Indolo-3-karbinol
Indolo-3-karbinol, I3C – heterocykliczny 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).
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
C9H9NO | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
147,17 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
białe ciało stałe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pochodne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Działanie biologiczne edytuj
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[potrzebny przypis].
Indolo-3-karbinol może także opóźniać wystąpienie wielolekowej oporności komórek nowotworowych. Pod wpływem I3C, białko glikoproteina P (P-gp), odpowiedzialne za zjawisko oporności na leki, jest produkowane w mniejszych ilościach[potrzebny przypis].
Wpływ na czynniki transkrypcyjne edytuj
Indolo-3-karbinol hamuje aktywność niektórych czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w regulację cyklu komórkowego i szlaku apoptozy[2]. Może łączyć się między innymi z receptorem estrogenowym, czynnikiem NFκB i receptorem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (AhR)[2].
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[2]. Zahamowanie aktywności NFкB powoduje spadek produkcji prostaglandyn i innych mediatorów stanu zapalnego, które przyczyniają się do rozwoju nowotworów[3].
Wpływ na cykl komórkowy edytuj
Indolo-3-karbinol może zatrzymywać cykl komórkowy w fazie G1 (w komórkach nowotworowych), co powoduje wstrzymanie rozwoju raka. Udowodniono w badaniach na liniach komórkowych[4], 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[2]. 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[2]. Podejrzewa się, że za stymulację apoptozy odpowiedzialny jest wzrost produkcji białek biorących udział w procesie programowanej śmierci komórki[2][5].
Efektem działanie I3C na komórki rakowe, szczególnie estrogenozależne, jest zahamowanie namnażania się, ograniczenie wzrostu i zatrzymanie rozwoju[6]. Takie działanie I3C obserwowano w liniach komórkowych raka piersi, prostaty i jelita grubego[7]. 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
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[2]. 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[8].
Niekiedy przyspieszanie reakcji pierwszej fazy metabolizmu może być niekorzystne – niektóre substancje rakotwórcze mogą być w ten sposób aktywowane[2]. 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
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[2].
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[9].
Negatywny wpływ na organizm edytuj
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[7].
Źródła I3C edytuj
Indolo-3-karbinol występuje w roślinach kapustowatych, takich jak kapusta czy brokuły w postaci glukozynolanu – glukobrassycyny. 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
Przypisy edytuj
- ↑ Indolo-3-karbinol (nr I7256) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski.
- ↑ a b c d e f g h i 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.
- ↑ 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.
- ↑ Badano linie BT20, MDA-MB-231, BT539, MCF-7, 734B i BT474
- ↑ 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.
- ↑ Proliferacja kształtowała się na poziomie ok. 50% przy stężeniach 30–180 μM
- ↑ a b 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
- ↑ 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.
- ↑ 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
- O. Vang: 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.
