Absorption, Metabolisierung und Exkretion von Phytoestrogenen

Die Mechanismen der Absorption, Metabolisierung und Ausscheidung von Phytoestrogenen sind noch nicht vollständig geklärt. Die meisten Informationen sind über die Isoflavone vorhanden, denn diese werden von dem Menschen sowie besonders auch von den Nutztieren in mehr oder weniger großen Mengen (durch Sojabohnen bzw. Sojaprodukten) vermehrt aufgenommen. Neuere und detaillierte Daten stammen aufgrund der besonderen Bedeutung für den Menschen zum größten Teil aus Humanstudien. Die Prinzipien der Absorption, des Metabolismus und der Exkretion von Phytoestrogenen stimmen jedoch zwischen Mensch und monogastrischem Tier weitgehend überein (AXELSON et al. 1984).

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2.5.1 Monogastrier

Die Absorption von Isoflavonen ist davon abhängig, ob sie in freier Form (Aglykone) oder als Isoflavonglykoside vorliegen. Werden Isoflavone als Aglykone aufgenommen, erfolgt eine Resorption im Dünndarm auf Grund ihrer Lipophilie und ihres geringen Molekulargewichts durch passive Diffusion. Isoflavone liegen in den Pflanzen und den pflanzlichen Produkten jedoch hauptsächlich als Glykoside vor. Bei Aufnahme in Glykosidform werden mehrere Resorptionswege diskutiert, deren Bedeutung im Einzelnen noch unklar ist. Fest steht allerdings, dass die Isoflavone nicht in ihrer natürlichen Form als Glykosid aufgenommen werden, denn Isoflavonglykoside konnten im Blutplasma nicht nachgewiesen werden (SETCHELL et al. 2002). Glykoside müssen zunächst gespalten werden. Es wird daher vermutet, dass bereits im Magen eine saure Hydrolyse stattfindet (KELLY et al. 1995). Ergebnisse einer Studie mit Ratten widersprechen jedoch dieser These (PISKULA et al. 1999).

Vielmehr spielen die Leberzellen und die Enterozyten des Dünndarms eine wichtige Rolle, denn sie enthalten ß-Glukosidasen, die effizient eine große, jedoch nicht die gesamte Menge an Isoflavonglykosiden hydrolisieren (DAY et al. 1998). ß-Glukosidasen, die von der Darmflora (z. B. Lactobazillen und Bifidobakterien) gebildet werden, haben ebenfalls eine große Bedeutung für die Spaltung der Isoflavonglykoside in Aglykone (XU et al. 1995; BARNES et al. 1996). Im Dünndarm nicht resorbierte Isoflavone gelangen in den Dickdarm und können so durch die Darmflora zu Aglykonen umgewandelt werden.

Bevor es zur Resorption kommt, können weitere intestinale Metabolisierungsschritte erfolgen.

Dabei wird Daidzin zu Dihydrodaidzein reduziert, welches dann entweder durch Spaltung des Phenolringes zu O-Demethylangolensin oder unter Erhalt des Ringes zu dem Isoflavon Equol umgewandelt werden kann (KELLY et al. 1995; WAHALA et al. 1998). Analog zu Daidzin wird Genistin im ersten Schritt zu Dihydrogenistein reduziert und kann weiter zu 6-Hydroxy-O-Demethylangolensin metabolisiert werden. Im Unterschied zu Daidzin wird der analoge Equol-Metabolit aber nicht gebildet. Stattdessen kann ein Abbau des O-Demethylangolensinderivates zu d-Ethylphenol erfolgen (CHANG u. NAIR 1995).

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Isoflavone sowie ihre reduzierten Metaboliten gelangen nach Resorption aus dem Darm via Pfortader in die Leber. Dort unterliegen sie Phase-II-Konjugationsreaktionen und werden überwiegend entweder mit Glucuronsäure oder zu einem geringeren Anteil mit Sulfat rekonjugiert (KNIGHT u. EDEN 1996; BINGHAM et al. 1998). Einige Bakterien im Dickdarm besitzen ebenfalls Glukuronsäure-Transferasen und Sulfotransferasen, so dass diese Konjugationsreaktionen bereits im intestinalen Epithel ablaufen können (SFAKIANOS et al. 1997).

