Een Plant Food–based Diet Modifices the Serum β-Sitosterol Concentration in Hyperandrogenic Postmenopausal Women

Abstract

plantensterolen of fytosterolen zijn gemeenschappelijke componenten van plantaardig voedsel, met name plantaardige oliën, zaden en noten, granen en peulvruchten. De meest voorkomende fytosterolen zijn campesterol, β-sitosterol en stigmasterol. Fytosterolen hebben anticarcinogene eigenschappen., Eerdere studies hebben gesuggereerd dat populaties met een lage incidentie van borstkanker vaak eten diëten hoog in fytosterolen. In deze studie werd onderzocht of de consumptie van een plantaardig voedselgebaseerd dieet, met een laag dierlijk vet, de serumfytosterolspiegels bij postmenopauzale vrouwen kan verhogen. Honderdvier vrouwelijke vrijwilligers werden gerandomiseerd naar dieetinterventie-of controlegroepen. De dieetinterventie omvatte intensieve dieetadvies om dierlijke producten te vervangen door plantaardige voedingsmiddelen., Proefpersonen in de dieetinterventiegroep namen twee keer per week gedurende 18 weken deel aan workshops over de bereiding en consumptie van een plantaardig voedselgebaseerd dieet. De absolute verandering in de totale serumconcentratie van fytosterol was groter in de dieetinterventiegroep dan in de controlegroep. De procentuele verandering neigde naar verschillen tussen groepen (P = 0,06). Echter, alleen voor β-sitosterol verschilden de absolute en procentuele veranderingen binnen een groep significant tussen groepen (P = 0,0017)., De daling in serum totaal cholesterol in de dieetinterventiegroep (-14%) was groter dan die in de controlegroep (-4%; P = 0,0005). De resultaten van deze studie tonen aan dat circulerende niveaus van fytosterolen kunnen worden beïnvloed door wijziging van het dieet. Deze bevindingen wijzen erop dat fytosterolen, in het bijzonder β-sitosterol, kunnen worden gebruikt als biomarkers van blootstelling in observationele studies of als compliance-Indicatoren in voedingsinterventiestudies voor kankerpreventie.,

plantensterolen of fytosterolen zijn veel voorkomende bestanddelen van plantaardig voedsel, met name plantaardige oliën, zaden en noten, granen en peulvruchten (1). De meest voorkomende fytosterolen zijn campesterol, β-sitosterol en stigmasterol. Structureel, zijn deze samenstellingen gelijkaardig aan cholesterol, behalve voor een extra koolwaterstofketen op de C-24 positie. Het menselijk lichaam synthetiseert geen fytosterolen endogeen. Circulerende fytosterolen worden uitsluitend verkregen door intestinale absorptie (2). De serumfytosterolspiegels bij mensen variëren van 7 tot 41 µmol/L (2,9 tot 17,0 mg / L) (3).,

fytosterolen kunnen anticarcinogene eigenschappen hebben. Bij concentraties van 16 µmol/L (6,7 mg/L) remmen fytosterolen de groei en induceren ze apoptose in menselijke prostaatkankercellen (4). In in vivo experimenten, ratten gevoed met een dieet aangevuld met 0,3% β-sitosterol had een lagere incidentie van chemisch geïnduceerde tumoren dan controles (5). Awad et al. (6) waargenomen dat β-sitosterol de groei van MBA-MD-231, een menselijke borstkankerlijn remt., Bovendien blijkt uit recente studies dat het voeden van SCID (severe combined immunodeficient) muizen een dieet aangevuld met fytosterolen voor 8 wk remt de groei van menselijke borstkanker met 33% en vermindert metastase met 20% (7). Vergelijkbare resultaten zijn ook verkregen met behulp van PC3-cellen, een menselijke prostaatcellijn (8).

