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resumen

• Los vegetales crucíferos son únicos en que son ricas fuentes de compuestos que contienen azufre conocidos como glucosinolatos. (Más información)
• cortar o masticar vegetales crucíferos crudos resulta en la formación de productos bioactivos de hidrólisis de glucosinolato, como isotiocianatos e indol-3-carbinol. Estos metabolitos también son generados por bacterias colónicas, tras la ingestión de vegetales crucíferos cocidos., (Más información)
• Las actividades biológicas de los isotiocianatos derivados del glucosinolato y el indol-3-carbinol probablemente contribuyen a los efectos potenciales de promoción de la salud de las verduras crucíferas. (Más información)
• Las variaciones en la secuencia de genes que codifican las enzimas de desintoxicación de fase II, glutatión S-transferasas (GSTs), pueden influir en los posibles beneficios para la salud del consumo de vegetales crucíferos., (Más información)
• Algunos estudios observacionales han examinado la relación entre el consumo de vegetales crucíferos y la salud cardiovascular, pero los resultados han sido en gran medida inconsistentes. (Más información)
• las ingestas altas de vegetales crucíferos se han asociado con un menor riesgo de cáncer de vejiga, mama, colorrectal, endometrial, gástrico, de pulmón, ovárico, pancreático, de próstata y renal. Sin embargo, la evidencia de asociaciones se limita en gran medida a los estudios de casos y controles., (Más información)
• las Pautas Dietéticas para estadounidenses 2015-2020 recomiendan que los adultos consuman 1½-2½ tazas equivalentes de verduras de color verde oscuro por semana, incluidas las verduras crucíferas, como parte de las comidas saludables. (Más información)

Introducción

Los vegetales crucíferos o Brassica se denominan así porque provienen de plantas de la familia conocida por botánicos y biólogos como Cruciferae o, alternativamente, Brassicaceae. La familia Brassicaceae, que incluye la planta modelo Arabidopsis thaliana, comprende aproximadamente 375 géneros y más de 3.000 especies (1)., Muchos, pero no todos, los vegetales crucíferos comúnmente consumidos provienen del género Brassica; ejemplos incluyen brócoli, coles de Bruselas, repollo, coliflor, col rizada, col rizada, colinabo, mostaza, colinabo, nabos, col china y col china (2). Ejemplos de otras crucíferas comestibles incluyen rábano (Raphanus sativus), rábano picante (Armoracia rusticana), berro (nasturtium officinale), wasabi (Wasabia japonica) y acelga (Beta vulgaris flavescens) (2).,

Las verduras crucíferas son únicas en que son una rica fuente de compuestos que contienen azufre llamados glucosinolatos (β-tioglucósido n-hidroxisulfatos) que imparten un aroma acre y un sabor picante (algunos dicen amargo) (Figura 1). Los glucosinolatos se pueden clasificar en tres categorías basadas en la estructura química de sus precursores de aminoácidos: glucosinolatos alifáticos (por ejemplo, glucorafanina), glucosinolatos indol (por ejemplo, glucobrasicina) y glucosinolatos aromáticos (por ejemplo, gluconasturtiina) (Figura 1) (1)., Hasta la fecha se han descrito alrededor de 130 estructuras de glucosinolato (3), pero solo se puede encontrar un subconjunto en la dieta humana. En una cohorte de 2,121 participantes alemanes en la investigación prospectiva Europea sobre el cáncer y la nutrición (estudio EPIC), se encontró que la glucobrasicina, la sinigrina, la glucorafasatina (dehidroerucina), la glucorafanina y la glucoiberina contribuyeron más a la ingesta total de glucosinolato (4).,

los glucosinolatos y sus derivados de degradación (metabolitos), especialmente los isotiocianatos y el indol-3-carbinol, ejercen una variedad de actividades biológicas que pueden ser relevantes para la promoción de la salud y la prevención de enfermedades en los seres humanos (ver los artículos del MIC sobre indol-3-Carbinol e isotiocianatos).,

