Untersuchungen zur immunmodulatorischen Wirkung von Phytoöstrogenen

Abstract

Phytoöstrogene (PÖ) sind eine Gruppe sekundärer Pflanzenstoffe, die vom Menschen vor allem mit Soja- und Vollkornprodukten und Leinsaat aufgenommen wird. Ziel dieser Arbeit war es aufzuklären, inwieweit PÖ und ihre Metabolite ausgewählte Parameter des Immunsystems modulieren können, welche Mechanismen an einer Modulation beteiligt sind und zu diskutieren, welche Bedeutung die Ergebnisse auch im Hinblick auf eine mögliche Tumorprävention besitzen. Ausgehend von der Jurkat T-Zelllinie über isolierte periphere Blutleukozyten (PBMC) des Menschen und ein Brustkrebsmodell der Maus bis zur Interventionsstudie am Menschen wurde der Einfluss von insgesamt acht PÖ und ihrer Metabolite auf im Ganzen 13 Immunparameter untersucht. PÖ-Konzentrationen von über 10 mikroM verringerten in vitro die Vitalität, Proliferation, zytotoxische Aktivität der Natürlichen Killer- (NK-) Zellen und Zytokinproduktion von Jurkat-Zellen und PBMC. Sie steigerten ab dieser Konzentration die Apoptose- und Nekroserate der Jurkat-Zellen. Sojaproteinisolat führte bei jungen, aber nicht bei erwachsenen Tg.NK Mäusen zur Steigerung der lytischen Aktivität der NK-Zellen und Verringerung der Phagozytoseleistung der Granulozyten. Beim Menschen korrelierte nach Aufnahme PÖ-reicher Lebensmittel die renale Ausscheidung einzelner PÖ positiv mit dem Anteil der NK-Zellen und negativ mit dem Anteil von T-Lymphozyten im peripheren Blut. Als mögliche Mechanismen kommen in vitro toxische Effekte zum Tragen, direkte Wirkungen über Östrogenrezeptoren können ausgeschlossen werden. Die Aktivitätsveränderungen der NK-Zellen und Phagozyten der Maus sind vermutlich auf systemische antiöstrogene Effekte zurückzuführen, während die Populationsverschiebungen in der humanen Interventionsstudie auf noch ungeklärten Mechanismen beruhen. Eine normale Mischkost, die PÖ-reiche Lebensmittel enthält, führt nicht zu Plasmakonzentrationen, die in vitro Funktionsstörungen von Lymphozyten verursachten. Dagegen können Personen, die Supplemente zu sich nehmen und Säuglinge, die mit Formulanahrung auf Sojabasis ernährt werden, PÖ-Gehalte im Plasma erreichen, die nahe an solche Konzentrationen heranreichen. Ferner lässt die Interventionsstudie am Menschen keinen Schluss über eine mögliche Tumorprävention durch PÖ-reiche Lebensmittel zu. Phytoestrogens are a group of secondary plant compounds abundant in soy and soy-derived products (isoflavones), whole grain products and flaxseed (lignans). The objective of this study was to examine whether phytoestrogens and their metabolites modulate specific parameters of the immune system, to assess underlying mechanisms and to discuss the relevance of the results with regard to tumour prevention. The impact of eight phytoestrogens and their metabolites on a total of 13 immune parameters was examined with the means of the human T-cell lineage Jurkat, primary mononuclear cells of human peripheral blood (PBMC), the murine breast cancer model Tg.NK and a human intervention study. Phytoestrogen concentrations of over 10 microM reduced vitality, proliferation, and cytokine production of Jurkat cells and PBMC, and the cytotoxic activity of natural killer cells. Such concentrations increased the rate of apoptosis and necrosis of Jurkat cells. Soy protein isolate in the chow of Tg.NK mice increased the cytotoxic activity of natural killer cells and decreased phagocytosis of granulocytes of juvenile, but not adult animals. After consumption of phytoestrogen-rich food by healthy men renal excretion of single phytoestrogens correlated positively with the ratio of natural killer cells and negatively with the ratio of T-cells in peripheral blood. Possible mechanisms in vitro are cytotoxic effects, while direct actions via estrogen receptors on lymphocytes can be excluded. In vivo, changes in activity of murine natural killer cells and phagocytes can possibly be attributed to systemic antiestrogenic effects. The mechanisms of the shift in lymphocyte populations in men remains unclear. In summary, a standard mixed diet containing phytoestrogen-rich food does not result in plasma concentrations suppressing lymphocyte functions in vitro. However, subjects consuming phytoestrogen-enriched supplements or infants fed infant formula based on soy protein can reach plasma levels which come near to such concentrations. Furthermore, results from the animal study as well as the human intervention study do not suggest tumour-preventive effects of phytoestrogen-rich food via immunomodulatory effects.