Fitosteroli so skupina sterolov rastlinskega izvora, ki jih uporabljamo kot aditive ali prehranska dopolnila. Prisotni so v vseh rastlinah in tudi v hrani, ki vsebuje rastlinske surove materiale. Na splošno veljajo rastlinska olja in izdelki, izdelani iz rastlinskih olj, za najbogatejsi vir fitosterolov. Vsebnost fitosterolov ni zanemarljiva tudi v nekaterih drugih vrstah hrane, kot so zelenjava in žitni izdelki. Večino fitosterolov, zaužitih z uravnoteženo prehrano, tvorijo sitosterol, kampesterol, stigmasterol, avenasteroli in stanoli. thumb|300px thumb|300px thumb|300px
Kemizem in biosinteza
Fitosteroli spadajo v skupino triterpenov. Za njih je značilna 3-monohidroksi perhidro-1,2-ciklopentanofenantrenski obroč. Steroli so pogosto esterificirani z maščobnimi kislinami na 3 OH skupini. Take estre najdemo v membranah v celici, kjer imajo podobno nalogo kot holesterol v živalski celici. Prekurzor za triterpene je skvalen. Iz njega po delovanju skvalen epoksidaze nastane 2,3-epoksid skvalena. Ciklizacija le tega vodi do cikloartenola, kateremu z demetilacijo odstranimo 3 metilne skupine, sledi še modifikacija stranske verige do sitosterola oz ustreznega fitosterola.
Viri fitosterolov Rastlinska olja in maščobe
Rastlinska olja so nasplošno bogata tako s prostimi fitosteroli kot tudi s fitosteroli v obliki maščobnokislinskih estrov. Večina neobdelanih rastlinskih olj vsebuje 1-5g/kg celokupnih fitosterolov. Nekatera rastlinska olja so še posebej bogata s fitosteroli kot npr. olje iz pšeničnih kalčkov. Najpomembnejši fitosterol v rastlinskih oljih je sitosterol.
Fitosteroli v neobdelanih in rafiniranih oljih vrsta olja sitosterol (g/kg) celokupni fitosteroli koruzno olje, neobdelano 5.41-6.46 7.80-11.14 koruzno olje, rafinirano 4.54-5.43 6.86-7.73 ekstra deviško olivno 1.18-1.33 1.44-1.62 hladno stiskano olivno 1.22-1.30 1.56-1.93 palmovo, neobdelano 0.43-0.52 0.69-0.79 palmovo, rafinirano 0.35-0.41 0.60-0.68 sojino, neobdelano 1.73-1.84 3.02-4.44 sojino, rafinirano 1.24-1.73 2.03-3.28 sončnično, rafinirano 1.94-2.57 2.63-3.76
Margarine
Vsebnost fitosterolov v margarinah je odvisna od deleža uporabljenih olj in maščob kot izhodiščnih materialov, kot tudi procesov uporabljenih med izdelavo. Izsledki študije kažejo na to, da naj bi bila vsebnost celokupnih fitosterolov v mehkih margarinah, z deležem maščob 40-80%, 1,30-5.40 g/kg. Vsebnost celokupnih fitosterolov naj bi bila nekoliko nižja v trdih in blendiranih margarinah. in veliko rdeče kolo
Žita in žitni izdelki
Žita so na splošno dober vir fitosterolov, so pa razlike med posameznimi vrstami žit v sestavi in koncentraciji fitosterolov. Med fitosteroli v žitaricah prevladuje sitosterol.
Fitosteroli v žitaricah [mg/kg] vrsta žitaric sitosterol (mg/kg) celokupni fitosteroli ječmen 437-484 720-801 ajda 775 963 koruza / 662-1205 oves 237-321 350-491proso 371 770riž 375 723 rž 358-607 707-1134 pšenica 288-486 447-830
Sadje in zelenjava
V sadju in zelenjavi so vsebnosti fitosterolov občutno nižje kot v rastlinskih oljih in žitih. Izsledki dveh študij kažejo, da so najbolši vir fitosterolov med zelenjavo brokoli, brstični ohrovt, cvetača in koper: njihove vsebnosti celokupnih fitosterolov so bile višje od 300 mg/kg. Manjše količine vsebujejo zelena solata, čebula in paradižnik, pri katerem so bile količine fitosterolov najmanjše. Tudi v sadju in zelenjavi prevladuje med fitosteroli sitosterol.
