1 Hemato-Onkológiai Tanszék. Országos Orvostudományi és Táplálkozástudományi Intézet Salvador Zubirán.
2 A Siglo XXI Egészségügyi Központ sugárzási onkológiai szolgálata, Instituto Mexicano del Seguro Social.
3 Az Országos Rákintézet Onkológiai Patológiai Szolgálata
4 Az Országos Rákintézet orvosi genetikájának szolgálata
5 Karrier igazgató a táplálkozás és az integrált jólét terén. Tecnológico de Monterrey, Guadalajara Campus.
* Levelező Szerző: Flores-Balcázar C
Hemato-Onkológiai Osztály
Országos Orvostudományi Intézet és
Táplálkozás Salvador Zubirán.
Email: [e-mail védett]
Kapott dátum: 2015. január 11 Elfogadott dátum: 2015. január 28 Közzététel dátuma: 2015. február 08
Absztrakt
A különféle sejthalálok szerepe a karcinogenezis elleni védekező mechanizmusként a multicelluláris organizmusokban jól dokumentált folyamat, azonban az elmúlt évtizedben több természetes eredetű szer mutatta be kemoprevenciós képességét specifikus molekulákra kifejtett hatásuk révén. apoptózis útvonalak. Ezt a folyamatot az extracelluláris ingerek (külső út) és a sejtben aktivált ingerek (belső út) váltják ki. Ez az áttekintés az étrendi komponensek lehetséges kölcsönhatásait tárja fel az apoptózis összefüggésében.
Kulcsszavak
Apoptózis, étrend, tápanyagok, kemoprevenció.
Bevezetés
Az apoptózis kifejezés a görög kifejezésből származik, ami "a levelek lehullását" jelenti [1]. A sejthalál ezen szabályozott formája egy összetett folyamat, amely magában foglalja az érintett sejtek aktív részvételét az önpusztulás láncában, amely a membrán szerkezetének megváltozását, a sejtméret csökkenését, a mag térfogatának csökkenését, a sejtek kondenzációját okozza. kromatin és DNS fragmentáció az endonukleázok aktiválása miatt. Az apoptózist és az étrendi összetevőkkel való kapcsolatát abból a megfigyelésből állapították meg, hogy a zöld tea egyik alkotóeleme, a molekula - az epigallocatechin-gallát [GEGC] - számos típusú neoplasztikus sejtben elősegíti az apoptózis indukcióját és a sejtciklus megkötését anélkül, hogy befolyásolná a normálist sejtek fiziológiai koncentrációban [2,3].
Ezt a fajta sejthalált kétféle módon irányítják (1.ábra): az intrinsic vagy mitokondriális és az extrinsic vagy a receptor által közvetített útvonal. A belső utat a B-sejtes leukémia/lymphoma 2 fehérjecsalád szabályozza [Bcl 2], amelyek szabályozzák a mitokondriális membrán permeabilitását [4].
1.ábra: Diétás szerek, amelyek apoptózist indukálnak az extrinsic és intrinsic útvonalak beavatkozásával.
Ezzel szemben az extrinsic útvonal a ligandum és egy halálreceptor kölcsönhatásával kezdődik, amely a kaszpáz-8 és a kaszpáz-3 aktivációjához vezet. A kaszpáz-3 ezt követően különböző szubsztrátokra hasít, ami apoptózishoz vezet [3].
Az extrinsic útvonalban egy specifikus ligandum kötődik a sejtfelszínen elhelyezkedő halálreceptorhoz, és elősegíti az FADD adaptermolekula toborzását a kaszpáz-8 aktiválásához, amely kiváltja a lefelé irányuló effektor-kaszpázok aktiválódását, például a kaszpáz 3 szaporítja az apoptózist. A belső utat a mitokondriális membrán permeabilizációja jellemzi, hogy apoptogén mitokondriális fehérjéket szabadítson fel, amelyek áttelepülnek a mitokondriumokba, ahol közvetlenül vagy a membránfehérjékkel komplexeken keresztül idézik elő a citokróm c felszabadulását.
A citokróm c, az Apaf-1 és a prokaszpáz-9 együtt alkotja az apoptosztómát, ahol a kaszpáz 9. Aktiválódik az apoptózis két útja a kaszpázban 9, mivel képes közvetlenül vagy közvetve aktiválni a 8 kaszpázt, amely közvetíti a BID proteolitikus aktivációját. A GECG, a resveratrol, az apigenin, a fisetin, a gránátalma, a delphinidin, a lupeol, a kurkumin, a genistein, a luteolin, a lupeol és az indol-3-karbinol az extrinsic útvonalon hat, míg a GECG, a resveratrol, az apigenin, a fisetin, a gránátalma, a delphincin, a lupeol, a luteolin, az indol-3-karbinol, a kapszaicin és a szilibinin hat az apoptózis belső útjára.