populaties met een laag risico op borstkanker consumeren meer fytosterolen in de voeding dan populaties met een hoog risico. Bijvoorbeeld, de Japanners consumeren een plantaardig voedsel en laag dierlijk vet dieet dat rijk is aan fytosterolen. Hun voedingsconcentraties variëren van 8 tot 12 µmol/L (3,4 tot 5,0 mg / L)., De Japanners hebben ook een lage incidentie van borstkanker (9,10). Daarentegen hebben populaties met een hoge incidentie van borstkanker in westerse landen, zoals de Verenigde Staten en Noord-Europa (met inbegrip van Noord-Italië), een lage plantaardige en hoge vetinname die gepaard gaat met een lage fytosterol in de voeding van 2-6 µmol/l (80-250 mg/d) (9-11). De inname van fytosterol kan dus gedeeltelijk het beschermende effect verklaren van een plantaardig-rijk dieet op de incidentie van borstkanker dat is waargenomen in sommige epidemiologische studies (12-13).,

Het doel van deze studie was het effect te evalueren van voeding, en met name het effect van een plantaardig, dierlijk vetarm dieet op de serumfytosterolspiegels bij hyperandrogene postmenopauzale vrouwen die vanwege hun endocriene profiel gekenmerkt worden door een hoog risico op borstkanker (14). We veronderstelden dat een plantaardig voedsel de serumspiegels van fytosterolen zou verhogen, in het bijzonder campesterol en β-sitosterol, in een gemaksmonster van vrouwen.

materialen en methoden

onderzoeksopzet.,

de gegevens voor deze studie zijn afkomstig van een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek uitgevoerd in Milaan, Italië van November 1995 tot November 1996, de Diet and Androgens Study (DIANA)2 (15). De Afdeling Epidemiologie van het Istituto Nazionale Tumori (Italiaans nationaal Kankerinstituut), Milaan, Noord–Italië heeft de DIANA-studie uitgevoerd om het effect te evalueren van een plantaardig voedingsdieet, rijk aan groenten en vezels en laag in dierlijke vetten en geraffineerde koolhydraten, op endogene hormonen, in het bijzonder serum-androgenen, de geslachtshormonen die globuline en insuline binden., In oktober 1995 rekruteerden we deelnemers via Italiaanse kranten en TV-advertenties voor deze proef over voeding en gezondheid van vrouwen in Milaan (een van de grootste industriële steden in Italië)., Criteria om in aanmerking te komen waren: 1) afwezigheid van menstruele cycli gedurende ten minste 2 jaar vóór inschrijving in het onderzoek; 2) geen huidige of eerdere (laatste 6 maanden vóór rekrutering in het onderzoek) hormonale behandeling; 3) geen voorgeschiedenis van bilaterale ovariectomie; 4) geen persoonlijke voorgeschiedenis van kanker; 5) geen huidige therapietrouw aan een vegetarisch of macrobiotisch dieet of aan een ander medisch voorgeschreven dieet; en 6) geen huidige behandeling voor diabetes mellitus. We rekruteerden in totaal 312 vrouwen., Alle vrouwen verstrekten schriftelijke geïnformeerde toestemming en het Wetenschappelijk en ethisch comité van het Istituto Nazionale Tumori in Milaan keurde de studie goed.

na vasten werden de bloedmonsters van de deelnemers verzameld tussen 0700 en 0900 uur. serumtestosteron werd gemeten bij alle 312 deelnemers. We beschouwden in totaal 104 vrouwen in het bovenste tertiel van het serum testosteron (testosteron 13.18 pmol / L) als hyperandrogeen en selecteerden deze vrouwen voor dit onderzoek omdat ze een verhoogd risico hebben op borstkanker (14,16)., De hyperandrogene vrouwen werden gerandomiseerd in een interventie-of controlegroep (elk 52 vrouwen), binnen blokken van leeftijd (boven of onder 58 jaar, de mediane leeftijd), van prebaseline testosteronspiegels (gecategoriseerd in drie niveaus) en van prebaseline insuline (drie niveaus).

