Fitosterol - Phytosterol
Fitosterole to fitosteroidy , podobne do cholesterolu , które służą jako składniki strukturalne błon biologicznych roślin . Obejmują one sterole roślinne i stanole . Zidentyfikowano ponad 250 steroli i związków pokrewnych. Wolne fitosterole wyekstrahowane z olejów są nierozpuszczalne w wodzie, stosunkowo nierozpuszczalne w oleju i rozpuszczalne w alkoholach.
Żywność wzbogacona fitosterolem i suplementy diety są sprzedawane od dziesięcioleci. Pomimo dobrze udokumentowanego wpływu długotrwałego spożywania fitosteroli na obniżenie poziomu cholesterolu LDL , nie ma wystarczających dowodów na jego wpływ na choroby układu krążenia , poziom cukru we krwi na czczo , hemoglobinę glikowaną lub ogólną śmiertelność .
Struktura
| β-sitosterol | kampesterol | cholesterol |
|---|---|---|
 |
 |
|
| stygmasterol | stygmastanol | |
 |
|
Mają skondensowaną strukturę policykliczną i różnią się węglowymi łańcuchami bocznymi i/lub obecnością lub brakiem wiązania podwójnego (nasycenie). Dzieli się je na 4,4-dimetylofitosterole, 4-monometylofitosterole i 4-desmetylofitosterole na podstawie lokalizacji grup metylowych w pozycji węgla-4. Stanole są sterolami nasyconymi , nie posiadającymi wiązań podwójnych w strukturze pierścienia sterolowego.
Cząsteczka po lewej to β-sitosterol . Nomenklatura szkieletu sterydowego znajduje się po prawej stronie.
- Przez usunięcie węgla 24 2 , kampesterol związku.
- Przez usunięcie węgli 24 1 i 24 2 , cholesterolu związku.
- Usunięcie wodoru z węgli 22 i 23 daje stigmasterol (stigmasta-5,22-dien-3β-ol).
- Przez uwodornienie wiązania podwójnego między węglami 5 i 6 otrzymuje się β- sitostanol (Stigmastanol).
- Przez uwodornienie wiązanie podwójne między atomami węgla 5 i 6 oraz usuwania węgla 24 2 , kampestanol związku.
- Usunięcie węgla 24 2 i wodorów z węgli 22 i 23 oraz odwrócenie stereochemii przy C-24 daje brassikasterol (ergosta-5,22-dien-3β-ol).
- Dalsze usuwanie wodorów z węgli 7 i 8 z brassikasterolu daje ergosterol (ergosta-5,7,22-trien-3β-ol). Ważne: Ergosterol nie jest sterolem roślinnym. Ergosterol jest składnikiem błon komórkowych grzybów, pełniąc u grzybów tę samą funkcję, jaką cholesterol pełni w komórkach zwierzęcych.
- Estryfikacja grupy hydroksylowej przy węglu 3 kwasami tłuszczowymi/organicznymi lub węglowodanami daje estry steroli roślinnych , tj. oleiniany, ferulany i (acylo)glikozydy.
- W rzeczywistości Lupeol jest triterpenoidem , a nie sterolem ; to nie jest gonane .
| kampestanol | brassikasterol | ergosterol |
|---|---|---|
 |
 |
|
| lupeol | cykloartenol | |
 |
|
Fitosterole dietetyczne
Najbogatszym naturalnie występującym źródłem fitosteroli są oleje roślinne i produkty z nich wytwarzane. Sterole mogą występować w postaci wolnej oraz jako estry kwasów tłuszczowych i glikolipidy . Forma związana jest zwykle hydrolizowana w jelicie cienkim przez enzymy trzustkowe . Niektóre sterole są usuwane podczas etapu dezodoryzacji rafinacji olejów i tłuszczów, jednak bez zmiany ich względnego składu. Sterole są zatem użytecznym narzędziem w sprawdzaniu autentyczności.
Jako powszechne źródło fitosteroli opracowano oleje roślinne jako produkty margarynowe podkreślające zawartość fitosteroli. Produkty zbożowe, warzywa, owoce i jagody, które nie są tak bogate w fitosterole, mogą być również znaczącym źródłem fitosteroli ze względu na ich wyższe spożycie.
