© Borgis - Postępy Fitoterapii 3/2007, s. 136-144
*Wiesław Maciej Kanadys1, Jan Oleszczuk2
Izoflawony a utrata masy kostnej u kobiet w okresie pomenopauzalnym. I. Wpływ produktów i preparatów z soi na metabolizm kostny
Isoflavones and bone loss in postmenopausal women. I. Effects of soy products and preparations on bone metabolism
1Poradnia Ginekologiczno-Położnicza Przychodni Specjalistycznej NZOZ Specjalistyka Czechów w Lublinie
Kierownik Przychodni: lek. med. Joanna Telecka
2Klinika Położnictwa i Perinatologii Akademii Medycznej im. prof. Feliksa Skubiszewskiego w Lublinie
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. Jan Oleszczuk
Summary
The estrogen deficiency associated with menopause, in addition to aging processes, causes increased rate of bone turnover with adventage of resorption, and thereby accelerates bone loss. That is why many women, especially postmenopausal women, are exposed to developing osteoporosis, results in increased risk of fractures. Epidemiologic data shows that soy-rich diet has favourable impact on skeletal. Osteoprotective mechanism of action of soy is not fully clarified. Although results of both in vivo and in vitro studies indicate that isoflavones may affect bone cell activity through estrogen receptor-mediated, modulates the osteoprotegerin (OPG)-receptor activator of nuclear factor κB ligand (RANKL) system, and stimulates production of insulinlike growth factor 1 (IGF-1). This paper reviews the scientific literature regarding the effects of soy products and preparations on the skeleton. Twenty four randomized, controlled, clinical researches formed the basis for this review. Some studies revealed that soy isoflavones and/or soy protein intake had a modest effect on bone mineral density (BMD) and on levels of biochemical markers of bone turnover (of formation and of resorption), but such effects were not observed in other studies. Divergence among results of separates clinical trials caused that effect of soy on bone remodelling is still unclear. Short-term use of dietary or supplemental isoflavones may have a limited role in prevention of bone loss. Large, long duration, multicenter, randomized controlled trial in a large number of women is needed to answer these questions.
Proces przebudowy kości, czyli kościotworzenie i resorpcja trwa przez całe życie. W dzieciństwie, okresie dojrzewania i trzeciej dekadzie życia dominuje proces budowy nad resorpcją, aby ok. 30 r.ż. osiągnąć tzw. szczytową masę kostną. Po czym w obrocie kostnym resorpcja zaczyna powoli przewyższać syntezę. W okresie przejścia menopauzalnego w wyniku spadku wydzielania, a następnie niedoboru estrogenów u kobiet, następuje znaczne nasilenie przebudowy kości, w którym dominują procesy resorpcji, co skutkuje jej ubytkiem. Od 40 r.ż. do menopauzy roczna utrata kości korowej wynosi ok. 0,3-0,5%, po menopauzie proces przyśpiesza do ok. 2-3%, a po 8-10 latach od menopauzy wraca do wartości obserwowanych początkowo (1, 2).
Odzwierciedleniem aktywności wszystkich procesów przebudowy, odbywających się w danym momencie w obrębie całego szkieletu, jest poziom markerów biochemicznych, fragmentów białkowych elementów strukturalnych kości (lub produktów ich degradacji) oraz enzymów i białek uwalnianych do krążenia. Wyrazem przyśpieszonego tempa obrotu metabolicznego kości, z dominacją procesu resorpcji, jest zwiększone wydalanie z moczem metabolitów rozkładu kolagenu typu I: pirydynoliny (PYD, pyridinoline), deoksypirydynoliny (DPD, deoxypyridinoline), N-końcowego usieciowanego telopeptydu kolagenu typu I (NTX, cross-linked N-telopeptide of type I collagen) i C-końcowego usieciowanego telopeptydu kolagenu typu I (CTX, cross-linked C-telopeptide of type I collagen). Wyrównawczemu nasileniu procesów kościotworzenia towarzyszy wzrost w surowicy krwi stężenia osteokalcyny (OC, osteocalcin; syn. BGP, bone Gla protein), izoenzymu kostnego fosfatazy alkalicznej (BAP, bone-specific alkaline phosphatase), N-końcowego propeptydu prokolagenu typu I (PINP, procollagen type I N-terminal propeptide) i C-końcowego propeptydu prokolagenu typu I (PICP, procollagen type I C-terminal propeptide) (3).
