Effekten av sojamjölkskonsumtion på östrogenkoncentrationer i serum hos japanska kvinnor före klimakteriet

Abstract

Bakgrund: Östrogener har varit inblandade i utvecklingen av bröstcancer. Preliminära bevis tyder på att konsumtion av sojaprodukter, som innehåller isoflavoner (fytoöstrogener), kan minska östrogennivåerna i serum. Vårt syfte var att fastställa effekten av sojakonsumtion på östrogennivåerna i serum hos premenopausala kvinnor med hjälp av en kostinterventionsmetod. Metoder: Japanska kvinnor före klimakteriet tilldelades slumpmässigt antingen en kost med sojamjölsupplement (n = 31) eller en normal (kontroll) kost (n = 29). Kvinnorna i den sojamjölksupplementerade gruppen ombads att konsumera cirka 400 ml sojamjölk (innehållande cirka 109 mg isoflavoner) dagligen under en studieperiod som omfattade tre på varandra följande menstruationscykler. Blodprover från follikelfasen skulle tas under de menstruationscykler som föregick (cykel 1) och följde (cykel 3) den två månader långa kostinterventionen. Alla statistiska tester var dubbelsidiga. Resultat: I slutet av studieperioden minskade östron- och östradiolnivåerna med 23 % respektive 27 % i den grupp som fick sojamjölktillskott och ökade med 0,6 % respektive 4 % i kontrollgruppen. Förändringarna för varje hormon mellan de två grupperna var inte statistiskt signifikant olika. I den sojamjölksupplementerade gruppen ökade menstruationscykelns längd med nästan 2 dagar och i kontrollgruppen minskade den med ungefär 1 dag, en skillnad som inte var statistiskt signifikant. En subgruppsanalys som begränsades till försökspersoner som lämnade blodprover från follikelfasen samma dag eller med 1 dags mellanrum i menstruationscykel 1 och 3 visade en minskning av serumöstronnivåerna i den sojamjölsupplementerade gruppen som var på gränsen till statistisk signifikans ( P = 0,07 för förändringen av serumöstronnivåerna i den sojamjölsupplementerade gruppen jämfört med kontrollgruppen). Slutsats: Det kommer att krävas mycket större studier för att bekräfta sojaprodukters förmåga att sänka serumöstrogennivåerna.

Det har föreslagits att intag av isoflavoner, dvs. genistein och daidzein (även kallade fytoöstrogener), som förekommer rikligt i sojaprodukter, kan minska kvinnors risk för bröstcancer ( 1 , 2 ) . Dessa fytoöstrogener konkurrerar normalt med östradiol om att binda till östrogenreceptorer ( 3 , 4 ) och kan därför störa östrogeninducerad cellproliferation. Studier ( 5 , 6 ) har visat att isoflavoner också påverkar cellerna genom att hämma deras svar på tillväxtfaktorer och aktivering av tyrosinkinas. Det finns epidemiologiska studier som stöder hypotesen att sojakonsumtion är förknippad med minskad risk för bröstcancer ( 7-12 ) . Nomura et al. ( 7 ) fann ett omvänt samband mellan intag av misosoppa och senare risk för bröstcancer. I fall-kontrollstudier observerades ett signifikant omvänt samband mellan sojakonsumtion och risk för bröstcancer hos kinesiska kvinnor av Lee et al. ( 8 ) men inte av Yuan et al. ( 9 ) . Ett omvänt samband mellan tofuintag och risk för bröstcancer har rapporterats hos japanska ( 10 ) och asiatisk-amerikanska ( 11 ) kvinnor. En nyligen genomförd studie av Ingram et al. ( 12 ) visade på en minskad risk för bröstcancer hos kvinnor som var förknippade med ett högt intag av fytoöstrogener (mätt genom urinutsöndring av isoflavoner och lignaner).

Det råder allmän enighet om att hormoner, särskilt östrogener, är inblandade i utvecklingen av bröstcancer ( 13 ) . Vårt särskilda intresse har varit att studera möjligheten att sojakonsumtion minskar serumnivåerna av kvinnliga steroidhormoner. Denna minskning kan i sin tur i slutändan bidra till att förhindra utvecklingen av bröstcancer. I vår nyligen genomförda tvärsnittsstudie ( 14 ) fann vi ett negativt samband mellan serumekoncentrationen av östradiol och intag av sojaprodukter bland premenopausala japanska kvinnor. På grundval av denna observation har vi genomfört en kostinterventionsstudie för att bedöma hur sojakonsumtion påverkar hormonstatusen hos premenopausala japanska kvinnor.

