Indolo-3-karbinol

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Indolo-3-karbinol
Indolo-3-karbinol
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny C9H9NO
Masa molowa 147,17 g/mol
Wygląd białe ciało stałe
Identyfikacja
Numer CAS 700-06-1
PubChem 3712[2]
Podobne związki
Pochodne diindolometan
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Indolo-3-karbinol, I3Cheterocykliczny związek organiczny, pochodna indolu, aglikon glukozynolanu glukobrassycyny, obecnej w roślinach kapustowatych. Indolo-3-karbinol wykazuje aktywność biologiczną. W środowisku kwaśnym dimeryzuje dając 3,3'-diindolometan (DIM).

Działanie biologiczne[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol wykazuje wielokierunkowe działanie przeciwrakowe. Poprzez różne, złożone mechanizmy biochemiczne wykazuje działanie chemoprewencyjne: ogranicza wzrost i namnażanie się komórek nowotworowych, stymuluje apoptozę, przyspiesza detoksykację substancji kancerogennych oraz wspomaga naprawę DNA.

Indolo-3-karbinol może także opóźniać wystąpienie wielolekowej oporności komórek rakowych. Pod wpływem I3C, białko glikoproteina P (P-gp), odpowiedzialne za zjawisko oporności na leki, jest produkowane w mniejszych ilościach.

Wpływ na czynniki transkrypcyjne[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol hamuje aktywność niektórych czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w regulację cyklu komórkowego i szlaku apoptozy[3]. Może łączyć się między innymi z receptorem estrogenowym, czynnikiem NFκB i receptorem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (AhR)[3].

Hamowanie receptorów estrogenowych

Receptory estrogenowe są odpowiedzialne między innymi za pobudzanie wzrostu i namnażania się estrogenozależnych komórek nowotworowych (np. raka sutka). I3C hamuje te receptory w stężeniach od 10μM. Indolo-3-karbinol zmniejsza też zdolność estrogenów do łączenia się z receptorem estrogenowym i w ten sposób zmniejsza jego aktywność.

Hamowanie NFκB

Indolo-3-karbinol wpływa również na czynnik NFκB[3]. Zahamowanie aktywności NFкB powoduje spadek produkcji prostaglandyn i innych mediatorów stanu zapalnego, które przyczyniają się do rozwoju nowotworów[4].

Wpływ na cykl komórkowy[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol może zatrzymywać cykl komórkowy w fazie G1 (w komórkach nowotworowych), co powoduje wstrzymanie rozwoju raka. Udowodniono w badaniach na liniach komórkowych[5], że pod wpływem I3C aktywowane są geny supresorowe (p21, p27) i zmniejszany jest poziom kinaz zależnych od cyklin (CDK6, CDK2). Zmniejszana jest także fosforylacja białka Rb[3]. Zmiany te prowadzą do zatrzymania cyklu komórkowego.

Indolo-3-karbinol może stymulować apoptozę, powodując samounicestwianie się komórek rakowych. Mechanizm proapoptotycznego działania I3C nie jest do końca wyjaśniony[3]. Podejrzewa się, że za stymulację apoptozy odpowiedzialny jest wzrost produkcji białek biorących udział w procesie programowanej śmierci komórki[3][6].

Efektem działanie I3C na komórki rakowe, szczególnie estrogenozależne, jest zahamowanie namnażania się, ograniczenie wzrostu i zatrzymanie rozwoju[7]. Takie działanie I3C obserwowano w liniach komórkowych raka piersi, prostaty i jelita grubego[8]. I3C okazał się szczególnie skuteczny gdy był podawany przez lub w trakcie podawania kancerogenu.

Produkt kondensacji I3C (DIM) tworzący się spontanicznie w środowisku kwaśnym, jest jeszcze bardziej skuteczny w hamowaniu rozwoju komórek rakowych.

Wpływ na metabolizm ksenobiotyków[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol wpływa na przemiany, jakim poddawane są substancje obce dostające się do organizmu. Modulując aktywność enzymów przyspiesza detoksykację niektórych substancji rakotwórczych. I3C zwiększa aktywność enzymów z rodziny cytochromu P450 i zależnych od nich monooksygenaz. Indukuje też glutationotransferazy, hydrolazę epoksydową i inne[3]. Aktywuje enzymy zarówno pierwszej, jak i drugiej fazy metabolizmu ksenobiotyków (patrz Metabolizm leków). Takie działanie zaobserwowano zarówno w badaniach in vitro jak i in vivo na zwierzętach. Istnieją jednak doniesienia o przeciwnym, hamującym działaniu I3C na enzymy CYP450 w niektórych liniach komórkowych[9].