vrouwen die waren gerandomiseerd in de dieetinterventiegroep kregen de instructie om gedurende 18 weken, van februari tot juni 1996, het hieronder beschreven dieet te volgen. De controlegroep kreeg slechts een algemene aanbeveling om de groente-en fruitconsumptie te verhogen., In de uitgangssituatie (januari 1996) en aan het einde van de interventieperiode (juni 1996) werden tussen 0700 en 0900 uur bloedmonsters genomen na vasten en 24 uur urinemonsters van alle 104 deelnemers. Serum-en urinemonsters werden bewaard bij -80°C.

dieetinterventie.

vrouwen in de dieetinterventiegroep namen tweemaal per week deel aan workshops over het koken met groenten tijdens de interventieperiode. Proefpersonen bereidden en geconsumeerde studiemaaltijden tijdens elke workshop.,

een typische maaltijd bestond uit een groentesoep of enkele verse groenten, soms inclusief zeewier, en een hoofdgerecht met hele rijst of pasta of andere hele granen vergezeld van peulvruchten, kruisbloemige groenten, andere gekookte groenten of vis. We adviseerden vrouwen om dagelijks minstens één portie sojaproduct te consumeren, bijvoorbeeld bonen, tofu, tempeh, sojamelk of miso., De nadruk werd gelegd op de bereiding van snoepjes en koekjes met rozijnen, vruchtensap of natuurlijk gefermenteerde rijst of gerstemout in plaats van suiker, met lijnzaad of andere zaden in plaats van boter en met sojamelk in plaats van koemelk. Vrouwen kregen ook instructies over het vervangen van plantaardige bronnen rijk aan eiwitten en calcium voor vlees, eieren en zuivelproducten (elk niet meer dan een keer per week geconsumeerd)., Daarnaast werd de deelnemers gevraagd om geraffineerde koolhydraten (sucrose, witbrood en gebak op basis van geraffineerd meel) te vermijden en zout te beperken, maar werden ze aangemoedigd om voedsel op smaak te brengen met ongeraffineerde olijfolie en verschillende zaden (in plaats van zuivelvetten), en om vis te consumeren. Elke week kregen de deelnemers een brood van 1 kg gemaakt met volkoren tarwe en 8% lijnzaad (half hele zaden, half gemalen), af en toe gemengd met haver of rogge. Proefpersonen gebruikten dit Ad libitum dieet en werden niet geadviseerd om de voedselinname te verminderen (Tabel 1).

beoordeling van de inname via de voeding.,

vóór de randomisatie vulden de deelnemers een voedselfrequentievragenlijst in die was ontwikkeld voor de European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) study (17). Om de naleving van de voedingsaanbevelingen te controleren, registreerden de deelnemers de frequentie van de consumptie van geselecteerde voedingsmiddelen in 24-uurs dagboeken. Vrouwen in de dieetinterventiegroep voltooiden 24 maal 1-d dagboeken en vrouwen in de controlegroep 10 maal., We schatten de gemiddelde absolute inname van nutriënten en energie in de twee groepen op basis van vijf herhaalde computerondersteunde 24-uur dieetherinneringen uitgevoerd tijdens wk 11-16 van de studie met behulp van software ontwikkeld voor de EPIC studie (17). Het systeem maakt gebruik van de Italiaanse databank voor de samenstelling van levensmiddelen (18). De lengte en het gewicht van de deelnemers werden aan het begin en het einde van de studie gemeten.

naleving van het onderzoek.

vijftig van de 52 vrouwen in de dieetinterventiegroep voltooiden het programma. Twee vrouwen voltooiden slechts ongeveer de helft van het programma., In totaal waren slechts vijf vrouwen meer dan vijf keer afwezig in de 36 workshops en aten de bereide maaltijden niet. We hebben twee vrouwen uit de controlegroep uitgesloten omdat ze geen vervolgonderzoek hadden. Bovendien hadden drie vrouwen in de controlegroep niet genoeg serum voor de fytosterolbepalingen. Daarom omvatte deze studie gegevens van 99 vrouwen: 52 in de dieetinterventie en 47 in de controlegroep.

laboratoriumanalyse.

