Értekezés. a táplálkozástudomány tudományos diszciplínájában szerzett tudományos fokozat doktor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) megszerzéséhez
Táplálkozástudományi Intézet Fiatal kutatócsoport táplálkozási rost és anyagcsere szindróma, a német táplálkozási kutatóintézet Potsdam-Rehbrücke Az étrendi szója izoflavonok hatása a homocisztein anyagcserére és az endotheliális funkcióra egészséges, posztmenopauzás nőknél Értekezés tudományos fokozatú doktor rerum naturalium (Dr. rer. Nat.) a táplálkozástudomány tudományos tudományágában a Potsdami Egyetem matematikai és természettudományi karára benyújtotta Manja Reimann, született 1975. április 10-én, Potsdam, 2005. augusztus
Ne mondd, hogy a bérlet járhatatlan; ha felmész, átlépheted. Ne mondd, hogy messze van, nem tudod elviselni; Aki megy, az is megérkezik. mongol
Tartalomjegyzék I TARTALOMJEGYZÉK Táblázatok. IV Az ábrák felsorolása. V rövidítések. VI 1 összefoglaló. 1 2 Kivonat. 2 3 Bevezetés. 3 4 Alapok. 5 4.1 Arteriosclerosis. 5 4.1.1 Epidemiológia. 5 4.1.2 Patogenezis. 5 4.1.3 Az ösztrogén hatásai a szív- és érrendszerben. 7 4.1.3.1 Farmakológia, ösztrogén receptor és hatásmechanizmusok. 7 4.1.3.2 Hormonpótló terápia. 9 4.1.3.3 Hormonpótló terápia és szív- és érrendszeri betegségek: megfigyelési vizsgálatok. 10 4.1.3.4 Humán vizsgálatok. 10 4.1.3.5 Az ösztrogén kardioprotektív mechanizmusai. 11 4.1.3.5.1. Arteriosclerosis és vaszkuláris reaktivitás. 11 4.1.3.5.2 Vaszkuláris tónus. 12 4.1.3.5.3 Hatás a vér lipidjeire. 13 4.1.3.5.4 Haemostaticus hatások. 14 4.1.3.5.5 Homocisztein. 14 4.1.3.5.6 Az ösztrogén egyéb hatásai. 15 4.2 Izoflavonok jellemzői, ösztrogén aktivitása és a szív- és érrendszerre gyakorolt hatásai. 16 4.2.1 Definíció, kémia és előfordulás. 16 4.2.2 Ösztrogén aktivitás. 18
Tartalomjegyzék II 4.2.3. Izoflavonok és azok hatása a szív- és érrendszerre. 19 4.2.3.1 Hatás a vér lipidjeire. 20 4.2.3.2 Érfal és érrendszeri funkció. 21 4.2.3.3 Az izoflavonok antioxidáns tulajdonságai. 23 4.2.3.4 Gyulladásos folyamatok és sejtadhézió. 23 4.2.3.5 Izoflavonok, thrombocyta aktivitás és thrombogenezis. 25 4.3 Az endoteliális funkció nem invazív mérése: ösztrogének, izoflavonok és homocisztein hatása. 26 4.3.1 Az áramlás okozta értágulat módszere. 26 4.3.2 Szteroid hormonok és az endothel funkció. 28 4.3.3 Izoflavonok és az endoteliális funkció. 28 4.3.4 Homocisztein rizikófaktor az endothel diszfunkcióhoz. 29 4.3.4.1 Homocisztein-ösztrogén interakció és endothel funkció. 30 4.3.5 Az ADMA egy új kardiovaszkuláris kockázati tényező. 30 4.4 Jelen munka céljai. 31 5 Tanulmányterv és vizsgálati módszerek. 32 5.1 Tanulmányterv. 32 5.1.1 Tantárgyfelvétel és követelményprofil. 33 5.1.1.1 Információs esemény. 34 5.1.2 Tanulmányok menete. 35 5.1.2.1 Befutás. 35 5.1.2.2 Első beavatkozás. 35 5.1.2.3 Mosás. 35 5.1.2.4 Második beavatkozás és érettségi. 36 5.2 Tanulmányozza az ételt és a megfelelőséget. 36 5.3 Vizsgálati módszerek. 37 5.3.1 Antropometria. 37 5.3.2 Alkalmi vérnyomásmérések. 38 5.3.3 Vérvizsgálatok. 38 5.3.4 Endoteliális funkció mérés. 40 5.3.5 Vizeletvizsgálatok. 42
