© Borgis - Medycyna Rodzinna 2/2013, s. 57-62
*Agnieszka Leszcz, Halina Zaporowska
Bor i jego związki w chemoprewencji nowotworów
Boron and its compounds in the chemoprevention of cancer
Katedra Biologii Komórki, Instytut Ochrony Środowiska, Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II, Lublin
Kierownik Katedry: dr hab. Halina Zaporowska, prof. KUL
Summary
The increasing number of cancer patients implies the necessity of development new treatment methods that could be widely used. Chemoprevention, which aims at prevention of tumour formation by application of non-toxic pharmaceuticals or carcinogenesis inhibitors contained in foods, is currently gaining considerable interest.
The paper is a review of literature data on the preventive and therapeutic potential of boron and its compounds. The results indicate that this element can prevent development of lung, prostate, and cervical cancer. A majority of data describing the mechanism through which the microelement reduces the disease risk concern prostate cancer. Boron compounds affect the growth and development of cancer cells, limit the metastatic ability, and lower the level and activity of prostate-specific antigen. Other factors that contribute to the role of the element and its compound in prevention of cancer disease include their anti-inflammatory properties.
WSTĘP
W krajach rozwiniętych, wraz ze wzrostem długości życia obywateli, zwiększa się zapadalność na różne schorzenia, w tym choroby nowotworowe. W Polsce w 2009 roku u około 156 000 osób rozpoznano chorobę nowotworową. Liczba nowych zachorowań u mężczyzn wynosiła 78 200, a u kobiet 77 700. Na każde 100 000 osób w naszym kraju przypada 222 zachorowań i 136 zgonów z powodu nowotworów złośliwych. U mężczyzn najczęściej diagnozowane są nowotwory złośliwe płuc, gruczołu krokowego, jelita grubego i żołądka. Natomiast u kobiet najwięcej odnotowano zachorowań na nowotwór złośliwy piersi, jelita grubego, płuc, trzonu macicy, jajników i szyjki macicy (ryc. 1 i 2) (1-5).
Ryc. 1. Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe płuc u kobiet (1-5).
Ryc. 2. Zachorowania i zgony na raka prostaty (1-5).
Wzrost liczy zachorowań i zgonów z powodu chorób nowotworowych wiąże się z koniecznością opracowania nowych programów ochrony przed rakiem oraz wprowadzenia skuteczniejszych metod leczenia. W ostatnich latach coraz częściej stosowana i zalecana jest chemoprewencja, polegająca na przyjmowaniu naturalnych lub syntetycznych substancji w celu zahamowania procesu karcinogenezy (6). Składnikami diety o potencjalnych zdolnościach chemoprewencyjnych są: błonnik, probiotyki i prebiotyki, genisteina, kurkumina, kwas foliowy, β-karoten, witaminy A, D, E, antocyjany, fitoestrogeny, związki fenolowe (monofenole, polifenole, flawonoidy i flawony), organiczne związki siarki (allilowe pochodne siarki, glukozynolany, izotiocyjaniany, indole) oraz biopierwiastki (m.in. wapń i selen) (7-9).
Pierwiastkiem wykazującym również działanie chemoprewencyjne jest bor (B). W organizmie człowieka odgrywa znaczącą rolę w gospodarce mineralnej, lipidowej i hormonalnej (10). Związki boru ze względu między innymi na swoje właściwości dezynfekujące, zakwaszające i utleniające znalazły zastosowanie w kosmetologii (11). Źródłem pierwiastka są owoce (np.: suszone śliwki, winogrona, jabłka, czereśnie) i warzywa (np.: brokuły, zielona fasola, ziemniaki) (12, 13). Niedobór boru w organizmie może prowadzić do wzrostu zapadalności na: artretyzm, osteoporozę i chorobę zwyrodnieniową. Innymi skutkami niskiego spożycia tego mikroelementu są: utrata pamięci, zaburzenia gospodarki hormonalnej, spadek libido i zwiększone ryzyko zachorowania na nowotwory (14).