Material och metoder

Subjekt och kost- och serummätningar

Alla kvinnliga studenter och lärare ( n = 72) (som var premenopausala och inte gravida) vid en kurs som gavs vid en sjuksköterskeutbildningsskola i Gifu, Japan, inbjöds att delta i den aktuella studien. Sextiofem av 72 accepterade att delta i april 1997. Av dessa uteslöts tre som rapporterade en historia av endokrina sjukdomar (diabetes och binjuresjukdom ) och två som tog hormonella läkemedel från studien. Ingen hade cancer, kronisk hepatit eller kardiovaskulär sjukdom. Studien godkändes av den lokala institutionella granskningsnämnden och alla deltagare gav skriftligt informerat samtycke. De återstående 60 kvinnorna tilldelades slumpmässigt antingen gruppen med sojamjölkstillskott eller kontrollgruppen. Kvinnorna i den sojamjölksupplementerade gruppen instruerades att dagligen konsumera cirka 400 ml sojamjölk som tillhandahölls dem av studien under koststudieperioden. Studiedeltagarna konsumerade inte sojamjölk från någon annan källa än den som tillhandahölls dem. Vi kunde inte få urinprov från studiedeltagarna som hade kunnat bidra till att bedöma deras följsamhet. Sojamjölk som användes i den här studien köptes från Kibun Food, Chemifa Tokyo, Japan. Isoflavonkoncentrationen i sojamjölk bestämdes av Japan Food Research Laboratory, Tokyo, med hjälp av en tidigare beskriven högpresterande vätskekromatografisk teknik ( 15 ) . Hundra gram sojamjölk (motsvarande 98,0 ml) innehåller 0,7 mg daidzein, 9,4 mg daidzin, 0,7 mg genistein och 16 mg genistin. Strukturerna för dessa föreningar samt för östron och östradiol visas i figur 1. Kvinnorna i kontrollgruppen fortsatte med sin vanliga kost. Båda grupperna ombads att fortsätta sin vanliga livsstil.

Vi antog att förhållandet mellan serumöstradiol och isoflavonintag i vår tidigare tvärsnittsstudie var tillämpligt för att förutsäga förändringar i serumöstradiol efter 2 månaders kostintervention i denna studie. Vi förväntade oss en 38-procentig minskning av östradiolkoncentrationen genom isoflavonintag tillgängligt från 400 mL sojamjölk. Vi fastställde att det krävdes minst 28 försökspersoner i varje grupp för att ha en effekt på 80 % för att upptäcka denna skillnad i serumöstradiolnivåerna med typ I-fel (a) 4 0,05.

Varje kvinna fyllde i ett självadministrerat frågeformulär som innehöll grundläggande demografisk information samt menstruations- och reproduktionshistoria före inledningen av koststudieperioden.

Den första dagen av menstruationsblödningen registrerades för varje kvinna (dag 1), och koststudieperioden inleddes dag 11 i den första menstruationscykeln (cykel 1). Kvinnor i den sojamjölksupplementerade gruppen instruerades att konsumera cirka 400 ml sojamjölk dagligen fram till dag 11 i cykel 3. Ett fasteblodprov togs på morgonen på dag 11 i cykel 1 och på dag 11 i cykel 3. Varje kvinna fyllde i en serie dagliga 24-timmars kostregistreringar från dag 2 till dag 10 i cykel 1 (kostregistrering 1) och från dag 2 till dag 10 i cykel 3 (kostregistrering 2). Dessutom registrerade kvinnorna i den grupp som fick sojamjölktillskott sin sojamjölkskonsumtion under hela koststudieperioden. Intaget av alla sojaprodukter (sojamjölk, tofu, miso, sojabönor etc.) och intaget av makro- och mikronäringsämnen uppskattades från kostprotokollen med hjälp av standardtabellerna för livsmedelssammansättning i Japan, fjärde reviderade utgåvan ( 16 ) . Vi approximerade isoflavonintaget från andra sojaprodukter än sojamjölk med hjälp av uppgifter från tidigare studier ( 17 , 18 ) . Detaljerad information om uppskattning av isoflavonintaget har beskrivits på annat håll ( 14 ) .