Spożycie naturalnie występujących fitosteroli waha się w granicach ~200-300 mg/dzień, w zależności od nawyków żywieniowych. Specjalnie zaprojektowane wegetariańskie diety eksperymentalne zostały wyprodukowane z wydajnością powyżej 700 mg/dzień. Najczęściej występującymi fitosterolami w diecie człowieka są β-sitosterol, kampesterol i stigmasterol, które stanowią odpowiednio około 65%, 30% i 3% zawartości diety. Najczęstszymi stanolami roślinnymi w diecie człowieka są sitostanol i kampestanol, które łącznie stanowią około 5% fitosterolu w diecie.
| Cholesterol | Brassicasterol | kampesterol | Stigmasterol | β-sitosterol | ∆5- Awenasterol | ∆7-Awenasterol | ∆7- Stigmasterol | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Olej kokosowy | 0,6 – 2 | 0 – 0,9 | 7 – 10 | 12 – 18 | 50 – 70 | 5 – 16 | 0,6 – 2 | 2 – 8 |
| Olej kukurydziany | 0,2 – 0,6 | 0 – 0,2 | 18 – 24 | 48 | 55 – 67 | 48 | 1 – 3 | 1 – 4 |
| Olej z nasion bawełny | 0,7 – 2,3 | 0,1 – 0,9 | 7,2 – 8,4 | 1,2 – 1,8 | 80 – 90 | 1,9 – 3,8 | 1,4 – 3,3 | 0,7 – 1,4 |
| Oliwa z oliwek | 0 – 0,5 | 2,3 – 3,6 | 0,6 – 2 | 75,6 – 90 | 3,1 – 14 | 0 – 4 | ||
| olej palmowy | 2,2 – 6,7 | 18,7 – 29,1 | 8,9 – 13,9 | 50,2 – 62,1 | 0 – 2,8 | 0 – 5,1 | 0,2 – 2,4 | |
| olej palmowy | 1 – 3,7 | 0 – 0,3 | 8,4 – 12,7 | 12,3 – 16,1 | 62,6 – 70,4 | 4 – 9 | 0 – 1,4 | 0 – 2,1 |
| Olej z orzechów | 0,6 – 3,8 | 0 – 0,2 | 12 – 20 | 5 – 13 | 48 – 65 | 7 – 9 | 0 – 5 | 0 – 5 |
| Olej rzepakowy | 0,4 – 2 | 5 – 13 | 18 – 39 | 0 – 0,7 | 45 – 58 | 0 – 6,6 | 0 – 0,8 | 0 – 5 |
| Olej sojowy | 0,6 – 1,4 | 0 – 0,3 | 16 – 24 | 16 – 19 | 52 – 58 | 2 – 4 | 1 – 4,5 | 1,5 – 5 |
| Olej słonecznikowy | 0,2 – 1,3 | 0 – 0,2 | 7 – 13 | 8 – 11 | 56 – 63 | 2 – 7 | 7 – 13 | 3 – 6 |
Roszczenia zdrowotne
EFSA
Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) stwierdził, że poziom cholesterolu we krwi może zostać obniżony średnio o 7 do 10,5%, jeśli osoba spożywa 1,5 do 2,4 gramów steroli i stanoli roślinnych dziennie, efekt zwykle ujawnia się w ciągu 2-3 tygodni. Długoterminowe badania trwające do 85 tygodni wykazały, że efekt obniżania cholesterolu może się utrzymać. W oparciu o te i inne dane dotyczące skuteczności, panel naukowy EFSA przedstawił następującą poradę zdrowotną: „Wykazano, że sterole roślinne obniżają/redukują poziom cholesterolu we krwi. Obniżenie poziomu cholesterolu we krwi może zmniejszyć ryzyko choroby niedokrwiennej serca ”.
