Daidzein – Definition, Synthese, Resorption, Transport und Verteilung

Daidzein gehört zur Gruppe der Isoflavone beziehungsweise Isoflavonoide, die zu den sekundären Pflanzenstoffen (bioaktive Substanzen mit gesundheitsfördernder Wirkung – "anutritive Inhaltsstoffe") gerechnet werden [8, 20].

Chemisch leitet sich Daidzein von den Polyphenolen ab – eine uneinheitliche Stoffgruppe, die auf der Struktur des Phenols (Verbindung mit einem aromatischen Ring und einer oder mehrerer gebundener Hydroxyl (OH)-Gruppen) basiert. Bei Daidzein handelt es sich um ein 3-Phenylchromanderivat, das zwei OH-Gruppen gebunden hat – 4´,7-Dihydroxyisoflavon [8, 10, 13, 18].

Daidzein weist mit dem Steroidhormon 17ß-Östradiol (weibliches Geschlechtshormon) strukturelle Ähnlichkeiten auf und besitzt damit die Fähigkeit, an Östrogenrezeptoren (ER), vor allem an die ER-ß-Rezeptoren – Typ-II-Östrogenrezeptoren –, zu binden und diese für endogenes (körpereigenes) 17ß-Östradiol durch kompetitive Hemmung zu blockieren. Demnach entfaltet Daidzein bei erwachsenen prämenopausalen Frauen (Frauen vor der Menopause) mit hohem Östrogenspiegel eine antiöstrogene Wirkung, während das Isoflavon im Kindesalter bis zur Pubertät und bei postmenopausalen Frauen (Frauen nach der Menopause), bei denen der Östrogenspiegel erniedrigt ist, eine eher östrogene Wirkung entwickelt [1-3, 8, 10, 18, 20]. Daidzein wird aus diesem Grund auch als Phytoöstrogen bezeichnet. Dessen hormonelle Aktivität ist jedoch im Vergleich zu der des im Säugetierorganismus gebildeten 17ß-Östradiols um den Faktor 100 bis 1.000 geringer. Allerdings kann die Konzentration von Daidzein im Körper um ein Vielfaches über der des endogenen (körpereigenen) Hormons liegen [1-3, 8, 10, 12, 13, 18, 20].

Da Daidzein sowohl östrogene als auch antiöstrogene Effekte induziert (auslöst), wird es als natürlicher SERM (Selective Estrogen Receptor Modulator) klassifiziert [20]. Selektive Östrogenrezeptormodulatoren, wie Raloxifen (Medikament zur Behandlung von Osteoporose), hemmen die ER-alpha-Rezeptoren, die sich hauptsächlich in Brust, Endometrium (Gebärmutterschleimhaut), Ovarien (Eierstöcke) und Hypothalamus (Abschnitt des Zwischenhirns) befinden, und stimulieren zugleich die ER-ß-Rezeptoren, die in Niere, Gehirn, Knochen, Herz, Lunge, Darmmukosa (Darmschleimhaut), Prostata und Endothel (zum Gefäßlumen hin gerichtete Zellen der innersten Wandschicht von Lymph- und Blutgefäßen) nachzuweisen sind. SERMs wirken somit gewebespezifisch und zeigen beispielsweise am Knochen östrogenähnliche Wirkungen (→ Prävention von Osteoporose (Knochenschwund)), während die Östrogeneffekte in Brust und Uterus (Gebärmutter) antagonisiert (gehemmt) werden (→ Hemmung des hormonassoziierten Tumorwachstums) [1, 2, 9, 16, 22, 23, 27].

Synthese

Daidzein wird ausschließlich von Pflanzen, vor allem von tropischen Leguminosen (Hülsenfrüchten), synthetisiert (hergestellt). Den quantitativ (mengenmäßig) bedeutendsten Anteil an Daidzein enthält die Sojabohne mit 20-52 mg/100 g, gefolgt von Sojamilch mit 1-13 mg/100 g und Tofu mit 7-11 mg/100 g [3, 6, 11, 15, 18, 19, 24, 26].