Tartalomjegyzék III 5.3.6 Az energia- és tápanyagbevitel rögzítése. 44 5.3.7 Statisztikai értékelés. 44 6 eredmény. 46 6.1 A minta méretének és általános jellemzőinek változása. 46 6.2 Megfelelőség és fitoösztrogén kiválasztás. 47 6.3 Energiabszorpciós és antropometriai paraméterek. 50 6.4 Alkalmi vérnyomásmérés. 51 6.5 A vérparaméterek változásai. 51 6.6 Endoteliális funkció és véráramlás. 53 6.7 Az equol státus hatása. 54 6.8 Országhatások. 55 7 Beszélgetés. 57 7.1 Következtetés. 69 8 Irodalomjegyzék. IX 9 Függelék. XXIX köszönet. LXXXII függetlenségi nyilatkozat. LXXXIII önéletrajz. LXXXIV kiadványok. Évi LXXXVI
Ábra ábrája V. ÁBRÁK FELSOROLÁSA 4-1. Ábra Az arteriosclerosis kialakulásának patomechanizmusának egyszerűsített ábrája. 6 4-2. Ábra A transzkripció ösztrogénfüggő modulációjának alternatívái az ER α-er β homo- és heterodimerek segítségével. 8 4-3. Ábra A simaizomsejtek relaxációjának mechanizmusai nitrogén-oxid (NO) és ciklikus guanozin-monofoszfát (cgmp) segítségével. 13 4-4. Ábra Az ösztrogének és az izoflavonok szerkezeti összehasonlítása. 16 5-1. Ábra Tanulmányterv. 33 5-2. Ábra A brachialis artéria érátmérőjét három időpontban mérjük. 42 6-1. Ábra A fitoösztrogén kiválasztásának abszolút változásainak összehasonlítása. 47 6-2. Ábra A vizsgálatban résztvevők osztályozása (N = 89) az equol státus tekintetében. 49 6-3. Ábra Az állattenyésztők nemzetiségtől függő prevalenciájának összehasonlítása. 49 6-4. Ábra A nitrit/nitrát koncentráció (NOx) változása a beavatkozás során. 55 7-1. Ábra Homocisztein metabolizmus és ADMA képződés. 64 7-2. Ábra Az izoflavon potenciális mechanizmusai a nitrogén-oxid anyagcserére. 67 7-3. Ábra A homocisztein növekedés mechanizmusainak és hatásainak sematikus ábrázolása. 68
A rövidítések listája VII GEN Genistein GLM Vegyes lineáris modell GLY Glycitein GPx Glutation-peroxidáz GTN-MD Endothelium-független nitroglicerin által indukált értágulat HDL nagy sűrűségű lipoprotein HERS Szív és ösztrogén/progesztin helyettesítő tanulmány HRT hormonpótló sejtmolekula ICAMprotein 90 fehérje 1 IL interleukin inos indukálható nitrogén-oxid szintáz IP 3 R inozitol-triszfoszfát receptor K-Mg-ATPáz kálium-magnézium-függő adenozin-trifoszfatáz LDL alacsony sűrűségű lipoprotein LH luteinizáló hormon L-NA NG-L-arginin L-NMMA NG-monometil-l-arginin MAP (Angolul artériás nyomás) MAPK mitogén-aktiválható protein-kináz MCP-1 monociták kemotaktikus protein-1 MLCP miozin könnyű láncú foszfatáz (angolul miozin könnyű láncú foszfatáz) MTHFR 5, 10-metilén-tetrahidrofolát-reduktáz MW átlagérték Na nátrium NADPH ox nikotinamid-oxidáz NF -κB magfaktor-kappa B NOx nitrogén-monoxid metabolitok N minta mérete ONOO peroxinitrit P szignifikanciaszint PABA para-amino-benzoesav PAHA para-aminohippursav PAI-1 plazminogén aktivátor-1 PGI prosztaciklin PKG protein kináz G PLC foszfolipáz
