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Sommario

• Le verdure crocifere sono uniche in quanto sono ricche fonti di composti contenenti zolfo noti come glucosinolati. (Ulteriori informazioni)
• Tagliare o masticare verdure crocifere crude provoca la formazione di prodotti bioattivi di idrolisi del glucosinolato, come isotiocianati e indolo-3-carbinolo. Questi metaboliti sono generati anche da batteri del colon, dopo l’ingestione di verdure crocifere cotte., (Ulteriori informazioni)
• Le attività biologiche degli isotiocianati derivati dal glucosinolato e dell’indolo-3-carbinolo contribuiscono probabilmente ai potenziali effetti di promozione della salute delle verdure crocifere. (Ulteriori informazioni)
• Variazioni nella sequenza di geni che codificano per gli enzimi di disintossicazione di fase II, glutatione S-transferasi (GSTs), possono influenzare i potenziali benefici per la salute del consumo di verdure crocifere., (Ulteriori informazioni)
• Alcuni studi osservazionali hanno esaminato il legame tra il consumo di verdure crocifere e la salute cardiovascolare, ma i risultati sono stati in gran parte incoerenti. (Ulteriori informazioni)
• Alte assunzioni di verdure crocifere sono state associate a un minor rischio di cancro alla vescica, al seno, al colon-retto, all’endometrio, allo stomaco, ai polmoni, alle ovaie, al pancreas, alla prostata e al rene. Tuttavia, la prova delle associazioni rimane in gran parte limitata agli studi di caso-controllo., (Ulteriori informazioni)
• Le linee guida dietetiche 2015-2020 per gli americani raccomandano agli adulti di consumare 1½-2½ tazza-equivalenti di verdure verde scuro a settimana, comprese le verdure crocifere, come parte di pasti sani. (Ulteriori informazioni)

Introduzione

Le verdure crocifere o Brassica sono così chiamate perché provengono da piante della famiglia nota ai botanici e ai biologi come Cruciferae o alternativamente, Brassicaceae. La famiglia delle Brassicaceae, che comprende la pianta modello Arabidopsis thaliana, comprende circa 375 generi e oltre 3.000 specie (1)., Molte, ma non tutte, le verdure crocifere comunemente consumate provengono dal genere Brassica; esempi includono broccoli, cavoletti di Bruxelles, cavoli, cavolfiori, cavoli, cavoli, cavoli rapa, senape, rutabaga, rape, bok choy e cavolo cinese (2). Esempi di altre crocifere commestibili includono ravanello (Raphanus sativus), rafano (Armoracia rusticana), crescione (Nasturtium officinale), wasabi (Wasabia japonica) e bietola svizzera (Beta vulgaris flavescens) (2).,

Le verdure crocifere sono uniche in quanto sono una ricca fonte di composti contenenti zolfo chiamati glucosinolati (β-tioglucoside N-idrossisolfati) che conferiscono un aroma pungente e un gusto piccante (alcuni dicono amaro) (Figura 1). I glucosinolati possono essere classificati in tre categorie in base alla struttura chimica dei loro precursori di aminoacidi: glucosinolati alifatici (ad esempio, glucorafanina), glucosinolati indolici (ad esempio, glucobrassicina) e glucosinolati aromatici (ad esempio, gluconasturtiin) (Figura 1) (1)., Circa 130 strutture glucosinolate sono state descritte fino ad oggi (3), ma solo un sottoinsieme può essere trovato nella dieta umana. In una coorte di partecipanti tedeschi 2,121 nell’indagine prospettica europea sul cancro e sulla nutrizione (studio EPIC), glucobrassicina, sinigrina, glucorafasatina (deidroerucina), glucorafanina e glucoiberina sono risultati contribuire maggiormente all’assunzione totale di glucosinolato (4).,

I glucosinolati e i loro derivati di degradazione (metaboliti), in particolare gli isotiocianati e l’indolo-3-carbinolo, esercitano una varietà di attività biologiche che possono essere rilevanti per la promozione della salute e la prevenzione delle malattie nell’uomo (vedere gli articoli MIC su indolo-3-carbinolo e isotiocianati).,

