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Zusammenfassung

• Lignane sind Polyphenole, die in Pflanzen vorkommen. (Weitere Informationen)
• Lignanvorstufen sind in einer Vielzahl von pflanzlichen Lebensmitteln enthalten, darunter Samen, Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Obst und Gemüse. (Weitere Informationen)
• Leinsamen sind die reichste Nahrungsquelle für Lignanvorstufen. (Weitere Informationen)
• Wenn sie verzehrt werden, werden die Lignanvorstufen von Bakterien, die normalerweise den menschlichen Darm besiedeln, in die Enterolignane Enterodiol und Enterolacton umgewandelt. (Weitere Informationen)
• Enterodiol und Enterolacton haben eine schwache östrogene Aktivität, können aber auch biologische Wirkungen durch nicht-östrogene Mechanismen ausüben. (Weitere Informationen)
• Lignanreiche Lebensmittel sind Teil einer gesunden Ernährung, aber die Rolle der Lignane bei der Vorbeugung von hormonbedingten Krebserkrankungen, Osteoporose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist noch nicht klar. (Weitere Informationen)

Einleitung

Die Enterolignane, Enterodiol und Enterolacton (Abbildung 1), werden durch die Wirkung von Darmbakterien auf pflanzliche Lignanvorstufen gebildet (1). Da Enterodiol und Enterolacton einige der Wirkungen von Östrogenen nachahmen können, werden ihre aus Pflanzen gewonnenen Vorstufen als Phytoöstrogene eingestuft. Zu den Lignanvorläufern, die in der menschlichen Ernährung identifiziert wurden, gehören Pinoresinol, Lariciresinol, Secoisolariciresinol, Matairesinol und andere (Abbildung 2). Secoisolariciresinol und Matairesinol gehörten zu den ersten Lignanvorläufern, die in der menschlichen Ernährung identifiziert wurden, und sind daher die am besten untersuchten. Lignanvorstufen kommen in einer Vielzahl von Lebensmitteln vor, darunter Leinsamen, Sesamsamen, Hülsenfrüchte, Vollkorngetreide, Obst und Gemüse. Während sich die meisten Forschungen über phytoöstrogenreiche Ernährung auf Soja-Isoflavone konzentriert haben, sind Lignane die Hauptquelle für Phytoöstrogene in der typischen westlichen Ernährung (2, 3).

Metabolismus und Bioverfügbarkeit

Wenn pflanzliche Lignane eingenommen werden, können sie von Darmbakterien im Darmlumen zu den Enterolignanen Enterodiol und Enterolacton umgewandelt werden (4). Enterodiol kann auch durch Darmbakterien in Enterolacton umgewandelt werden. Es überrascht nicht, dass die Einnahme von Antibiotika mit niedrigeren Enterolactonspiegeln im Serum in Verbindung gebracht wird (5). Somit spiegeln die in Serum und Urin gemessenen Enterolactonwerte neben der Aufnahme von pflanzlichen Lignanen über die Nahrung auch die Aktivität der Darmbakterien wider. Da die Daten über den Lignangehalt von Lebensmitteln begrenzt sind, werden die Enterolactonwerte im Serum und Urin manchmal als Marker für die Aufnahme von Lignanen mit der Nahrung verwendet. Eine pharmakokinetische Studie, in der die Plasma- und Urinspiegel von Enterodiol und Enterolacton nach einer Einzeldosis (0,9 mg/kg Körpergewicht) von Secoisolariciresinol, dem wichtigsten Lignan in Leinsamen, gemessen wurden, ergab, dass mindestens 40 % als Enterodiol und Enterolacton für den Körper verfügbar waren (6). Die Enterodiol-Konzentration im Plasma erreichte durchschnittlich 15 Stunden nach der Aufnahme von Secoisolariciresinol einen Höchstwert von 73 Nanomol/Liter (nmol/L), und die Enterolacton-Konzentration im Plasma erreichte durchschnittlich 20 Stunden nach der Aufnahme einen Höchstwert von 56 nmol/L. Somit stehen dem Menschen erhebliche Mengen an aufgenommenen Pflanzenlignanen in Form von Enterodiol und Enterolacton zur Verfügung. In Studien über die Aufnahme von Leinsamen wurden bei den Individuen erhebliche Unterschiede im Verhältnis von Enterodiol zu Enterolacton im Urin und im Serum festgestellt, was darauf hindeutet, dass einige Individuen das meiste Enterodiol in Enterolacton umwandeln, während andere relativ wenig umwandeln (1). Es ist wahrscheinlich, dass individuelle Unterschiede im Stoffwechsel der Lignane, die möglicherweise auf Darmmikroben zurückzuführen sind, die biologischen Aktivitäten und gesundheitlichen Auswirkungen dieser Verbindungen beeinflussen.