Istotne znaczenie w ocenie procesów przebudowy kości ma badanie ilościowe tkanki kostnej. Gęstość mineralna kości (BMD, bone mineral density) osiąga szczytowe wartości w 3-dekadzie życia, następnie spada, szczególnie w okresie przejścia menopauzalnego. Na przestrzeni całego życia kobiety tracą średnio między 1/3 a 1/2 ich szczytowej wartości (4).
BMD, mierzona metodą DEXA w dowolnym miejscu kośćca służy do przewidywania ryzyka złamań, oceny szybkości ubytku masy kostnej, efektu postępowania profilaktycznego i skuteczności leczenia osteoporozy. Zalecane jest dokonywanie pomiarów BMD kręgosłupa lędźwiowego (L1-L4) i nasady bliższej kości udowej, których złamania są nie tylko typowe dla osteoporozy, ale obarczone najpoważniejszymi konsekwencjami zdrowotnymi.
Osteoporoza, której istotą jest niska masa kostna i zaburzona mikrostruktura tkanki kostnej, prowadzi do podwyższenia ryzyka złamań. Wg WHO osteoporoza jest układową chorobą szkieletu wiodącą do wzmożonej łamliwości kości i ten stan zdefiniowano dla wartości BMD poniżej minus 2,5 odchylenia standardowego od wartości szczytowych kobiet zdrowych w wieku 30-35 lat („T-score”) (3, 5).
Aktualnie zalecane postępowanie profilaktyczne i terapeutyczne w osteoporozie obejmuje suplementację wapnia z wit. D, wysiłek fizyczny, stosowanie bifosfonianów, kalcytoniny, raloksyfenu, oraz hormonoterapię (6-8). Jakkolwiek opublikowanie wyników badań WHI (Women´s Health Initiative) wykazujących, że długoterminowe stosowanie estrogenów zwiększa ryzyko udaru mózgu i żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej, a skojarzone z progestagenem (MPA) raka piersi i incydentów sercowo-naczyniowych, spowodowało znaczne zmniejszenie zainteresowania tą terapią (9, 10).
Pomimo dostępności wyżej wymienionych leków, znaczna liczba kobiet preferuje suplementację dietetyczną, jako alternatywę i/lub uzupełnienie konwencjonalnych opcji terapeutycznych (11).
Badania epidemiologiczne wykazały, że częstość występowania złamań na tle osteoporozy wśród kobiet z Azji Wschodniej i Południowo-Wschodniej jest istotnie niższa w porównaniu z kobietami z Ameryki Płn. i kobietami europejskimi (12, 13). Przyczyny tych różnic nie są znane, ale można je częściowo wyjaśnić różnicami w diecie (14), geometrii kości (15, 16) i stylu życia (17). Tradycyjna dieta jest bogata w soję i jej przetwory, co sugeruje prawdopodobieństwo, że produkty i preparaty sojowe zawierające fitoestrogeny wpływają na masę kostną i hamują rozwój osteoporozy (14, 18). Wykazano również, że zdrowotne korzyści są wyraźnie zredukowane, gdy Azjatki adaptują się do zachodniego stylu życia i zwyczajów żywieniowych (19).
Badania na modelach zwierzęcych nie wykazały jednoznacznych korzyści z izoflawonów (Izof) w zapobieganiu osteoporozy (20). Izof są efektywne w zapobieganiu utraty kości u dorosłych szczurów (21), jednak ten wpływ nie jest już tak wyraźny u zwierząt dojrzewających (22), a także u małp (23).
Produkty i preparaty sojowe – izoflawony
Soja ( Glycine max (L.) Merrill; syn.: Glycine hispida, Glycine soya) jest rośliną jednoroczną z rodziny motylkowatych ( Papilionaceae), będącą jednym z najbogatszych roślinnych źródeł białka i tłuszczu. Nasiona soi przerabia się na rozmaite produkty, jak mączka, śruta, olej, mleko, tofu, miso, tempeh, sosy i pasty sojowe. Młode strąki spożywa się jako warzywa.
Soja jest bogatym źródłem Izof, substancji biologicznie czynnych, stanowiących podgrupę fitoestrogenów, o budowie i działaniu podobnym do estrogenów. Głównymi Izof są: genisteina (4´5,7-trihydroksyizoflawon), daidzeina (4´,7-dihydroksyizoflawon), glicyteina(4´,7-dihydroksy-6-metoksyizoflawon) i odpowiadające im β-glikozydy, estryfikowane dodatkowo w części cukrowej resztą kwasu malonowego: daidzina, genistina i glicytina. Przed absorpcją bakterie jelitowe mogą metabolizować aglikony flawonoidowe do wtórnych metabolitów, zwłaszcza genisteiny do p-etylofenolu, a daidzeiny do ekwolu i O-desmetylangolenzyny. Wszystkie te metabolity mogą również być absorbowane i wykazują działanie biologiczne (24, 25).
