Zeitschrift für Ernährungsstörungen und Therapie

Abstrakt

Food Summit 2020: Beeren zur Krebsprävention – Gary D. Stoner – Medical College of Wisconsin

Gary D Stoner

In den letzten zwei Jahrzehnten wurde viel geforscht, um das krebsvorbeugende Potenzial von Beeren zu bewerten. Wilde Beeren sind seit mehreren Jahrhunderten ein Bestandteil der menschlichen Ernährung. Sie werden hauptsächlich als Nahrungsmittel verwendet, obwohl einige Sorten auch für medizinische Zwecke eingesetzt werden. Zu den wichtigsten marktfähigen Beerensorten gehören Mitglieder der Gattung Vaccinium (Blaubeeren, Preiselbeeren, Moosbeeren, Heidelbeeren), der Gattung Rubus (Brombeeren, rote Himbeeren, Mönchsgrasmücke, Moltebeeren), der Gattung Fragaria (Erdbeeren) und der Gattung Sambucus (Holunderbeeren, rote Holunderbeeren). Diese Beeren enthalten eine große Bandbreite an Phytochemikalien, von denen viele potenziell wichtig für die menschliche Gesundheit sind. Phytochemikalien sind nicht-nährstoffliche Verbindungen, die hauptsächlich durch den sekundären Stoffwechsel produziert werden, die die Pflanze vor UV-Licht, Fressfeinden und Parasiten schützen, chemische Prozesse regulieren und den Beeren Geschmack und Farbe verleihen. Die vielleicht interessantesten Phytochemikalien in Beeren sind die Polyphenole, die den Beeren einen Großteil ihres antioxidativen Potenzials verleihen. Die Polyphenole können in Phenolsäuren, die aus einer aromatischen Ringstruktur mit mindestens einer Hydroxylgruppe bestehen, und die flAvonoide, die komplexere Moleküle sind, unterteilt werden. Die Phenolsäuren machen etwa 30 % der täglichen Polyphenolaufnahme des Menschen aus und die flAvonoide etwa 70 %. Es gibt zahlreiche Sammlungen von flAvonoiden, darunter Anthocyanidine, flAvanole, flAvonole, IsoflAvone, flAvonone und flAvonone. Diese Gruppen unterscheiden sich in der Anzahl und Verteilung der Hydroxylgruppen auf der chemischen Grundstruktur. Ausführlichere Beschreibungen der Klassen von Phytochemikalien in Beeren, einschließlich der β-Avonoide, finden sich in aktuellen Übersichtsarbeiten von Seeram und aus dem Labor.

Maximum studies have used black raspberries, though, other berry types such as strawberries, blackberries, blueberries, red raspberries, acai and others are also accomplished of preventing cancer. Initially, a series of berry extracts were shown to decrease the production rate of cancer cells in vitro and/or to stimulate apoptosis. The inhibitory potential of these extracts was frequently attributed to their content of ellagitannins or anthocyanins. Preclinical studies confirmed that freezedried berry powders were effective in avoiding chemical carcinogen-induced cancer in the rodent oral cavity, esophagus, and colon, and an anthocyanin-rich extract inhibited UV-induced skin cancer in mice. Mechanistic studies showed that the berries prevented the conversion of premalignant lesions in rodent tissues to malignancy by reducing cell proliferation, inflammation, and angiogenesis and by stimulating apoptosis and cell differentiation. Multiple genes associated with all of these cellular functions are protectively modulated by berries. For example, berries down-regulate the expression levels of genes in the P13K/Akt, MAPK, ERK ½, AP-1 and mTOR signaling pathways (proliferation), COX-2, iNOS, NF-κB, IL-1β and IL-12 (inflammation), VEGF and HIF-1α (angiogenesis), and up regulate caspase 3/7 and Bax (apoptosis), and both keratin and mucus-associated genes for squamous and glandular differentiation, respectively. Bio-fractionation studies indicate that the most active inhibitory compounds in berries are the anthocyanins and ellagitannins. The fiber fraction of berries is also active in preventing cancer in rodents and study is needed to recognise the active polysaccharides in this fraction. Human clinical trials indicate that freeze-dried berry formulations elicit little or no toxicity in humans when administered in the diet at concentrations as high as 60g/day for as long as nine months. The endorsement of berry anthocyanins and ellagic acid into blood is rapid but minimal; i.e., less than 1% of the controlled dosage. Almost 70% of the ordered anthocyanins are metabolized by the enteric bacteria into protocatechuic acid (PCA) that has substantial cancer preventative activity. Black raspberry formulations have exposed to cause histologic regression of oral leukoplakic lesions in the oral cavity, dysplastic lesions in the esophagus, and polyps in the rectum of patients with familial adenomatous polyposis. These results are very promising and the mechanisms for these effects will be discussed.