FDA
FDA zatwierdziła następujący wniosek o fitosteroli: Dla roślin estrów sterolu (i) żywność zawierającą co najmniej 0,65 g na porcję estrów steroli roślinnych, spożywane dwa razy dziennie z posiłkami przez łączny dzienny spożyciu co najmniej 1.3 g, a częściowo diety ubogiej w tłuszcze nasycone i cholesterol, może zmniejszyć ryzyko chorób serca. Porcja [nazwa produktu] dostarcza ___gramów estrów steroli oleju roślinnego. Dla estrów stanoli roślinnych : (i) Żywność zawierająca co najmniej 1,7 g na porcję estrów stanoli roślinnych, spożywana dwa razy dziennie z posiłkami, przy całkowitym dziennym spożyciu co najmniej 3,4 g, jako część diety ubogiej w tłuszcze nasycone i cholesterol, może zmniejszyć ryzyko chorób serca. Porcja [nazwa produktu] dostarcza ___gramów estrów stanoli roślinnych. Przeglądając badania kliniczne dotyczące suplementacji fitosterolami, FDA stwierdziła, że po spożyciu w zakresie od 1 do 3 gramów we wzbogaconej żywności, fitosterole powodowały statystycznie istotne (5-15%) obniżenie poziomu cholesterolu LDL we krwi w porównaniu z placebo. FDA stwierdziła również, że dzienne spożycie 2 gramów fitosteroli dziennie (wyrażonych jako niezestryfikowane fitosterole) jest wymagane do wykazania związku między spożyciem fitosteroli a obniżeniem poziomu cholesterolu w celu zmniejszenia ryzyka CVD.
Zdrowie Kanada
Health Canada dokonało przeglądu 84 randomizowanych, kontrolowanych badań opublikowanych w latach 1994-2007 dotyczących suplementacji fitosterolami. Średnie 8,8% zmniejszenie stężenia cholesterolu LDL zaobserwowano przy średnim spożyciu 2 gramów dziennie. Organizacja Health Canada stwierdziła, że istnieją wystarczające dowody naukowe potwierdzające związek między spożyciem fitosterolu a obniżeniem poziomu cholesterolu we krwi. W oparciu o te dowody, Health Canada zatwierdziło następujące oświadczenia w celu zakwalifikowania żywności przeznaczonej dla osób z hipercholesterolemią : Stwierdzenie podstawowe: „[wielkość porcji z tabeli Fakty żywieniowe w metrykach i typowych miarach gospodarstwa domowego] [nazwa produktu] zapewnia X% dziennej dawki * steroli roślinnych, które pomagają obniżyć/obniżyć poziom cholesterolu u dorosłych”. Dwa dodatkowe stwierdzenia, które mogą być użyte w połączeniu lub osobno, obok zdania podstawowego, bez żadnych materiałów drukowanych, pisemnych lub graficznych: „sterole roślinne pomagają obniżyć [lub pomóc obniżyć] cholesterol”. Oświadczenie to, gdy jest używane, powinno być przedstawione literami o maksymalnym rozmiarze i wyeksponowaniu dwukrotnie większym niż w przypadku pierwotnego oświadczenia. „Wysoki poziom cholesterolu jest czynnikiem ryzyka chorób serca”. Oświadczenie to, gdy jest używane, powinno być przedstawione literami o takim samym rozmiarze i stopniu wyeksponowania, jak w przypadku pierwotnego oświadczenia.
Obniżenie cholesterolu
Zdolność fitosteroli do obniżania poziomu cholesterolu po raz pierwszy zademonstrowano u ludzi w 1953 roku. W latach 1954-82 fitosterole były następnie sprzedawane jako środek farmaceutyczny pod nazwą Cytellin jako lek na podwyższony cholesterol.
W przeciwieństwie do statyn , w przypadku których udowodniono, że obniżenie poziomu cholesterolu zmniejsza ryzyko chorób sercowo-naczyniowych (CVD) i ogólną śmiertelność w ściśle określonych okolicznościach, dowody nie były spójne w przypadku żywności lub suplementów wzbogaconych fitosterolami w celu obniżenia ryzyka CVD, przy czym dwa przeglądy wskazują brak efektu lub efekt marginalny oraz kolejny przegląd pokazujący dowody na stosowanie fitosteroli w diecie w celu uzyskania efektu obniżania cholesterolu.
Jednoczesne podawanie statyn z żywnością wzbogaconą fitosterolami zwiększa obniżające cholesterol działanie fitosteroli, ponownie bez żadnych dowodów korzyści klinicznych i z anegdotycznymi dowodami na potencjalne działania niepożądane . Statyny działają poprzez zmniejszanie syntezy cholesterolu poprzez hamowanie enzymu reduktazy HMG- CoA ograniczającego szybkość . Fitosterole obniżają poziom cholesterolu, konkurując z wchłanianiem cholesterolu w jelitach za pośrednictwem jednego lub kilku możliwych mechanizmów, co stanowi uzupełnienie statyn. Fitosterole dodatkowo obniżają poziom cholesterolu o około 9% do 17% u osób stosujących statyny. Wydaje się, że rodzaj lub dawka statyny nie wpływa na skuteczność fitosteroli w obniżaniu cholesterolu.