Nowotwór prostaty
Rak gruczołu krokowego (Carcinoma Prostatae – CaP) jest jednym z najczęściej rozpoznawanych nowotworów u mężczyzn. W Polsce to drugi nowotwór pod względem zachorowalności i trzeci pod względem umieralności. W 2010 roku standaryzowany współczynnik zapadalności i umieralności (określa, ile zachorowań/zgonów wystąpiłoby w badanej populacji, gdyby struktura wieku tej populacji była taka sama jak struktura populacji przyjętej za standard) na raka prostaty wynosił odpowiednio 33,4/105 i 13,3/105 (1). Wykrywalność tej choroby jest znacznie większa dzięki wprowadzeniu dodatkowego badania polegającego na oznaczeniu stężenia PSA (ang. Prostate Specific Antigen) w osoczu krwi. Antygen ten cechuje swoistość narządowa w stosunku do tkanki gruczołu, jednak nie jest markerem swoistym dla raka prostaty, ponieważ jego stężenie wzrasta także w przypadku gruczolaka lub stanów zapalnych stercza. PSA to glikoproteid wytwarzany głównie przez komórki nabłonkowe kanalików gruczołu krokowego. W osoczu zdrowych mężczyzn stężenie antygenu jest prawie milion razy mniejsze niż w płynie nasiennym i nie przekracza zwykle 4 ng/ml (15).
Bor wpływa na obniżenie ryzyka wystąpienia choroby stercza poprzez hamowanie aktywności proteaz serynowych, a zwłaszcza PSA. Podwyższony poziom tego antygenu w osoczu często związany jest z łagodnym rozrostem gruczołu krokowego i rakiem prostaty (16). PSA uczestniczy w proteolizie kompleksu IGFBP-3, która prowadzi do utraty przez białko-3 (BP-3) powinowactwa do insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF-1). Proces ten zapewnia miejscowe zwiększenie jego poziomu. IGF-1 bierze udział w pobudzaniu i kontroli proliferacji komórek oraz hamowaniu apoptozy, poprzez działanie mitogenne zarówno na komórki prawidłowe, jak i nowotworowe. Przyjęto, że IGF-1 uczestniczy w progresji nowotworu i powstawaniu przerzutów (17, 18). PSA dodatkowo pobudza urokinazowy aktywator plazminogenu (ang. Urokinase Plazminogen Activator – U-PA). U-PA aktywuje plazminogen, prowadząc do powstania plazminy, która jest zdolna do rozkładu składników macierzy zewnątrzkomórkowej (m.in. fibronektyny, lamininy, proteoglikanów), co ułatwia komórkom nowotworowym przemieszczanie się do zdrowych tkanek, zwiększając zdolność przerzutową (19, 20).
Badania epidemiologiczne
Wyniki badań epidemiologicznych z bazy danych NHANES III (III National Health and Nutrition Examination Survey) wskazują na odwrotnie proporcjonalną zależność między spożyciem boru a ryzykiem wystąpienia nowotworu prostaty. Obserwacje przeprowadzone z udziałem 95 chorych i 8720 zdrowych osób potwierdziły, że spożywanie większej ilości mikroelementu wpływa na obniżenie tego ryzyka (21). Mężczyźni pobierający wraz z dietą 1,8 mg B/24 h w porównaniu do osób spożywających 0,9 mg B/24 h byli w 1/3 mniej narażeni na pojawienie się raka (22).
Zhang i wsp. wykazali, że ryzyko rozwoju choroby można zminimalizować nawet o 64%. Porównując zwyczaje żywieniowe 76 pacjentów z chorobą nowotworową i 7651 zdrowych osób, badacze stwierdzili, że mężczyźni przyjmujący pokarmy o większej zawartości boru rzadziej zapadali na ten nowotwór (23).
W kolejnym badaniu zaobserwowano, że ryzyko pojawienia się nowotworu gruczołu krokowego było mniejsze u mężczyzn o wyższym stężeniu estradiolu we krwi (24). Naghii i Samman wykazali, że spożywanie większej ilości boru wpływa na podwyższenie poziomu tego hormonu w osoczu. Oznaczenie stężenia hormonów u kilku zdrowych mężczyzn, którzy przyjmowali przez 4 tygodnie tabletki zawierające bor (10 mg B/24 h w postaci czteroboranu sodu) pokazało, że poziom testosteronu nie zmienił się znacząco, natomiast stężenie estradiolu w osoczu krwi wzrosło z 52,0 do 74,0 pmol/l (25).