Varje kvinna vägdes före och efter koststudieperioden. Efter koststudieperioden rapporterades startdatum för de följande två menstruationerna av försökspersonerna.

Blodproverna centrifugerades vid 1300 g i 10 minuter i rumstemperatur inom 3 timmar efter provtagning och serumet separerades. Proverna delades upp i alikvotar på 1 ml och förvarades vid -80 °C tills de analyserades. Serumkoncentrationerna av östron, östradiol och könshormonbindande globulin (SHBG) bestämdes genom radioimmunoassay med hjälp av kit köpta från Eiken Chemical Co. Ltd. (Tokyo), Diagnostic Products Cooperation, Japan (Chiba) och Pharmacia & Upjohn Co. Ltd. (Tokyo). Variationskoefficienterna inom analysen var 7,4 % för östron, 2,5 % för östradiol och 7,8 % för SHBG.

Statistisk analys

För att utvärdera effekterna av sojamjölkskonsumtion på hormonstatus jämfördes koncentrationerna av östron, östradiol och SHBG före och efter studieperioden med kost med hjälp av Mann-Whitney-testet med sojamjölksupplementerade och kontrollgrupper. Mann-Whitney-testet och Wilcoxon-testet med signerad rangordning för matchade par användes för att jämföra värden för variabler vid utgångsläget och förändringar i dessa variabler under studieperioden. Värden för serumhormonkoncentrationer och näringsintag logtransformerades för Wilcoxon matched pairs signed rank test. Variansanalys användes för att jämföra längden på de fyra cyklerna i varje grupp. Alla P-värden beräknades från tvåsidiga tester av statistisk signifikans.

Vissa blodprover kunde inte samlas in dag 11 i cykel 1 eller dag 11 i cykel 3 hos vissa deltagare på grund av skollov. De faktiska provtagningsdatumen varierade från dag 9 till dag 13 för cykel 1 och från dag 7 till dag 14 för cykel 3. Därför utförde vi en subgruppsanalys ( n = 44) begränsad till försökspersoner som lämnade blodprover med högst 1 dags mellanrum mellan menstruationscykel 1 och 3.

Resultat

Sextio kvinnor (31 i den sojamjölsupplementerade gruppen och 29 i kontrollgruppen) påbörjade studien. En inledande jämförelse av ålder, längd, vikt och andra livsstilsvariabler före interventionen, såsom rökstatus, paritet och ålder vid menarche, visade inga statistiskt signifikanta skillnader mellan den sojamjölksberikade gruppen och kontrollgruppen ( tabell 1 ).

Före den slumpmässiga tilldelningen var den ursprungliga kosten för varje grupp nästan identisk med avseende på intag av makronäringsämnen och mikronäringsämnen samt sojaprodukter och isoflavon ( tabell 1 ).

Både den grupp som fick sojamjölkstillskott och kontrollgruppen minskade signifikant sitt intag av energi och av de flesta näringsämnen under koststudieperioden. I den sojamjölksupplementerade gruppen observerades en statistiskt signifikant minskning (anges i %) för energi (8,0 %), kolhydrater (11,6 %), kalcium (10,3 %), kolesterol (22,0 %), karoten (35,7 %), vitamin B2 (15,0 %) och C-vitamin (34,4 %), salt (19,4 %) och alkohol (43,8 %). I kontrollgruppen observerades en statistiskt signifikant minskning (i %) av energi (10,8 %), protein (11,1 %), fett (12,4 %), kolesterol (16,6 %), kolhydrater (9,4 %), kalcium (8,2 %), retinol (12,7 %) och vitamin B2 (16,1 %) och C (15,6 %). Näringstätheterna (beräknat som näringsintag dividerat med energi) förändrades dock inte statistiskt signifikant med undantag för ökningar av protein (9,8 %), råfiber (11,0 %), järn (42,6 %) och vitaminerna B1 (11,8 %) och E (23,5 %) och minskningar av kolhydrater (3,6 %), kolesterol (16,6 %), C-vitamin (31,0 %) och salt (11,8 %) i den sojamjölksuppfyllda gruppen (data visas inte). I kontrollgruppen förändrades inte näringstätheterna signifikant för något näringsämne som vi testade.

