Fulvia Zanichelli i wsp. sugerują, iż dieta zawierająca warzywa kapustne wpływa na przyrost mięśni. Do tej pory wiedzieliśmy, iż warzywa kapustne mają wiele ciekawych właściwości prozdrowotnych (antykancerogenne). Do szczególnie cennych zaliczane są warzywa krzyżowe, dla których wykazano istotną, ujemną korelację, pomiędzy poziomem spożycia a zapadalnością na nowotwory piersi, jelita grubego i płuc (czyli im większe spożycie tych warzyw, tym mniejsze ryzyko zachorowania na raka).

Działanie chemioprewencji nowotworowej warzyw kapustnych wynika z właściwości przeciwutleniających witamin C, E, karotenoidów oraz polifenoli, właściwości przeciwmutagennych, dzięki zawartości przeciwutleniaczy, jak również związków siarkoorganicznych, zdolności indukowania enzymów detoksykacyjnych, w tym glutationowych, głównie przez izocyjaniany i indole oraz ich wpływ na ekspansję genów odpowiedzialnych za rozrost nowotworowy.

brokuły mięśnie

Do tej grupy warzyw zalicza się np.:

  • jarmuż
  • kapusta pekińska
  • kalarepa
  • brokuł
  • kalafior
  • brukselka
  • kapusta czerwona
  • kapusta biała

Tezę dotyczącą wpływu warzyw kapustnych wysunęli naukowcy z Uniwersytetu w Neapolu. Według tych badań, warzywa kapustne stymulują rozwój mezenchymalnych komórek macierzystych, co ma wpływ na hipertrofię. Komórki mezenchymalne są pierwotnymi komórkami pochodzenia mezodermalnego, z których powstają komórki mięśni szkieletowych (mięśnie), krew, układ naczyniowy i układ moczowo-płciowy oraz tkanki łączne w całym ciele

Wzrost mięśni i komórki macierzyste

Wg obecnej wiedzy, włókna rosną objętościowo (następuje hipertrofia), nie zwiększają jednak swojej ilości (hiperplazja). Mięśnie szkieletowe są poprzecznie prążkowane. Składają się z komórek wielojądrzastych (włókien) otoczonych błoną – sarkolemą. Pojedyncze włókno mięśniowe składa się z miofibryli, zanurzonych w wewnątrzkomórkowym płynie - sarkoplazmie. Płyn ten zawiera glikogen, związki wysokoenergetyczne, ATP, fosfokreatynę oraz enzymy glikolityczne. Mięśnie szkieletowe wykorzystują specyficzne dla siebie komórki macierzyste (komórki satelitowe), które mogą regenerować tkankę w ciągu cyklu życiowego człowieka. Uszkodzenie mięśni (np. pracą ekscentryczną, rozciąganiem włókien) wywołuje skomplikowaną reakcję zapalną i odpowiedź immunologiczną, w której uczestniczą lokalne czynniki wzrostowe, cytokiny oraz różnorodne komórki. PGE2 (= prostaglandyna E2) jest zapalną cytokiną, która bezpośrednio wpływa na ekspresję komórek macierzystych (satelitowych) poprzez receptor EP4.

Po wystąpieniu uszkodzeń pojawia się reakcja zapalna i rozpoczyna się proces odbudowy uszkodzonych włókien (w który zaangażowane są białe ciałka krwi, komórki satelitarne, płyny wewnątrzkomórkowe, receptory, czynniki wzrostu – odpowiedź hormonalna). Pierwsze na scenie pojawiają się neutrofile, które dzięki enzymom i działaniu chemicznemu izolują uszkodzoną tkankę. Następnie pojawiają się makrofagi.

Zapalenia:

  • ostre: charakteryzuje napływ neutrofilów,
  • przewlekłe: wiąże się z oddziaływaniem monocytów, makrofagów i limfocytów.

Poprzez szereg reakcji oba rodzaje białych krwinek przygotowują teren pod odbudowę. Procesy te wiążą się z opuchnięciem w miejscu, w którym powstały uszkodzenia. Makrofagi podczas „czyszczenia” wydzielają substancje chemiczne istotne dla aktywacji komórek satelitarnych (rodzaj komórek macierzystych ang. stem cells). Te ostatnie łączą się z komórkami mięśniowymi, sprawiając, że w komórce mięśniowej pojawia się więcej jąder komórkowych. W badaniach stwierdzono, że sterydy anaboliczne trwale zwiększają liczbę jąder komórkowych w mięśniach [Am J Physiol Endocrinol Metab 2002 oraz Med Sci Sports Exerc 1999].

Część komórek macierzystych w tkance mięśniowej pochodzi z innych tkanek, na przykład komórek macierzystych przeznaczonych do tworzenia nowych naczyń krwionośnych, ale także mezenchymalnych komórek macierzystych. Są to komórki macierzyste znajdujące się w szpiku kostnym.