Bioaktív étrendi vegyületek és kölcsönhatásuk az apoptózissal
Egyes természetes eredetű élelmiszerek jelentős mennyiségben tartalmaznak bioaktív fitokemikáliákat, amelyek az alaptáplálkozás mellett egészségügyi előnyökkel járnak, csökkentve a krónikus betegségek és a karcinogenezis kockázatát [5]. Eddig negyven tápanyagot azonosítottak az étrendben, amelyek megelőző hatással bírnak a rák ellen, beleértve a zöld teát, a vörösbort, a gyömbért, a szójababot, a karfiolt és a brokkolit [6] (lásd Asztal 1). Általánosságban a fitokemikáliák antioxidáns potenciálja jól dokumentált, és a következő csoportokba sorolhatók: fenolok, karotinoidok, alkaloidok, kén szerves vegyületek és terpenoidok [7]. Ezek a vegyületek hozzájárulnak sok gyümölcs és zöldség ízéhez és színéhez, valamint alapvető összetevői a növény normális növekedésének, fejlődésének és védelmének [8].
| Kurkumin | Kurkuma | |
| Resveratrol | Szőlő | |
| Pterostilbene | Áfonya | |
| Gallate-3-Epigallocatechin (GECG) | Tea | |
| Acacetin | Krizantém | |
| [6] -Gingerol | Gyömbér | |
| [6] -Shogaol | Gyömbér | |
| Luteolin | Zeller | |
| Kapszaicin | chili | |
| Indol-3-karbinol | Fejes káposzta | |
| Fenetil-izotiocianát | Brokkoli | |
| Sulforaphane | Brokkoli | |
| Diallil-szulfid | Fokhagyma | |
| Allicin | Fokhagyma | |
| Likopin | Paradicsom | |
| Koffeinsav-fenil-észter | édesem |
Asztal 1: Az étrend fő összetevőinek kémiai képlete és élelmiszer-forrása Proapoptotikus kapacitással
A tápanyagok hatásmechanizmusa az apoptózis belső útján
A diéta számos összetevője apoptózist indukál az intrinsic útvonalon keresztül, ami a mitokondriális külső membrán permeabilizációját elősegítő jelek kaszkádjának aktiválódását és pro-apoptotikus tényezők, köztük a citokróm c, az endonukleáz G, a kaszpaszok másodlagos aktivátorának felszabadulását idézi elő. mitokondrium [Smac]/közvetlen apoptózis-gátló fehérje [PIA] [DIABLO], magas hőmérsékletet igénylő fehérje A2 [HtrA2] és apoptózist kiváltó faktor [AIF] [9].
| Karotinoidok | Likopin | • A pAkt és a pBad csökkentése • A p53, Bcl-2, Bax és Bim modulációja • Caspases aktiválása • citokróm felszabadulás c |
| Fenolsavak | KÖPENY | • A Cyclin D1, a c-myc és a b-catenin csökkentése • Az apoptózis gátló fehérjék megváltozása • p53, Fas, Bax indukciója • Kaszpázok aktiválása |
| Flavonoidok | Luteolin | • Az ERk és az Akt alulszabályozása • Az NF-jB által indukált TNF útvonal modulálása • A Bcl-2 család töredezettsége • Kaszpázok aktiválása • Citokróm c felszabadulás indukciója • A Bax/Bak transzlokáció modulálása a mitokondriumokban • JNK aktiválás |
| Genistein | • Szenzibilizálja a TRAIL által kiváltott apoptózist • Elősegíti az endoplazmatikus retikulum stressz kölcsönhatását és a mitokondrium károsodásának megváltozását • Gátolja az NF-jB-t • Aktiválja az Akt és a kaszpáz-3-at • Bcl-2 alszabály • Közvetíti a kaszpáz-7 és az ASK1-p38 kaszkád közötti kölcsönhatást • Növeli a Ca2 + felszabadulását az endoplazmatikus retikulumból • Aktiválja a kalpain és a kaszpáz-12-et | |