Den genomsnittliga (standardavvikelse ) dagliga sojamjölkskonsumtionen uppskattad från kostregistren var 354,8 mL (70,1 mL) i den sojamjölksupplementerade gruppen. Baserat på underlag från registren över daglig sojamjölkskonsumtion under hela koststudieperioden var den genomsnittliga (SD) sojamjölkskonsumtionen 365,0 mL (46,1 mL). Det genomsnittliga isoflavonintaget var cirka 4,5 gånger högre i slutet av koststudieperioden jämfört med intaget före den. Denna förändring var statistiskt signifikant ( P = .0001). Intaget av andra sojaprodukter än sojamjölk och isoflavon från dessa produkter minskade när det gäller näringstätheterna (20,4 % respektive 19,3 %) i slutet av koststudieperioden i den grupp som fick sojamjölktillskott, men dessa skillnader uppnådde inte statistisk signifikans.

Det fanns inga statistiskt signifikanta förändringar i isoflavonintaget dividerat med energi i kontrollgruppen före och efter koststudieperioden.

De initiala och slutliga koncentrationerna av serumhormoner visas för varje grupp i tabell 2 . Östronkoncentrationen var för låg för att kunna mätas (<10 pg/mL) hos två kvinnor i den sojamjölsupplementerade gruppen under koststudieperioden; för analysändamål tilldelade vi dem en serumöstronkoncentration på 10 pg/mL. Den genomsnittliga estronkoncentrationen minskade signifikant med 23 % ( P = 0,02) i den sojamjölksupplementerade gruppen och i kontrollgruppen ökade den med 0,6 %. De genomsnittliga östradiolkoncentrationerna minskade med 27 % i den sojamjölksuppfyllda gruppen och ökade med 4 % i kontrollgruppen. Dessa förändringar mellan de två kostgrupperna var dock inte statistiskt signifikanta (P = 0,20 för östron och P 4,22 för östradiol). SHBG förblev relativt stabilt i båda grupperna.

Den tredje och fjärde menstruationscykeln var i genomsnitt nästan 2 dagar längre än den första menstruationscykeln i den grupp som fick sojamjölktillskott, medan dessa två cykler i kontrollgruppen var nästan 1 dag kortare än den första menstruationscykeln ( tabell 3 ). Dessa förändringar i cykelns längd var dock inte statistiskt signifikanta i båda grupperna. Det fanns ingen signifikant skillnad i den genomsnittliga längden på de fyra menstruationscyklerna mellan de två grupperna (medelvärdena var 31,1 och 30,3 dagar i den sojamjölksupplementerade gruppen respektive kontrollgruppen).

Vi begränsade vår statistiska analys till kvinnor som lämnade blodprover med högst 1 dags mellanrum i cyklerna 1 och 3 (21 kvinnor i den sojamjölksupplementerade gruppen och 23 kvinnor i kontrollgruppen). Bland dessa kvinnor varierade dagarna för blodprovstagning från dag 9 till dag 12 i cykel 1 såväl som i cykel 3. Det fanns inga signifikanta skillnader i hormonkoncentrationerna vid baslinjen mellan de två grupperna. Medelvärdet (SD) av sojamjölksintaget per dag var 360,7 ml (68,4 ml) i den sojamjölksupplementerade gruppen. Medelvärdet (SD) av det uppskattade isoflavonintaget från sojamjölk och andra sojaprodukter var 29,5 mg (27,1 mg) och 121,2 mg (22,3 mg) vid baslinjen och i slutet av studieperioden i den grupp som fick sojamjölktillskott. Motsvarande siffror för isoflavonintaget i kontrollgruppen var 22,0 mg (12,7 mg) respektive 20,6 mg (14,0 mg). Förändringarna i intaget av näringsämnen samt isoflavon i de utvalda undergrupperna liknade dem som observerades för de fullständiga undergrupperna, dvs. hos alla försökspersoner (data visas inte). Östronkoncentrationen i serum minskade signifikant med 30,1 % ( P = 0,005) i den grupp som fick sojamjölktillskott när jämförelsen gjordes mellan värdena före och efter koststudieperioden respektive ökade med 3 % i kontrollgruppen, även om skillnaden i förändringen mellan de två grupperna endast var av gränssignifikans ( P = 0,07) ( tabell 2 ). Estradiolkoncentrationerna minskade med 33,2 % i den sojamjölksupplementerade gruppen respektive ökade med 10 % i kontrollgruppen, men dessa förändringar i värdena var inte signifikant olika när de båda grupperna jämfördes. Den fjärde menstruationscykeln var 3,4 dagar längre än den första menstruationscykeln i den sojamjölksupplementerade gruppen och 2,6 dagar kortare i kontrollgruppen ( tabell 3 ). Dessa förändringar uppnådde dock inte statistisk signifikans.