Rövidítések listája VIII PRMT PWV RE ROCC ROS SAH SAM SBP SEM SMC SOD Szója + Szója - SPI SR TAVM TG thcy TNF TVP UK VCAM-1 VEGF VOCC WHI Fehérje arginin metil transzferáz Impulzus hullám sebessége (angolul szisztolés vérnyomás átlagértéke myocyták, simaizomsejtek (angolul simaizomsejtek) szuperoxid-diszmutáz szójafehérje izoflavonokkal szójafehérjével az izoflavonok szójafehérje izolátum extrakciója után a szarkoplazmatikus retikulum átlagos véráramlási sebessége (idő átlagos sebesség sebesség átlagos növényi nekróz sejt sejt adhéziós sejt adhézió Nagy-Britannia molekula-1 vaszkuláris endoteliális növekedési faktor feszültségtől függő kalciumcsatornák Women s Health Initiative
Eredmények 56 6-11. Táblázat A vérparaméterek abszolút különbségeinek összehasonlítása a nemzetiség függvényében Nemzetiségi különbség NOx [µmol/l] Wo8-Wo0 különbség ADMA [µmol/l] Wo8-Wo0 különbség homocisztein [µmol/l] Wo8-Wo0 különbség a plazmában B-12-vitamin [pmol/l] Wo8-Wo0 különbség a plazma folátban [nmol/l] Wo8-Wo0 Németország átlaga -0,43-0,02 0,55 7,89 0,27 SEM 1,31 0,01 0, 19 8,71 0,39 Dánia átlaga -1,67-0,02 0,17-41,37-0,80 SEM 1,78 0,01 0,17 10,33 0,28 Egyesült Királyság átlaga -1,79 -0,01 0,35-12,66-1,36 SEM 1,30 0,01 0,18 10,99 0,57 Összes átlag -1,23-0,02 0,37-13,86-0 57 N = 89 SEM 0,85 0,01 0,11 5,89 0,25
Irodalomjegyzék XXVIII 407. Bloedon LT, Jeffcoat AR, Lopaczynski W, Schell MJ, Black ™, Dix KJ, Thomas BF, Albright C, Busby MG, Crowell JA, Zeisel SH. A tisztított szója-izoflavonok biztonságossága és farmakokinetikája: egyszeri adagolás menopauzás nőknek. A J Clin Nutr. 2002; 76: 1126-37.
XXX. Melléklet: kísérőlevél korábbi tesztalanyokhoz «Utónév» «Vezetéknév» «Cím» «Irányítószám» «Város» Rehbrücke, 2003. január 20. Kedves Ms. «Név»! A tesztalany-fájlunkban szerepel az Ön címe, a tanszék korábbi résztvevőinek címeivel. Az új projektekben való részvétel iránt érdeklődő intervenciós tanulmányokból származik. Az Európai Unió kutatási projektjének részeként osztályunk a közeljövőben ismét táplálkozási tanulmányt készít. A tanulmány célja a szójaban gazdag étrendnek a posztmenopauzás nők szív- és érrendszerére gyakorolt hatásainak vizsgálata. 45 és 70 év közötti érdeklődő nemdohányzókat keresünk, akiknek utolsó menstruációja legalább 1 éve volt. Ezért a következő napokban telefonon szeretnénk Önnel kapcsolatba lépni. Ha felkeltettük érdeklődését, szívesen küldünk további információkat. Ha bármilyen kérdése van előre, Ms. Reimann természetesen örömmel válaszol rájuk a fenti telefonszámon. Örülnénk, ha együttműködne velünk. Tisztelettel: Dr. Oec. trófea. Corinna Koebnick Dipl. Ern. tudományos Manja Reimann
XXXII. Melléklet Telefonos interjú Dátum:// Név. Keresztnév. Cím. Irányítószám/város. Telefon: magán/üzleti/Születési ideje: Nem dohányzó: Igen Nem// Utolsó menstruáció:/hónap év Hormonterápia: Igen Nem Részvétel 2003/Apr-tól. 2003. okt. lehetséges? Igen Nem Küldjön tervet tömegközlekedésre? Igen Nem Kérdőív érkezett? Igen dátum.
