Genistein – Funktionen

Wirkungen des Genistein:

• schwache Östrogenwirkung – Östrogenaktivität entspricht einem Drittel der von Glycitein und ist viermal aktiver als Daidzein [13, 17]
• antikanzerogene Wirkung – Genistein inhibiert die Zellproliferation verschiedener Tumorzellen insbesondere in der Prostata, indem es die Apoptose (programmierter Zelltod) fördert [17]
• Hemmung der Topoisomerase II – dieses Enzym ist in der Lage, die DNA zu spalten und zusätzliche Windungen in den DNA-Doppelstrang einzuführen, wodurch die Topologie von DNA-Molekülen verändert wird [17]
• Hemmung verschiedener Proteintyrosinkinasen, zum Beispiel die EGF-Rezeptor-Kinase [17]  
• Hemmung der Angiogenese – die Angiogenese zeichnet das Wachstum von kleinen Blutgefäßen – Kapillaren – aus, überwiegend durch Sprossung aus einem vorgebildeten Kapillarsystem; die Angiogenese ist von erheblicher biologischer und medizinischer Bedeutung, vor allem bei der Tumorentstehung, denn Tumoren sind abhängig von einem mitwachsenden Kapillarnetz, das den Tumor mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt [17]
• Aktivierung des „Peroxisome Proliferator-Activated Receptor“ – PPAR-y [17]
• antioxidative Wirkung – Genistein hemmt die Lipidperoxidation [6, 14, 17, 20, 24]
• antithrombotischer Effekt – Genistein verhindert die Aktivierung sowie Zusammenlagerung der Thrombozyten (Blutplättchen) und reguliert die Weite der Blutgefäße; beugt Plaquesbildung vor [17]
• verhindert Knochenabbau, erhöht Knochendichte [6, 17, 18, 32]    

Achtung!
Eine exzessive Zufuhr von Genistein führt zu unerwünschten Wirkungen. Es gibt Hinweise darauf, dass das Isoflavon in höherer Dosierung ein genotoxisches Potential besitzt und das Erbgut schädigen kann [17].

Bei Konzentrationen zwischen 10 und 100 µM kann es unter anderem zu Genmutationen, DNA-Strangbrüchen oder chromosomalen Aberrationen kommen [17].

Einige Studien berichteten, dass neugeborene Mäuse, denen Genistein in hoher Dosierung unter die Haut verabreicht wurde, eine erhöhte Rate von Adenokarzinomen (mit drüsenartiger Struktur wachsende Karzinome) des Uterus (Gebärmutter) im Erwachsenenalter aufwiesen [17].

• Schwache Östrogenaktivität – die höchste Aktivität der Soja-Isoflavone
  [13, 17]

Wissenschaftliche Studien

Die meisten Studien sind mit allen drei Substanzen kombiniert durchgeführt worden. Aus diesem Grund sind die folgenden Wirkungen auf die Isoflavone allgemein bezogen.

Antikanzerogene Wirkungen

Eine isoflavonoidreiche Kost mit einem hohen Anteil an Sojabohnenprodukten kann das Risiko für Krebserkrankungen deutlich vermindern. Aufgrund ihrer östrogenantagonistischen Wirkung sind Phytoöstrogene in der Lage, vor hormonabhängigen Tumorarten, wie Mamma- (Brust-), Endometrium- (Gebärmutterschleimhaut-) und Prostatakarzinomen zu schützen [1, 8 ,19, 23, 30].

Über ihre geringe östrogene Wirkung am Rezeptor führen sie zu einer Verlangsamung der östrogeninduzierten Zellteilung und gleichzeitig zur Wachstumshemmung genetisch veränderter Zellen der Brust, Gebärmutterschleimhaut und Prostata [2, 6, 30]. Mit Hilfe von unterschiedlichen Tiermodellen konnte nachgewiesen werden, dass mit Genistein supplementiertes Futter das Wachstum von androgenabhängigen Prostatakarzinomzellen in frühen Stadien hemmt [17]. Genistein induziert hierzu die Apoptose (programmierter Zelltod). In Bezug darauf zeigten klinische Studien, dass bei Männern mit Prostatakarzinom (Prostatakrebs) die Apoptoserate in den Prostatatumorzellen mit niedriger bis mittlerer Aggressivität nach Aufnahme von 160 mg Isoflavonen für durchschnittlich 20 Tage signifikant erhöht war [17].