DISKUSSION

Våra resultat stöder hypotesen att sojakonsumtion förändrar cirkulerande koncentrationer av ovariala steroidhormoner hos premenopausala kvinnor. Såvitt vi vet har endast tre studier tidigare utvärderat effekten av sojadiet på östrogenstatusen hos premenopausala kvinnor ( 19-21 ) . Alla dessa studier var dock små (färre än 15 försökspersoner) och innehöll ingen kontrollgrupp. I vår studie fördelade vi slumpmässigt försökspersonerna till en experimentell grupp eller en kontrollgrupp. Urvalsstorleken i vår studie var större än i de tidigare studierna, även om den inte var tillräckligt stor för att få tillräcklig styrka. Med denna urvalsstorlek var styrkan för att hitta en signifikant skillnad i östronkoncentrationen mellan de två grupperna endast 53 %.

Vi bör notera att till skillnad från publicerade kostinterventionsstudier som använder sig av sojaprodukter, konsumerade försökspersonerna i vår studie både i den grupp som fick sojamjölktillskott och i kontrollgruppen sojaprodukter vid baslinjen. Vi undersökte således i huvudsak effekten av högre respektive lägre nivå av sojaintag på hormonkoncentrationer.

Lu et al. ( 20 ) fann minskade östradiolkoncentrationer hos sex friska premenopausala kvinnor under sojafodring med tre portioner sojamjölk (ca 200 mg isoflavoner per dag) på 12 oz per dag under en månad. Cassidy et al. ( 19 ) observerade att topparna i mitten av cykeln av luteiniserande hormon och follikelstimulerande hormon undertrycktes, men att östradiol ökade under kostintervention med sojaprotein (60 g sojaprotein innehållande 45 mg konjugerade isoflavoner). De rapporterade senare inga förändringar av östradiol, luteiniserande hormon och follikelstimulerande hormon under kosten med en halv dos konjugerade isoflavoner eller samma dos okonjugerade isoflavoner ( 22 ) . Petrakis et al. ( 21 ) rapporterade en ökning av östradiol under sex månaders sojakonsumtion (38 g sojaproteinisolat innehållande 38 mg genistein). I deras studie gjordes inte blodmätningar vid samma tidpunkt i menstruationscykeln. Därför uppskattades förändringarna i östradiolkoncentrationen med hjälp av datorgenererade best-fit-kurvor.

Resultaten avseende förändringar i serumöstradiolnivåerna i tidigare studier är något motsägelsefulla, vilket kan bero på variationer i mängden isoflavoner som konsumeras. Petrakis et al. ( 21 ) postulerade att den sporadiskt förhöjda östradiolkoncentrationen som observerades i deras studie under sojadieten kan vara ett bevis på konkurrens mellan bindning av östradiol och isoflavoner till östrogenreceptorerna. Även om serumöstradiolnivåerna kan öka vid relativt lågt intag av isoflavoner, vilket observerades i studierna av Cassidy et al. ( 19 ) och Petrakis et al. ( 21 ), kan ett högt intag av isoflavoner, på grund av deras östrogenicitet, leda till en minskning av serumnivåerna av luteiniserande hormon och follikelstimulerande hormon. Detta kan leda till en minskning av östrogenkoncentrationerna i serum. I den aktuella studien och den studie som rapporterades av Lu et al. ( 20) fick försökspersonerna en relativt stor mängd isoflavoner (cirka 100 respektive 200 mg), och i båda studierna observerades en minskning på cirka 30 % av östradiolkoncentrationen i serum i follikelfasen. Det är möjligt att isoflavoner förändrar östradiolkoncentrationen genom att förändra östrogenmetabolismen. In vitro-fynd har visat att genistein antagoniserar transforming growth factor-a-inducerad syntes av östrogen i granulosa- och theca-celler ( 23 ) och hämmar aktiviteten hos 17bhydroxysteroidoxidoreduktas typ I, ett enzym som omvandlar östron till östradiol ( 24 ) . Interaktionen mellan isoflavoner (eller deras metaboliter) och tarmens steroidhormonmetabolism kan vara relaterad till östradiolreduktion. En liknande typ av interaktion postuleras för förhållandet mellan fiberintag och östradiol ( 25 ) .