Im pflanzlichen Organismus liegt das Isoflavon überwiegend in gebundener Form als Glycosid (Bindung an Glucose) – Daidzin – und nur zum geringen Teil in freier Form als Aglycon (ohne Zuckerbindung) – Daidzein – vor. In fermentierten Sojaprodukten, wie Tempeh, Miso und Sojabohnenpaste, findet sich Daidzein hingegen vorrangig als Aglycon [8].

Resorption

Über die Nahrung aufgenommenes freies und glycosidisch gebundenes Daidzein gelangen in den Dünndarm zur Absorption. Während ungebundenes Daidzein über passive Diffusion in die Enterozyten (Zellen des Dünndarmepithels) aufgenommen wird, werden die Daidzein-Glycoside zunächst durch Glycosidasen (Enzyme, die unter Reaktion mit Wasser Glucosemoleküle abspalten) an der Bürstensaummembran der Epithelzellen hydrolysiert, um anschließend als freies Daidzein passiv resorbiert werden zu können. Die Absorption von glycosidisch gebundenem Daidzein kann auch in intakter Form über den Natrium/Glucose-Cotransporter-1 (SGLT-1) erfolgen, der Glucose und Natriumionen mittels eines Symports (gleichgerichteter Transport) in die Zelle schleust [8].

Im Dünndarm nicht absorbierte Aglycon- und Glycosidformen von Daidzein werden im Colon (Dickdarm) nach Hydrolyse der Daidzein-Glycoside durch bakterielle beta-Glucosidasen (Enzyme, die unter Reaktion mit Wasser Glucosemoleküle abspalten) in geringem Umfang durch passive Diffusion in die Mucosazellen (Schleimhautzellen) aufgenommen. Der überwiegende Teil an freiem Daidzein wird durch mikrobielle Enzyme in O-Demethylangolensin und Equol (4´,7-Isoflavandiol) umgewandelt und in dieser Form resorbiert [3, 8].
Die Bildung von Equol ist von der Zusammensetzung der Colonflora abhängig und unterliegt starken individuellen Schwankungen. Welche Bakterienstämme für die Equolsynthese verantworlich sind, ist bislang nicht eindeutig geklärt. In Diskussion stehen Streptokokken, Laktobazillen (Milchsäurebakterien) beziehungsweise Bifidobakterien. Nur etwa 30-50 % der Menschen sind in der Lage, Equol aus Daidzein herzustellen – dies ist insofern von Bedeutung, da Equol eine hohe Bindungsaffinität an Östrogenrezeptoren, vor allem an die ER-ß-Rezeptoren, aufweist. Dessen Aktivität entspricht etwa 50 % der von 17ß-Östradiol [1-3, 5, 7, 8, 14, 20, 21, 22, 25]. Eine Therapie mit Antibiotika kann durch Beeinträchtigung der Colonflora die Equolsynthese deutlich herabsetzen [17].

Die Bioverfügbarkeit von Daidzein liegt zwischen 13-35 % [8, 20]. Untersuchungen zur Biokinetik der Daidzein-Aglykone und -Glycoside haben ergeben, dass die Aglykone schneller absorbiert werden als die Glycosidderivate. Inwieweit die Gesamtverfügbarkeit von freiem und glycosidisch gebundenem Daidzein differiert, ist nicht abschließend geklärt [8].

Transport und Verteilung im Körper

Absorbiertes Daidzein und deren Metabolite gelangen über die Pfortader zur Leber und werden von dort aus zu den Organen und Geweben transportiert [11].

Über die Verteilung und Speicherung von Daidzein im menschlichen Organismus gibt es bislang wenig Erkenntnisse. In Studien mit Ratten, denen radioaktiv markierte Isoflavone verabreicht wurden, konnte gezeigt werden, dass diese bevorzugt in Brustgewebe, Ovarien (Eierstöcken) und Uterus (Gebärmutter) bei weiblichen Tieren und in der Prostata bei männlichen Tieren eingelagert werden [8, 11]. In der Interventionsstudie von Bolca et al mit gesunden Frauen war nach Aufnahme von Sojamilch und Sojasupplementen eine Verteilung der Isoflavone im Fett- beziehungsweise Drüsengewebe der Brust von 40:60 feststellbar [4].

In den Geweben und Organen liegt Daidzein zu 50-90 % als Aglycon vor, der biologisch wirksamen Form. Im Blutplasma ist hingegen ein Aglycongehalt von nur 1-2 % nachweisbar [11].