Badania in vivo
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. Wojciechowska U, Didkowska J, Zatoński W: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2009 roku. Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2011. 2. Wojciechowska U, Didkowska J, Tarkowski W et al.: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2004 roku. Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2006. 3. Wojciechowska U, Didkowska J, Tarkowski W et al.: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2005 roku. Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2007. 4. Wojciechowska U, Didkowska J, Zatoński W: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2007 roku. Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2009. 5. Wojciechowska U, Didkowska J, Zatoński W: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2008 roku. Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2010. 6. Sporn MB, Suh N: Chemoprevention of cancer. Carcinogenesis 2000; 21: 525-530. 7. Cyranka M, Kapka L, Rzeski W: Chemoprewencja nowotworów – perspektywy zastosowania w profilaktyce i terapii. Zdr Publ 2009; 119: 223-227. 8. Baer-Dubowska W: Chemoprewencyjne i kancerogenne składniki żywności. Nowiny Lekarskie 2005; 74: 505-509. 9. Olejnik A, Tomczyk J, Kowalska K et al.: The role of natural dietary compounds in colorectal cancer chemoprevention. Postepy Hig Med Dosw 2010; 64: 175-187. 10. Forrest H, Nielsen FH: Is boron nutritionally relevant? Nutr Rev 2008; 66: 183-191. 11. Leszcz A, Zaporowska H: Biologiczne znaczenie boru w organizmie człowieka oraz jego funkcja w preparatach kosmetycznych. Pol J Cosmetol 2012; 15: 2-9. 12. Hunt CD, Shuler TR, Mullen LM: Concentration of boron and other elements in human foods and personal-care products. J Am Diet Assoc 1991; 91: 558-568. 13. Revised review of boron. EVGM (Expert group on vitamins and minerals) 2002; 1-43. 14. Scorei R, Popa R: Boron-containing compounds as preventive and chemotherapeutic agents for cancer. Anticancer Agents Med Chem 2010; 10: 346-351. 15. Soborczyk A, Deptała A: Markery nowotworowe w praktyce klinicznej. Choroby Serca i Naczyń 2007; 4: 184-189. 16. Karr JF, Kantor JA, Horan Hand P et al.: The Presence of Prostate-Specific Antigen-Related Genes in Primates and the Expression of Recombinant Human Prostate-Specific Antigen in a Transfected Murine Cell Line. Cancer Res 1995; 55: 2455-2462. 17. Cohen P, Graves HC, Peehl DM et al.: Prostate-Specific Antigen (PSA) is an Insulin-Like Growth Factor Binding Protein-3 Protease Found in Seminal Plasma. J Clin Endocrinol Metab 1992; 75: 1046-1053. 18. Baron-Hay S, Boyle F, Ferrier A et al.: Elevated serum insulin-like growth factor binding protein-2 as a prognostic marker in patients with ovarian cancer. Clin Cancer Res 2004; 10: 1796-1806. 19. Yoshida E, Ohmura S, Suguki M et al.: Prostate-Specific Antigen Activates Single-Chain Urokinase-Type Plasminogen Activator. Int J Cancer 1995; 63: 863-865. 20. Ajaj KA, Graeser R, Fichtner I, Kratz F: In vitro and in vivo study of an albumin – binding prodrug of doxorubicin that is cleaved by cathepsin B. Cancer Chemother Pharmacol 2009; 64: 413-418. 21. Cui Y, Winton MI, Zhang ZF et al.: Dietary boron intake and prostate cancer risk. Oncology Reports 2004; 11: 887-892. 22. Barranco WT, Hudak P, Eckhert CD: Evaluation of ecological and in vitro effects of boron on prostate cancer risk (United States). Cancer Cause Control 2007; 18: 71-77. 23. Zhang ZF, Winton MI, Rainey C et al.: Boron is associated with decreased risk of human prostate cancer. FASEB J 2001; 15: 1089. 24. Chen C, Weiss NS, Stanczyk FZ et al.: Endogenous sex hormones and prostate cancer risk: a case-control study nested within the carotene and retinol efficacy trial. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2003; 12: 1410-1416. 