Ingen data har tidigare publicerats om effekterna av sojakonsumtion på serumöstronnivåerna. En trend mot en minskning av serum-östron som sågs i denna studie ger ytterligare stöd för hypotesen att isoflavoner kan ha förmågan att minska syntesen av östrogener.

Det fanns en antydan om en ökning av menstruationscykelns längd efter sojadieten, även om detta inte uppnådde statistisk signifikans. Förlängning av menstruationscykelns längd efter kostintervention har rapporterats av Cassidy et al. ( 19 ) och Lu et al. ( 20 ) .

Den genomsnittliga cykellängden för den första menstruationscykeln var 2,6 dagar längre än för den fjärde menstruationscykeln i kontrollgruppen i den utvalda subgruppsanalysen ( tabell 3 ). Orsaken till att längden på menstruationscykeln i kontrollgrupperna minskade under studieperioden är oklar. Det är möjligt att vissa andra faktorer än kosten kan ha påverkat cykellängden och därför kan den observerade skillnaden i förändringar av cykellängden mellan de två grupperna vara överskattad.

Serumnivåerna av östron och östradiol fluktuerar under menstruationscykeln. Östrogenkoncentrationerna i den sojamjölksupplementerade gruppen kan tyckas vara lägre än i kontrollgruppen eftersom ökningar av cykellängden sannolikt återspeglar förlängningen av den follikulära fasen ( 26 ) . Uppgifter om hormonkoncentrationer hos studiedeltagarna under hela menstruationscykeln var inte tillgängliga. Svaga ökningar av östron- och östradiolnivåerna i kontrollgruppen kan ha varit relaterade till den minskade cykellängden. Trots förändringar i cykellängden var dock östron- och östradiolkoncentrationerna ganska stabila i kontrollgruppen jämfört med den sojamjölksupplementerade gruppen. Eftersom fluktuationerna i nivåerna av serumöstrogener är en del av den naturliga fysiologin är det viktigt att betona att effekterna av sojatillskott kanske inte är synliga när studiestorleken inte är stor. Det krävs en mycket större studie (i storlek och varaktighet) och mer frekventa bestämningar av serumöstrogennivåerna för att kompensera de variationer som beror på naturliga fysiologiska förändringar.

Vi kontrollerade inte kosten helt och hållet genom att förse försökspersonerna med alla livsmedel under studieperioden. Kosten bedömdes med hjälp av självrapporterade kostjournaler. Det är dock osannolikt att någon av studiegrupperna har en snedvriden rapportering, och jämförelsen av kostförändringar mellan de två grupperna anses vara giltig. Båda kostgrupperna uppvisade ett minskat energiintag och en minskad konsumtion av vissa makronäringsämnen baserat på kostregistreringarna. Det kan bero på säsongsförändringar eller på att de utelämnade vissa livsmedel när de blev trötta på att föra bokföring. Det är osannolikt att dessa orsaker är beroende av kostgruppen. När det gäller näringstätheterna var förändringen främst intaget av näringsämnen som är rika på sojamjölk i den sojamjölksupplementerade gruppen. Relativt mindre kontroll av kost och livsstil under studieperioden ökade sannolikt deltagarantalet, vilket stärker generaliserbarheten av dessa resultat.

Denna studie tyder på att ett högt intag av sojamjölk kan modifiera cirkulerande östrogenkoncentrationer och möjligen förändra menstruationscykelns längd, vilket båda kan vara potentiellt fördelaktigt för att sänka risken för bröstcancer. Det krävs betydligt större studier för att bekräfta sojaprodukters förmåga att minska serum-östrogennivåerna.