Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: brokuły, sulforafan, prostata, przerost gruczołu krokowego, rak stercza, deacetylazy histonów, receptory androgenowe, testosteron, DHT, miostatyna, mięśnie.
Wszyscy urozmaicamy warzywami codzienną dietę. Zdecydowana większość z nas lubi warzywa, gdyż pewnie intuicyjnie odczuwamy ich wartość zdrowotną. O wartości zdrowotnej warzyw trąbią też wszelakie media. W zasadzie każde warzywo zawiera coś pożytecznego dla zdrowia, tyle że nie zawsze jesteśmy w stanie się zorientować w istniejącym natłoku informacyjnym, spożywanie którego z nich może pomóc w przypadku dokuczających nam aktualnie przypadłości zdrowotnych. I tak dla przykładu – każdy bez wątpienia słyszał o właściwościach zdrowotnych brokułów, warunkowanych obecnością ich najaktywniejszego składnika – sulforafanu, tyle że mało kto zdaje sobie zapewne sprawę z faktu, że warzywo to i jego składnik aktywny potrafią ochraniać mężczyzn przed rozwojem schorzeń prostaty. A fakt to o tyle istotny, że powszechność schorzeń prostaty, nazywanej wymiennie gruczołem krokowym lub sterczem, urosła do rangi problemu plagi cywilizacyjnej. Specjaliści szacują, że co drugi współczesny mężczyzna zgłosi się po pomoc medyczną z powodu zapalenia prostaty, 75% mężczyzn – z powodu przerostu gruczołu krokowego, a ponad 40% panów zachoruje na raka stercza.
Brokuły i prostata
A jakich to ustaleń dokonali naukowcy odnośnie sulforafanu, które pozwalają nam uznać brokuły za najwartościowsze warzywo dla profilaktyki schorzeń prostaty…?
Zacznijmy może od badania, w którym dowiedziono, że doustne przyjmowanie sulforafanu prowadzi do największej koncentracji tego związku właśnie w tkance gruczołu krokowego. Przy czym, co szczególnie istotne, nawet przy umiarkowanym spożyciu sulforafan osiąga tutaj stężenie w pełni wystarczające do wykazania swojej dobroczynnej aktywności biologicznej względem stercza (Clarke, 2011).
Na czym miałby jednak polegać ta dobroczynna aktywność sulforafanu względem stercza…? Otóż, np. okazuje się, że komórki gruczołu krokowego produkują dwa ważne enzymy metabolizujące na co dzień aminokwasy siarkowe (metioninę i cysteinę) – beta-syntazę cystationinową i gamma-liazę cystationinową, które przekształcają gromadzący się w prostacie na skutek spożywania brokułów sulforafan (również związek siarkowy) do siarkowodoru. A od jakiegoś czasu już wiemy, że siarkowodór, podobnie jak tlenek azotu, należy do grupy hormonów gazowych – i np. podobnie jak tlenek azotu obniża ciśnienie krwi. Dlatego też warzywa obfitujące w siarczany, podobnie jak bogate w azotany, pomagają przy nadciśnieniu. Natomiast w prostacie, jak się okazuje, siarkowodór wpływa na aktywność enzymów z grupy tzw. kinaz aktywowanych mitogenami (MAPK), co prowadzi do hamowania podziałów i ograniczenia zdolności życiowych komórek nowotworowych. Tak więc sulforafan, za pośrednictwem wydzielanego siarkowodoru, skutecznie chroni panów przed rozwojem raka stercza (Pei, 2011).
Zapewne wszyscy panowie wiedzą, że przerost gruczołu krokowego dobywa się w dużej mierze za sprawą hormonu powstającego z testosteronu – dihydrotestosteronu – zwanego w skrócie DHT. Testosteron i DHT należą do grupy androgenów, czyli męskich hormonów płciowych. Androgeny aktywują w tkankach swoje receptory – receptory androgenowe (AR), które oddziałują wtedy na geny i pobudzają wzrost tkanek. Dlatego androgeny utrzymują np. w dobrej formie naszą tkankę mięśniową, ale niejako przy okazji powiększają też rozmiar prostaty. Przy czym aktywacja receptora androgenowego jest też krytycznym zjawiskiem dla wzrostu raka prostaty. Z przerostem prostaty walczymy zazwyczaj za pomocą środków hamujących przemianę testosteronu do DHT, natomiast w przypadku nowotworu stercza stosowane są tzw. antyandrogeny, czyli środki blokujące receptory androgenowe. A jaki ma to wszystko związek z brokułami i sulforafanem…?
