol: a neutron diffraction study of sitosterol and stigmasterol in soybean phosfatidylocholine membranes. Biophys Chem 1998; 75: 45-55.
4. Riddle LA, Guiochon G. Separation of free sterols by
high temperature liquid chromatography. J Chromatogr
A 2006; 1137: 173-179.
5. Nurowska E, Dworakowska B, Dołowy K. Wpływ hormonów steroidowych na kinetykę nikotynowego receptora acetylocholiny. Post Hig Med Dosw 2000; 54:
363-370.
6. Lichtenstein AH, Deckelbaum RJ. Stanol/sterol estercontaining foods and blood cholesterol levels. Circulation 2001; 103: 1177.
7. Law M. Plant sterol and stanol margarines and health.
BMJ 2000; 320: 861-864.
8. Nilo B, Cater NB. Plant Stanol Ester: Review of cholesterol-lowering efficacy and implications for coronary
heart disease reduction. Prev Cardiol 2000; 3: 121-130.
9. Ntanios F. Plant sterol-ester-enriched spreads as an
example of a new functional food. Eur J Lipid Sci Technol. 2001; 103: 102-106.
10. Plat J, Kerckhoffs DAJM, Mensink RP. Therapeutical
potential of plant sterols. Curr Opin Lipidol 2000; 11:
571-576.
11. Jones PJ i wsp. Modulation of plasma lipid levels and
cholesterol kinetics by phytostanol esters. J Lipid Res
2000; 41: 697-705.
12. Gylling H, Miettinen TA. A review of clinical trials in
dietary interventions to decrease the incidence of coronary artery disease. Curr Control Trials Cardiovasc Med
2001; 2: 123-128.
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
13. Podlewski J, Chwalibodowska-Podlewska A. Leki
współczesnej terapii. Fundacja Bűchnera. Warszawa
2001.
14. Schuler I i wsp. Differential effects of plant sterols on
water permeability and on acyl chain ordering of soybean phosphatidylcholine bilayers. Proc Natl Acad Sci U
S A. 1991; 15(88): 6926-6930.
15. Vermeulen A. The hormonal activity of the postmenopausal ovary. J Clin Endocrinol Metab. 1976; 42:
247-53.
data otrzymania pracy: 07.12.2009r.
data akceptacji do druku: 03.08.2010r.
Adres do korespondencji:
Magdalena Babuśka-Roczniak
Apteka MEDIQ, Cefarm Rzeszów
ul. Rynek 3
38-700 Ustrzyki Dolne
tel. +48 601 516 919
e-mail: [email protected]