Des Weiteren können Isoflavonoide die Synthese von geschlechtshormonbindenden Proteinen, insbesondere des SHBG – sex hormone binding globulin – in der Leber stimulieren [6, 8, 23,]. Je höher die Konzentration dieser Proteine, desto mehr Sexualhormone können gebunden werden und umso geringer ist die Konzentration an biologisch aktiven Östrogenen und auch an Androgenen [8, 23].

Watzl und Leitzmann konnten auch unabhängig von den hormonbezogenen Effekten antikanzerogene Wirkungen von Phytoöstrogenen feststellen [32].

Internationalen Krebsstatistiken zur Folge treten hormonabhängigeTumorerkrankungen in asiatischen Ländern, in denen Soja ein wesentlicher Bestandteil der Ernährung ist, weitaus seltener auf als in westlichen Industrieländern [18].

Mammakarzinom (Brustkrebs)

In einer Fall-Kontroll-Studie aus Japan konnte nachgewiesen werden, dass die Ernährung mit Sojabohnen-Produkten bei prämenopausalen Frauen mit einem verringerten Mammakarzinomrisiko verbunden war [12]. Andere epidemiologische Studien zeigten jedoch keine protektiven Effekte von Phytoöstrogenen hinsichtlich des Mammakarzinoms [7, 25].

In einer groß angelegten Kohortenstudie (n > 70.000) war eine höhere Aufnahme von Soja insgesamt mit einem deutlich geringeren Mammakarzinomrisiko assoziiert. Bei prämenopausalen Frauen mit hohem Sojaverzehr war das Risiko um 54 % geringer.
Eine Auswertung bezogen auf den Hormonrezeptor-Status zeigte eine Risikoreduktion für Östrogenrezeptor-negative und Progesteronrezeptor-negative Mammakarzinome bei prämenopausalen Frauen sowie für Östrogenrezeptor-positive und Progesteronrezeptor-positive Mammakarzinome bei postmenopausalen Frauen  [37].

Da allerdings zur Brustkrebsvorsorge mit Isoflavonen noch keine ausreichenden Studienergebnisse vorliegen – es fehlen randomisierte klinische Studien –, erscheint eine Einnahme von Isoflavonen zur Brustkrebsprävention zum jetzigen Zeitpunkt verfrüht. Es sollten weitere Studienergebnisse abgewartet werden.

Achtung!
Isoflavone sollten nicht bei bestehenden Östrogenrezeptor-positiven Mammakarzinom, präkanzerogenen Veränderungen in der Brust oder einer genetischen Prädisposition in hoher Dosierung eingenommen werden! Es bestehen Hinweise darauf, dass bei betroffenen Frauen die Aufnahme von Phytoöstrogenen eine stimulierende Wirkung auf das Wachstum von Tumorzellen in der Brust ausübt [17, 18].

Mit hoher Wahrscheinlichkeit spielt der Zeitpunkt der Phytoöstrogenexposition eine entscheidende Rolle für den Einfluss auf die Tumorentstehung. Tierversuche zeigten, dass der stärkste Schutzeffekt vorliegt, wenn die Tiere während der Brustentwicklung und damit im frühen Lebensalter, Phytoöstrogene aufnahmen [18]. Eine Erklärung dafür könnte sein, dass Genistein aufgrund seiner östrogenen Wirkung eine früh- beziehungsweise vorzeitige Ausdifferenzierung des Brustdrüsengewebes bewirkt, das dann auf chemische Kanzerogene, wie Benzo(a)pyren, Acrylamid, Aflatoxine oder Benzol, weniger empfindlich reagiert [17].

Bei postmenopausalen Frauen (Frauen nach der Menopause) ohne bestehendes Mammakarzinom hat die Einnahme von isoflavonhaltigen Nahrungsergänzungsmitteln keine negativen Effekte auf die Brustdrüse (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA [36]):

• kein erhöhtes Risiko für ein Mammakarzinom (Brustkrebs)
• keine erhöhte Gewebedichte in der Mammographie (Röntgenuntersuchung der Brust)
• keine Effekte auf die Expression (Ausschüttung) des Proliferationsmarkers KI-67 (Synonym: MIB1, Proliferationsmarker zur Objektivierung und Absicherung des Gradings; lässt Rückschlüsse auf das Wachstumsverhalten zu)

Die Menge an Isoflavonen aus Soja sollte auf maximal 100 mg pro Tag und die Einnahmedauer auf bis zu 10 Monate begrenzt sein.