Otóż w jednym z wcześniejszych badań zaobserwowano, że eksperymentalny lek z grupy inhibitorów deacetylaz histonów (o symbolu LAQ824) obniża aktywność receptora androgenowego w komórkach raka stercza, a tym samym blokuje produkcję swoistego antygenu sterczowego (znanego dobrze wszystkim panom PSA), hamuje rozmnażanie się komórek rakowych oraz indukuje mechanizm ich samobójczej śmierci, nazywanej fachowo apoptozą. Deacetylazy histonów (HDAC) to bowiem enzymy odrywające grupy acetylowe (reszty kwasu octowego) od białek. Natomiast zablokowanie aktywności tych enzymów powoduje wzrost nasycenia grupami acetylowymi białek o symbolu Hsp90, które w tej sytuacji wiążą receptory androgenowe, pozbawiając je aktywności hormonalnej i kierując na ścieżkę ich enzymatycznej degradacji (Chen, 2005).
Natomiast w następnym badaniu dowiedziono, że sulforafan jest właśnie również inhibitorem deacetylaz histonów, hamującym aktywność tych enzymów zarówno w komórkach przerośniętej prostaty, jak też w komórkach raka stercza, który zatrzymuje cykl komórkowy i jednocześnie aktywuje mechanizm apoptozy (Myzak, 2006). A w jeszcze kolejnym badaniu wykazano, że sulforafan zachowuje się w komórkach raka stercza dokładnie tak samo, jak eksperymentalny inhibitor deacetylaz histonów LAQ824, czyli zwiększa acetylację białek Hsp90, a na tej drodze potęguje degradację receptorów androgenowych i redukuje ekspresję zależnych od nich genów (Gibbs, 2009). A jakby tego było mało, w jeszcze innym badaniu zaobserwowano, że sulforafan hamuje jednocześnie syntezę białek receptorów androgenowych i dodatkowo zmniejsza na tej drodze ich stężenie w komórkach raka prostaty. W ten sposób hamuje z kolei stymulowane androgenami rozmnażanie się komórek rakowych oraz produkcję antygenu sterczowego PSA (Kim, 2009). Zresztą o zmniejszeniu ekspresji receptora androgenowego pod wpływem sulforafanu i obniżeniu na tej drodze produkcji PSA informowano już dożo wcześniej w badaniu, w którym obserwowano również zahamowanie wzrostu i potencjalizację apoptozy komórek ludzkiego raka prostaty (Chiao, 2002).
Warte zauważenia jest również badanie, w którym dowiedziono, że – poprzez wpływy na szlaki sygnalizacyjne kontrolowane przez tzw. białka Notch – sulforafan hamuje migrację komórek ludzkiego raka stercza, dzięki czemu może zapobiegać przerzutom tego nowotworu do innych tkanek (Hahm, 2012).
Wykonano również badanie, w którym testowano ewentualny synergizm względem hamowania rozwoju raka prostaty, zachodzący pomiędzy sulforafanem a innymi znanymi ze swoich przeciwnowotworowych właściwości składnikami pokarmowymi – kurkuminą i katechinami zielonej herbaty. A tutaj okazało się, że połączenie wszystkich trzech składników było bardziej skuteczne, anieli zastosowanie każdego z nich osobno, w hamowaniu rozmnażania się komórek raka stercza (Faroogi, 2011).
A co z masą i siłą mięśni?
Czy potencjalni użytkownicy sulforafanu i smakosze brokułów, dbający o zdrowie prostaty, muszą obawiać się niekorzystnych efektów odnośnie tkanki mięśniowej, skoro sulforafan ogranicza produkcję i aktywność receptorów androgenowych zaangażowanych przecież również w rozwój muskulatury?
