Изофлавоны

Изофлавон

Изофлавоны — производные 3-арилхромона (бензо-γ-пирона), класс гетероциклических соединений, изомерных флавонам (2-арилхромонам)[1]. Изофлавоны содержатся во многих культивируемых растениях, например в бобовых (сое, недозрелых бобах фасоли обыкновенной)[2]. Некоторые изофлавоны являются фитоэстрогенами[3]: их структура отличается от стероидных эстрогенов млекопитающих[4], однако они проявляют слабую эстрогенную активность.

Изофлавоны сои широко рекламируются и продаются в качестве биологически активных добавок, при этом производители заявляют, что благодаря эстрогенной активности они подавляют приливы жара в постменопаузальном периоде у женщин[5][6][7].

Нахождение

Помимо сои, изофлавоны также присутствуют в различных бобовых растениях: в фасоли, красном клевере, люцерне, нуте, и в меньших количествах в растительных продуктах, таких как фрукты, овощи и орехи[8][9]. Изофлавоны присутствуют в хлебе, мясе, тофу и темпе.[10]

Среди населения мира крупнейшими потребителями сои или продуктов ее переработки являются страны Азии. Среднее мировое потребление сои достигает 100,6 г/день, а потребление изофлавонов достигает диапазона 40-100 мг/день[9][11].

Органическая химия и биосинтез

Соевые бобы являются наиболее распространенным источником изофлавонов в пище человека; основными изофлавонами сои являются генистеин и даидзеин.

Фенилпропаноидный путь начинается с аминокислоты фенилаланина, а промежуточный продукт пути, нарингенин, последовательно превращается в изофлавоновый генистеин с помощью двух ферментов, специфичных для бобовых, изофлавонсинтазы и дегидратазы . Точно так же другой промежуточный нарингенин халкон превращается в изофлавон даидзеин за счет последовательного действия трех специфичных для бобовых ферментов: халконредуктазы, халконизомеразы II типа и изофлавонсинтазы. [12]

Растения используют изофлавоны и их производные в качестве фитоалексиновых соединений для защиты от болезнетворных патогенных грибов и микробов. Кроме того, соя использует изофлавоны для стимуляции бактерий рода Rhizobium к образованию азотфиксирующих корневых клубеньков[5][13].

Большая часть изофлавонов сои существует в гликозилированном виде, но при попадании в кишечник эти вещества дегликозилируются флоризин-гидролазой, в результате чего высвобождаются агликоны генистеин, даидзеин и глицитеин, которые в значительной степени подвергаются дальнейшему преобразованию с участием микрофлоры кишечника. При этом даидзеин конвертируется в изофлавон эквол или О-дисметиланголенсин (O-DMA), а генистеин преобразуется в p-этил-фенол. После попадания в кровь они сульфатируются или конъюгируют с остатком глюкуроновой кислоты. При этом лишь около 20% исходных агликонов этих веществ присутствует в крови и впоследствии удаляется с мочой. [5][14]

Некоторые изофлавоны
Название Позиции заместителей R5 R7 R3' R4'
Изофлавон –H –H –H –H
Даидзеин –H –OH –H –OH
Генистеин –OH –OH –H –OH
Прунетин –OH –OCH3 –H –OH
Биочанин A –OH –OH –H –OCH3
Оробол –OH –OH –OH –OH
Сантал –OH –OCH3 –OH –OH
Пратензеин –OH –OH –OH –OCH3

Биологическая активность

Сообщается о широком спектре терапевтической активности изофлавонов, включая антиоксидантную, химиопрофилактическую, противовоспалительную, противоаллергическую и антибактериальную активность[15].

Исследование на симуляторе микробной экосистемы кишечника человека (SHIME) показало, что изофлавоны сои могут регулировать микробиоту кишечника, подавлять рост вредных бактерий и влиять на рост бактерий, связанных с ожирением. Более того, изофлавоны сои могут способствовать росту пробиотиков и значительно улучшать их антибактериальную способность in vitro. В целом изофлавоны сои могут быть функциональным продуктом питания, улучшая микробиоту кишечника[16].

Изофлавоны обладают хорошими терапевтическими свойствами, например, они облегчают симптомы постменопаузы у женщин (дозы 40-120 мг/сут, при этом 200 мг являются обычной максимальной дозой)[17], уменьшают пролиферацию рака молочной железы и предстательной железы[11][18][19][20].

Высокие дозы изофлавонов могут вызывать побочные эффекты во время внутриутробного развития. У младенцев, вскармливаемых соевыми смесями, наблюдается высокая концентрация даидзеина и генистеина в плазме[21].