25. Naghii MR, Samman S: The effect of boron supplementation on its urinary excretion and selected cardiovascular risk factors in healthy male subjects. Biol Trace Elem Res 1997; 5: 273-286. 26. Gallardo-Williams MT, Chapin RE, King PE et al.: Boron Supplementation Inhibits the Growth and Local Expression of IGF-1 in Human Prostate Adenocarcinoma (LNCaP) Tumors in Nude Mice. Toxicol Pathol 2004; 32: 73-78. 27. Horoszewicz JS, Leong SS, Chu TM et al.: The LNCaP cell line a new model for studies on human prostatic carcinoma. Prog Clin Biol Res 1980; 37: 115-132. 28. Stone KR, Mickey DD, Wunderli H et al.: Isolation of a human prostate carcionoma cell line (DU145). Int J Cancer 1978; 21: 274-281. 29. Barranco WT, Eckhert CD: Cellular changes in boric acid treated DU-145 prostate cancer cells. Br J Cancer 2006; 94: 884-890. 30. Wakelee HA, Chang ET, Gomez SL et al.: Lung cancer in never smokers. J Clin Oncol 2007; 25: 472-478. 31. Wang Y, Zhao Y, Chen X: Experimental study on the estrogen-like effect of boric acid. Biol Trace Elem Res 2008; 121: 160-170. 32. Mahabir S, Spitz MR, Barrera SL et al.: Dietary Boron and Hormone Replacement Therapy as Risk Factors for Lung Cancer in Women. Am J Epidemiol 2008; 167: 1070-1080. 33. Schabath MB, Wu X, Vassilopoulou-Sellin R et al.: Hormone replacement therapy and lung cancer risk. A case-control analysis clinical. Cancer Res 2004; 10: 113-123. 34. Scorei RI, Rotaru P: Calcium Fructoborate – Potential Anti-inflammatory Agent. Biol Trace Elem Res 2011; 143: 1223-1238. 35. Strum SB: Boron: Maintains Bones, Joints, Neurons and May Reduce Prostate Cancer Risk. Life Extension Magazine November 2003. 36. Dzielska-Olczak M: Inhibitory cyklooksygenaz i inne związki o potencjale przeciwzapalnym w chorobie zwyrodnieniowej stawów (osteoartrozie – OA) – część I. Pol Merk Lek 2011; 175: 75-81. 37. Hida T, Yatabe Y, Achiwa H et al.: Increased expression of cyclooxygenase 2 occurs frequently in human lung cancers, specifically in adenocarcinomas. Cancer Res 1998; 58: 3761-3764. 38. Mascaux C, Martin B, Verdebout JM et al.: COX-2 expression during early lung squamous cell carcinoma oncogenesis. Eur Respir J 2005; 26: 198-203. 39. Wolff H, Saukkonen K, Anttila S et al.: Expression of cyclooxygenase-2 in human lung carcinoma. Cancer Res 1998; 58: 4997-5001. 40. Hosomi Y, Yokose T, Hirose Y et al.: Increased cyclooxygenase 2 (COX-2) expression occurs frequently in precursor lesions of human adenocarcinoma of the lung. Lung Cancer 2000; 30: 73-81. 41. Rioux N, Castonguay A: Prevention of NNK-induced lung tumorigenesis in A/J mice by acetylsalicylic acid and NS-398. Cancer Res 1998; 58: 5354-5360. 42. Waggoner SE: Cervical cancer. Lancet 2003; 361: 2217-2225. 43. Ursin G, Pike MC, Preston-Martin S et al.: Sexual, reproductive and other risk factors for adenocarcinoma of the cervix: Results from a population-based case-control study (California, United States). Cancer Causes Control 1996; 7: 391-401. 44. Ylitalo N, Sorensen P, Josefsson A et al.: Smoking and oral contraceptives as risk factors for cervical carcinoma in situ. Int J Cancer 1999; 81: 357-365. 45. Castellsague X, Bosch XF, Munoz N: Environmental cofactors in HPV carcinogenesis (Rev). Virus Res 2002; 89: 191-199. 46. Kozakiewicz B: Nowotwory złośliwe narządu rodnego. Nowa Medycyna 2003; 122: 111-127. 47. Korkmaz M, Uzgören E, Bakirdere S et al.: Effects of dietary boron on cervical cytopathology and on micronucleus frequency in exfoliated buccal cells. Environ Toxicol 2007; 22: 17-25. 48. Stoppler H, Koval D, Schlegel R: The serine protease inhibitors TLCK and TPCK inhibit the in vitro immortalization of primary human keratinocytes by HPV-18 DNA. Oncogene 1996; 13: 1545-1548. 49. Whitley BR, Palmieri D, Twedi CD et al.: Expression of active plasminogen activator inhibitor-1 reduces cell migration and invasion in breast and gynecological cancer cells. Exp Cell Res 2004; 296: 151-162.