Fitosteroli v zelenjavi [mg/kg] zelenjava sitosterol (mg/kg) celokupni fitosteroli brokoli 285-310 367-390 brstični ohrovt 277-370 370-430 korenje 104-110 153-160 cvetača 216-260 310-400 zelena solata 37-106 85-174 čebula 70 84-93 krompir 27-45 38-73 paradižnik 24-33 47-74 belo zelje 94-114 130-148
Fitosteroli v sadju [mg/kg] sadje sitosterol (mg/kg) celokupni fitosteroli jabolko 130-157 130-183 avokado 618 752 banana 84-120 116-161 grozdje 143 200 pomaranča 170-200 228-240 malina 233 274 jagoda 73 100
Poleg naštetega veliko fitosterolov vsebujejo tudi različni oreščki in mandlji.
Fitosteroli in rak
Rak je še vedno eden glavnih ubijalcev v zahodnem svetu. Ocenjujejo, da je približno ena tretjina smrti pri raku povezanih s prehranjevanjem, fizično aktivnostjo in drugimi dejavniki načina življenja. Torej lahko sklepamo, da se da določene vrste raka preprečiti z ustrezno prehrano in načinom življenja. Vrste raka, ki jih najpogosteje povezujejo s prehranskimi dejavniki, so kolorektalni rak, rak dojke in prostate.
Kolorektalni rak Dejavniki tveganja za razvoj kolorektalnega raka so starost, rasa, kajenje, fizična aktivnost, alkohol, družinska anamneza, debelost in inzulinska rezistenca. V večini primerov se kolorektalni rak razvije iz že obstoječih adenomov (benigni epitelijski tumorji), ki nastanejo zaradi mutacije v tumor-supresorskem genu. Verjetnost za razvoj raka iz adenoma je 30:1. Žolčne kisline so dobro znani promotorji tumorjev. Izsledki določenih študij kažejo, da pride po zaužitju fitosterolov do zmanjšanega izločanja žolčnih kislin. Različni fitosteroli imajo lahko različen učinek na izločanje žolčnih kislin. V študijah na podganah je z uporabo čistega stigmasterola prišlo do povečanega izločanja, medtem ko pri uporabi sitosterola ni prišlo do spremembe izločanja žolčnih kislin oz. se je le-to zmanjšalo. Študije na ljudeh imajo dvoumne rezultate, ki jih je dostikrat težko interpretirati zaradi velikih razlik v času prehoda hrane skozi črevo med posamezniki. Nasprotno pa imajo študije, opravljene na ileostomikih (ljudje z odstranjenim delom debelega črevesa in posledično zmanjšanim časom prehoda hrane skozi črevo), boljše rezultate: na sedmih ileostomikih je prišlo do nesignifikantnega 17% zmanjšanja v izločanju žolčnih kislin. Alternativni pristop je ponudilo proučevanje hitrost-omejujočega encima, holesterol-7-a-hidroksilaze, ki sodeluje pri sintezi žolčnih kislin. S študijami na celičnih kulturah so ugotovili, da beta-sitosterol zmanjša aktivnost encima, kar vodi v zmanjšanje sinteze in izločanja žolčnih kislin. Več kot 2 desetletji nazaj je bila objavljena prva študija na podganah, ki se je ukvarjala s hipotezo, da je zmanjšan vnos fitosterolov (posledica uživanja čezmerno obdelane hrane v zahodnem svetu) lahko delno odgovoren za nastanek kolorektalnega raka. Podgane so razdelili v štiri skupine: 1. kontrolna skupina; 2. dodatek sitosterola; 3. kontrolna skupina in dodatek kancerogena; 4. dodatek sitosterola in kancerogena. Podgane so opazovali 28 dni in ugotovili naslednje: v 2.skupini ni prišlo do pojava raka; v 3. in 4. skupini, ki sta dobivali kancerogen, so se tumorji pojavili v 38% ob prisotnosti sitosterola in 54% brez dodatka sitosterola. Ta študija je bila prva, ki je pokazala, da lahko fitosteroli upočasnijo razvoj raka na črevesju, kadar je le-ta posledica delovanja kancerogena.
