Disertație. pentru a obține gradul academic doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) în disciplina științifică a științei nutriționale

Institutul pentru Științe Nutriționale Grupul de tineri investigatori Fibrele dietetice și sindromul metabolic al Institutului german de cercetare nutrițională Potsdam-Rehbrücke în disciplina științifică a științei nutriționale prezentată la Facultatea de Matematică și Științe Naturale a Universității din Potsdam de Manja Reimann născută la 10 aprilie 1975 Potsdam, august 2005

Nu spuneți că o trecere este impracticabilă; dacă urci, îl poți traversa. Nu spuneți că este departe, nu o puteți suporta; Cine merge, ajunge și el. mongol

Cuprins I CUPRINS Lista tabelelor. Lista IV a figurilor. V abrevieri. VI 1 rezumat. 1 2 Rezumat. 2 3 Introducere. 3 4 Noțiuni de bază. 5 4.1 Arterioscleroza. 5 4.1.1 Epidemiologie. 5 4.1.2 Patogenie. 5 4.1.3 Efectele estrogenului asupra sistemului cardiovascular. 7 4.1.3.1 Farmacologie, receptor de estrogen și mecanisme de acțiune. 7 4.1.3.2 Terapia de substituție hormonală. 9 4.1.3.3 Terapia de substituție hormonală și bolile cardiovasculare: studii observaționale. 10 4.1.3.4 Studii la om. 10 4.1.3.5 Mecanisme cardioprotectoare ale estrogenului. 11 4.1.3.5.1 Arterioscleroza și reactivitatea vasculară. 11 4.1.3.5.2 Tonul vascular. 12 4.1.3.5.3 Efecte asupra lipidelor din sânge. 13 4.1.3.5.4 Efecte hemostatice. 14 4.1.3.5.5 Homocisteină. 14 4.1.3.5.6 Alte efecte ale estrogenului. 15 4.2 Caracteristicile izoflavonei, activitatea estrogenică și efectele asupra sistemului cardiovascular. 16 4.2.1 Definiție, chimie și apariție. 16 4.2.2 Activitate estrogenică. 18

Cuprins II 4.2.3 Izoflavonele și efectele acestora asupra sistemului cardiovascular. 19 4.2.3.1 Efecte asupra lipidelor din sânge. 20 4.2.3.2 Peretele vascular și funcția vasculară. 21 4.2.3.3 Proprietăți antioxidante ale izoflavonelor. 23 4.2.3.4 Procese inflamatorii și aderență celulară. 23 4.2.3.5 Izoflavone, activitate trombocitară și trombogeneză. 25 4.3 Măsurarea neinvazivă a funcției endoteliale: efectele estrogenilor, izoflavonelor și homocisteinei. 26 4.3.1 Metoda de vasodilatație indusă de flux. 26 4.3.2 Hormoni steroizi și funcția endotelială. 28 4.3.3 Izoflavone și funcția endotelială. 28 4.3.4 Factorul de risc al homocisteinei pentru disfuncția endotelială. 29 4.3.4.1 Interacțiunea homocisteină-estrogen și funcția endotelială. 30 4.3.5 ADMA un nou factor de risc cardiovascular. 30 4.4 Scopurile prezentei lucrări. 31 5 Proiectarea studiului și metodele de investigare. 32 5.1 Proiectarea studiului. 32 5.1.1 Recrutarea subiectului și profilul cerințelor. 33 5.1.1.1 Eveniment informativ. 34 5.1.2 Curs de studii. 35 5.1.2.1 Run-in. 35 5.1.2.2 Prima intervenție. 35 5.1.2.3 Spălare. 35 5.1.2.4 A doua intervenție și absolvire. 36 5.2 Studiați alimentele și conformitatea. 36 5.3 Metode de examinare. 37 5.3.1 Antropometrie. 37 5.3.2 Măsurători ocazionale ale tensiunii arteriale. 38 5.3.3 Analize de sânge. 38 5.3.4 Măsurători ale funcției endoteliale. 40 5.3.5 Testele de urină. 42