Działanie biologiczne soi
Izof sojowe działają tak jak słaba forma estrogenu, uzyskując powinowactwo 7 x 10-6 do 8 x 10-4 17β-estradiolu (26). Również białko sojowe może mieć określone działanie na kości, co jest niezależne od zawartości Izof (27).
Osteoprotekcyjny mechanizm działania soi nie jest do końca wyjaśniony. Postuluje się, że białko sojowe i/lub Izof zwiększają masę kostną poprzez (a) aktywację receptora estrogenowego, (b) zwiększenie ekspresji genu insulinopodobnego czynnika wzrostu-1 (IGF-1, insulin-like growth factor-1), stymulując aktywność osteoblastyczną i hamując degradację macierzy kolagenu, a także (c) stymulację ekspresji genu osteoprotegeryny (OPG, osteoprotegerin), wpływając na układ RANKL (receptor activator of NF kappa beta ligand)-OPG i w ten sposób ograniczając osteoklastogenezę (28-31).
Wpływ soi (i/lub izoflawonów) na kości – badania kliniczne
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Mirza F.S., Prestwood K.M.: Bone health and aging: implications for menopause. Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2004, 33, 741. 2. Ahlborg H.G., Johnell O., Turner C.H. i wsp.: Bone loss and bone size after menopause. N. Engl. J. Med. 2003, 349, 327. 3. Lorenc R.S., Kruk M.: Osteoporoza okołomenopauzalna. W: Pertyński T. editor. Diagnostyka i terapia wieku menopauzalnego. Wrocław, Urban & Partner. 2004, 65. 4. Harris S., Dawson-Hughes B.: Rates of change in bone mineral density of the spine, heel, femoral neck and radius in healthy postmenopausal women. J. Bone Miner. Res. 1992, 17, 87. 5. World Health Organization. Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. WHO Technical Report Series 843. WHO, Geneve 1994. 6. North American Menopause Society. The role of calcium in peri- and postmenopausal women: 2006 position statement of the North American Menopause Society. Menopause 2006, 13, 862. 7. Keen R.: Osteoporosis: strategies for prevention and management. Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2007, 21, 109. 8. Cramer J.A., Lynch N.O., Gaudin A.F. i wsp.: The effect of dosing frequency on compliance and persistence with bisphosphonate therapy in postmenopausal women: a comparison of studies in the United States, the United Kingdom, and France. Clin. Ther. 2006, 28, 1686. 9. Rossouw J.E., Anderson G.L., Prentice R.L. i wsp.: Risks and benefits of estrogen plus progestin in healthy postmenopausal women: principal results from the Women´s Health Initiative randomized controlled trial. JAMA 2002, 288, 321. 10. Anderson G.L., Limacher M., Assaf A.R. i wsp.: Effects of conjugated equine estrogen in postmenopausal women with hysterectomy: the Women´s Health Initiative randomized controlled trial. JAMA 2004, 291, 1701. 11. Adams C., Cannell S.: Women´s beliefs about "natural" hormones and natural hormone replacement therapy. Menopause 2001, 8, 433. 12. Ling X., Lu A., Zhao X. i wsp.: Very low rates of hip fracture in Beijing, People´s Republic of China: the Beijing Osteoporosis Project. Am. J. Epidemiol. 1996, 144, 901. 13. Lauderdale D.S., Jacobsen S.J., Furner S.E. i wsp.: Hip fracture incidence among elderly Asian-American populations. Am. J. Epidemiol. 1997, 146, 502. 14. Greendale G.A., Fitz-Gerald G., Huang M.H. i wsp.: Dietary soy isoflavones and bone mineral density: results from the study of women´s health across the nation. Am. J. Epidemiol. 2002, 155, 746. 15. Nakamura T., Turner C.H., Yoshikawa T. i wsp.: Do variations in hip geometry explain differences in hip fracture risk between Japanese and white Americans? J. Bone Miner. Res. 1994, 9, 1071. 16. Chin K., Evans M.C., Cornish J. i wsp.: Differences in hip axis and femoral neck length in postmenopausal women of Polynesian, Asian and European origin. Osteoporos. Int. 1997, 7, 344. 17. Hirota T., Nara M., Ohguri M. i wsp.: Effect of diet and lifestyle on bone mass in Asian young women. Am. J. Clin. Nutr. 1992, 55, 1168. 