Эндокринные нарушения

Несмотря на представленные преимущества, многие исследования противоречивы и показали, что изофлавоны могут вызывать эндокринные нарушения в малых (17 мг/кг/день генистеина + 12 мг/кг/день даидзеина) и высоких дозах (170 мг/кг/день генистеина + 120 мг/кг/день даидзеина), таким образом влияя на репродуктивную функцию у самцов и самок, подвергшихся воздействию на этапах развития[22][23][24]. Сообщается, что изофлавоны действуют как эндокринные разрушители на нескольких стадиях развития, от внутриутробного развития до взрослой жизни, причем препубертатная фаза является наиболее критической[25].

Примечания

  1. ↑ Peter B. Kaufman, James A. Duke, Harry Brielmann, John Boik, James E. Hoyt. A Comparative Survey of Leguminous Plants as Sources of the Isoflavones, Genistein and Daidzein: Implications for Human Nutrition and Health (англ.) // The Journal of Alternative and Complementary Medicine. — 1997-03. — Vol. 3, iss. 1. — P. 7–12. — ISSN 1557-7708 1075-5535, 1557-7708. — doi:10.1089/acm.1997.3.7. — PMID 9395689. Архивировано 17 февраля 2022 года.
  2. ↑ Барабой В. А. Изофлавоны сои: биологическая активность и применение // Biotechnologia Acta. — 2009. — № 3. Архивировано 7 июня 2022 года.
  3. ↑ Phytoestrogens and Health // Food and Chemical Toxicology. — 1991-01. — Т. 29, вып. 11. — С. 791. — ISSN 0278-6915. — doi:10.1016/0278-6915(91)90193-b. Архивировано 1 июня 2022 года.
  4. ↑ David Heber. Plant Foods and PhyTOChemicals in Human Health (англ.) // Handbook of Nutrition and Food, Second Edition / Carolyn Berdanier, Elaine Feldman, Johanna Dwyer. — CRC Press, 2007-08-24. — P. 1175–1185. — ISBN 978-0-8493-9218-4. — doi:10.1201/9781420008890.ch70..
  5. ↑ 1 2 3 Ludmila Křížová, Kateřina Dadáková, Jitka Kašparovská, Tomáš Kašparovský. Isoflavones (англ.) // Molecules. — 2019-03-19. — Vol. 24, iss. 6. — P. 1076. — ISSN 1420-3049. — doi:10.3390/molecules24061076. Архивировано 7 июня 2022 года.
  6. ↑ Тихомиров, А. Л. Изофлавоны сои в лечении климактерического синдрома // Гинекология. — 2008. — Т. 10, № 2. — С. 44-46.
  7. ↑ Филиппова О.В. Фитоэстрогены: перспективы применения // Эффективная фармакотерапия. — 202. — Т. 16, № 22. — С. 30-36. — doi:10.33978/2307-3586-2020-16-22. Архивировано 6 ноября 2020 года.
  8. ↑ H Tapiero, G Nguyen Ba, K. D Tew. Estrogens and environmental estrogens (англ.) // Biomedicine & Pharmacotherapy. — 2002-02-01. — Vol. 56, iss. 1. — P. 36–44. — ISSN 0753-3322. — doi:10.1016/S0753-3322(01)00155-X.
  9. ↑ 1 2 Gianluca Rizzo, Luciana Baroni. Soy, Soy Foods and Their Role in Vegetarian Diets (англ.) // Nutrients. — 2018-01. — Vol. 10, iss. 1. — P. 43. — ISSN 2072-6643. — doi:10.3390/nu10010043. Архивировано 28 июня 2022 года.
  10. ↑ Karen J. Murphy, Katie M. Walker, Kathryn A. Dyer, Janet Bryan. Estimation of daily intake of flavonoids and major food sources in middle-aged Australian men and women (англ.) // Nutrition Research. — 2019-01-01. — Vol. 61. — P. 64–81. — ISSN 0271-5317. — doi:10.1016/j.nutres.2018.10.006.
  11. ↑ 1 2 Paramita Basu, Camelia Maier. Phytoestrogens and breast cancer: In vitro anticancer activities of isoflavones, lignans, coumestans, stilbenes and their analogs and derivatives (англ.) // Biomedicine & Pharmacotherapy. — 2018-11-01. — Vol. 107. — P. 1648–1666. — ISSN 0753-3322. — doi:10.1016/j.biopha.2018.08.100.
  12. ↑ Науменко В.Д., Сорочинский Б.В., Количев В.И. Растительные изофлавоны: биосинтез, детектирование и биологические свойства (укр.) // Biotechnologia Acta. — 1993. — Т. 6, № 5. — С. 062-078. — ISSN 2410-7751.
  13. ↑ F.D. Dakora, D.A. Phillips. Diverse functions of isoflavonoids in legumes transcend anti-microbial definitions of phytoalexins // Physiological and Molecular Plant Pathology. — 1996-07. — Т. 49, вып. 1. — С. 1–20. — ISSN 0885-5765. — doi:10.1006/pmpp.1996.0035.