| Silibinin | • Gátolja a Stat3 konstitutív aktiválódását • Aktiválja a p53-kaszpáz 2 útvonalat • Alul szabályozza a túlélést, az Akt-ot és az NF-jB-t • Modulálja a Bcl-2 fehérjecsaládot és a CDKI-CDK kaszkádot | |
| Acacetin | • A Fas és a FasL, p53, p21 és Bax szupraregulációi • Növeli a reaktív oxigéntermeléseket • Megváltoztatja a mitokondriális transzmembrán potenciált • Aktiválja a kaszpázokat | |
| 5-hidroxi-3,6,7,8, 39,49-hexa-metoxi-flavon | • Növeli az intracelluláris Ca2 + koncentrációját • Az endoplazmatikus retikulum Ca2 + raktárainak kimerülése • A mitokondriális funkció modulálása • Fokozott reaktív oxigéntermelés • Bax upreguláció és a kaszpasz kaszkád aktiválása | |
| EGCG | • Alul szabályozza a túlélő és AKT kináz aktivitást • Modulálja a Bcl-2 fehérjecsaládot • Gátolja az ERK-kat és a PI3K/Akt útvonalat • Aktiválja a Fas-t és a kaszpasz-kaszkádot. | |
| Stilbenes | Resveratrol | • Modulálja az ERK aktiválását • Gátolja a pS6 riboszomális fehérje expresszióját • Aktív p53-ig • A Ca2 kimerülését okozza+ • Elősegíti a PTM megnyitását • Modulálja a pAkt-t és a kaszpáz-9-et |
| Pterostilbene | • Aktiválja a Fas/Fasl-t, indukálja a GADD153-at és a kaszpáz-kaszkádot. • Növeli a p53 és a p21 expresszióját • Csökkenti a ciklineket és a pRb-t. • Megváltoztatja a mitokondriális membránpotenciált. | |
| Polifenol vagy monofenol | Kurkumin | • Növeli a Bax/Bcl-2 arányt, indukálja a citokróm c-t és a Smac/DIABLO felszabadulását • Gátolja az NF-jB és PI3K/Akt jelátvitelt • Alul szabályozza az EGFR expressziót és az ERK aktivitást • Növeli a reaktív oxigén és a Ca2 termelését+ |
| [6] -Gingerol | • Gátolja a Bcl-2 expresszióját • Növeli a kaszpázok 3/7 aktiválásával kiváltott TRAIL expressziót • Gátolja az NF-jB által indukált TRAIL aktivációt • Csökkenti a ciklin A és CDK expresszióját. | |
| [6] -Shogaol | • Növeli az intracelluláris GSH-tartalom termelését és kimerülését • Megváltoztatja a mitokondriális transzmembrán potenciált • Szabályozza a p38 MAPK, p-SAPK/JNK és STAT3 aktiválását | |
| Kapszaicin | • Megváltoztatja a Ca2 + beáramlást és a mitokondriális transzmembrán potenciált • Aktiválja a kaszpáz-3 és a p38 MAPK útvonalat • Bcl-2/Bax modul | |
| Kén szerves vegyületek | Diallil-szulfid | • Megváltoztatja a mitokondriális transzmembrán potenciált • A Bcl-2 és a Bcl-XL alszabályozása • Aktív p38-ig és ERK-ig • Csökkenti az intracelluláris GSH-t |
| Allicin | • Indukálja az AIF felszabadulását a mitokondriumokból • Aktiválja a kaszpáz kaszkádot | |
| Izotiocianátok | Sulforaphane | • Szenzibilizálja a TNF által közvetített apoptózist • Alulszabályozza az ERK-t és az Akt-ot • Csökkenti az apoptózis-gátló fehérjék családját • Növeli az Apaf-1 expresszióját • Gátolja az NF-jB transzlokációt • Aktiválja a kalpain és a kaszpáz-12-et |
| PEITC | • Indukálja a citokróm c és a Smac/DIABLO felszabadulását • Növeli a reaktív oxigéntermeléseket • Megváltoztatja a mitokondriális membránpotenciált • Gátolja az ERK, Akt, c-mikrofont • Növeli az AP-1 transzkripciós aktivitását |
2. táblázat: Diétás tápanyagok, amelyek ismertek az apoptózis indukciójában kifejtett működésükről és a javasolt hatásmechanizmusaikról.