Kemoprotektivno delovanje β-sitosterola pri eksperimentalnem raku kolona- in vitro in vivo študija
Namen študije je ugotoviti učinek β-sitosterola izoliranega iz posušenih listov A. curassavica na rak debelega črevesa z uporabo in-vivo in in-vitro modelov. A.curassavica se tradicionalno uporablja za zdravljenje abdominalnih tumorjev, gonoreje v tradicionalni medicini. Izolirali so β-sitosterol in glikozide z ostalimi spojinami; olealna kislina, kalotropin, kalaktin, uzarin, uzarigenin. Citotoksični učinek se pripisuje kalotropinu. Rak debelega črevesa je posledica dolgotrajnega oksidativnega stresa, ki vodi do poškodb DNA, mutacij genov vključenih v nastanek raka. Posledično pride do povečanega izražanja gena za β-katenin in PCNA (celični rastni jedrni antigen). Cilj študije je bil razširiti vedenje o protirakavemu delovanju β-sitosterola v in vitro modelih in v modelu z DMH (1,2-Dimetillhidrazin) spodbujenim rakom debelega črevesa. DMH stimulira razvoj raka debelega črevesa pri podganah in je pogosto uporabljen kot model v študijah preventive raka. In vitro model; uporabili so človeške celice adenokarcinoma debelega črevesa in normalne celične linije opičjih ledvic. Izražanje gena za β-katenin in PCNA so spremljali na COLO 320 DM celičnih linijah. In vivo model; uporabili so samce albino podgan, jih razdelili v 6 skupin. Skupina 2 je zraven diete enake kot pri kontrolni skupini, prejemala še β-sitosterol suspendiran v 0,1% raztopini karboksimetilceluloze. Skupina 3 je prejemala DMH (kancerogen) v podkožje v odmerku 20 mg/kg telesne teže 1X tedensko. Skupina 4 je vseskozi prejemala poleg DMH-ja še β-sitosterol celih 16 tednov, prav tako tudi skupini 5 in 6, razlike so bile le v odmerku; 5,10 in 20 mg/kg telesne teže. Po zaključku eksperimenta so določili število žariščnih sprememb sluznice debelega črevesa (ACF), ki se tekom nastanka raka razvijejo do polipov, adenomov in karcinomov. Aberatni kriptni fokusi (ACF) imajo podobne histološke lastnosti kot polipi in adenomi kolona. Rezultati; delitve celic in izražanje gena β-katenin so analizirali z uporabo človeških rakavih celic kolona (COLO 320 DM) zdravljenih z β-sitosterolom. Ta je zmanjšal izražanje gena za β-katenin in PCNA (celični rastni jedrni antigen) ter posledično zavrl celično rast. Povišana koncentracija β-katenina je povezana s celično delitvijo, nastankom raka in odpornostjo na celično smrt. Pri podganah z DMH spodbujeno kancerogenezo je dodatek β-sitosterola v odmerku 20 mg/kg t.t. zmanjšal število aberantnih kriptnih fokusov (ACF) za 73%, prav tako ni stimuliral tvorbo novih sprememb sluznice debelega črevesa. Doze β-sitosterola 10–20 mg/kg t.t. so učinkovite pri zmanjšanju izraženosti gena za β-katenin in PCNA in kažejo na protirakavo delovanje z minimalno toksičnostjo do normalnih celic. (2)
Rak dojke
Splošni dejavniki tveganja za razvoj so starost, družinska anamneza, debelost po menopavzi, uporaba peroralnih kontraceptivov in pozno materinstvo (po 30.letu starosti). Do l.2004 je bila objavljena le ena študija o učinku fitosterolov na razvoj raka dojke, in sicer so v SCID miške vgradili rakaste celice in jih razdelili v dve skupini: prva skupina je dobivala 0,2% holno kislino in 2% holesterol, druga pa 0,2% holno kislino in 2% fitosterolov. Po 8-ih tednih opazovanja so bili razviti tumorji po velikosti in teži za 33% manjši v 2.skupini in tudi do metastaz je prišlo v manjšem obsegu v tej isti skupini. Ta raziskava je dokazala, da inplementacija s fitosteroli pri živalih inhibira razvoj raka mlečnih žlez in pojav metastaz.
β-sitosterol poveča učinkovitost tamoksifena na rakave celice dojk preko vpliva na metabolizem ceramidov