  14. ↑ Тараховский Ю. С., Ким Ю. А., Абдрасилов Б. С., Музафаров Е. Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. — Пущино: Sуnchrobook, 2013. — С. 49-51. — 310 с. — ISBN 978-5-91874-043-9.
  15. ↑ Saied A. Aboushanab, Ali H. El-Far, Venkata Ramireddy Narala, Rokia F. Ragab, Elena G. Kovaleva. Potential therapeutic interventions of plant–derived isoflavones against acute lung injury (англ.) // International Immunopharmacology. — 2021-12-01. — Vol. 101. — P. 108204. — ISSN 1567-5769. — doi:10.1016/j.intimp.2021.108204. Архивировано 28 июня 2022 года.
  16. ↑ Pin Chen, Jinwei Sun, Zhiqiang Liang, Hanxue Xu, Peng Du. The bioavailability of soy isoflavones in vitro and their effects on gut microbiota in the simulator of the human intestinal microbial ecosystem (англ.) // Food Research International. — 2022-02-01. — Vol. 152. — P. 110868. — ISSN 0963-9969. — doi:10.1016/j.foodres.2021.110868.
  17. ↑ James W. Daily, Byoung-Seob Ko, Jina Ryuk, Meiling Liu, Weijun Zhang. Equol Decreases Hot Flashes in Postmenopausal Women: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials // Journal of Medicinal Food. — 2019-02-01. — Т. 22, вып. 2. — С. 127–139. — ISSN 1096-620X. — doi:10.1089/jmf.2018.4265. Архивировано 2 марта 2022 года.
  18. ↑ Jun Hu, Julien Emile‐Geay, Clay Tabor, Jesse Nusbaumer, Judson Partin. Deciphering Oxygen Isotope Records From Chinese Speleothems With an Isotope‐Enabled Climate Model (англ.) // Paleoceanography and Paleoclimatology. — 2019-12. — Vol. 34, iss. 12. — P. 2098–2112. — ISSN 2572-4525 2572-4517, 2572-4525. — doi:10.1029/2019PA003741.
  19. ↑ Anowarul Islam, Md Sadikul Islam, Md Nazim Uddin, Mir Md Iqbal Hasan, Md Rashedunnabi Akanda. The potential health benefits of the isoflavone glycoside genistin (англ.) // Archives of Pharmacal Research. — 2020-04-01. — Vol. 43, iss. 4. — P. 395–408. — ISSN 1976-3786. — doi:10.1007/s12272-020-01233-2.
  20. ↑ M. Diana van Die, Kerry M. Bone, Scott G. Williams, Marie V. Pirotta. Soy and soy isoflavones in prostate cancer: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials: Soy and soy isoflavones in prostate cancer (англ.) // BJU International. — 2014-05. — Vol. 113, iss. 5b. — P. E119–E130. — doi:10.1111/bju.12435.
  21. ↑ Surendra Patra, Sukhamoy Gorai, Soumitra Pal, Kuntal Ghosh, Shrabani Pradhan, Sudipta Chakrabarti. A review on phytoestrogens: Current status and future direction (англ.) // Phytotherapy Research. — 2023-07. — Vol. 37, iss. 7. — P. 3097–3120. — ISSN 0951-418X. — doi:10.1002/ptr.7861.
  22. ↑ Amanda C. Swart, Inge D. Johannes, Thozhukat Sathyapalan, Stephen L. Atkin. The Effect of Soy Isoflavones on Steroid Metabolism // Frontiers in Endocrinology. — 2019. — Т. 10. — ISSN 1664-2392. — doi:10.3389/fendo.2019.00229.
  23. ↑ Sara Caceres, Gema Silván, Maria J. Illera, Pilar Millan, Gabriel Moyano. Effects of soya milk on reproductive hormones during puberty in male Wistar rats (англ.) // Reproduction in Domestic Animals. — 2019-06. — Vol. 54, iss. 6. — P. 855–863. — ISSN 1439-0531 0936-6768, 1439-0531. — doi:10.1111/rda.13434. Архивировано 28 июня 2022 года.
  24. ↑ Ajaz Ahmad Ganai, Humaira Farooqi. Bioactivity of genistein: A review of in vitro and in vivo studies (англ.) // Biomedicine & Pharmacotherapy. — 2015-12-01. — Vol. 76. — P. 30–38. — ISSN 0753-3322. — doi:10.1016/j.biopha.2015.10.026.
  25. ↑ Hanan Khaled Sleiman, Jeane Maria de Oliveira, Guilherme Barroso Langoni de Freitas. Isoflavones alter male and female fertility in different development windows (англ.) // Biomedicine & Pharmacotherapy. — 2021-08-01. — Vol. 140. — P. 111448. — ISSN 0753-3322. — doi:10.1016/j.biopha.2021.111448. Архивировано 28 июня 2022 года.