Antioxidative Wirkungen

Isoflavone sind aufgrund ihrer chemischen Struktur sowohl in wasserlöslichen als auch in lipophilen Systemen als Antioxidantien wirksam [24, 32]. Sie üben unter anderem auf Lipoproteine und Blutlipide einen antioxidativen Effekt aus und beugen so einer Lipidperoxidation vor [6, 14, 20, 24].

Eine hohe Aufnahme von isoflavonreichen Lebensmitteln schützt schließlich vor reaktiven aggressiven Sauerstoffradikalen, wie Singulettsauerstoff, welche die Oxidation von Nukleinsäuren, verschiedenen Aminosäuren in Proteinen sowie ungesättigten Fettsäuren und somit die Entstehung von Atherosklerose (Arteriosklerose, Arterienverkalkung) und Krebs begünstigen [29, 30].

Immunmodulatorische Wirkungen

Aufgrund der Expression von Östrogenrezeptoren auf verschiedene Immunzelltypen können Phytoöstrogene das Immunsystem beeinflussen. Durch etliche Studien konnte die immunsuppressive Wirkung der Isoflavone nachgewiesen werden [22, 30].

Erste Interventionsstudien mit Flavonoid-reichen Fruchtsäften aus einem Gemisch verschiedener Obstarten führten zu einer vermehrten Zytokinsynthese – insbesondere Interleukin-2 – [3] und Stimulation weiterer Lymphozytenfunktionen [33].

Lymphozyten gehören zu Gruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und produzieren Antikörper, die Fremdstoffe, wie Bakterien und Viren, erkennen und sie mit immunologischen Methoden entfernen. Zudem sind Lymphozyten für die Bildung von Botenstoffen verantwortlich, vor allem von Zytokinen.

Interleukine dienen zur Kommunikation der Immunabwehrzellen (Leukozyten) untereinander, um so koordiniert Krankheitserreger oder auch Tumorzellen zu bekämpfen.

Weitere Untersuchungen zeigen, dass physiologische Konzentrationen von Daidzein – 0,1 bis 10 µM – dosisabhängig zur Stimulation der Lymphozytenproliferation beitragen, während hohe Genisteinkonzentrationen – >10 µM – zu einer Hemmung der Immunfunktion führen [31]. Einer exzessiven Isoflavonzufuhr ist demnach abzuraten.

Physiologische Aufnahmen von Phytoöstrogenen, vor allem von Genistein sowie Genistein- und Daidzeinglucuroniden fördern die Aktivierung von humanen natürlichen Killerzellen [35].  

Antithrombotische Wirkungen / kardioprotektive Effekte

Mit Hilfe von epidemiologischen Studien konnte aufgezeigt werden, dass die Flavonoidaufnahme invers mit dem Sterblichkeitsrisiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen korreliert [10, 11, 15, 19, 34]. Eine hohe Flavonoidzufuhr senkte das Risiko um etwa 33 % im Vergleich zu einer niedrigen Aufnahme [30]. Eine Verbesserung des kardiovaskulären Risikoprofils konnte auch für Isoflavone gezeigt werden [14].

Die Reduzierung des Risikos für koronare Herzkrankheiten (KHK) ist vor allem auf eine Senkung des LDL-Cholesterins und möglicherweise auf eine Erhöhung des HDL-Cholesterins zurückzuführen [6]. LDL-Cholesterin – Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin – stellt das „schlechte“ Cholesterin dar, weil es sich bei einem Überangebot an Cholesterin an den Innenschichten der Gefäße ablagert und deshalb als Risikofaktor für Atherosklerose gilt.

Je höher der LDL-Cholesteringehalt im Serum, desto höher ist die Gefahr, an einer Atherosklerose (Arteriosklerose, Gefäßverkalkung) beispielsweise mit der Folge eines Myokardinfarkt (Herzinfarkt) zu erkranken [6, 17].

In 34 von 38 epidemiologischen Studien konnte der cholesterinsenkende Effekt der Isoflavone ermittelt werden [6]. In anderen Untersuchungen führte die Aufnahme von Sojaprotein – meist 20 bis 60 g/d für 4 bis 12 Wochen mit Isoflavongehalten zwischen 50-150 mg/d – neben einer Erniedrigung des LDL-Cholesterins zu einer Senkung der Triglyceride im Serum – Lipide und Lipoproteine im Blut [17].