LXII. Függelék Várólista Ms. «Utónév» «Vezetéknév» «Utca» «Irányítószám» «Város» Bergholz-Rehbrücke, 2003. március 24. Tárgy: A szűrővizsgálat eredményei Tisztelt «Családnév asszony»! Köszönjük részvételét a Köszönöm szűrővizsgálatot. A mért értékek a levélhez csatolva találhatók. A vizsgálatban való részvételről csak akkor lehet dönteni, ha az összes érdekelt fél szűrési eredményei rendelkezésre állnak. Mivel a szűrővizsgálatok még nem fejeződtek be teljesen, kérünk egy kis türelmet. Amint befejeződik a kiválasztási folyamat, értesítjük. Üdvözlettel Dipl. Ern. tudományos Manja Reimann
LXXI. Függelék Az ellenőrzés értékelése: „keresztnév”, „vezetéknév”, „utca”, „irányítószám”, „város”, Bergholz-Rehbrücke, 2003. november 18. Tisztelt „vezetéknév”, elküldöm a vérértékeit az utolsó vérmintából, amelyet ellenőrzés céljából vettünk. Újra ellenőrizte egészségi állapotát. Remélem, hogy jól állsz, és még nem tapasztaltak elvonási tüneteket a bárjainkból. Már szeretnék szép első adventi napot kívánni. Élvezze az elkövetkező karácsonyi szezont. Minden jót kívánok az újévi dipl. Ern-ig. Tudás Manja Reimann
LXXIII. Függelék Kinevezések a záró értekezletre Ms.
Bergholz-Rehbrücke, 2004. október 26. Kedves tanulmányi résztvevők! Miután visszatértem nyolc hónapos expedíciómról az ausztrál kontinensen, ismét teljes egészében az Isoheart tanulmánynak szentelem magam. Örömmel tájékoztatom Önt, hogy szinte az összes elemzést elvégezték, és az eredmények közzétételre készen állnak. Annak érdekében, hogy egy kis betekintést nyerhessek az utóbbiba, szeretettel meghívlak benneteket 2004. december 7-én, kedden 16 órakor itt, a Német Táplálkozástudományi Kutató Intézet E házában (főépület), egy barátságos légkörű záró találkozóra. Kérjük, tájékoztassa, hogy részt vehet-e (Vulprecht asszony, telefon: 033200-88 669; e-mail: [email protected]). Ellenkező esetben postai úton elküldeném Önnek a személyes dokumentumait. Remélem, hogy nagy számban láthatom őket, és várom, hogy újra találkozhassunk mindenkit. Tisztelettel Ern. Dipl. tudományos Manja Reimann
LXXIV. Melléklet A vizsgálati eredmények elküldése Ms. «Keresztnév» «Vezetéknév» «Utca» «Irányítószám» «Város» Bergholz-Rehbrücke, 2004. december 8. Kedves Ms. «Vezetéknév», tegnap került sor az Isoheart tanulmány utolsó ülésére. Mivel sajnos nem tudott részt venni, elküldöm Önnek a személyes eredményeit a megállapodásnak megfelelően. Ha kérdése van, bármikor felhívhat a szokásos telefonszámomon (lásd fent). Ezúton is nagyon köszönöm, hogy részt vett a tanulmányban. Kellemes karácsonyi ünnepeket és boldog új évet neked. Tisztelettel Ern. Dipl. tudományos Manja Reimann