il Metabolismo e la Biodisponibilità di Glucosinolati

Metabolismo

L’idrolisi dei glucosinolati, che è catalizzata da una classe di enzimi chiamati myrosinases (β-thioglucosidases), porta alla formazione di ripartizione composti, come tiocianati, isotiocianati, indoli, oxazolidine-2-thiones (ad esempio, goitrin), epithionitrile, e nitrile (Figura 2). Nelle cellule vegetali intatte, la mirosinasi è fisicamente separata dai glucosinolati., Tuttavia, quando le cellule vegetali sono danneggiate, la mirosinasi viene rilasciata ed entra in contatto con i glucosinolati, catalizzando la loro conversione in metaboliti altamente reattivi. Nelle piante, tiocianati, isotiocianati, epitionitrile e nitrile sono composti difensivi contro agenti patogeni, insetti ed erbivori (1). Quando le verdure crocifere crude vengono tritate durante il processo di cottura, i glucosinolati vengono rapidamente idrolizzati dalla mirosinasi, generando metaboliti che vengono poi assorbiti nell’intestino prossimale., Al contrario, bollire le verdure crocifere prima del consumo inattiva la mirosinasi, prevenendo così la disgregazione dei glucosinolati. Una piccola frazione di glucosinolati intatti può essere assorbita nell’intestino tenue, ma una grande percentuale raggiunge il colon (5). Da notare che le verdure crocifere bollenti riducono anche il loro contenuto di glucosinolato in misura molto maggiore rispetto alla cottura a vapore, al microonde e alla frittura (5)., Tuttavia, quando le verdure crocifere sono cotte, l’attività batterica simile alla mirosinasi nel colon è principalmente responsabile della degradazione del glucosinolato, generando una vasta gamma di metaboliti (5, 6).

Un pH neutro può favorire la formazione di isotiocianati da glucosinolati (Figura 2). Una volta assorbiti, gli isotiocianati, come il sulforafano derivato dalla glucorafanina, vengono coniugati al glutatione nel fegato e quindi metabolizzati sequenzialmente nella via dell’acido mercapturico (Figura 3)., I metaboliti sulforafani-sulforafano-glutatione, sulforafano-cisteina-glicina, sulforafano-cisteina e sulforafano N-acetilcisteina (Figura 3) — noti collettivamente come ditiocarbammati, sono infine escreti nelle urine (5).

Biodisponibilità

La composizione e il contenuto di glucosinolati nelle verdure crocifere sono relativamente stabili, ma dipendono dal genere e dalla specie e possono variare con la crescita delle piante e le condizioni di conservazione post-raccolta e la lavorazione culinaria (7, 8)., Poiché la maggior parte delle verdure crocifere sono cotte prima di mangiare, l’attività batterica simile alla mirosinasi nell’intestino piuttosto che la mirosinasi vegetale è responsabile del passo iniziale nella degradazione del glucosinolato (Figura 2). In uno studio sull’alimentazione che ha coinvolto 45 soggetti sani, il tasso medio di conversione dei glucosinolati (di cui l ‘ 85% era glucorafanina) in ditiocarbammati nell’arco di 24 ore è stato stimato intorno al 12% con ampie variazioni tra i partecipanti (range, da 1,1 a 40,7%) (7). Al contrario, il 70% -75% degli isotiocianati ingeriti è stato trovato metabolizzato in ditiocarbammati., Pertanto, in seguito all’ingestione di verdure crocifere cotte, la conversione dei glucosinolati in isotiocianati da parte dei batteri intestinali sembra essere una fase limitante nella generazione di ditiocarbammati (7). Tuttavia, le differenze nella capacità degli individui di metabolizzare i glucosinolati non sono state collegate alle differenze nella composizione del microbiota intestinale (9).,

Prevenzione

Come la maggior parte delle altre verdure, verdure crocifere sono una buona fonte di una varietà di nutrienti e sostanze fitochimiche che sinergicamente contribuiscono alla promozione della salute (vedi composti Bioattivi nelle verdure crucifere) (10). Una sfida nello studio delle relazioni tra assunzione di verdure crocifere e rischio di malattia negli esseri umani sta dissociando i benefici di diete intere che sono generalmente ricche di verdure da quelle che sono specificamente ricche di verdure crocifere (11)., Una caratteristica che distingue le verdure crocifere dalle altre verdure è il loro alto contenuto di glucosinolati (vedi Introduzione). I prodotti per l’idrolisi del glucosinolato possono svolgere un ruolo importante nella prevenzione delle malattie innescando una risposta antiossidante e antinfiammatoria e contribuendo al mantenimento dell’omeostasi cellulare (vedere gli articoli MIC sugli isotiocianati e l’indolo-3-carbinolo).,