18. Ho S.C., Chan S.G., Yi Q. i wsp.: Soy intake and the maintenance of peak bone mass in Hong-Kong Chinese women. J. Bone Miner. Res. 2001, 16, 1363. 19. Adlercreutz H., Mazur W.: Phyto-oestrogens and Western disease. Ann. Med. 1997, 29, 95. 20. Cooke G.M.: A review of the animal models used to investigate the health benefits of soy isoflavones. J. AOAC Int. 2006, 89, 1215. 21. Arjmandi B.H., Birnbaum R., Goyal N.V. i wsp.: Bone-sparing effect of soy protein in ovarian hormone-deficient rats is related to its isoflavon content. Am. J. Clin. Nutr. 1998, Suppl. 68, 1364S. 22. Hotchkiss C.E., Weis C., Blaydes B. i wsp.: Multigenerational exposure to genistein does not increase bone mineral density in rats. Bone 2005, 37, 720. 23. Lees C.J., Ginn T.A.: Soy protein isolate diet does not prevent increased cortical bone turnover in ovariectomized macaques. Calcif. Tissue Int. 1968, 62, 557. 24. Setchell K.D.: Phytoestrogens: the biochemistry, physiology, and implications for human health of soy isoflavones. Am. J. Clin. Nutr. 1998, 68, 1333S. 25. Duncan A.M., Phipps W.R., Kurzer M.S.: Phyto-oestrogens. Best Practice & Res. Clin. Endocrinol. Metab. 2003, 17, 253. 26. Anderson J.J., Anthony M., Messina M. i wsp.: Effects of phyto-oestrogens on tissues. Nutr. Res. Rev. 1999, 12, 75. 27. Ilich J.Z., Brownbill R.A., Tamborini L.: Bone and nutrition in elderly women: Protein, energy, and calcium as main determinants of bone mineral density. Eur. J. Clin. Nutr. 2003, 57, 554. 28. Arjmandi B.H., Smith B.J.: Soy isoflavones´ osteoprotective role in postmenopausal women: mechanism of action. J. Nutr. Biochem. 2002, 13, 130. 29. Dang Z.C., Audinot V., Papapoulos S.E. i wsp.: Peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPAR γ) as a molecular target for the soy phytoestrogen genistein. J. Biol. Chem. 2003, 278, 962. 30. Crisafulli A., Altavilla D., Squadrito G. i wsp.: Effects of the phytoestrogen genistein on the circulating soluble receptor activator of nuclear factor κB ligand-osteoprotegerin system in early postmenopausal women. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2004, 89, 188. 31. Dang Z.C., Lowik C.: Dose-dependent effects of phytoestrogens on bone. Trends Endocrinol. Metab. 2005, 16, 207. 32. Potter S., Baum J., Teng H. i wsp.: Soy protein and isoflavones: their effects on blood lipids and bone density in postmenopausal women. Am. J. Clin. Nutr. 1998, 68, 1375S. 33. Upmalis D.H., Lobo R., Bradley L. i wsp.: Vasomotor symptom relief by soy isoflavone extract tablets in postmenopausal women: a multicenter, double-blind, randomized, placebo-controlled study. Menopause 2000, 7, 236. 34. Alekel D.L., Germain A.S., Peterson C.T. i wsp.: Isoflavone-rich soy protein isolate attenuates bone loss in the lumbar spine of perimenopausal women. Am. J. Clin. Nutr. 2000, 72, 844. 35. Wangen K.E., Duncan A.M., Merz-Demlow B.E. i wsp.: Effects of soy isoflavones on markers of bone turnover in premenopausal and postmenopausal women. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000, 85, 3043. 36. Knight D.C., Howes J.B., Eden J.A. i wsp.: Effects on menopausal symptoms and acceptability of isoflavone-containing soy powder dietary supplementation. Climacteric 2001, 4, 13. 37. Uesugi T., Fukui Y., Yamori Y.: Beneficial effects of soybean isoflavone supplementation on bone metabolism and serum lipids in postmenopausal Japanese women: a four-week study. J. Am. Coll. Nutr. 2002, 21, 97. 38. Morabito N., Crisafulli A., Vergara C. i wsp.: Effects of genistein and hormone-replacement therapy on bone loss in early postmenopausal women: a randomized double-blind placebo-controlled study. J. Bone Miner. Res. 2002, 17, 1904. 39. Yamori Y., Moriguchi E.H., Teramoto T. i wsp.: Soybean isoflavones reduce postmenopausal bone resorption in female Japanese immigrants in Brazil: a ten-week study. J. Am. Coll. Nutr. 2002, 21, 560. 