Die Isoflavon-Plasmakonzentration beträgt bei einer durchschnittlichen Mischkost etwa 50 nmol, während diese mit einer Kost, die reich an Sojaprodukten ist, auf etwa 870 nmol steigen kann [8]. Die maximale Isoflavonkonzentration im Blutplasma konnte circa 6,5 Stunden nach der Aufnahme von Sojaprodukten erreicht werden. Nach 24 Stunden waren praktisch keine Spiegel mehr nachweisbar [20].

Ausscheidung

Um Daidzein in eine ausscheidbare Form zu überführen, wird es der Biotransformation unterzogen [8, 11, 20].

Die Biotransformation findet in der Leber statt und kann in zwei Phasen unterteilt werden:

• In Phase I wird Daidzein zur Erhöhung der Löslichkeit durch das Cytochrom-P-450-System hydroxyliert (Einfügen einer OH-Gruppe)
• In Phase II erfolgt die Konjugation mit stark hydrophilen (wasserlöslichen) Stoffen – dazu wird mit Hilfe von Enzymen Glucuronsäure, Sulfat und die Aminosäure Glycin auf die zuvor eingefügte OH-Gruppe von Daidzein übertragen [8]

Die konjugierten Daidzeinmetabolite werden primär über die Nieren und in geringem Umfang über die Galle ausgeschieden [8]. Biliär ("die Galle betreffend") sezerniertes (abgesondertes) Daidzein wird im Colon (Dickdarm) durch die Enzyme der Darmflora metabolisiert (verstoffwechselt) und erneut resorbiert. Damit unterliegt das Phytoöstrogen – ähnlich den endogenen (körpereigenen) Steroidhormonen – einem enterohepatischen Kreislauf (Leber-Darm-Kreislauf) [8, 11].

Des Weiteren wurde folgendes Fachbuch für die Verfassung dieses Artikels herangezogen [28].

Literatur

1. Adzersen KH, Strowitzki T: Endokrinologie der Phytoöstrogene. Hintergrund und klinische Implikationen. Gynäkologische Endokrinologie; 1.2003: 1-11
2. Adzersen KH, Strowitzki T: Phytoöstrogene. Welche Effekte haben sie auf hormonmodulierende Krankheiten? Gynäkologische Endokrinologie; 1, 2003: 15-27
3. Biesalski HK: Vitamine, Spurenelemente und Minerale. Indikationen, Diagnostik, Therapie. 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, München 2024
4. Bolca S, Urpi-Sarda M, Blondeel P: Disposition of soy isoflavones in normal human breast tissue. Am J Clin Nutr. 2010 Apr;91(4):976-84
5. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V.: Ernährungsbericht 2004. Einfluss sekundärer Pflanzenstoffe auf die Gesundheit. S. 330-346. Bonn, ISBN 3-88749-183-1
6. Fletcher RJ: Food sources of phyto-oestrogens and their precursors in Europe. Br J Nutr. 2003 Jun;89 Suppl 1:S39-43.
7. Frankenfeld CL, Atkinson C, Thomas WK et al.: High concordance of daidzein-metabolizing phenotypes in individuals measured 1 to 3 years apart. Br J Nutr. 2005 Dec;94(6):873-6.
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9. Horn-Ross PL, John EM, Canchola AJ et al.: Phytoestrogen intake and endometrial cancer risk. J Natl Cancer Inst. 2003 Aug 6;95(15):1158-64.
10. Kasper H: Ernährungsmedizin und Diätetik. 10. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München 2004
11. Kulling SE, Watzl B: Phytoöstrogene. Ernährungs-Umschau 50 (2003) 234-239
12. Lampe JW: Isoflavonoid and lignan phytoestrogens as dietary biomarkers. J Nutr. 2003 Mar;133 Suppl 3:956S-964S.
13. Leitzmann C, Müller C, Michel P, Brehme U, Hahn A, Laube H: Ernährung in Prävention und Therapie. Hippokrates Verlag, Stuttgart 2005
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28. Sharma AK, Sharma A: Natural Secondary Metabolites. From Nature, Through Science, to Industry, 1st Edition Springer Verlag, Heidelberg 2024