Cuprins III 5.3.6 Înregistrarea aportului de energie și nutrienți. 44 5.3.7 Evaluarea statistică. 44 6 rezultate. 46 6.1 Modificarea dimensiunii eșantionului și a caracteristicilor generale. 46 6.2 Conformitatea și excreția fitoestrogenului. 47 6.3 Absorbția energiei și parametrii antropometrici. 50 6.4 Măsurarea ocazională a tensiunii arteriale. 51 6.5 Modificări ale parametrilor sanguini. 51 6.6 Funcția endotelială și fluxul sanguin. 53 6.7 Influența statutului echol. 54 6.8 Efecte de țară. 55 7 Discuție. 57 7.1 Concluzie. 69 8 Bibliografie. IX 9 Anexă. XXIX mulțumesc. Declarația de independență LXXXII. LXXXIII curriculum vitae. Publicații LXXXIV. LXXXVI

Lista figurilor V LISTA FIGURILOR Figura 4-1 Ilustrație simplificată a patomecanismului dezvoltării arteriosclerozei. 6 Figura 4-2 Alternative ale modulației de transcripție dependente de estrogen de către ER α-er β homo- și heterodimeri. 8 Figura 4-3 Mecanisme de relaxare a celulelor musculare netede prin oxid nitric (NO) și guanozină monofosfat ciclic (cgmp). 13 Figura 4-4 Compararea structurală a estrogenilor și izoflavonelor. 16 Figura 5-1 Proiectarea studiului. 33 Figura 5-2 Diametrul vasului arterei brahiale este măsurat în trei momente în timp. 42 Figura 6-1 Compararea modificărilor absolute în excreția fitoestrogenului. 47 Figura 6-2 Clasificarea participanților la studiu (N = 89) în ceea ce privește statutul echol. 49 Figura 6-3 Compararea prevalenței producătorilor de ecole în funcție de naționalitate. 49 Figura 6-4 Modificarea concentrației de nitriți/nitrați (NOx) în cursul intervenției. 55 Figura 7-1 Metabolizarea homocisteinei și formarea ADMA. 64 Figura 7-2 Mecanisme potențiale ale efectului izoflavonelor asupra metabolismului oxidului nitric. 67 Figura 7-3 Reprezentarea schematică a mecanismelor și efectelor unei creșteri a homocisteinei. 68

Lista abrevierilor VII GEN Genistein GLM Model liniar mixt GLY Gliciteină GPx Glutation peroxidază GTN-MD Vasodilatație indusă de nitroglicerină endotelială HDL Lipoproteină de înaltă densitate HERS Studiul de înlocuire a inimii și a estrogenului/progestinului 1 IL interleukin inos inductibil oxid nitric sintază IP 3 R inositol trisfosfat receptor K-Mg-ATPază adenozin trifosfatază dependentă de potasiu-magneziu LDL lipoproteină cu densitate mică LH hormon luteinizant L-NA NG -L-arginină L-NMMA NG -monometil-l-arginină (Engleză înseamnă presiune arterială) MAPK proteină kinază activabilă mitogen MCP-1 monocite proteine chemotactice-1 MLCP fosoză cu lanț ușor miozină (fosfatază cu lanț ușor engleză) MTHFR 5, 10-metilen tetrahidrofolat reductază valoare medie MW sodiu NADPH ox nicotinamid oxidază NF -κB factor nuclear-kappa B NOx azot monoxid de metaboliți N dimensiunea probei ONOO peroxinitrit P nivel de semnificație PABA acid para-aminobenzoic PAHA acid para-aminohippuric PAI-1 activator plasminogen-1 PGI prostaciclină PKG proteină kinază G PLC fosfolipază C