metabolismo y biodisponibilidad de glucosinolatos

metabolismo

la hidrólisis de glucosinolatos, que es catalizada por una clase de enzimas llamadas mirosinasas (β-tioglucosidasas), conduce a la formación de compuestos de degradación, como tiocianatos, isotiocianatos, indoles, oxazolidina-2-tionas (por ejemplo, goitrina), epitionitrilo y nitrilo (figura 2). En las células vegetales intactas, la mirosinasa está físicamente separada de los glucosinolatos., Sin embargo, cuando las células vegetales se dañan, la mirosinasa se libera y entra en contacto con los glucosinolatos, catalizando su conversión en metabolitos altamente reactivos. En las plantas, los tiocianatos, isotiocianatos, epitionitrilo y nitrilo son compuestos defensivos contra patógenos, insectos y herbívoros (1). Cuando las verduras crucíferas crudas se pican durante el proceso de cocción, los glucosinolatos se hidrolizan rápidamente por la mirosinasa, generando metabolitos que luego se absorben en el intestino proximal., Por el contrario, hervir las verduras crucíferas antes del consumo inactiva la mirosinasa, evitando así la descomposición de los glucosinolatos. Una pequeña fracción de glucosinolatos intactos puede ser absorbida en el intestino delgado, pero una gran proporción llega al colon (5). Cabe señalar que las verduras crucíferas hirviendo también reducen su contenido de glucosinolato en una medida mucho mayor que la cocción al vapor, el microondas y la fritura (5)., Sin embargo, cuando se cocinan las verduras crucíferas, la actividad bacteriana similar a la mirosinasa en el colon es principalmente responsable de la degradación del glucosinolato, generando una amplia gama de metabolitos (5, 6).

un pH neutro puede favorecer la formación de isotiocianatos a partir de glucosinolatos (Figura 2). Una vez absorbidos, los isotiocianatos, como el sulforafano derivado de glucorafanina, se conjugan con glutatión en el hígado, y luego se metabolizan secuencialmente en la vía del ácido mercaptúrico (Figura 3)., Los metabolitos de sulforafano-sulforafano-glutatión, sulforafano-cisteína-glicina, sulforafano-cisteína y sulforafano-N — acetilcisteína (Figura 3) – conocidos colectivamente como ditiocarbamatos, son finalmente excretados en la orina (5).

biodisponibilidad

La composición y el contenido de glucosinolatos en los vegetales crucíferos son relativamente estables, pero dependen del género y la especie y pueden variar con el crecimiento de la planta y las condiciones de almacenamiento posteriores a la cosecha y el procesamiento culinario (7, 8)., Dado que la mayoría de las verduras crucíferas se cocinan antes de comer, la actividad bacteriana similar a la mirosinasa en el intestino en lugar de la mirosinasa de la planta es responsable del paso inicial en la degradación del glucosinolato (Figura 2). En un estudio de alimentación en el que participaron 45 sujetos sanos, la tasa media de conversión de glucosinolatos (de los cuales el 85% fue glucorafanina) a ditiocarbamatos durante un período de 24 horas se estimó en alrededor del 12%, con amplias variaciones entre los participantes (rango, 1,1 a 40,7%) (7). En contraste, se encontró que el 70% -75% de los isotiocianatos ingeridos se metabolizaron en ditiocarbamatos., Por lo tanto, tras la ingestión de vegetales crucíferos cocidos, la conversión de glucosinolatos en isotiocianatos por parte de las bacterias intestinales parece ser un paso limitante en la generación de ditiocarbamatos (7). Sin embargo, las diferencias en la capacidad de los individuos para metabolizar glucosinolatos no se han relacionado con las diferencias en la composición de la microbiota intestinal (9).,

la Prevención de la Enfermedad

Como la mayoría de verduras, verduras crucíferas son buenas fuentes de una variedad de nutrientes y fitoquímicos que de forma sinérgica contribuir a la promoción de la salud (ver compuestos Bioactivos en los vegetales crucíferos) (10). Un desafío al estudiar las relaciones entre la ingesta de vegetales crucíferos y el riesgo de enfermedad en los seres humanos es disociar los beneficios de las Dietas completas que generalmente son ricas en vegetales de aquellas que son específicamente ricas en vegetales crucíferos (11)., Una característica que distingue a los vegetales crucíferos de otros vegetales es su alto contenido de glucosinolato (ver Introducción). Los productos de hidrólisis de glucosinolato pueden desempeñar un papel importante en la prevención de enfermedades al desencadenar la respuesta antioxidante y antiinflamatoria y contribuir al mantenimiento de la homeostasis celular (ver los artículos de MIC sobre isotiocianatos e indol-3-Carbinol).,