voor elk replicaat of monster werd 0,5 mL serum gebruikt., 5-α-Cholestaan (10 µg; Sigma Chemical, St Louis, MO) werd toegevoegd in alle replicaten en monsters als interne standaard, gevolgd door verzeping met 1 mol/l ethanolkoh en verhitting bij 80°C gedurende 1 uur. sterolen werden geëxtraheerd met hexaan. GC werd gebruikt om sterolen zonder derivatisatie te onderzoeken. De GC was uitgerust met een 0,9 m capillaire kolom (model EC-5; Alltech, Deerfield, IL) en de temperaturen werden gehandhaafd op 265°C en 300°C voor de oven en de injectiepoort, respectievelijk. Stikstof werd gebruikt als draaggas., Identificatie van de pieken werd bereikt met behulp van de retentietijden van authentieke sterol normen (Sigma Chemische). De gebieden onder de pieken werden geïntegreerd en gecorrigeerd voor terugwinning en reactie van GC op verschillende sterolen gebruikend de interne norm. Serumcholesterol werd gemeten met een gecertificeerde cholesterolkalibrator (Sigma Chemical). Alle bepalingen zijn in tweevoud uitgevoerd.,

monsters van dezelfde proefpersoon (uitgangssituatie en na voltooiing van de interventie) uit zowel de interventie-als de controlegroep werden samen geanalyseerd door een laboratoriumtechnicus die niet op de hoogte was van de behandeling. Dus, omdat de precisie binnen de run een belangrijke bron van technische variabiliteit is, werd deze geëvalueerd door niet-gelabelde duplicaten (van afzonderlijke klinische specimens verzameld van proefpersonen) te analyseren die aan het begin, in het Midden en aan het einde van elke laboratoriumrun werden geplaatst., De technische variabiliteit werd uitgedrukt als de intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC), een correlatieindex die rekening hield met zowel de intra – als interassay variabiliteit van de analytische tests. Het ICC Voor β-sitosterol was 0,88 (0,63, ondergrens) en voor campesterol 0,57 (0,15, ondergrens).

eerder hebben we de intra-individuele variabiliteit van β-sitosterol en campesterol geëvalueerd in een studie die in 1998 werd uitgevoerd op de afdeling Sociale en Preventieve Geneeskunde (20). Uit het personeel van de afdeling werden zeven gezonde vrouwen voor de menopauze gerekruteerd., Gedurende een 6-mo periode, elke vrouw een keer per maand na het vasten verstrekt een bloedmonster op hetzelfde tijdstip van de dag, en dezelfde numerieke dag van haar menstruele cyclus. Het Serum werd onmiddellijk na het afnemen van het bloed verwerkt en opgeslagen bij -80°C. Alle serummonsters van dezelfde persoon werden aan het einde van de periode van 16 maanden op hetzelfde moment door dezelfde technicus verwerkt. De intra-individuele overwerkvariabiliteit voor campesterol en β-sitosterol, uitgedrukt als ICC, bedroeg respectievelijk 0,58 (0,31 ondergrens) en 0,91 (0,49 ondergrens). Deze bevindingen wezen op een goede tot redelijke betrouwbaarheid van deze bepalingen.,

statistische analyse.

de statistische analyse richtte zich op veranderingen in serumconcentraties van β-sitosterol en campesterol, berekend als het verschil tussen baseline-en end-of-study-spiegels. Gemiddelde veranderingen in de dieetinterventiegroep werden vergeleken met die in de controlegroep door middel van niet-parametrische analyse, de Wilcoxon rank sum test (α < 0,005). Serumfytosterolconcentraties en lichaamsgewicht werden statistisch vergeleken met behulp van de T-test van de Student. SAS versie 8.2 werd gebruikt voor de statistische analyse.,

resultaten

de voedingsgewoonten van de deelnemende vrouwen vóór de randomisatie, zoals geschat door de voedselfrequentievragenlijst, vertoonden een typisch Noord-Italiaans voedingspatroon, met 42% van de energie uit koolhydraten (voornamelijk uit brood en pasta) en 37% Uit vet (voornamelijk uit vlees, zuivelproducten en olijfolie) (Tabel 1).