Biologische Aktivitäten

Östrogene und anti-östrogene Aktivitäten

Östrogene sind Signalmoleküle (Hormone), die ihre Wirkung durch Bindung an Östrogenrezeptoren in den Zellen entfalten (Abbildung 3). Der Östrogen-Rezeptor-Komplex interagiert mit der DNA, um die Expression von Östrogen-abhängigen Genen zu verändern. Östrogenrezeptoren sind in zahlreichen Geweben vorhanden, die nicht mit der Fortpflanzung in Verbindung stehen, darunter Knochen, Leber, Herz und Gehirn (7). Obwohl Phytoöstrogene ebenfalls an Östrogenrezeptoren binden können, ist ihre östrogene Aktivität viel schwächer als die endogener Östrogene, und sie können die Wirkung von Östrogen in einigen Geweben sogar blockieren oder antagonisieren (8). Die Wissenschaftler interessieren sich für die gewebespezifischen Aktivitäten der Phytoöstrogene, weil anti-östrogene Wirkungen im Fortpflanzungsgewebe dazu beitragen könnten, das Risiko von hormonbedingten Krebserkrankungen (Brust, Gebärmutter, Eierstöcke und Prostata) zu verringern, während östrogene Wirkungen in den Knochen zur Erhaltung der Knochendichte beitragen könnten. Die Enterolignane, Enterodiol und Enterolacton, haben bekanntermaßen eine schwache östrogene Wirkung. Gegenwärtig ist das Ausmaß, in dem Enterolignane schwache östrogene und/oder anti-östrogene Wirkungen beim Menschen ausüben, nicht genau bekannt.

Östrogenrezeptor-unabhängige Aktivitäten

Enterolignane haben auch biologische Aktivitäten, die nicht mit ihren Wechselwirkungen mit Östrogenrezeptoren zusammenhängen. Durch Veränderung der Aktivität von Enzymen, die am Östrogenstoffwechsel beteiligt sind, können Lignane die biologische Aktivität endogener Östrogene verändern (9). Lignane können im Reagenzglas als Antioxidantien wirken, aber die Bedeutung einer solchen antioxidativen Aktivität beim Menschen ist nicht klar, da Lignane schnell und umfassend metabolisiert werden (4). In einer Querschnittsstudie wurde zwar festgestellt, dass ein Biomarker für oxidative Schäden umgekehrt mit dem Enterolacton-Serumspiegel bei Männern assoziiert war (10), aber es ist nicht klar, ob dieser Effekt mit Enterolacton oder anderen in lignanreichen Lebensmitteln enthaltenen Antioxidantien zusammenhing.