Weiterhin vermeiden Isoflavonoide aufgrund ihrer antioxidativen Eigenschaften die Oxidation von LDL und erhöhen die arterielle Elastizität [6, 17].

Indem insbesondere Genistein die Aktivierung sowie Zusammenlagerung der Thrombozyten (Blutplättchen) hemmt und die Weite der Blutgefäße reguliert, kann es die Bildung eines Thrombus (Blutgerinnsels) entgegenwirken [10, 11, 15, 30, 34]. Zudem verhindert Genistein die Wanderung und Proliferation von Zellen der Muskulatur, die zur Plaquesbildung beitragen [6].

Des Weiteren wird vermutet, dass durch die Höhe des Apfelverzehrs ebenfalls die Blutgerinnung beeinflusst werden kann. Diese Hypothese konnte mit Hilfe von epidemiologischen Untersuchungen bestätigt werden. Personen mit einer hohen Apfelzufuhr wiesen ein deutlich verringertes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen auf [1, 16, 28].

Wirkungen auf den Menstruationszyklus

Untersuchungen weisen darauf hin, dass eine Kost mit einem hohen Anteil an Isoflavonoiden bei Frauen vor der Menopause (Wechseljahre der Frau) zu einem verlängerten Menstruationszyklus führt. Dieses Phänomen ist durch den veränderten Hormonstoffwechsel zu erklären [8, 19].

Klimakterische Beschwerden (Wechseljahresbeschwerden)

Weiterhin zeigte sich, dass die Einnahme von Isoflavonen Wechseljahresbeschwerden lindern kann [4, 9, 21, 26, 27].

Es ist bekannt, dass Japanerinnen durch den regelmäßigen Verzehr von Soja eine weitaus ausgeglichenere hormonelle Situation aufweisen als Europäerinnen.

Für den Begriff „Hitzewallungen“ hat die japanische Sprache übrigens keine Entsprechung!

Sonstige Wirkungen – Osteoporose

Phytoöstrogene können Einfluss auf den Knochenstoffwechsel nehmen. Möglicherweise verhindern unter anderem die Isoflavone den Knochenabbau und erhöhen die Knochendichte, wodurch die Entstehung von Osteoporose gehemmt werden könnte [17, 18, 32].

Eine Gabe von täglich 60 bis 70 mg Isoflavonen in Form von Sojaprodukten über 12 Wochen führten bei postmenopausalen Frauen zu einer signifikanten Erniedrigung der Aktivität der Osteoklasten – knochenabbauenden Zellen – und Erhöhung der Aktivität der Osteoblasten – knochenaufbauenden Zellen [6].

Trotz dieser positiven Ergebnisse zeigen auch einige Studien keine präventiven Wirkungen von Isoflavonen in Bezug auf die Osteoporoseentstehung [17]. Insbesondere bei Frauen vor der Menopause hatte die Isoflavonaufnahme keinen Einfluss auf die Knochendichte [17].

Auf der Grundlage der zurzeit vorliegenden Daten ist es deshalb verfrüht, von einer Schutzwirkung von Isoflavonen vor Osteoporose zu sprechen [17]. Schließlich sind weitere Studien mit größeren Probandenkollektiven sowie längeren Untersuchungszeiträumen notwendig, um diese Frage endgültig zu beantworten.

Da in Nahrungspflanzen nicht nur ein sekundärer Pflanzenstoff vorliegt, sondern ein Gemisch von Hunderten von sekundären Pflanzenstoffen, sind mit hoher Wahrscheinlichkeit die Schutzwirkungen auf einen kumulativen oder synergistischen Effekt der Vielfalt der bioaktiven Substanzen zurückzuführen [5]. Gegenwärtig ist jedoch noch unklar, ob sekundäre Pflanzenstoffe nur im Zusammenspiel mit den in Gemüse und Obst vorhandenen essentiellen Nährstoffen und Ballaststoffen ihre maximalen Schutzwirkungen entfalten können. Schließlich ist aus diesen Gründen zurzeit nicht möglich, Angaben zur optimalen Aufnahme an sekundären Pflanzenstoffen zu machen [5].

Des Weiteren wurden die folgenden Fachbücher für die Verfassung dieses Artikels herangezogen [38, 39].

Literatur

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