Ze względu na ich właściwości obniżające poziom cholesterolu niektórzy producenci stosują sterole lub stanole jako dodatek do żywności.
Bezpieczeństwo
Fitosterole mają długą historię bezpiecznego stosowania, której początki sięgają Cytellin, preparatu farmaceutycznego fitosteroli sprzedawanego w USA w latach 1954-82. Estry fitosteroli są ogólnie uznawane za bezpieczne (GRAS) w USA. Żywność funkcjonalna zawierająca fitosterol została poddana monitorowaniu po wprowadzeniu na rynek UE w 2000 r. i nie zgłoszono żadnych nieprzewidzianych skutków ubocznych.
Potencjalne obawy dotyczące bezpieczeństwa spożywania fitosteroli dotyczą pacjentów z fitosterolemią , rzadkim zaburzeniem genetycznym, które powoduje 50-100-krotny wzrost poziomu steroli roślinnych we krwi i wiąże się z szybkim rozwojem miażdżycy naczyń wieńcowych. Fitosterolemię powiązano z mutacjami w białkach ABCG5/G8, które pompują sterole roślinne z enterocytów i hepatocytów odpowiednio do światła i dróg żółciowych. Wykazano, że poziomy steroli roślinnych we krwi są dodatnie, ujemne lub niezwiązane z ryzykiem CVD, w zależności od badanej populacji.
Związek między sterolami roślinnymi a ryzykiem CVD lub CHD jest skomplikowany, ponieważ poziomy fitosteroli odzwierciedlają wchłanianie cholesterolu. (Patrz Fitosterole jako marker wchłaniania cholesterolu ).
Sterol vs stanol
Równoważna zdolność i bezpieczeństwo steroli roślinnych i stanoli roślinnych do obniżania poziomu cholesterolu nadal jest przedmiotem gorących dyskusji. Wykazano, że sterole i stanole roślinne, porównywane łeb w łeb w badaniach klinicznych, w równym stopniu obniżają poziom cholesterolu. Metaanaliza 14 randomizowanych, kontrolowanych badań porównujących sterole roślinne ze stanolami roślinnymi bezpośrednio w dawkach od 0,6 do 2,5 g/dzień wykazała brak różnicy między tymi dwiema postaciami w zakresie cholesterolu całkowitego, cholesterolu LDL, cholesterolu HDL lub trójglicerydów. Próby obejmujące wysokie dawki (> 4 g/dzień) steroli lub stanoli roślinnych są bardzo ograniczone i żadne z nich nie zostały jeszcze zakończone, porównując tę samą wysoką dawkę steroli roślinnych ze stanolami roślinnymi.
Debata na temat bezpieczeństwa steroli i stanoli koncentruje się na ich różnym wchłanianiu jelitowym i wynikającym z tego stężeniu w osoczu. Fitostanole mają niższy szacowany wskaźnik wchłaniania jelitowego (0,02 - 0,3%) niż fitosterole (0,4 - 5%) iw konsekwencji stężenie fitostanolu we krwi jest na ogół niższe niż stężenie fitosterolu.
Badania
Fitosterole są poddawane wstępnym badaniom pod kątem ich potencjału hamowania raka płuc, żołądka, jajnika i piersi, a także raka okrężnicy i prostaty.
Funkcje w roślinach
Sterole są niezbędne dla wszystkich eukariontów . W przeciwieństwie do komórek zwierzęcych i grzybowych , które zawierają tylko jeden główny sterol, komórki roślinne syntetyzują szereg mieszanin steroli, w których dominują sitosterol i stigmasterol . Sitosterol reguluje płynność i przepuszczalność błony w podobny sposób jak cholesterol w błonach komórkowych ssaków. Sterole roślinne mogą również modulować aktywność enzymów związanych z błoną. Fitosterole są również powiązane z adaptacją roślin do temperatury i odpornością roślin na patogeny.