influencias genéticas

Una vez absorbidos, los isotiocianatos derivados del glucosinolato (como el sulforafano) se conjugan rápidamente con glutatión mediante una clase de enzimas de desintoxicación de fase II conocidas como glutatión S-transferasas (Gsts) (Figura 3). Este mecanismo está destinado a aumentar la solubilidad de los isotiocianatos, promoviendo así una rápida excreción en la orina. Se cree que los isotiocianatos desempeñan un papel destacado en los posibles beneficios anticancerígenos y cardiovasculares asociados con el consumo de vegetales crucíferos (12, 13)., Las variaciones genéticas en la secuencia de genes que codifican para GSTs pueden afectar la actividad de estas enzimas. Tales variaciones han sido identificadas en humanos. Específicamente, las variantes nulas de los alelos GSTM1 y GSTT1 contienen eliminaciones grandes, y los individuos que heredan dos copias de los alelos gstm1-null o GSTT1-null no pueden producir las enzimas GST correspondientes (14). Se ha propuesto que una actividad reducida de GST en estos individuos disminuiría la tasa de excreción de isotiocianatos, aumentando así la exposición de los tejidos a isotiocianatos después del consumo de vegetales crucíferos (15)., Sin embargo, los estudios de intervención en humanos con berros reportan que no hay diferencia en la tasa de excreción de isotiocianato entre genotipos positivos (+/+) y nulos ( – / – ) (16). Estudios similares con brócoli han demostrado que los individuos GSTM1 – / – excretaron una mayor proporción de sulforafano ingerido a través del metabolismo del ácido mercapturico que los individuos GSTM1+/ + (17, 18). Además, los GST están involucrados en la» desintoxicación » de sustancias potencialmente dañinas como los carcinógenos, lo que sugiere que las personas con una actividad reducida de GST también podrían ser más susceptibles al cáncer (19-21)., Finalmente, la inducción de la expresión y actividad de GSTs y otras enzimas de desintoxicación/antioxidantes de fase II por parte de isotiocianatos es un importante mecanismo de defensa contra el estrés oxidativo y el daño asociado con el desarrollo de enfermedades como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares (22). La capacidad del sulforafano (isotiocianato derivado de glucorafanina) para reducir el estrés oxidativo en diferentes entornos está relacionada con la activación de la vía nuclear dependiente del factor 2 relacionado con el factor E2 (Nrf2)., Sin embargo, actualmente se desconoce si la protección potencial conferida por los isotiocianatos a través de la vía dependiente de Nrf2 disminuye en individuos portadores de variantes de GST -/ -.

algunos estudios observacionales, pero no todos, han encontrado que los genotipos de GST podrían influir en las asociaciones entre la ingesta de isotiocianato de vegetales crucíferos y el riesgo de enfermedad (23).

enfermedad Cardiovascular

las ingestas altas de frutas y verduras se han asociado consistentemente con un menor riesgo de enfermedad cardiovascular (ECV) (24, 25)., Sin embargo, pocos estudios observacionales han examinado específicamente los beneficios potenciales del consumo de vegetales crucíferos. En el Shanghai Women’s Health Study (seguimiento medio, 10,2 años) y el Shanghai Men’s Health Study (seguimiento medio, 4,6 años), que incluyeron un total de 134.796 adultos Chinos, los participantes en el quintil más alto versus el más bajo de ingestas de vegetales crucíferos tuvieron un riesgo reducido del 22% de mortalidad por todas las causas y un riesgo reducido del 31% de mortalidad relacionada con ECV (26)., Por el contrario, un análisis conjunto de dos grandes estudios prospectivos de cohortes estadounidenses, el Nurses’ Health Study (70.870 mujeres) y el Health Professionals’ Follow-Up Study (38.918 hombres), no encontró una asociación significativa entre la ingesta de vegetales crucíferos y el riesgo combinado de infarto de miocardio (IAM) y accidente cerebrovascular isquémico (27)., Un estudio de casos y controles realizado en 2.042 sujetos (edades, <75 años) que sobrevivieron a un primer infarto agudo de miocardio (IM), y comparó controles sanos sin antecedentes de ECV encontró que los individuos en el tercil más alto versus el más bajo de ingestas de vegetales crucíferos (6 veces/semana versus < 1 vez / semana) tenían una probabilidad 27% menor de IM (28)., Sin embargo, otros análisis mostraron que la asociación entre la ingesta de vegetales crucíferos y los eventos de IM fue significativa en individuos con dos alelos funcionales GSTT1, pero no en portadores de dos alelos de la variante nula GSTT1 (-/-) (28).,