zoals gerapporteerd in andere dieet-recall-studies (21), hebben de interviews van wk 11-16 van deze studie de totale energie-inname enigszins onderschat ten opzichte van de energiebehoefte (21)., De gegevens toonden echter een lagere totale energieopname in de interventiegroep dan in de controlegroep, een gemiddelde van 250 kcal/d (1045 kJ/d) (P < 0,004), voornamelijk als gevolg van de lagere inname van totaal en verzadigd vet. Deze resultaten wijzen erop dat de energie-inname van de proefpersonen lager was dan de gepubliceerde energiebehoefte voor de Italiaanse bevolking van postmenopauzale vrouwen.,

volgens de tijdens de studie verzamelde voedselfrequentiedagboeken consumeerde de interventiegroep tweemaal per week vlees of vleesproducten vergeleken met eenmaal per dag in de controlegroep, maar consumeerde ze vaker vis (3 keer/week versus 1,5 in de controlegroep). De consumptie van melk en kaas werd gehalveerd (0,4 versus 1,0 porties/dag) en boter werd vrijwel geëlimineerd. Een sojaproduct werd door de testgroep gemiddeld 1,7 maal per dag geconsumeerd; lijnzaad, hetzij in brood of koekjes, hetzij als zodanig, werd elke dag gegeten (ongeveer 8 g/dag), en zeewier werd om de andere dag geconsumeerd als ingrediënten van verschillende gerechten., De controlegroep consumeerde zelden of nooit een van deze voedingsmiddelen. De interventiegroep consumeerde ook veel vaker dan de controlegroep: hele rijst of andere volkoren of hele maalmeel-graanproducten (2,5 versus 0,5 keer/d), walnoten, amandelen, sesam en andere zaden (1,2 versus 0,05 keer/d), peulvruchten (0,5 versus 0,1 keer/d), kruisbloemige groenten (0,8 versus 0,1 keer/d) en bessen (0,4 versus 0,1 keer/d). Andere groenten en fruit werden door de controlegroep bijna even vaak geconsumeerd als door de interventiegroep (respectievelijk 2,2 en 2,3 maal per dag).,

de absolute verandering in serum totale fytosterolconcentraties was groter in de dieetinterventiegroep dan in de controlegroep (Tabel 2). De procentuele verandering neigde te verschillen (P = 0,06). Echter, alleen voor β-sitosterol verschilden de absolute en procentuele veranderingen binnen een groep significant tussen groepen (P = 0,0017). We herhaalden de analyses die werden aangepast voor baseline concentraties van serum campesterol, β-sitosterol en totaal fytosterolen en de resultaten verschilden niet van de niet-aangepaste schattingen (gegevens niet getoond)., We hebben ook de analyses aangepast voor BMI, taille-heup ratio en cholesterol bij baseline en de resultaten verschilden niet van de niet-aangepaste resultaten (gegevens niet getoond). Totaal cholesterolgehalte daalde meer in de interventiegroep (-14%) dan in de controlegroep (-4%; P = 0,0005). De interventiegroep verloor meer gewicht (P < 0,0001) dan de controlegroep: 4,06 kg (bereik, -0,6–8,8 kg) versus 0,54 kg (bereik, +2,2–5,3 kg).,

discussie

de belangrijkste bevinding van deze dieetinterventie die wordt gekenmerkt door een plantaardig voedselgebaseerd dieet bij hyperandrogene postmenopauzale vrouwen was een grotere verandering in serum β–sitosterolspiegels in vergelijking met de controlegroep; dit werd echter niet waargenomen voor campesterol of totaal fytosterolen.