Függelék LXXV Tantárgy értékelési lapok Szűrés: 1. értékelő lap Témakör «Prob_Nr» Mért vérparaméterek Érték Mértékegység Normál tartomány Női ASAT «ASAT_Ul» U/l # 31 ALAT (-GT) «ALAT_Ul» U/l # 31 GGT «GGT_UL» U/l 9 -37 Kreatinin «Kreatinin_moll» µmol/l 53,0-100 Triglicerid «TAG_in_mmoll» mmol/l 0,46 1,60 Elfogadási tartomány Isoheart 6,5 Elfogadási tartomány Isoheart 1,7 Éhomi glükóz «Glükóz_in_mmoll» mmol/l 3,61 6, 11 Isoheart elfogadási tartomány 11 Hematokrit «Hk _»% 35-45 leukociták «Leuko_Gptl» Gpt/l 4,0 9,0 vérlemezkék «Thrombo_Gptl» Gpt/l 140-450 Mért vizeletparaméterek Érték Leukociták «Leukók» Nitrit «Nitrit» pH-érték «Ph» fehérje «fehérje» glükóz «glükóz» ketonok «ketonok» urobilinogén «urobilinogén» bilirubin «bilirubin» vér «Blut_EryHgb» negatív Negatív (normál érték), poz. Pozitív, n. Normál (normál érték), 1. kissé nőtt, 2. mérsékelten nőtt, 3. nagyon megnőtt
Függelék LXXVI szűrés: 2. értékelő lap „Prob_Nr” számú tesztszemély Antropometriai érték Egységmagasság «Magasság_m_m« testtömeg «Testtömeg_in_kg» kg Derékméret «Derékméret_cm» cm Csípőméret «Csípőméret_cm» cm Vérnyomásérték Egység referenciaértékek a WHO Systole «Systole_mmHg» mm H: 120/80 diasztolé «Diasztól_mmHg» mm Hg normál: 130-139/85 89 határ: 140 149/90-94 súlyosság 1: 140 159/90-99 súlyosság 2: 160 179/100-109 súlyosság 3: 180/110 és magasabb Elfogadási tartomány Isoheart: # 160/90 Értékelés: A vérparaméterek ellenőrzése az egyes beavatkozási fázisok után ) «Alat2» U/L # 31 GGT «ggt2» U/L 9-37 kreatinin «crea2» µmol/l 53 100 karbamid «karbamid2» mmol/l 2,5-7,5 glükóz «glükó2» mmol/l 3, 61 6.11
LXXVII. Függelék A 3 napos becslési protokollok értékelése ID Táplálkozási protokoll «ID» 1. 2. 3. 4. Ajánlott bevitel naponta 1 2 Energia [kcal] «Energia0_kcal» «Energia8_kcal» «Energia16_kcal» «Energia24_kcal» 1800-2300 kcal Szénhidrátok [% ] «KH0_» «KH8_» «KH16_» «KH24_» 55-60% 3 fehérje [%] «EW0_» «EW8_» «EW16_» «EW24_» 10-15% 3 zsír [%] «Fat_PCT0» «Fat_PCT8» « Fat_PCT16 »« Fat_PCT24 »65 éves korig 10 µg C-vitamin [mg]« Vit_C_0_mg »« Vit_C_8_mg »« Vit_C_16_mg »« Vit_C_24_mg »100 mg folsav [µg]« folát0_g »« folát8_g »« β-folát16_g ] «B12_0_g» «B12_8_g» «B12_16_g» «B12_24_g» 3 µg ásványi anyagok Kalcium [mg] «Ca0_mg» «Ca8_mg» «Ca16_mg» «Ca24_mg» 1000 mg Magnézium [mg] «Mg0_mg» «Mg8_mg» «Mg24_mg» 300 mg vas [mg] «Fe0_mg» «Fe8_mg» «Fe16_mg» «Fe24_mg» 10 mg 1 Német Táplálkozási Társaság: A tápanyagbevitel referenciaértékei, Umschau-Verlag 2000 2 Az információk 51 éves és 3 év feletti nőkre vonatkoznak a teljes energiafogyasztás alapján 4 a teljes zsír felé hajtott, vezetett