Influenze genetiche

Una volta assorbiti, gli isotiocianati derivati dal glucosinolato (come il sulforafano) vengono prontamente coniugati al glutatione da una classe di enzimi di disintossicazione di fase II noti come glutatione S-transferasi (GSTs) (Figura 3). Questo meccanismo ha lo scopo di aumentare la solubilità degli isotiocianati, promuovendo così una rapida escrezione nelle urine. Si pensa che gli isotiocianati svolgano un ruolo di primo piano nei potenziali benefici antitumorali e cardiovascolari associati al consumo di verdure crocifere (12, 13)., Variazioni genetiche nella sequenza di geni che codificano per GSTs possono influenzare l’attività di questi enzimi. Tali variazioni sono state identificate negli esseri umani. In particolare, le varianti null degli alleli GSTM1 e GSTT1 contengono grandi eliminazioni e gli individui che ereditano due copie degli alleli GSTM1-null o GSTT1-null non possono produrre gli enzimi GST corrispondenti (14). È stato proposto che una ridotta attività GST in questi individui rallenterebbe il tasso di escrezione di isotiocianati, aumentando così l’esposizione dei tessuti agli isotiocianati dopo il consumo di verdure crocifere (15)., Tuttavia, gli studi interventistici umani con crescione riportano che non vi è alcuna differenza nel tasso di escrezione di isotiocianato tra genotipi positivi (+/+) e nulli ( – / – ) (16). Studi simili con broccoli hanno dimostrato che gli individui GSTM1-/- hanno escreto una percentuale maggiore di sulforafano ingerito attraverso il metabolismo dell’acido mercapturico rispetto agli individui GSTM1+/+ (17, 18). Inoltre, i GST sono coinvolti nella” disintossicazione ” di sostanze potenzialmente nocive come gli agenti cancerogeni, suggerendo che gli individui con ridotta attività GST potrebbero anche essere più suscettibili al cancro (19-21)., Infine, l’induzione dell’espressione e dell’attività di GSTs e di altri enzimi di disintossicazione/antiossidanti di fase II da parte degli isotiocianati è un importante meccanismo di difesa contro lo stress ossidativo e il danno associato allo sviluppo di malattie come il cancro e le malattie cardiovascolari (22). La capacità del sulforafano (isotiocianato derivato dalla glucorafanina) di ridurre lo stress ossidativo in diverse impostazioni è legata all’attivazione del fattore nucleare E2-related factor 2 (Nrf2)-dependent pathway., Tuttavia, se la protezione potenziale conferita dagli isotiocianati attraverso la via Nrf2-dipendente sia diminuita negli individui che trasportano varianti GST-/- è attualmente sconosciuta.

Alcuni, ma non tutti, studi osservazionali hanno scoperto che i genotipi GST potrebbero influenzare le associazioni tra l’assunzione di isotiocianato dalle verdure crocifere e il rischio di malattia (23).

Malattie cardiovascolari

Alte assunzioni di frutta e verdura sono state costantemente associate a un ridotto rischio di malattie cardiovascolari (CVD) (24, 25)., Eppure, pochi studi osservazionali hanno specificamente esaminato i potenziali benefici del consumo di verdure crocifere. Nello studio sulla salute delle donne di Shanghai (follow-up medio, 10,2 anni) e nello studio sulla salute degli uomini di Shanghai (follow-up medio, 4,6 anni), che comprendeva un totale di 134.796 adulti cinesi, i partecipanti al quintile più alto rispetto al quintile più basso di assunzione di verdure crocifere avevano un rischio ridotto del 22% di mortalità per tutte le cause e un rischio ridotto del 31% di mortalità correlata alla CVD (26)., Al contrario, un’analisi congiunta di due grandi studi prospettici di coorte statunitensi, lo studio sulla salute degli infermieri (donne 70,870) e lo studio di follow-up degli operatori sanitari (uomini 38,918), non ha trovato alcuna associazione significativa tra assunzione di verdure crocifere e rischio combinato di infarto miocardico (MI) e ictus ischemico (27)., Uno studio caso-controllo condotto in 2.042 soggetti (età, <75 anni) sopravvissuti a un primo infarto miocardico acuto (MI) e abbinati a controlli sani senza storia di CVD ha rilevato che gli individui nel terzile più alto rispetto a quello più basso delle assunzioni di verdure crocifere (6 volte/settimana rispetto a <1 volta/settimana) avevano probabilità., Tuttavia, ulteriori analisi hanno mostrato che l’associazione tra l’assunzione di verdure crocifere e gli eventi di infarto miocardico era significativa in individui con due alleli funzionali GSTT1 ma non in portatori di due alleli della variante null GSTT1 (-/-) (28).,