Lista abrevierilor VIII PRMT PWV RE ROCC ROS SAH SAM SBP SEM SMC SOD Soia + Soia- SPI SR TAVM TG thcy TNF TVP UK VCAM-1 VEGF VOCC WHI Proteina arginină metil transferază Viteza undei pulsului (engleză tensiune arterială sistolică eroare standard a valorii medii miocite, celule musculare netede superoxid dismutază proteină din soia cu izoflavone proteină din soia după extracția izoflavonelor proteină din soia izolat reticul sarcoplasmic viteza medie a curgerii sângelui (timp viteza medie viteza medie factor de nerozoză vegetală factor de adeziune a celulei celulare Marea Britanie molecula-1 factor de creștere endotelială vasculară canale de calciu cu tensiune, Inițiativa pentru sănătate a femeilor

Rezultate 56 Tabelul 6-11 Compararea diferențelor absolute ale parametrilor sanguini în funcție de naționalitate Diferența de naționalitate NOx [µmol/l] Wo8-Wo0 Diferența ADMA [µmol/l] Wo8-Wo0 Diferența homocisteină [µmol/l] Wo8-Wo0 Diferența în plasmă Vitamina B-12 [pmol/l] Diferența Wo8-Wo0 în folatul plasmatic [nmol/l] Wo8-Wo0 Germania medie -0,43-0,02 0,55 7,89 0,27 SEM 1,31 0,01 0, 19 8,71 0,39 Danemarca medie -1,67-0,02 0,17-41,37-0,80 SEM 1,78 0,01 0,17 10,33 0,28 medie britanică -1,79 -0,01 0,35-12,66-1,36 SEM 1,30 0,01 0,18 10,99 0,57 Media generală -1,23-0,02 0,37-13,86-0, 57 N = 89 SEM 0,85 0,01 0,11 5,89 0,25

Bibliografie XXVIII 407. Bloedon LT, Jeffcoat AR, Lopaczynski W, Schell MJ, Black ™, Dix KJ, Thomas BF, Albright C, Busby MG, Crowell JA, Zeisel SH. Siguranța și farmacocinetica izoflavonelor purificate din soia: administrare în doză unică la femeile aflate în postmenopauză. La J Clin Nutr. 2002; 76: 1126-37.

Atașament XXX Scrisoare de însoțire către fostele persoane testate Doamna «Prenume» «Nume» «Adresă» «Cod poștal» «Oraș» Rehbrücke, 20 ianuarie 2003 Luate din studii de intervenție interesate să participe la noi proiecte. Ca parte a unui proiect de cercetare al Uniunii Europene, departamentul nostru va efectua din nou un studiu nutrițional în viitorul apropiat. Scopul acestui studiu este de a investiga efectele unei diete bogate în soia asupra sistemului cardiovascular al femeilor aflate în postmenopauză. Căutăm nefumători interesați cu vârste cuprinse între 45 și 70 de ani care au avut ultima menstruație cu cel puțin 1 an în urmă. Prin urmare, am dori să vă contactăm telefonic în următoarele zile. Dacă v-am stârnit interesul, vă vom oferi cu plăcere informații suplimentare. Dacă aveți întrebări în avans, doamna Reimann va fi desigur să vă răspundă cu plăcere la orice întrebări pe care le aveți la numărul de telefon de mai sus. Am fi încântați dacă veți lucra cu noi. Cu stimă, Dr. Oec. trofeu. Corinna Koebnick Dipl. Ern. științific Manja Reimann

Anexa XXXII INTERVIU TELEFONIC Data:// Nume. Nume. Abordare. Cod poștal/oraș. Telefon: privat/de afaceri/Data nașterii: nefumător: Da Nu// Ultima menstruație:/lună an Hormonoterapie: Da Nu Participare din apr/2003. Octombrie 2003. posibil? Da Nu Trimiteți un plan pentru transportul public? Da Nu Chestionarul a fost returnat? Da data.