LXXVIII. Függelék A kiválasztott paraméterek meghatározása a vizsgálatban résztvevők számára Definíciók BMI: A testtömeg mérése a testmérethez viszonyítva. Jobban mérhető az elhízás, mint önmagában a testsúly. Derék-csípő arány: a derék és a csípő aránya. A testzsír megoszlásának mértéke. A szív- és érrendszeri betegségek kockázata növekszik, ha nagyobb a zsíreloszlás a derék területén (alma alakú). SBP: szisztolés vérnyomás A vérnyomás közvetlenül azután, hogy a vért a szívből az aortába juttatták. DBP: diasztolés vérnyomás Vérnyomás közvetlenül a következő vérkivétel előtt. FMD: jelzi az ér átmérőjének százalékos változását a véráramlás növelése után. Az érrendszer működésének mérőszáma. SAC: az artériák rugalmasságának szisztémás artériás megfelelőségi mértéke. HDL: jó koleszterin, amely az erekből a májba szállul. LDL: rossz koleszterin, amely a májból az erekbe szállul. Trigliceridek: A vér lipidjei a szív- és érrendszeri betegségek kockázatának mérőszáma. Homocisztein: a szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezője Folsav: a homocisztein lebontásához szükséges vitamin
LXXIX. Függelék A beavatkozások egyéni értékelése Az Isoheart 2003 személyes eredményei Prob.No. «ID» - szigorúan bizalmas - első beavatkozási kezelés «kezelés1» kezdőérték 4. hét 8. hét BMI «BMI1» «BMI2» «BMI3» derék-csípő arány «WHR1» «WHR2» «WHR3» SBP/DBP «SBP1»/« DBP1 »« SBP2 »/« DBP2 »« SBP3 »/« DBP3 »Teljes koleszterinszint [mmol/l]« TC1 »« TC2 »« TC3 »LDL [mmol/l]« LDL1 »« LDL2 »« LDL3 »HDL [mmol/l] «HDL1» «HDL2» «HDL3» trigliceridek [mmol/l] «TAG1» «TAG2» «TAG3» pihenőedény átmérője «BDIA1» [mm] SAC [dyn * s/cm-5] «SAC1» «SAC2» homocisztein [µm/l] «HCY_1» «HCY_2» folsav [nmol/l] «FOL_1» «FOL_2» második intervenciós kezelés «kezelés2» alapérték 4. hét 8. hét BMI «BMI4» «BMI5» «BMI6» derék-csípő arány « WHR4 »« WHR5 »« WHR6 »SBP/DBP« SBP4 »/« DBP4 »« SBP5 »/« DBP5 »« SBP6 »/« DBP6 »Összes koleszterinszint [mmol/l]« TC4 »« TC5 »« TC6 »LDL [mmol]/l] «LDL4» «LDL5» «LDL6» HDL [mmol/l] «HDL4» «HDL5» «HDL6» trigliceridek [mmol/l] «TAG4» «TAG5» «TAG6» pihenőedény átmérője [mm] «BDIA3» SAC [dyn * s/cm-5] «SAC3» «SAC4» homocisztein [µm/l] «HCY_3» «HCY_4» folsav [nmol/l] «FOL_3» «FOL_4» Equolpr Producer: «Equol_Producer»
LXXX. Függelék Az Isoheart-tanulmány résztvevőinek zárójelentése: 1-2. Adatlap a 2003. évi Isoheart-tanulmány résztvevői számára A szója fitoösztrogének hatása a posztmenopauzás nők szív- és érrendszerére: placebo-kontrollos, randomizált, kettős-vak, keresztezett beavatkozási vizsgálat Tervező: Manja Reimann Felhívjuk figyelmét, hogy a jelentés tartalma szigorúan bizalmas. Az itt összefoglalt eredményeket egy nemzetközileg elismert szakfolyóiratban tették közzé közzététel céljából, és ezért a publikáció előtt nem adhatók át senkinek.