Wszyscy zapewne wiemy, że w naszym organizmie krążą hormony anaboliczne i kataboliczne, gdzie pierwsze, jak właśnie np. androgeny, budują, zaś drugie degradują muskuły. Ponieważ jednym z najsilniejszych hormonów katabolicznych (i generalnie – przeciwmięśniowych) jest miostatyna (na co zresztą wskazuje już sama jej nazwa), dlatego też – na potrzeby leczenia chorób przebiegających ze znacznym ubytkiem masy mięśniowej – poszukiwane są molekuły zdolne do blokowania produkcji lub aktywności miostatyny. I w tym właśnie kontekście prowadzili badania naukowcy niemieccy, kierowani przez Fana, publikując owoce swej pracy w 2012 roku.
Doświadczenia te prowadzono na izolowanych, macierzystych komórkach mięśniowych, znanych jako komórki satelitarne, które wnoszą największy udział w regenerację i hipertrofię (przerost) mięśni na drodze miogenezy, gdzie komórki te dzielą się i albo zlewają ze sobą poprzez wzajemną fuzję, tworząc nowe włókna mięśniowe, albo dokonują fuzji z istniejącymi już włókami mięśniowymi, zasilając je w dodatkowe jądra i mitochondria, stymulujące procesy naprawcze i wzrostowe. Autorzy badania dodawali do podłoża hodowli komórek satelitarnych sulforafan, obserwując, że pod jego wpływem, w porównaniu z komórkami kontrolnymi, wzrasta o ok. 40% żywotność tych komórek, a spada o ok. 75% poziom enzymów katabolicznych, niszczących białka mięśniowe, oraz o ok 50% poziom produkcji miostatyny. Na hamowaniu produkcji miostatyny nie kończyła się jednak tutaj aktywność sulforafanu. Jak bowiem się okazało, sulforafan zwiększał jednocześnie 3-krotnie produkcję przekaźników komórkowych, blokujących kataboliczny szlak sygnałowy miostatyny. Nie dość więc, że sulforafan jest zdolny obniżyć w mięśniach o połowę poziom miostatyny, to jeszcze osłabia przy tym 3-krotnie jej przeciwmięśniową aktywność.
Jak dowodzili autorzy omawianego wyżej badania – taka aktywność suforafanu wynikała paradoksalnie z faktu, że związek ten jest właśnie inhibitorem omówionych już wyżej deacetylaz histonów (HDAC). W mięśniach dominują bowiem inne właściwości tych enzymów, aniżeli w prostacie. Otóż hormony anaboliczne pobudzają geny do syntezy rozmaitych białek, wywierających pozytywny wpływ na kubaturę naszej muskulatury. Natomiast deacetylazy histonów, mówiąc najprościej, ograniczają hormonom dostęp do genów. Tak więc deacetylazy histonów blokują anabolizm białek już u samego źródła tego procesu, czyli na poziomie genów. Podczas wysiłku fizycznego HDAC usuwane są z jąder komórkowych w tym celu, aby włókna mięśniowe mogły odbudowywać i nadbudowywać po treningu swoje struktury, na drodze intensywnego anabolizmu białek. Dlatego też blokowanie deacetylaz inhibitorem potęguje anaboliczną aktywność hormonów i przyczynia się do przyrostu masy mięśniowej. I faktycznie: jak dowiodła Simona Iezzi w 2004 r., inhibitory deacetylaz histonów ograniczają aktywność miostatyny i zwiększają wydajność procesu fuzji komórek satelitarnych w przedziale 150-300%, a ostatecznie powiększają o ok. 70% masę białek kurczliwych włókienek mięśniowych. Jednak o anabolicznej sile działania tego typu związków najdobitniej przekonuje nas chyba praca Consalvi z 2013 r., gdzie myszy traktowane inhibitorem deacetylaz histonów powiększyły o ok. 35% masę swoich mięśni, w porównaniu z gryzoniami z grupy kontrolnej. Przy czym niedawno ustalono, że spożywanie składników pokarmowych, będących inhibitorami HDAC, wywiera wyraźnie pozytywny wpływ na masę mięśniową gryzoni (Walsh, 2015).
Odpowiadając więc na postawione wyżej pytanie, należy stwierdzić, że miłośnicy brokułów nie muszą obawiać się o stan swojej muskulatury. Wręcz przeciwnie… chroniąc na pośrednictwem sulforafanu prostatę, wspomagają jednocześnie kondycję i konstytucję mięśni.