Anexa LXII Lista de așteptare D-na «Prenume» «Nume» «Stradă» «Cod poștal» «Oraș» Bergholz-Rehbrücke, 24 martie 2003 Subiect: Rezultatele examinării de screening Dragă doamnă «Prenume», Vă mulțumim pentru participarea dumneavoastră la Vă mulțumesc examen de screening. Valorile măsurate pot fi găsite atașate la scrisoare. O decizie finală privind participarea la studiu poate fi luată numai atunci când sunt disponibile rezultatele examinării tuturor părților interesate. Întrucât examenele de screening nu sunt încă complet finalizate, cerem puțină răbdare. Vă vom notifica de îndată ce procesul de selecție s-a încheiat. Cu cele mai bune salutări Dipl. Ern. științific Manja Reimann

Anexa LXXI Evaluarea controlului Dna. „Prenume” „Nume” „Stradă” „Cod poștal” „Oraș” Bergholz-Rehbrücke, 18 noiembrie 2003 Stimate doamnă „Numele de familie”, vă trimit valorile de sânge din ultima probă de sânge pe care am luat-o pentru control Ți-ai verificat din nou starea de sănătate. Sper că vă descurcați bine și că nu ați experimentat încă niciun simptom de sevraj din barurile noastre. Aș vrea deja să vă doresc un prim Advent frumos. Bucurați-vă de sezonul de Crăciun care vine. Vă doresc tot binele până la Anul Nou Dipl. Ern. Cunoştinţe Manja Reimann

Anexa LXXIII Numiri pentru întâlnirea finală Dna.

Bergholz-Rehbrücke, 26 octombrie 2004 Stimați participanți la studiu, După ce m-am întors din expediția mea de opt luni pe continentul australian, mă dedic în întregime studiului Isoheart. Mă bucur să vă informez că aproape toate analizele au fost efectuate acum și că rezultatele sunt gata de publicare. Pentru a vă oferi o mică perspectivă asupra acestuia din urmă, aș dori să vă invit cordial marți, 7 decembrie 2004, la ora 16, aici, în Institutul German pentru Cercetări Nutritive, Casa E (clădirea principală), la o întâlnire finală într-o atmosferă relaxată. Vă rugăm să mă informați dacă puteți participa (doamna Vulprecht Tel. 033200-88 669; E-mail: [email protected]). În caz contrar, v-aș trimite documentele personale prin poștă. Sper să-i văd în număr mare și aștept cu nerăbdare să vă revăd pe toți. Cu respect, Dipl. Ern. științific Manja Reimann

Anexa LXXIV Expedierea rezultatelor studiului Doamna «Prenume» «Nume» «Stradă» «Cod poștal» «Oraș» Bergholz-Rehbrücke, 8 decembrie 2004 Stimate doamnă «Numele de familie», Ședința finală a studiului Isoheart a avut loc ieri. Din moment ce, din păcate, nu ați putut participa, vă voi trimite rezultatele personale conform acordului. Dacă aveți întrebări, puteți să mă sunați oricând pe numărul meu de telefon obișnuit (a se vedea mai sus). Aș dori să vă mulțumesc din nou foarte mult pentru participarea la studiu. Crăciun fericit și un An Nou fericit pentru tine. Cu respect, Dipl. Ern. științific Manja Reimann

