Omdat de oudste broccolivarianten al gekweekt werden in de Romeinse tijd, wordt broccoli ook wel de Italiaanse Brassica (Brassica oleracea italica) genoemd. Naast het feit dat het een zeer smakelijke groente is, staat broccoli ook in de wetenschappelijke belangstelling omdat hij van alle koolsoorten de hoogste concentraties bevat van zwavelhoudende bestanddelen met een krachtige therapeutische werking: de glucosinolaten en met name de daarvan afgeleide verbindingen (o.a. isothiocyanaten, sulforafaan, indolen).
Broccoli (Brassica Italica)
Broccoli (Brassica oleracea italica) is lid van de familie van koolsoorten (Brassica oleracea), die al zeker 6000 jaar worden gekweekt, en waarschijnlijk de oudste gekweekte groenten zijn. Verwijzingen naar kool zien we overal in de literatuur van de Oudheid en de Middeleeuwen.
Onder de familie Brassica vallen alle koolsoorten (meestal Brassica oleracea-variëteiten), maar ook bijvoorbeeld mosterd, raapzaad, paksoi en knolraap. Broccoli blijkt binnen deze groepen de meeste wetenschappelijke aandacht te trekken.
Biochemie
De gezondheidseffecten van broccoli worden meestal toegeschreven aan de hoge concentraties glucosinolaten en met name de daarvan afgeleide verbindingen. Glucosinolaten is een familie van organische zwavelverbindingen in broccoli, waarvan de belangrijkste vertegenwoordigers de indolen en de isothiocyanaten zijn. Andere Brassica-soorten bevatten ook glucosinolaten, maar broccoli heeft de hoogste concentraties (waardoor het een goede bron van sulforafaan is). De belangrijkste groepen verbindingen die door hydrolyse van glucosinolaten ontstaan, zijn:
Isothiocyanaten: Isothiocyanaten zijn zwavelhoudende bestanddelen in vooral kruisbloemigen. Met name sulforafaan, een type isothiocyanaat in broccoli, staat de laatste jaren behoorlijk in de wetenschappelijke belangstelling. In de plant komt sulforafaan alleen gebonden voor, als onderdeel van sulforafaanglucosinolaat (glucorafanine). Maar ook Brassica-inhoudsstoffen als fenylmethylisothiocyanaat en allylisothiocyanaat staan in de wetenschappelijke spotlights.
De zaden en kiemen (sprouts) zijn het rijkst aan deze stoffen. Gemiddeld bevatten kiemen twintig- tot vijftigmaal hogere concentraties glucorafanine dan in de volwassen broccoliplant aanwezig is, en in broccolizaden zijn de concentraties nog hoger. Ook afhankelijk van kweekmethode, oogstmoment, bodemgesteldheid, gebruik van herbiciden of pesticiden kunnen enorme verschillen optreden. In een gestandaardiseerd preparaat zijn deze concentraties binnen een bepaalde marge gegarandeerd.
Indolen: Ook indolen uit Brassica-soorten staan erg in de belangstelling. Net als isothiocyanaten behoren deze tot de groep van de indirecte antioxidanten, stimuleren ze de productie van ontgiftende leverenzymen en zijn zo betrokken bij de eliminatie van schadelijke vrije radicalen. Door hydrolyse van glucobrassicine ontstaan stoffen als indol-3-carbinol (I3C), diindolylmethaan (DIM, een dimeer van I3C) en ascorbigen (I3C gekoppeld aan ascorbinezuur).
Daarnaast is broccoli ook nog rijk aan andere bioactieve stoffen met therapeutische eigenschappen. Van alle groenten bevatten de kruisbloemigen waarschijnlijk de grootste variëteit aan fytochemische stoffen met therapeutische potentie. Hieronder een opsomming van de belangrijkste:
- cabagine (S-methylmethionine, soms ook vitamine U genoemd. Dit is een aan SAMe verwante stof met een ontstekingsremmende werking en een beschermend effect op de slijmvliezen van maag en darmen.)
- luteïne (onder andere carotenoïden)
- D-glucaraat (Is belangrijk voor de glucuronidering, een belangrijk onderdeel van de fase-2 detoxificatie.)
- flavonoïden, met name quercetine en apigenine
- selenium (Broccoli bevat selenium in de vorm van gemethyleerde seleniumverbindingen (bijvoorbeeld Se-methylselenocysteine), welke eenvoudig kunnen worden omgezet in methylselenol.)
- ijzer met een vrij grote biologische beschikbaarheid
- zink
- ontzurende mineralen zoals kalium en magnesium
- vitamine B6 en foliumzuur
- vitamine C, E en K
- protocatechuzuur
- chlorogeenzuur
- carotenoïden
- vezels
Glucorafanine → sulforafaan
Glucorafanine kan langs twee wegen in sulforafaan worden omgezet:
1. Via het enzym myrosinase, dat vrijkomt bij kneuzen en kauwen. Myrosinase heeft een vochtige omgeving nodig om te functioneren.
2. Via omzetting in de darmflora. Bij een pH hoger dan 5 wordt meer dan 80% van het glucorafanine omgezet in sulforafaan. Om deze reden werkt de zure vorm van vitamine C (ascorbinezuur) de sulforafaanvorming tegen. Vitamine C in de vorm van mineraalascorbaten kent dit bezwaar niet.