El análisis de los datos de dos ensayos controlados aleatorios de 12 semanas en 130 participantes con riesgo de ECV leve o moderado encontró que el consumo de 400 g/semana de brócoli con alto contenido de glucosinolato (que contiene de 3 a 6 veces más glucorafanina y glucoiberina que el brócoli estándar) resultó en una reducción significativa en la concentración de colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en plasma en comparación con el brócoli estándar (29). Si el efecto de los glucosinolatos sobre el metabolismo del colesterol podría ser beneficioso en la prevención de ECV necesita más investigación.,

cáncer

Un reciente estudio de intervención demostró que las verduras crucíferas podrían aumentar la desintoxicación de carcinógenos y otros xenobióticos en humanos. En este ensayo aleatorizado controlado de 12 semanas en 391 adultos chinos sanos expuestos a altos niveles de contaminación del aire, El consumo diario de una bebida rica en brotes de brócoli (que proporciona 600 µmol/día de glucorafanina y 40 µmol/día de sulforafano) aumentó significativamente la excreción urinaria de un carcinógeno conocido, el benceno, y un tóxico, la acroleína, en comparación con el placebo (20)., Las actividades biológicas de los derivados del glucosinolato, los isotiocianatos y el indol-3-carbinol, que incluyen la modulación del metabolismo xenobiótico, pero también las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, la inducción de la detención del ciclo celular y la apoptosis, y la inhibición de la angiogénesis, probablemente contribuyen a los beneficios potenciales de las verduras crucíferas en la prevención del cáncer (ver los artículos de MIC sobre isotiocianatos e indol-3-Carbinol) (23).,

pruebas de estudios observacionales

numerosos estudios observacionales han examinado la relación entre la ingesta de vegetales crucíferos y el riesgo de cáncer. Los resultados de los metaanálisis publicados recientemente de estudios observacionales se presentan en la tabla 1 (adaptada de 23).

La mayoría de los metanálisis encontraron asociaciones inversas entre la ingesta de vegetales crucíferos y el riesgo de cáncer de vejiga, mama, colorrectal, endometrial, gástrico, de pulmón, ovárico, pancreático, de próstata y renal., Los análisis de subgrupos mostraron que las asociaciones inversas seguían siendo significativas en los análisis agrupados de los estudios de casos y controles, pero no en los análisis agrupados de los estudios prospectivos de cohortes (Ver Tabla 1). Los estudios retrospectivos de casos y controles son susceptibles a sesgos en la selección de los participantes (casos y controles) y propensos a sesgos de recuerdo dietético en comparación con los estudios prospectivos de cohortes, que recopilan información dietética de los participantes antes de que se les diagnostique cáncer (47)., El método de cocción de las verduras crucíferas, que afecta fuertemente la biodisponibilidad y los posibles beneficios anticancerígenos de los isotiocianatos (ver metabolismo y biodisponibilidad de los glucosinolatos) puede ser una fuente de sesgo y explicar la variación en los resultados de los estudios (heterogeneidad entre los estudios). La falta de información sobre los métodos de cocción impidió el ajuste de los datos para reducir el sesgo.,

en las últimas décadas, algunos estudios observacionales han examinado el efecto de las variaciones genéticas de los individuos en la relación entre la ingesta de vegetales crucíferos y el riesgo de diferentes tipos de cáncer. Por ejemplo, un análisis conjunto de dos estudios prospectivos de cohortes y seis estudios de casos y controles encontró una asociación inversa entre el consumo de vegetales crucíferos y el riesgo de neoplasia colorrectal en portadores de la variante nula GSTT1, pero no en individuos con la variante nula GSTM1 o aquellos con las variantes nulas GSTT1 y GSTM1 (- / – ) (36)., Los resultados de un análisis conjunto de cinco estudios de casos y controles también sugirieron una asociación más fuerte entre la ingesta de vegetales crucíferos y el cáncer de pulmón en portadores de las variantes GSTT1-/- y GSTM1-/- en comparación con portadores de alelos de tipo silvestre (+/+); sin embargo, no se informó si los resultados de estos dos grupos de individuos fueron significativamente diferentes (39). También hay un cuerpo significativo de evidencia que sugiere que los individuos GSTM1+/+ obtienen una mayor protección contra el cáncer por el consumo total de verduras crucíferas o brócoli en comparación con los portadores de la variante GSTM1 -/ – (25, 48, 49)., La evidencia actual es escasa, y se requieren estudios bien diseñados y con potencia adecuada para evaluar y explicar las interacciones potenciales entre la ingesta de vegetales crucíferos y los genotipos de GST.