40. Arjmandi B.H., Khalil D.A., Smith B.J. i wsp.: Soy protein has a greater effect on bone in postmenopausal women not on hormone replacement therapy, as evidenced by reducing bone resorption and urinary calcium excretion. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2003, 88, 1048. 41. Dalais F.S., Ebeling P.R., Kotsopoulos D. i wsp.: The effects of soy protein containing isoflavones on lipids and indices of bone resorption in postmenopausal women. Clin. Endocrinol. 2003, 58, 704. 42. Murray M.J., Meyer W.R., Lessey B.A. i wsp.: Soy protein isolate with isoflavones does not prevent estradiol-induced endometrial hyperplasia in postmenopausal women: a pilot trial. Menopause 2003, 10, 456. 43. Chen Y.M., Ho S.C., Lam S.S. i wsp.: Soy isoflavones have a favorable effect on bone loss in Chinese postmenopausal women with lower bone mass: a double-blind, randomized, controlled trial. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2003, 88, 4740. 44. Nikander E., Metsa-Keikkila M., Ylikorkola O. i wsp.: Effects of phytoestrogens on bone turnover in postmenopausal women with a history of breast cancer. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2004, 89, 1207, 45. Gallagher J.C., Satpathy R., Rafferty K. i wsp.: The effect of soy protein isolate on bone metabolism. Menopause 2004, 11, 290. 46. Kreijkamp-Kaspers S., Kok L., Grobbee D.E. i wsp.: Effect of soy protein containing isoflavones on cognitive function, bone mineral density, and plasma lipids in postmenopausal women: a randomized controlled trial. JAMA 2004, 292, 65. 47. Lydeking-Olsen E., Beck-Jensen J.E., Setchell K.D. i wsp.: Soymilk or progesterone for prevention of bone loss-a 2 year randomized, placebo-controlled trial. Eur. J. Nutr. 2004, 43, 246. 48. Mori M., Aizawa T., Tokoro M. i wsp.: Soy isoflavone tablets reduce osteoporosis risk factors and obesity in middle-aged Japonase women. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2004, 31, Suppl 2, 39S. 49. Roughead Z.K., Hunt J.R., Johnson L.K. i wsp.: Controlled substitution of soy protein for meat protein: effects on calcium retention, bone, and cardiovascular health indices in postmenopausal women. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2005, 90, 181. 50. Arjmandi B.H., Lucas E.A., Khalil D.A. i wsp.: One year soy protein supplementation has positive effects on bone formation markers but not bone density in postmenopausal women. Nutr. J. 2005, 4, 8. 51. Albertazzi P., Steel S.A., Bottazzi M.: Effect of pure genistein on bone markers and hot flushes. Climacteric 2005, 8, 371. 52. Ye Y.B., Tang X.Y., Verbruggen M.A. i wsp.: Soy isoflavones attenuate bone loss in early postmenopausal Chinese women. A single-blind randomized, placebo-controlled trial. Eur. J. Nutr. 2006, 45, 327. 53. Newton K.M., LaCroix A.Z., Levy L. i wsp.: Soy protein and bone mineral density in older men and women: a randomized trial. Maturitas 2006, 55, 270. 54. Cheong J.M., Martin B.R., Jackson G.S. i wsp.: Soy isoflavones do not affect bone resorption in postmenopausal women: a dose-response study using a novel approach with 41Ca. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2007, 92, 577. 55. Marini H., Minutoli L., Polito F. i wsp.: Effects of the phytoestrogen genistein on bone metabolism in osteopenic postmenopausal women. A randomized trial. Ann. Intern. Med. 2007, 146, 839. 56. Sugimoto T., Nishiyama K., Kuribayashi F. i wsp.: Serum levels of insulin-like growth factor (IGF)-1, IGF-binding protein (IGFBF)-2, and (IGFBF-)3 in osteoporotic patients with and without spinal fractures. J. Bone Miner. Res. 1997, 12, 1272. 57. Zhang X., Shu X.O., Li H. i wsp.: Prospective cohort study of soy food consumption and risk of bone fracture among postmenopausal women. Arch. Intern. Med. 2005, 165, 1890.