L’analisi dei dati di due studi controllati randomizzati di 12 settimane su 130 partecipanti con rischio di CVD lieve o moderato ha rilevato che il consumo di 400 g/settimana di broccoli ad alto contenuto di glucosinolato (contenenti da 3 a 6 volte più glucorafanina e glucoiberina rispetto ai broccoli standard) ha comportato una significativa riduzione della concentrazione plasmatica di lipoproteine a bassa densità (LDL)-colesterolo Se l’effetto dei glucosinolati sul metabolismo del colesterolo possa essere utile nella prevenzione della CVD deve essere ulteriormente studiato.,

Cancro

Un recente studio di intervento ha dimostrato che le verdure crocifere potrebbero aumentare la disintossicazione di agenti cancerogeni e altri xenobiotici nell’uomo. In questo 12 settimane, randomizzato e controllato, nel 391 Cinesi sani adulti esposti ad elevati livelli di inquinamento dell’aria, il consumo quotidiano di una broccoli germogli bevanda ricca (con 600 µmol/giorno di glucoraphanin e 40 µmol/giorno di sulforafano) ha aumentato significativamente l’escrezione urinaria di un noto cancerogeno benzene, e un tossico, acroleina, rispetto al placebo (20)., Le attività biologiche dei glucosinolati derivati, isotiocianati e indolo-3-carbinolo, che includono la modulazione del metabolismo xenobiotico, ma anche antiossidante e proprietà anti-infiammatorie, induzione di arresto del ciclo cellulare e l’apoptosi, e l’inibizione dell’angiogenesi, probabilmente contribuire con i benefici potenziali di verdure crocifere nella prevenzione del cancro (vedi il MIC articoli su Isotiocianati e Indolo-3-Carbinolo) (23).,

Prove da studi osservazionali

Numerosi studi osservazionali hanno esaminato la relazione tra assunzione di verdure crocifere e rischio di cancro. I risultati di recenti meta-analisi pubblicate di studi osservazionali sono riportati nella Tabella 1 (adattata da 23).

La maggior parte delle meta-analisi ha trovato associazioni inverse tra l’assunzione di verdure crocifere e il rischio di cancro alla vescica, al seno, al colon-retto, all’endometrio, allo stomaco, ai polmoni, alle ovaie, al pancreas, alla prostata e al rene., Le analisi dei sottogruppi hanno mostrato che le associazioni inverse sono rimaste significative nelle analisi raggruppate degli studi caso-controllo, ma non nelle analisi raggruppate degli studi prospettici di coorte (cfr.Tabella 1). Gli studi retrospettivi di caso-controllo sono suscettibili di bias nella selezione dei partecipanti (casi e controlli) e inclini a bias di richiamo dietetico rispetto agli studi prospettici di coorte, che raccolgono informazioni dietetiche dai partecipanti prima che vengano diagnosticati con cancro (47)., Il metodo di cottura delle verdure crocifere, che influenza fortemente la biodisponibilità e i potenziali benefici antitumorali degli isotiocianati (vedi Metabolismo e biodisponibilità dei glucosinolati) può essere una fonte di pregiudizio e spiegare la variazione dei risultati degli studi (eterogeneità tra gli studi). La mancanza di informazioni sui metodi di cottura ha impedito la regolazione dei dati per ridurre i pregiudizi.,

Negli ultimi decenni, alcuni studi osservazionali hanno esaminato l’effetto delle variazioni genetiche degli individui sulla relazione tra l’assunzione di verdure crocifere e il rischio di diversi tipi di cancro. Ad esempio, un’analisi congiunta di due studi prospettici di coorte e sei studi di caso-controllo ha trovato un’associazione inversa tra consumo di verdure crocifere e rischio di neoplasia colorettale in portatori della variante null GSTT1 ma non in individui con la variante null GSTM1 o quelli con entrambe le varianti null GSTT1 e GSTM1 (-/-) (36)., I risultati di un’analisi di cinque studi caso-controllo ha anche suggerito una più forte associazione tra assunzione di verdure crocifere e il cancro del polmone in portatori di entrambe le GSTT1-/- e GSTM1-/- varianti rispetto ai portatori di alleli wild-type (+/+); tuttavia, non era riferito se i risultati di questi due gruppi di individui erano significativamente differenti (39). C’è anche un corpo significativo di prove che suggeriscono che gli individui GSTM1+/+ ottengono una maggiore protezione contro il cancro dal consumo totale di verdure crocifere o broccoli rispetto ai portatori GSTM1 – / – varianti (25, 48, 49)., Le prove attuali sono scarse e sono necessari studi adeguatamente alimentati e ben progettati per valutare e spiegare le potenziali interazioni tra l’assunzione di verdure crocifere e i genotipi GST.