Anexa LXXV Fișe de evaluare a subiectului Screening: Foaie de evaluare 1 Subiect nr. «Prob_Nr» Parametri de sânge măsurați Valoare Unitate de măsură Domeniu normal Femei ASAT «ASAT_Ul» U/l # 31 ALAT (-GT) «ALAT_Ul» U/l # 31 GGT «GGT_UL» U/l 9 -37 Creatinină «Creatinină_moll» µmol/l 53,0-100 Trigliceride «TAG_in_mmoll» mmol/l 0,46 1,60 Interval de acceptare Isoheart 6.5 Interval de acceptare Isoheart 1.7 Glucoză de post «Glucoză_in_mmoll» mmol/l 3,61 6, 11 Isoheart accept range 11 Hematocrit «Hk _»% 35-45 Leucocite «Leuko_Gptl» Gpt/l 4,0 9,0 Trombocite «Thrombo_Gptl» Gpt/l 140-450 Parametri măsurați de urină Valoare Leucocite «Leukos» Nitrit «Nitrit» Valoare pH «Ph» proteină «proteină» glucoză «glucoză» cetone «cetone» urobilinogen «urobilinogen» bilirubină «bilirubină» sânge «Blut_EryHgb» neg. Negativ (valoare normală), pos. Pozitiv, normal (valoare normală), 1. ușor crescut, 2. moderat crescut, 3. mult crescut

Anexă LXXVI Screening: Foaie de evaluare 2 Persoană de test nr. «Prob_Nr» Antropometrie Valoare Unitate Înălțime «Înălțime_in_m» m Greutate corporală «Greutate corporală_in_kg» kg Dimensiune talie «Dimensiune talie_cm» cm Dimensiune șold «Șold Dimensiune_cm» cm Tensiune arterială Valoare Unitate Valori de referință în funcție de sistola OMS «Systole_mmHg» mm Hg interval optim: 120/80 diastole «Diastole_mmHg» mm Hg normal: 130-139/85 89 borderline: 140 149/90-94 severitate 1: 140 159/90-99 severitate 2: 160 179/100-109 severitate 3: 180/110 și mai mare Interval de acceptare Isoheart: # 160/90 Evaluare: Controlul parametrilor sângelui după sfârșitul fiecărei faze de intervenție Numărul subiectului „id” Data recoltării sângelui: «datum_ba» Parametrii sângelui măsurați Valoare Unitatea de măsură Interval normal ASAT «asat2» U/L # 31 ALAT ) «Alat2» U/L # 31 GGT «ggt2» U/L 9-37 creatinină «crea2» µmol/l 53 100 uree «urea2» mmol/l 2,5-7,5 glucoză «gluc2» mmol/l 3, 61 6.11

Anexa LXXVII Evaluarea protocoalelor de estimare de 3 zile ID Protocol de nutriție «ID» 1. 2. 3. 4. Aport recomandat 1 pe zi 2 Energie [kcal] «Energie0_kcal» «Energie8_kcal» «Energie16_kcal» «Energie24_kcal» 1800-2300 kcal Glucide [% ] «KH0_» «KH8_» «KH16_» «KH24_» 55-60% 3 proteine [%] «EW0_» «EW8_» «EW16_» «EW24_» 10-15% 3 grăsimi [%] «Grăsimi_PCT0» «Grăsimi_PCT8» « Fat_PCT16 »« Fat_PCT24 »65 ani 10 µg vitamina C [mg]« Vit_C_0_mg »« Vit_C_8_mg »« Vit_C_16_mg »« Vit_C_24_mg »100 mg acid folic [µg]« folate0_g »« folate8_g »« folat16_g »« µg ] «B12_0_g» «B12_8_g» «B12_16_g» «B12_24_g» 3 µg minerale Calciu [mg] «Ca0_mg» «Ca8_mg» «Ca16_mg» «Ca24_mg» 1000 mg Magneziu [mg] «Mg0_mg» «Mg8_mg» «Mg16_mg» «Mg16_mg» 300 mg fier [mg] «Fe0_mg» «Fe8_mg» «Fe16_mg» «Fe24_mg» 10 mg 1 Societatea germană de nutriție: valori de referință pentru aportul de nutrienți, Umschau-Verlag 2000 2 Informațiile se aplică femeilor cu vârsta de peste 51 de ani pe baza aportului total de energie 4 spre grăsimea totală a condus