algunos estudios observacionales han analizado si la ingesta de vegetales crucíferos podría estar asociada con menores riesgos de progresión de la enfermedad y mortalidad. La ingesta más alta versus la más baja de vegetales crucíferos (evaluada antes del diagnóstico) se asoció con una mejor tasa de supervivencia durante 72 meses después del diagnóstico en 547 mujeres con cáncer de pulmón (50)., En un estudio prospectivo en 29.361 hombres que se sometieron a una prueba de antígeno prostático específico (PSA), se encontró que la ingesta de vegetales crucíferos se relacionó inversamente con el riesgo de cáncer de próstata metastásico-cáncer que se diseminó más allá de la próstata (es decir, cáncer de próstata en estadio avanzado) — durante una media de seguimiento de 4,2 años (51)., En otro estudio prospectivo en 1.560 hombres diagnosticados con cáncer de próstata no metastásico, se informó que una ingesta más alta de vegetales crucíferos después del diagnóstico se relacionó con un riesgo 59% más bajo de progresión del cáncer de próstata durante un período de dos años después de completar la evaluación dietética (52). Por el contrario, no se encontró que el consumo de vegetales crucíferos en una cohorte de 11.390 mujeres con cáncer de mama invasivo en estadio I-III (de cuatro estudios prospectivos en Estados Unidos y China), Evaluado aproximadamente dos años después del diagnóstico, estuviera relacionado con el riesgo de recurrencia del cáncer o mortalidad total (53).,

interacciones de nutrientes

yodo y función tiroidea

se ha encontrado que ingestas muy altas de vegetales crucíferos, como repollo y nabos, causan hipotiroidismo (producción insuficiente de hormonas tiroideas) en animales (54). Dos mecanismos pueden explicar potencialmente este efecto. La hidrólisis de la progoitrina, que se encuentra en los vegetales crucíferos (ver Figura 1), puede producir un compuesto conocido como goitrina, que puede interferir con la síntesis de la hormona tiroidea., La hidrólisis de otra clase de glucosinolatos, conocidos como glucosinolatos de indol, da lugar a la liberación de iones tiocianato (Véase la Figura 2) que pueden competir con el yodo para la absorción por la glándula tiroides (55). Sin embargo, el aumento de la exposición a iones tiocianato por el consumo de vegetales crucíferos o, más comúnmente, por fumar cigarrillos, no parece aumentar el riesgo de hipotiroidismo a menos que se acompañe de deficiencia de yodo. Un estudio en humanos encontró que el consumo de 150 g/día (5 oz/día) de coles de Bruselas cocidas durante cuatro semanas no tuvo efectos adversos sobre la función tiroidea (56)., Del mismo modo, el consumo de altas cantidades de vegetales crucíferos se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer de tiroides solo en áreas con deficiencia de yodo (57).

recomendaciones de ingesta

las Pautas Dietéticas para estadounidenses 2015-2020 recomiendan comer una variedad de verduras diariamente (equivalentes a 2½ tazas / día para una dieta de 2,000 calorías) de los cinco subgrupos de vegetales (verde oscuro, rojo y naranja, legumbres, almidón y otros; ver 58)., No se han establecido recomendaciones separadas para las verduras crucíferas, sin embargo, las Pautas Dietéticas para estadounidenses 2015-2020 recomiendan que los adultos consuman 1½-2½ tazas equivalentes de verduras de color verde oscuro (que incluyen las verduras crucíferas) por semana (58).

los compuestos bioactivos en los vegetales crucíferos

Los vegetales crucíferos son fuentes importantes de algunas vitaminas y minerales, fibra y varios fitoquímicos distintos de los glucosinolatos (Tabla 2). Muchos de estos compuestos probablemente contribuyen a los beneficios potenciales que promueven la salud de las verduras crucíferas.,

Authors and Reviewers

Originally written in 2005 by:
Jane Higdon, Ph.,D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

actualizado en diciembre de 2008 por:
Victoria J. Drake, Ph. D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

actualizado en diciembre de 2016 por:
Barbara Delage, Ph. D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

revisado en abril de 2017 por:
Maria traka, Ph. D.
investigadora científica sénior
presidenta del programa de alimentación y salud de Athena Swan
Instituto de investigación alimentaria
Norwich, Reino Unido

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