Alcuni studi osservazionali hanno esaminato se l’assunzione di verdure crocifere potesse essere associata a rischi ridotti di progressione della malattia e mortalità. L’assunzione più alta rispetto a quella più bassa di verdure crocifere (valutata prima della diagnosi) è stata associata a un migliore tasso di sopravvivenza oltre 72 mesi dopo la diagnosi in 547 donne con cancro ai polmoni (50)., Uno studio prospettico su 29.361 uomini sottoposti a un test antigene prostatico specifico (PSA) ha rilevato che l’assunzione di verdure crocifere era inversamente associata al rischio di cancro alla prostata metastatico — cancro che si è diffuso oltre la prostata (cioè, cancro alla prostata in stadio avanzato)-durante un follow — up medio di 4,2 anni (51)., Un altro studio prospettico su 1.560 uomini con diagnosi di cancro alla prostata non metastatico ha riferito che una maggiore assunzione post-diagnosi di verdure crocifere era associata a un rischio inferiore del 59% di progressione del cancro alla prostata durante un periodo di due anni dopo il completamento della valutazione dietetica (52). Al contrario, il consumo di verdure crocifere in una coorte di donne 11,390 con carcinoma mammario invasivo di stadio I-III (da quattro studi prospettici statunitensi e cinesi), valutati circa due anni dopo la diagnosi, non è risultato associato al rischio di recidiva del cancro o mortalità totale (53).,

Interazioni nutritive

Iodio e funzione tiroidea

È stato riscontrato che assunzioni molto elevate di verdure crocifere, come cavoli e rape, causano ipotiroidismo (insufficiente produzione di ormoni tiroidei) negli animali (54). Due meccanismi possono potenzialmente spiegare questo effetto. L’idrolisi della progoitrina, che si trova nelle verdure crocifere (vedi Figura 1), può produrre un composto noto come goitrina, che può interferire con la sintesi dell’ormone tiroideo., L’idrolisi di un’altra classe di glucosinolati, noti come glucosinolati indolici, provoca il rilascio di ioni tiocianato (vedi Figura 2) che possono competere con lo iodio per l’assorbimento da parte della ghiandola tiroidea (55). Tuttavia, l’aumento dell’esposizione agli ioni tiocianato derivanti dal consumo di verdure crocifere o, più comunemente, dal fumo di sigaretta, non sembra aumentare il rischio di ipotiroidismo a meno che non sia accompagnato da carenza di iodio. Uno studio sugli esseri umani ha rilevato che il consumo di 150 g/die (5 oz/die) di cavoletti di Bruxelles cotti per quattro settimane non ha avuto effetti negativi sulla funzione tiroidea (56)., Allo stesso modo, il consumo di elevate quantità di verdure crocifere è stato associato ad un aumento del rischio di cancro alla tiroide solo in aree carenti di iodio (57).

Raccomandazioni di assunzione

Le linee guida dietetiche 2015-2020 per gli americani raccomandano di mangiare una varietà di verdure al giorno (equivalenti a 2½ tazze / giorno per una dieta a 2.000 calorie) da tutti i cinque sottogruppi vegetali (verde scuro, rosso e arancione, legumi, amidacei e altri; vedere 58)., Non sono state stabilite raccomandazioni separate per le verdure crocifere, ma le linee guida dietetiche 2015-2020 per gli americani raccomandano che gli adulti consumino 1½-2½ tazza-equivalenti di verdure verde scuro (che includono verdure crocifere) a settimana (58).

I composti bioattivi nelle verdure crocifere

Le verdure crocifere sono importanti fonti di alcune vitamine e minerali, fibre e varie sostanze fitochimiche diverse dai glucosinolati (Tabella 2). Molti di questi composti probabilmente contribuiscono ai potenziali benefici per la salute delle verdure crocifere.,

Authors and Reviewers

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

Aggiornato nel mese di dicembre 2008 da parte di:
Victoria J. Drake, Ph. D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University.

Aggiornato a dicembre 2016 da parte di:
Barbara Delage, Ph. D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University.

Rivedendo in aprile 2017, da parte di:
Maria Traka, Ph. D.
Senior Research Scientist
Sedia Athena SWAN SAT
alimentazione e Salute Programma
Istituto di Ricerca Alimentare
Norwich, Regno Unito

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