Krankheitsvorbeugung

Kardiovaskuläre Erkrankungen

Eine Ernährung, die reich an Lebensmitteln ist, die pflanzliche Lignane enthalten (Vollkorngetreide, Nüsse und Samen, Hülsenfrüchte, Obst und Gemüse), wurde durchweg mit einer Verringerung des Risikos von Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass zahlreiche Nährstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe, die in diesen Lebensmitteln enthalten sind, zu ihrer kardioprotektiven Wirkung beitragen. In einer prospektiven Kohortenstudie mit 1 889 finnischen Männern, die im Durchschnitt 12 Jahre lang beobachtet wurden, war die Wahrscheinlichkeit, an einer koronaren Herzkrankheit (KHK) oder einer kardiovaskulären Erkrankung zu sterben, bei denjenigen mit den höchsten Serum-Enterolacton-Spiegeln (ein Marker für die Aufnahme von pflanzlichen Lignanen) deutlich geringer als bei denjenigen mit den niedrigsten Spiegeln (11). In einer kürzlich durchgeführten Studie an männlichen Rauchern wurde jedoch kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Enterolacton-Serumspiegeln und KHK festgestellt (12). Leinsamen gehören zu den reichhaltigsten Quellen für pflanzliche Lignane in der menschlichen Ernährung, aber sie sind auch eine gute Quelle für andere Nährstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe mit kardioprotektiver Wirkung, wie Omega-3-Fettsäuren und Ballaststoffe. Vier kleine klinische Studien ergaben, dass die Zugabe von 30 bis 50 g/Tag Leinsamen zur üblichen Ernährung über einen Zeitraum von 4 bis 12 Wochen zu einer bescheidenen Senkung des LDL-Cholesterinspiegels um 8 bis 14 % führte (13-16), während in vier weiteren Studien keine signifikante Senkung des LDL-Cholesterinspiegels nach Zugabe von 30 bis 40 g/Tag Leinsamen zur Ernährung beobachtet wurde (17-20). Kürzlich wurde in einer randomisierten, kontrollierten Doppelblindstudie mit Erwachsenen im Alter von 44 bis 75 Jahren festgestellt, dass eine Supplementierung mit 40 g Leinsamen pro Tag nach fünf Wochen zu einer signifikanten Senkung des LDL-Cholesterinspiegels führte, während die Senkung des Cholesterinspiegels nach zehnwöchiger Supplementierung statistisch nicht mehr signifikant war (21). Darüber hinaus wurde in einer einjährigen klinischen Studie an Frauen in den Wechseljahren festgestellt, dass eine Supplementierung mit 40 g Leinsamen pro Tag im Vergleich zu einem Placebo mit Weizenkeimen das LDL-Cholesterin nicht senkte (22). In den meisten dieser Studien wurden gemahlene oder geschrotete Leinsamen verwendet, die wesentlich besser bioverfügbar sind als ganze Leinsamen (23). Obwohl die Ergebnisse prospektiver Kohortenstudien durchweg darauf hindeuten, dass eine Ernährung, die reich an Vollkornprodukten, Nüssen, Obst und Gemüse ist, mit einer signifikanten Verringerung des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen einhergeht, ist noch nicht klar, ob Lignane selbst kardioprotektiv sind.

Hormonassoziierte Krebsarten

Brustkrebs

Insgesamt gibt es wenig Beweise dafür, dass die Aufnahme von pflanzlichen Lignanen in der Nahrung signifikant mit dem Brustkrebsrisiko verbunden ist; bisherige Studien haben widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Zwei prospektive Kohortenstudien, die die Aufnahme von Pflanzenlignanen und Brustkrebs untersuchten, ergaben keinen Zusammenhang (24, 25). In einer neueren prospektiven Studie wurde kein Zusammenhang zwischen der Gesamtaufnahme von Lignanen und Brustkrebs bei prämenopausalen Frauen festgestellt (26). In einer anderen prospektiven Analyse stellte dieselbe Autorengruppe fest, dass postmenopausale Frauen im höchsten Quartil der Lignanzufuhr ein um 17 % geringeres Brustkrebsrisiko hatten als Frauen im niedrigsten Quartil, wobei dieser schützende Zusammenhang jedoch nur bei Frauen mit östrogen- und progesteronpositiven Tumoren beobachtet wurde (27). In einer kürzlich durchgeführten Meta-Analyse wurde kein Gesamtzusammenhang zwischen der Aufnahme von Lignanen mit der Nahrung und Brustkrebs festgestellt, aber als die Analyse auf postmenopausale Frauen beschränkt wurde, berichteten die Autoren über eine 15 %ige Verringerung des Brustkrebsrisikos bei hoher Lignanaufnahme (28). Mehrere Studien, hauptsächlich Fall-Kontroll-Studien, haben den Zusammenhang zwischen Enterolactonspiegeln im Blut oder Urin und Brustkrebs untersucht; die Ergebnisse dieser Studien sind widersprüchlich (29-31). Darüber hinaus wurde in einer kürzlich durchgeführten Meta-Analyse kein Zusammenhang zwischen Enterolactonspiegeln im Blut und Brustkrebs festgestellt (28). Derzeit ist nicht klar, ob eine hohe Zufuhr von pflanzlichen Lignanen oder hohe zirkulierende Enterolactonspiegel eine signifikante Schutzwirkung gegen Brustkrebs bieten.