hoewel er aanwijzingen zijn dat fytosterolen anticarcinogene eigenschappen kunnen hebben (22), is het mechanisme waardoor zij de tumorgroei remmen niet bekend., Onderzoekers hebben echter een hypothese opgesteld dat fytosterolen de ontwikkeling van kanker kunnen beïnvloeden door de signaalwegen van cellen te veranderen, in het bijzonder de sphingomyeline (SM) – cyclus (4,23). De activering van deze route door verscheidene agonisten remt de groei (25) en beà nvloedt verscheidene andere processen zoals differentiatie (25), cel-celinteractie (25) en apoptose van tumorcellen (23,26). De integratie van fytosterolen in een menselijke kankercellijn vermindert membraansm, wat wijst op een activering van de SM-cyclus (27).,

ondanks het experimentele en ecologische bewijs voor een rol van fytosterolen in de bescherming tegen borstkanker, is er onvoldoende informatie over de invloed van het dieet op de serumfytosterolspiegels en hoe fytosterolen op hun beurt het risico op borstkanker kunnen beïnvloeden. Er zijn twee gepubliceerde studies van serumfytosterolen in relatie tot borstkanker bij mensen., In de eerste, uitgevoerd bij 10 vrouwen met goedaardige borstziekte en 11 borstkankerpatiënten, waren de fytosterolconcentraties in vetweefsel (campesterol, stigmasterol en β-sitosterol) lager in gevallen van borstkanker dan in de controlegroep, hoewel de verschillen niet significant waren (28). In de tweede studie bij 11 gezonde vrouwen, 7 zogende vrouwen en 14 vrouwen bij wie borstkanker werd vastgesteld, verschilden de serumfytosterolspiegels niet tussen de groepen (29). Echter, deze studies hadden grote beperkingen als gevolg van lage interne validiteit (bijv.,, gebrek aan informatie over de vergelijkbaarheid van gevallen en controles, gebrek aan controle van de technische en biologische variabiliteit van fytosterolen voor gevallen en controles) en van de kleine steekproefgrootte. Bovendien bevatte geen van de studies voedingsinformatie.

we merkten op dat de serumfytosterolen–spiegels bij deelnemers aan dit onderzoek varieerden van 22 tot 27 µmol/L (9,1 tot 11,2 mg/L), wat vergelijkbaar is met het 7-41 µmol/l-bereik (2,9-17,0 mg/L) dat werd gevonden in eerdere onderzoeken bij normale personen (3,31)., In de interventiegroep steeg β-sitosterol met 20% door de inname van noten, zaden en soja in het dieet (1,31). In deze studie werd een hogere variabiliteit waargenomen in serum campesterol vergeleken met β-sitosterol., Deze kunnen een weerspiegeling zijn van: 1) de variatie in de concentraties van deze fytosterolen in verschillende groenten en plantaardige voedingsmiddelen geconsumeerd (1,30); 2) de verschillen in de absorptie en eliminatie tarieven van het lichaam (9,30); 3) de iets grotere technische variabiliteit in onze studie voor campesterol in vergelijking met β-sitosterol; en 4) de grotere intraindividual variabiliteit voor campesterol in de eerder uitgevoerde betrouwbaarheid van het onderzoek (20).,concluderend kan worden gesteld dat de huidige studie de hypothese ondersteunt dat een plantaardig dieet rijk aan graanvezels, soja en lijnzaad de circulatiespiegels van β-sitosterol kan verhogen. Deze bevindingen wijzen erop dat fytosterolen kunnen worden gebruikt als biomarkers van blootstelling in observationele studies of als compliance-Indicatoren in voedingsinterventiestudies voor kankerpreventie.

De auteurs danken het personeel van de Vereniging “Attive come prima”, waar het veldwerk werd uitgevoerd. Wij danken ook A. Burrone, S. Gastaldi, C. Gazzola en A., Ricciuti voor hulp bij de logistieke organisatie van het DIANA project, en alle deelnemende vrouwen.

AANGEHAALDE LITERATUUR

Afkortingen

• DIANA

  dieet en androgenen studie

• EPISCHE

  European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition Study

• ICC

  intraclass correlatie coëfficiënt

• CM

  sphingomyelin.,

voetnoten