Strawberry, blackberry, and blueberry powders are also tested for their capability to inhibit NMBA tumorigenesis in the rat esophagus when added at 5 and 10% of the diet. Strawberries and blackberries were approximately as active in preventing tumors as BRB. However, blueberries were inactive. Both straw-berries and blackberries reduced the formation of NMBA induced O -MeGua adducts in esophageal DNA; whereas blueberries had no effect on adduct formation. The reason(s) for the inactivity of blueberries is unknown. Apart from the other three berry types, there are too low levels of ellagitannins in blueberries. In addition, blueberry anthocyanins have a delphinid in skeleton whereas the anthocyanins in BRB and blackberries have a cyanidin skeleton and those in strawberries have both pelaro-gonidin and cyanidin skeletons. These alterations in chemical arrangement may be responsible for the different biological activities of the berry types. A second bioassay using blueberries is now being utilized to confirm the previous results and further determines the basis for the inactivity of blueberries.

Effects of Freeze-Dried Strawberries, Blackberries, and Blueberries on NMBA-Induced Rat Esophageal Tumorigenesis when Administered in the Diet Before, During, and 712 Part IV / Other Bioactive Food Components in Cancer Prevention and/or Treatmentusing blueberries is currently being utilized to confirm the previous results and furtherdetermine the basis for the inactivity of blueberries.

Die Chemoprävention von Lungenkrebs hat sich sowohl bei Nagetieren als auch bei Menschen als schwierig erwiesen. Daher ist es vielleicht nicht überraschend, dass eine Diät mit 10 % gefriergetrockneten Erdbeeren bei Mäusen, die entweder mit 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) oder Benzo(a)pyren (B(a)P) behandelt wurden, Lungentumoren nicht reduzieren konnte. In dieser Studie wurde Mäusen des Stammes A/J eine Woche vor der ersten Karzinogenbehandlung und während der gesamten Studie die Erdbeerdiät verabreicht. NNK und B(a)P wurden ab Woche 2 des Bioassays über einen Zeitraum von 2 Wochen ip verabreicht. Nach 24 Wochen gab es in keiner der Gruppen Unterschiede in der Häufigkeit oder Multiplizität von Lungentumoren. Erfolge bei der Reduzierung von durch Karzinogene verursachten Krebserkrankungen in der Mundhöhle, der Speiseröhre und dem Dickdarm, wo Beerenbestandteile in direkten Kontakt mit dem Gewebe kommen, und das Versagen bei der Hemmung von Lungentumoren bei Mäusen lassen darauf schließen, dass die aktiven Bestandteile der Beeren die Lunge nicht in ausreichenden Mengen erreichen, um Schutz zu bieten. Diese Schlussfolgerung wird durch Studien gestützt, die zeigen, dass die Anthocyane und Ellagitannine aus Beerensäften von Nagetieren schlecht absorbiert werden und ihre Plasmaspiegel schnell sinken. Die Schutzwirkung von BRB-Nahrungspulver gegen östrogenbedingten Brustkrebs bei Ratten lässt jedoch darauf schließen, dass ausreichende Mengen der Schutzverbindungen durch systemische Verabreichung die Brustdrüse erreichen. Die Schutzwirkung von Beerenpulvern in der Nahrung scheint also organ- und ortsabhängig zu sein. Darüber hinaus werden die Vorteile und Erfahrungen der klinischen Anwendung der Verwendung von Beeren zur Krebsprävention diskutiert und Vorschläge für zukünftige Studien gemacht.

Biographie

Stoner ist Professor für Medizin an der Abteilung für Hämatologie und Onkologie des Medical College of Wisconsin (MCW) und hat sich auf die Bereiche chemische Karzinogenese und Chemoprävention von Krebs spezialisiert. Er ist Direktor des Programms für molekulare Karzinogenese und Chemoprävention im neu entstehenden Krebszentrum. Stoner kam zu MCW, nachdem er fast 20 Jahre am Ohio State University College of Medicine gearbeitet hatte, wo er den Lucius Wing-Stiftungslehrstuhl für Krebsforschung und -therapie innehatte, stellvertretender Direktor für Grundlagenforschung und Direktor des Chemopräventionsprogramms im Krebszentrum sowie Vorsitzender der Abteilung für Umweltgesundheitswissenschaften und stellvertretender Dekan für Forschung am College of Public Health war.

HINWEIS: Diese Arbeit wird teilweise auf der 4. Internationalen Konferenz und Ausstellung zum Thema Ernährung vorgestellt, die vom 26. bis 28. Oktober 2015 in Chicago, Illinois, USA, stattfand.