A tápanyagok hatásmechanizmusa az apoptózis külső útjában
A koffeinsav-fenetil-észter [ACFE] Fas-aktivációval indukálja az apoptózist p53, Bax, kaszpáz-aktiváció és a ciklin D1, c-myc és b-catenin indukciójával az emberi tumorsejtekben [30-32]. A TRAIL-rezisztens A549 sejtek szubtoxikus szulfafánkoncentrációval történő kezelése érzékenyíti ezeket a sejteket a TRAIL által közvetített apoptózisra [33]. A luteolin, amely egyes gyógynövényekben gyakran előforduló flavonoid, a reaktív oxigénfajták és a JNK [c-Jun NH2 terminális] felhalmozódása révén a jB [NF-jB] nukleáris faktor elnyomása révén érzékenyíti a tüdőrák sejtjeit a tumor nekrózis faktor által közvetített apoptózisra. kinázok] fokozása a tumor nekrózis faktor által kiváltott apoptózis fokozására (lásd 2. táblázat) [3. 4].
A diétás tápanyagok hatásmechanizmusa az apoptózis sejtjelzésén.
A MAP-kinázok [mitogén-aktivált protein-kinázok] jelátviteli kaszkádja magában foglalja az extracelluláris szignál által szabályozott protein-kinázokat [ERK-k], a JNK-kat/az oxidatív stressz által aktivált protein-kinázokat és a p38-kinázokat, és részt vesz az inger által kiváltott apoptózisban, mint például a genotoxikus stressz és Fas [Apo-1/CD95] [35]. A MAP kinázoknak a sejtmagba történő transzlokációja számos szubsztrát foszforilációját okozza, beleértve az AP-1, ATF-2 és NF-jB transzkripciós faktorokat. Az extracelluláris szignál által szabályozott protein-kinázok [ERK-k] továbbítják a növekedésserkentők által indított jeleket, beleértve az endovaszkuláris növekedési faktort [EGF] is. Ezzel szemben a foszfatidil-inozitol-3-kináz [PI3K] -AKT útvonalról kimutatták, hogy a legtöbb sejtvonalban gátolja az apoptózist [55]. Az étrendben található számos bioaktív vegyület apoptózist vált ki, ami a sejtek szignalizációjának megzavarását okozza. A kapszaicin szignifikánsan növeli a p38 MAPK és a JNK1 szintjét [36,37]. A luteolin, a silibinin, a GEGC, a resveratrol, a kurkumin, a szulforafán és a PEITC apoptózist indukál a PI3KAKT és az ERK útvonalának modulálásával [38-44].
Következtetés
Az étrendben levő kemopreventív vegyületek nagy potenciált kínálnak a rák ellen, mivel a sejtvédelem és a sejthalál mechanizmusának szabályozásával gátolják a karcinogenezis folyamatát. Az egyik létfontosságú szempont az, hogy csökkenthető-e a normál sejt neoplasztikus sejtekké történő átalakulása az étrendből e szerek terápiás dózisainak bevitelével. Az apoptózis egy összetett folyamat, amely az extrinsic és intrinsic útvonalat tartalmazza, számos specifikus céllal. Egyre több bizonyíték van arra, hogy az apoptózis az étrendi összetevők molekuláris célpontja a rák kemoprevenciójában.
A karcinogenezissel összefüggő kritikus események megértése lehetőséget nyújt a rák megelőzésére a tumorsejtekben az apoptózis kiváltásával, a normál sejtek megőrzése mellett. Ezek a kemoprevenciós szerek sugárterápiával vagy kemoterápiával együtt alkalmazva javíthatják ezeknek a kezeléseknek a hatékonyságát azáltal, hogy fokozzák a tumorreakciót, csökkentik a toxicitást és érzékenyítik a tumorsejteket az egyidejű kemoradioterápiára.
A bizonyítékok alátámasztják azt a gondolatot, hogy ezeknek a tápanyagoknak a kombinációja hatékonyabb, mint az egyetlen kezelés, azonban több információ hiányzik ahhoz, hogy tisztázzák az étrend természetes összetevői és a sejthalál közötti molekuláris mechanizmusokat. E terület jobb megértése lehetővé teszi nemcsak a rák, hanem a szív- és érrendszeri, neurológiai, autoimmun és gyulladásos megbetegedések kemoterápiáját is.
Összeférhetetlenség
A szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenségük a cikk megjelenésével.
- Inside Health A mediterrán étrendet választják 2019 legjobbjának
- PILLANGÓK »Jellemzők, étrend, élőhely, szaporodás, a lepkék osztályozása,
- Az élelmiszer, mint energiaforrás, tápanyagok és egyéb bioaktív anyagok - Online tanfolyamok
- A thai masszázs és a makrobiotikus étrend, az Egészség áltudományként besorolt új technikák
- Az algák az egészséges táplálkozás szempontjából fontos tápanyagok szállítói