Glukuronidierte oder sulfatierte Isoflavonkonjugate treten in die systematische Zirkulation ein oder werden sowohl renal als auch biliär ausgeschieden (BAYER et al. 2001). Gelangen sie mit der Galle in den Darm, können die Konjugate durch die Enzyme der Darmflora gespalten und die Aglykone erneut resorbiert werden. Damit unterliegen die Isoflavone – ähnlich den körpereigenen Steroidhormonen – einem enterohepatischen Kreislauf. Je nach Umfang der enterohepatischen Zirkulation kann der Organismus den Isoflavonkomponenten so über längere Zeit ausgesetzt sein (BARNES et al. 1996).

Der überwiegende Teil der aufgenommenen Isoflavone wird renal ausgeschieden. In verschiedenen Studien konnte gezeigt werden, dass in der Regel nicht mehr als 35 – 62 % der verabreichten Dosis an Daidzein und lediglich nur 9 – 22 % des aufgenommenen Genisteins in ihrer diphenolischen Form im Urin nachweisbar waren. Diese geringe Wiederfindung wird durch den Abbau der Isoflavone zu einfachen Phenolen durch mikrobielle Umsetzungen erklärt (SETCHELL et al. 1998;

COLDHAM et al. 1999; COLDHAM u. SAUER 2000).

Die Ausscheidung mit den Faeces erreicht zwei bis drei Tage nach Aufnahme der Isoflavone ihr Maximum, wobei die Ausscheidungsrate dabei meist unter 5 % liegt (BAYER et al. 2001).

2.5.2 Besonderheiten beim Wiederkäuer

Bestimmte Phytoestrogene spielen als Bestandteil einiger wirtschaftlich wichtiger Weide- oder Futterpflanzen für den Wiederkäuer eine große Rolle. Zu diesen Pflanzen gehören vor allem zwei Pflanzengruppen, Gramineen und Leguminosen. Die Isoflavone Genistein, Daidzein, Biochanin A und Formononetin (als Pflanzeninhaltsstoffe vieler Kleearten) sowie zu einem geringeren Anteil Coumestrol (in Klee und in Luzerne) werden dabei vom Wiederkäuer aufgenommen

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(DROCHNER 1990). Aufgrund der Verhältnisse im Vormagensystem kommt es zu einer anderen Metabolisierung der Phytoestrogene als beim Monogastrier. Die in den Pflanzen glykosidisch gebundenen Isoflavone werden vorrangig bereits im Pansen durch mikrobielle Aktivitäten gespalten und umgewandelt. Genistein und Biochanin A, die beim Mensch und monogastrischen Tier eine estrogene Wirkung haben, werden im Pansen der Wiederkäuer zu Para-Ethylphenol und einer Phenolsäure (ohne estrogene Wirkung) abgebaut (NILSSON et al. 1967). Im Gegensatz dazu werden Daidzein und methyliertes Daidzein (Formononetin) durch die mikrobielle Pansenflora zu dem estrogen aktiven Equol reduziert. Während also der Abbau von Genistein und Biochanin A im Pansen zu inaktiven Phenolen führt, bleibt die Umwandlung von Daidzein und Formononetin in Equol - einmal in Gang gesetzt - ziemlich konstant und ein weiterer Equolabbau tritt nicht auf (SHUTT u. BRADEN 1968). Im Pansen wird nur eine sehr geringe Menge an Isoflavonaglykonen resorbiert. Der größte Anteil wird konjuguiert, wobei diese Konjugation mit Glukuronsäure oder Sulfat - im Gegensatz zu den Monogastriern - bereits hauptsächlich im gastrointestinalen Epithelium stattfindet; nur ein kleiner Rest an unkonjugierten Metaboliten wird durch die Phase-II-Konjugationsreaktionen in der Leber konjugiert.

Coumestrol ist zunächst estrogen aktiv, wird aber nach einer Anpassungsperiode vermutlich aufgrund des Abbaus zu noch nicht identifizierten Stoffwechselprodukten immer weniger estrogenwirksam (KELLY 1972).

Zum überwiegenden Teil werden die Phytoestrogene beim Wiederkäuer wie bei den Monogastriern renal ausgeschieden, wobei bis zu 70 % des täglichen aufgenommenen Formononetins im Harn von Schafen und Rindern wiedergefunden wurden (SHUTT et al. 1970).