Anexa LXXVIII Definiții ale parametrilor selectați pentru participanții la studiu Definiții IMC: Măsurarea greutății corporale în raport cu mărimea corpului. Este o măsură mai bună a obezității decât greutatea corporală. Raportul talie-șold: este raportul dintre talie și șolduri. Este o măsură a distribuției grăsimii corporale. Riscul de boli cardiovasculare crește odată cu o distribuție mai mare a grăsimilor în zona taliei (forma mărului). SBP: tensiune arterială sistolică Tensiunea arterială imediat după expulzarea sângelui din inimă în aortă. DBP: tensiune arterială diastolică Tensiunea arterială imediat înainte de următoarea ieșire de sânge. FMD: indică modificarea procentuală a diametrului vasului după creșterea fluxului sanguin. Este o măsură a funcției vasculare. SAC: măsură de conformitate arterială sistemică a elasticității arterelor. HDL: colesterol bun, care este transportat din vasele de sânge în ficat. LDL: colesterol rău, care este transportat de la ficat la vasele de sânge. Trigliceride: lipidele din sânge reprezintă o măsură a riscului de boli cardiovasculare. Homocisteina: factor de risc pentru bolile cardiovasculare Acid folic: o vitamină necesară pentru descompunerea homocisteinei

Anexa LXXIX Evaluarea individuală a intervențiilor Rezultatele personale ale studiului Isoheart 2003 Nr. «ID» - strict confidențial - tratament de primă intervenție «tratament1» valoare inițială săptămâna 4 săptămână 8 IMC «IMC1» «IMC2» «IMC3» raportul talie-șold «WHR1» «WHR2» «WHR3» SBP/DBP «SBP1»/« DBP1 »« SBP2 »/« DBP2 »« SBP3 »/« DBP3 »Colesterol total [mmol/l]« TC1 »« TC2 »« TC3 »LDL [mmol/l]« LDL1 »« LDL2 »« LDL3 »HDL [mmol/l] «HDL1» «HDL2» «HDL3» trigliceride [mmol/l] «TAG1» «TAG2» «TAG3» diametrul vasului de odihnă «BDIA1» [mm] SAC [dyn * s/cm-5] «SAC1» «SAC2» homocisteină [µm/l] «HCY_1» «HCY_2» acid folic [nmol/l] «FOL_1» «FOL_2» tratament de intervenție secundară «tratament2» valoare inițială săptămâna 4 săptămână 8 IMC «IMC4» «IMC5» «IMC6» raportul talie-șold « WHR4 »« WHR5 »« WHR6 »SBP/DBP« SBP4 »/« DBP4 »« SBP5 »/« DBP5 »« SBP6 »/« DBP6 »Colesterol total [mmol/l]« TC4 »« TC5 »« TC6 »LDL [mmol/l] «LDL4» «LDL5» «LDL6» HDL [mmol/l] «HDL4» «HDL5» «HDL6» Trigliceride [mmol/l] «TAG4» «TAG5» «TAG6» diametrul vasului de odihnă [mm] «BDIA3» SAC [dyn * s/cm-5] «SAC3» «SAC4» homocisteină [µm/l] «HCY_3» «HCY_4» acid folic [nmol/l] «FOL_3» «FOL_4» Equolpr Producător: «Equol_Producer»

Anexa LXXX Raport final pentru participanții la studiul Isoheart: Fișa 1-2 Raport pentru participanții la studiul Isoheart 2003 Efectele fitoestrogenilor din soia asupra sistemului cardiovascular al femeilor aflate în postmenopauză: un studiu de intervenție încrucișat controlat cu placebo, randomizat, dublu-orb. Autor de proiectare: Manja Reimann Vă rugăm să rețineți că conținutul acestui raport este strict confidențial. Rezultatele rezumate aici au fost trimise spre publicare într-o revistă specializată de renume internațional și, prin urmare, nu pot fi transmise nimănui din afara studiului înainte de a fi publicat.