Endometrium- und Eierstockkrebs

In einer Fall-Kontroll-Studie über Lignane und Endometriumkrebs hatten US-Frauen mit der höchsten Zufuhr von pflanzlichen Lignanen das geringste Risiko für Endometriumkrebs, aber die Risikoreduktion war nur bei Frauen nach der Menopause statistisch signifikant (32). In einer kürzlich durchgeführten prospektiven Fall-Kontroll-Studie in drei verschiedenen Ländern (USA, Schweden und Italien) wurde jedoch kein Zusammenhang zwischen zirkulierendem Enterolacton, einem Marker für die Lignanaufnahme, und Endometriumkrebs bei Frauen vor oder nach der Menopause festgestellt (33). In der einzigen Fall-Kontroll-Studie über Lignane und Eierstockkrebs hatten US-Frauen mit der höchsten Zufuhr an pflanzlichen Lignanen das geringste Risiko für Eierstockkrebs (34). Aber auch eine hohe Zufuhr anderer sekundärer Pflanzenstoffe, die mit einer pflanzlichen Ernährung einhergehen, wie Ballaststoffe, Carotinoide und Phytosterole, wurde mit einem geringeren Eierstockkrebsrisiko in Verbindung gebracht. Obwohl diese Studien die Hypothese stützen, dass eine Ernährung, die reich an pflanzlichen Lebensmitteln ist, das Risiko hormonbedingter Krebserkrankungen senken kann, liefern sie keine eindeutigen Beweise dafür, dass Lignane vor Endometrium- oder Eierstockkrebs schützen.

Prostatakrebs

Obwohl Lignane in der Ernährung die Hauptquelle für Phytoöstrogene in der typischen westlichen Ernährung sind, ist der Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Lignanen in der Nahrung und dem Prostatakrebsrisiko noch nicht gut untersucht worden. In drei prospektiven Fall-Kontroll-Studien wurde der Zusammenhang zwischen den zirkulierenden Enterolacton-Konzentrationen, einem Marker für die Lignanaufnahme, und der späteren Entwicklung von Prostatakrebs bei skandinavischen Männern untersucht (35-37). In allen drei Studien unterschieden sich die anfänglichen Serum-Enterolacton-Konzentrationen bei Männern, bei denen fünf bis 14 Jahre später Prostatakrebs diagnostiziert wurde, nicht signifikant von den Serum-Enterolacton-Konzentrationen in angepassten Kontrollgruppen von Männern, die keinen Prostatakrebs entwickelt hatten. In einer retrospektiven Fall-Kontroll-Studie unterschied sich die erinnerte Aufnahme von Lignanen mit der Nahrung nicht zwischen US-Männern, bei denen Prostatakrebs diagnostiziert wurde, und einer angepassten Kontrollgruppe (38). Kürzlich wurde in einer Fall-Kontroll-Studie bei schwedischen Männern festgestellt, dass der Serum-Enterolacton-Spiegel nicht signifikant mit dem Prostatakrebsrisiko verbunden ist (39). Auch in zwei prospektiven europäischen Fall-Kontroll-Studien wurde kein Zusammenhang zwischen Serum-Enterolacton und Prostatakrebs festgestellt (40, 41). Eine in Schottland durchgeführte Fall-Kontroll-Studie ergab jedoch, dass höhere Serum-Enterolacton-Konzentrationen mit einem geringeren Risiko für Prostatakrebs verbunden waren (42). Derzeit belegen die begrenzten Daten aus epidemiologischen Studien keinen Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Lignanen mit der Nahrung und dem Prostatakrebsrisiko.

Osteoporose

Die Forschung zu den Auswirkungen der Lignanaufnahme mit der Nahrung auf das Osteoporoserisiko ist sehr begrenzt. In zwei kleinen Beobachtungsstudien wurde die Enterolactonausscheidung im Urin als Marker für die Aufnahme von Lignanen mit der Nahrung verwendet. Eine Studie mit 75 postmenopausalen koreanischen Frauen, die anhand von Messungen der Knochenmineraldichte (BMD) als osteoporotisch, osteopenisch oder normal eingestuft wurden, ergab, dass die Enterolactonausscheidung im Urin positiv mit der BMD der Lendenwirbelsäule und der Hüfte assoziiert war (43). In einer Studie mit 50 postmenopausalen niederländischen Frauen wurde jedoch festgestellt, dass eine höhere Enterolactonausscheidung im Urin mit einem stärkeren Knochenverlust einherging (44). In zwei separaten placebokontrollierten Studien führte die Supplementierung postmenopausaler Frauen mit 25 bis 40 g gemahlenen Leinsamen pro Tag über einen Zeitraum von 3 bis 4 Monaten nicht zu einer signifikanten Veränderung der biochemischen Marker für die Knochenbildung oder -resorption (Knochenverlust) (19, 45). Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob eine hohe Zufuhr von pflanzlichen Lignanen das Risiko oder den Schweregrad von Osteoporose verringern kann.