Sulforafan i jego rola

Warzywa kapustne zawierają glukozynolany, takie jak glukorafanina. Myrozynaza jest enzymem uwalnianym podczas krojenia warzyw, lekkiego gotowania lub żucia, a to przekształca glukozynolany w sulforafan. Sulforafan (SFN) jest naturalnym izotiocyjanianem występującym w warzywach krzyżowych, głównie brokułach. Badania prowadzone w ostatnich latach wskazują na wielokierunkowe oddziaływanie związku, przemawiające za możliwością jego wykorzystania w profilaktyce i leczeniu chorób nowotworowych. [1]

Z obecnej wiedzy wynika, iż sulforafan:

  • może chronić przed rozwojem kancerogenezy na etapie promocji, wykazując aktywność antyproliferacyjną w stosunku do komórek nowotworowych, polegającą na regulacji ich cyklu, na indukowaniu procesu apoptozy oraz różnicowania,
  • działa, jako inhibitor deacetylazy histonowej (HDAC),
  • ma wpływ na kluczowy etap rozwoju nowotworu - zakłóca podstawowe etapy procesu unaczynienia , od sygnałów proangiogennych do migracji i formowania naczyń krwionośnych przez komórki śródbłonkowe,
  • wykazuje działanie przeciwzapalne (ogranicza stan zapalny w organizmie). Wykazuje zdolność do modulowania aktywności peroksydazy glutationowej (GPx, nazywana także GSH-Px). Praca przeglądowa Chu i wsp. wskazuje na relację między zwiększoną ekspresją peroksydazy glutationowej i zapobieganiem rozwojowi nowotworów,
  • ma wpływ na produkcję GSH (ang. reduced glutathione) - GSH to zredukowany glutation. Obok witamin A, C, E, prowitaminy A, koenzymu Q10, kreatyniny, neopteryny, melatoniny, antocyjaniny, bilirubiny, pełni rolę ochronną w ustroju. [2] Glutation jest antyoksydantem, ma wpływ na układ nerwowy oraz regenerację wszystkich komórek w ustroju człowieka. Jest nazywany „wymiataczem reaktywnych form tlenu” (wolnych rodników). [3]

Dieta zawierająca niewielką ilość sulforafanu indukuje enzymy detoksykacyjne, np. glutation [GSH], i dlatego zapewnia ochronę przed niektórymi rodzajami raka, takimi jak rak jelit. Dzieje się tak, ponieważ sulforan przywiązuje się do glutationu, a tym samym stymuluje komórki do wytwarzania większej ilości glutationu. Jednak dostarczenie zbyt dużej ilości sulforafanu pozbawia organizm jego zdolności do detoksykacji.

Sulforafan i komórki macierzyste

Naukowcy odkryli, że niskie stężenia sulforafanu [SFN] wynoszące 1 i 0,25 mikromola, czyli równe ilości, jaką można znaleźć w ciele osoby, która zjadła kapustę, stymulują rozwój mezenchymalnych komórek macierzystych.

Niskie stężenia sulforafanu nie tylko doprowadziły do powstania większej liczby nowych komórek macierzystych, pomagały również istniejącym komórkom macierzystym żyć dłużej. Wykazano, iż sulforafan hamuje apoptozę (programowaną śmierć komórki). Działywanie zależy od dawki. W dużych dawkach sulforafan wpływa na śmierć komórek, zatrzymanie cyklu komórkowego oraz ich starzenie się. Najprawdopodobniej w dużych dawkach sulforafan prowadzi do wyczerpania zasobów glutationom, co indukuje „atak ROS”.

Do najbardziej reaktywnych ROS występujących w systemach biologicznych należą: rodnik hydroksylowy (OH·) i rodnik ponadtlenkowy (O2·–). Rolę odgrywa także (ONOO–) anion nadazotowy, zwany także anionem nadtlenoazotawym lub nadtlenoazotynem (Kumas, Abbas, Aster). Nadtlenoazotyn powstaje w reakcji, w której biorą udział: rodnik ponadtlenkowy (O2·–) i tlenek azotu (NO).

Podsumowanie

Wydaje się, iż dodatek do diety warzyw kapustnych ma wpływ nie tylko antyoksydacyjny, przeciwnowotworowy, przeciwzapalny, ale także korzystnie oddziałuje na komórki macierzyste. Można przypuszczać, iż warzywa kapustne mogą mieć pośredni wpływ na hipertrofię, przez wzgląd na wpływ sulforafanu na powstawanie i przetrwanie komórek macierzystych. [5]

W nadmiarze warzywa kapustne szkodzą, jak wszystko. Nawet woda w nadmiarze potrafi zabić. Niemniej przedawkowanie warzyw kapustnych jest mało prawdopodobne, a korzyści z ich przyjmowania są niezaprzeczalne.

Referencje:

Joanna Tomczyk, Anna Olejnik „Sulforafan – potencjalny czynnik w prewencji i terapii chorób nowotworowych” http://www.phmd.pl/api/files/view/3542.pdf

Arkadiusz Czajka „wolne rodniki tlenowe a mechanizmy obronne organizmu” http://www.nowinylekarskie.ump.edu.pl/uploads/2006/6/582_6_75_2006.pdf

Ondrej Zitka, Sylvie Skalickova i wsp. „Redox status expressed as GSH:GSSG ratio as a marker for oxidative stress in paediatric tumour patients” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3506742/

Renata Korzeniowska-Ginter, Monika Grużyńska „Wykorzystanie kulinarne warzyw kapustnych w aspekcie właściwości prozdrowotnych” http://www.phie.pl/pdf/phe-2013/phe-2013-3-639.pdf

Fulvia Zanichelli,2 Stefania Capasso,2 Marilena Cipollaro,2 Eleonora Pagnotta,4 Maria Cartenì,2 Fiorina Casale,5 Renato Iori,4 and Umberto Galderisi „Dose-dependent effects of R-sulforaphane isothiocyanate on the biology of human mesenchymal stem cells, at dietary amounts, it promotes cell proliferation and reduces senescence and apoptosis, while at anti-cancer drug doses, it has a cytotoxic effect” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3312628/