Izotiocianati

35 « Back to Glossary Index

(biochimie alimentara, oncologie, nutritie)

Izotiocianatii sunt compusi organici cu formula generala R-N=C=S, produsi prin hidroliza enzimatica (de mirozinaza) sau bacteriana a glucozinolatilor din plantele brassicacee la distrugerea mecanica sau termica a celulelor vegetale. Sunt compusi cu dubla valenta biologica: la concentratii rezultate din consumul alimentar obisnuit, izotiocianatii sunt antiproliferativi, antiinflamatori si activatori ai Nrf2 (cel mai studiat reprezentant: sulforafanul); la doze semnificativ mai mari, pot exercita efecte goitrogene prin inhibarea transportorului NIS (sodium-iodide symporter) tiroidian. Cel mai studiat izotiocianat este sulforafanul (din glucorafanina din broccoli); allil-izotiocianatul (din sinigrina din varza si hrean) si fenetiizotiocianatul (PEITC, din gluconasturtiina din nasturel) sunt alti reprezentanti cu efecte anticanceroase documentate.

Mecanismul biologic

•  Formarea izotiocianatilor – hidroliza enzimatica: glucozinolat + mirozinaza + pH <6 si in absenta ESP (epithiospecifier proteins): izotiocianat; in prezenta ESP: nitrili (mai putin activi biologic); hidroliza la pH bazic sau la T > 60 grade C: izotiocianat – dar mai lent; hidroliza bacteriana in colon (mirozinaze bacteriene): produce izotiocianati din glucozinolatii trecuti nemodificati de intestinul subtire (din crucifere fierte sau procesate)

•  Mecanismul antiproliferativ al izotiocianatilor – activarea Nrf2 prin alkilarea cisteinelor din Keap1: creste expresia enzimelor de detoxifiere faza II (GST, NQO1) care inactiveaza carcinogenii electrofili; inhibarea Hsp90 (heat shock protein 90): destabilizeaza oncoproteina clienti (HER2, AKT, CDK4, AR) – efect antiproliferativ in celule tumorale; inducerea apoptozei: prin activarea cascadei caspazelor si prin eliberarea citocromului c mitocondrial; inhibarea angiogenezei: reduce expresia VEGF si a metaloproteinazelor; inhibarea NF-kB: reduce secretia de citokine proinflamatorii in micromediul tumoral

•  Mecanismul goitrogen al izotiocianatilor – competitie cu iodura pentru transportul prin NIS (sodium-iodide symporter): izotiocianatii partajeaza ioni incarcati negativ cu iodura si pot inhiba competitiv transportul; efectul este dependent de concentratie: la concentratii din consumul alimentar de 1-2 portii de crucifere/zi, efectul pe NIS este nesemnificativ la aportul iodic adecvat; la doze mult mai mari (sucuri crude masive, suplimente concentrate) sau la deficit de iod: poate reduce captarea iodata cu consecinte functionale

•  Biodisponibilitatea izotiocianatilor – absorbtie rapida in intestinul subtire: detectabili in urina la 1-3 ore de la consum; metabolizare prin conjugare cu glutationul (mercapturic acid pathway): N-acetilcistein-conjugati eliminati renal; masurarea N-acetilcistein-sulforafan (SF-NAC) in urina: biomarker al expunerii la sulforafan; eliminare completa in 12-24 ore – nu se acumuleaza; variabilitate mare intre indivizi in absortie si metabolizare (dependenta de tipul de bacterii intestinale, activitatea GST individuala, compozitia mesei)

Contexte clinice relevante

•  Sulforafanul si autism – un studiu clinic pilot (Singh et al., PNAS, 2014) a aratat imbunatatiri comportamentale la adolescenti cu autism tratat cu sulforafan din broccoli; mecanismul propus: activarea raspunsului la soc termic si Nrf2 – corectarea disfunctiei mitocondriale si a stresului oxidativ asociate cu autismul; studii de replicare sunt in curs cu rezultate mixte; nu este tratament standard

•  Izotiocianati si microbiomul – flora colonica modifica semnificativ metabolismul izotiocianatilor; persoanele cu activitate GST genotipica nula (GSTM1 sau GSTT1 null): metabolizeaza mai lent sulforafanul, mentinandu-l mai mult timp in circulatie – potential efect antiproliferativ mai mare; bacteriile producatoare de mirozinaza (Bacteroidetes) permit hidroliza glucozinolatilor nedigerati si productia locala de izotiocianati in colon – un mecanism de actiune antiproliferativa locala

izotiocianatii sunt un exemplu de compus alimentar cu mecanisme biologice multiple si cu o controversa nutritionala (goitrogeni vs. anticancerigeni) care poate fi rezolvata prin context: la doze alimentare normale din crucifere gatite, efectele anticanceroase (Nrf2, apoptoza, faza II) domina si sunt documentate epidemiologic; efectele goitrogene (NIS) apar la doze mari sau in context de deficit de iod. a elimina cruciferele dintr-o dieta pentru a evita efectul goitrogen este o decizie cu raport beneficiu-risc negativ pentru populatia cu aport iodic adecvat.

« Back to Glossary Index