Quellen

Nahrungsquellen

Lignane sind in einer Vielzahl von pflanzlichen Nahrungsmitteln enthalten, darunter Samen (Leinsamen, Kürbis, Sonnenblumen, Mohn, Sesam), Vollkorngetreide (Roggen, Hafer, Gerste), Kleie (Weizen, Hafer, Roggen), Bohnen, Obst (insbesondere Beeren) und Gemüse (30, 46). Secoisolariciresinol und Matairesinol waren die ersten pflanzlichen Lignane, die in Lebensmitteln nachgewiesen wurden (47). Pinoresinol und Laricresinol, zwei kürzlich identifizierte pflanzliche Lignane, tragen wesentlich zur Gesamtaufnahme von Lignanen in der Nahrung bei. Eine Erhebung bei 4 660 niederländischen Männern und Frauen in den Jahren 1997-1998 ergab, dass die durchschnittliche Gesamtlignanzufuhr bei 0,98 mg/Tag lag (48). Lariciresinol und Pinoresinol trugen etwa 75 % zur Gesamtlignanzufuhr bei, während Secoisolariciresinol und Matairesinol nur etwa 25 % ausmachten. Pflanzliche Lignane sind die Hauptquelle für Phytoöstrogene in der Ernährung von Menschen, die normalerweise keine Sojalebensmittel verzehren. Die tägliche Phytoöstrogenaufnahme postmenopausaler Frauen in den USA wurde auf weniger als 1 mg/Tag geschätzt, wobei 80 % aus Lignanen und 20 % aus Isoflavonen stammen (49).

Leinsamen ist die bei weitem reichhaltigste Nahrungsquelle für pflanzliche Lignane (50), und die Bioverfügbarkeit von Lignanen kann durch Schroten oder Mahlen von Leinsamen verbessert werden (23). Lignane sind nicht mit der Ölfraktion von Lebensmitteln assoziiert, so dass Leinsamenöle in der Regel keine Lignane enthalten, es sei denn, dem Öl wurden gemahlene Leinsamen zugesetzt. Eine Vielzahl von Faktoren kann den Lignangehalt von Pflanzen beeinflussen, darunter geografischer Standort, Klima, Reifegrad und Lagerbedingungen. Tabelle 1 zeigt den Gesamtlignangehalt (Secoisolariciresinol, Matairesinol, Pinoresinol und Lariciresinol) ausgewählter lignanreicher Lebensmittel (51).

Nahrungsergänzungsmittel

Nahrungsergänzungsmittel, die Lignane aus Leinsamen enthalten, sind in den USA rezeptfrei erhältlich. Ein solches Nahrungsergänzungsmittel enthält 50 mg Secoisolariciresinol-Diglycosid pro Kapsel.

Sicherheit

Nachteilige Wirkungen

Vorläufer von Lignanen in Lebensmitteln sind nicht für ihre nachteiligen Wirkungen bekannt. Leinsamen, die sowohl reich an Lignanvorstufen als auch an Ballaststoffen sind, können bei Erwachsenen in Dosen von 45 bis 50 g/Tag die Stuhlfrequenz erhöhen oder Durchfall verursachen (13, 52). Die Sicherheit von Lignan-Nahrungsergänzungen bei schwangeren oder stillenden Frauen ist nicht erwiesen. Daher sollten Frauen, die schwanger sind, stillen oder versuchen, schwanger zu werden, keine Lignanpräparate einnehmen.

Autoren und Gutachter

Ursprünglich verfasst im Jahr 2004 von:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Aktualisiert im Dezember 2005 von:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Aktualisiert im Januar 2010 von:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Überarbeitet im Januar 2010 von:
Johanna W. Lampe, Ph.D., R.D.
Volles Mitglied, Fred Hutchinson Cancer Research Center
Forschungsprofessor, Epidemiologie
School of Public Health and Community Medicine, University of Washington
Seattle, WA

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