Niekiedy przyspieszanie reakcji pierwszej fazy metabolizmu może być niekorzystne – niektóre substancje rakotwórcze mogą być w ten sposób aktywowane[3]. Pod wpływem I3C aktywowane są między innymi enzymy CYP1A1 i CYP1A2, metabolizujące obecny w żywności, rakotwórczy PhIP. Produkt przemian zachodzących w pierwszej fazie biotransformacji tego związku jest jeszcze bardziej niebezpieczny od macierzystego PhIP.

Niemniej jednak I3C, poprzez indukcję enzymów pierwszej fazy biotransformacji, wpływa korzystnie np. na wspomaganie leczenia i zapobiegania rakowi piersi. Stymulując enzymy odpowiedzialne za degradację estrogenów (głównych czynników ryzyka raka piersi), I3C hamuje rozwój nowotworu.

Wpływ na procesy naprawy DNA[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol może hamować rozwój raka również przez stymulowanie procesów naprawy DNA lub zmniejszanie produkcji czynników uszkadzających genom. I3C może stymulować produkcję białka BRCA1, odpowiedzialnego za naprawę uszkodzeń DNA[3].

W komórkach poddanych działaniu kolejno I3C, a następnie czynników rakotwórczych, obserwowano dużo mniejsze tworzenie się niebezpiecznych adduktów DNA i tym samym mniejszy poziom uszkodzeń DNA[10].

Negatywny wpływ na organizm[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol podawany doustnie jest słabo toksyczny (dawka śmiertelna (LD50) dla szczurów wynosiła od 1400 do 1800 mg/kg masy ciała). Po podaniu pozajelitowym był bardziej szkodliwy (LD50 = ok. 400 mg/kg masy ciała).

Podanie I3C po zainicjowaniu procesu kancerogenezy przez czynniki rakotwórcze, może powodować jeszcze większe nasilenie rozwoju nowotworu[8].

Źródła I3C[edytuj | edytuj kod]

Indolo-3-karbinol występuje w roślinach kapustowatych, takich jak kapusta czy brokuły w postaci glukozynolanuglukobrassycyny. Uwalnia się z niej pod wpływem myrozynaz – naturalnych enzymów obecnych w roślinach, aktywowanych po zniszczeniu komórek (np. przez łamanie, krojenie czy żucie liści).

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Indolo-3-karbinol (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski.
  2. Indolo-3-karbinol – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Kim YS., Milner JA. Targets for indole-3-carbinol in cancer prevention.. „The Journal of nutritional biochemistry”. 2 (16), s. 65–73, luty 2005. doi:10.1016/j.jnutbio.2004.10.007. PMID 15681163. 
  4. Śmiechowska A., Bartoszek A., Namieśnik J.. Przeciwrakotwórcze właściwości glukozynolanów zawartych w kapuście (Brassica oleracea var. capitata)oraz produktów ich rozpadu. „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej”. 62:125-140, 2008. 
  5. Badano linie BT20, MDA-MB-231, BT539, MCF-7, 734B i BT474
  6. Rahman KM, Aranha O, Sarkar FH.. Indole-3-carbinol (I3C) induces apoptosis in tumorigenic but not in nontumorigenic breast epithelial cells. „Nutrition and Cancer”. 45:101-112, 2003. 
  7. Proliferacja kształtowała się na poziomie ok. 50% przy stężeniach 30–180 μM
  8. 8,0 8,1 Vang O. Chemopreventive potential of compounds in cruciferous vegetables [w:] „Carcinogenic and anticarcinogenic food components”, Baer-Dubowska W., Bartoszek A., Malejka-Giganti D., CRC Press, 2005
  9. Stephenson PU., Bonnesen C., Bjeldanes LF., Vang O. Modulation of cytochrome P4501A1 activity by ascorbigen in murine hepatoma cells.. „Biochemical pharmacology”. 7 (58), s. 1145–53, październik 1999. PMID 10484072. 
  10. He YH., Smale MH., Schut HA. Chemopreventive properties of indole-3-carbinol (I3C): inhibition of DNA adduct formation of the dietary carcinogen, 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo [4,5-b]pyridine (PhIP), in female F344 rats.. „Journal of cellular biochemistry. Supplement”, s. 42–51, 1997. PMID 9591192. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Vang O.: Chemopreventive polential of compounds in cruciferous vegetables. W: Wanda Baer-Dubowska, Agnieszka Bartoszek, Danuta Malejka-Giganti: Carcinogenic and anticarcinogenic food components. Boca Raton, FL: Taylor & Francis, 2005. ISBN 978-0-8493-2096-5.

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.