Niet rauw maar (licht) stomen of roerbakken
Het gehalte glucorafanine (sulforafaanglucosinolaten) in klaargemaakte broccoli kan sterk variëren, afhankelijk van cultivar, omgevingsinvloeden en bereidingswijze; een typisch gemiddelde is 30 mg glucorafanine per 300 mg bereide broccoli. De hoge temperaturen tijdens het kookproces inactiveren het myrosinase-enzym, waardoor er geen sulforafaanvorming plaatsvindt. Bovendien lost de meeste glucorafanine (net als andere glucosinolaten) op in het kookvocht, dat zodoende een zeer gezonde basis is voor bijvoorbeeld soep. Bij stomen gaat het verhitten veel trager en wordt er in de broccoli veel meer sulforafaan gevormd. Bovendien wordt bij het stomen veel minder water gebruikt, waardoor de meeste glucorafanine in de broccoli aanwezig blijft. Waarschijnlijk heeft roerbakken een soortgelijk effect.
Echter, de vorming van sulforafaan en andere isothiocyanaten hoeft niet noodzakelijkerwijs in de groente zelf plaats te vinden. Ook de darmflora bevat enzymen met dit vermogen. Na consumptie van glucorafanine uit broccoli, zal de darmflora glucorafanine omzetten in sulforafaan.
Werking
Sulforafaan is één van de krachtigste bekende detoxificerende stoffen en beschermt cellen tegen diverse ziekten, met name waar DNA irreversibel kan worden beschadigd. Om deze reden staat sulforafaan, en de groep isothiocyanaten waartoe sulforafaan behoort, onder grote farmaceutische belangstelling. Sulforafaan verhoogt de activiteit van fase-2 eiwitten en enzymen, één van de belangrijkste natuurlijke afweermechanismen.
Inductie van fase-2 detoxificatie
Een belangrijk kenmerk van de Brassica-familie is het vermogen om genen “aan te zetten” die cellulaire enzymen aanmaken die nodig zijn voor een optimale celfunctie. De belangrijkste daarvan zijn de genen voor de drie belangrijkste fase-2 detoxificatie-enzymen: quinonreductase (QR), glutathion-S-transferase (GST) en uridinedifosfaat-glucuronosyltransferase (UGT). Deze enzymen zetten toxines om in wateroplosbare stoffen die gemakkelijk uitgescheiden kunnen worden. Zelfs in concentraties die in de voeding voorkomen, is sulforafaan een krachtige modulator van deze xenobiotica-metaboliserende enzymsystemen.
Mogelijk compenseert sulforafaan voor een onvermogen van het lichaam om zelf de juiste fase-2 enzymen te induceren. Het grootste effect van broccoli treedt immers op bij mensen met een mutatie (inactivatie) van tenminste één van de volgende glutathion-S-transferase typen: M1-type (GSTM1) of T1-type (GSTT1). Bij deze personen blijven de isothiocyanaten in de circulatie, waardoor andere glutathion-S-transferases actief worden.
Indirecte antioxidant
Inductie van fase-2 proteïnen bevordert ook het wegvangen van oxidanten of belemmert de vorming ervan. Het resultaat is een enorm “multiplier-effect”: een fase-2 proteïne-inducer heeft hetzelfde effect als verschillende typische antioxidantmoleculen, zoals vitamine C en vitamine E. Vrije radicalen, die overigens voor het overgrote deel worden geactiveerd in het fase-1 enzymsysteem, waarop Brassica-inhoudsstoffen weer een remmend effect hebben.
Broccoli is overigens ook zelf rijk aan antioxidanten, zoals carotenoïden, flavonoïden, vitamine C, isothiocyanaten. Ook bevordert broccoli door de aanwezigheid van cysteïne en methionine de aanmaak van glutathion, een belangrijk endogeen antioxidant.
Anti-inflammatoir
(cardiovasculair, gewrichten). Er is veel bewijs dat sulforafaan inflammatoire processen tegengaat. Sulforafaan heeft waarschijnlijk effect op NF-kappa B als centrale aanstuurder van ontstekingsprocessen. Daarnaast wordt bij iedere ontstekingsreactie een overmaat aan vrije radicalen geproduceerd en deze blijft bestaan tijdens het ontstekingsproces. De inname van fase-2 proteïne-inducers gaat dit proces mogelijk tegen. In een dierstudie ging sulforafaan leeftijdsgerelateerde degeneratieve en inflammatoire veranderingen in het centrale zenuwstelsel tegen.
Antibacterieel en antischimmel
Afbraakproducten van sulforafaan en andere glucosinolaten hebben een krachtig remmend effect op de maagzuurbacterie Helicobacter pylori. De Brassica-inhoudsstof S-methylmethionine (cabagine) werd al in 1952 met bescherming tegen maagzweren in verband gebracht door Cheney, die het vitamine U noemde. Tegenwoordig blijkt een heel scala aan zwavelhoudende bestanddelen voor dit effect verantwoordelijk, en blijkt de antibacteriële en antifungale werking veel breder dan alleen H. pylori.
Immuunmodulatie
Sulforafaan heeft een effect op het immuunsysteem, onder meer via stimulatie van de cellulaire immuunrespons, evenals van interleukine-2 (IL-2) en interferon-gamma. Tegelijkertijd remt het de pro-inflammatoire cytokines IL-1 bèta, IL-6, TNF-alfa en GM-CSF.
Invloed op oestrogeenmetabolisme
Aanvulling met Brassica-indolen, zoals I3C en DIM, kan het oestrogeenmetabolisme in gunstige zin beïnvloeden. Dit uit zich onder meer in verbeteringen bij hormoongerelateerde aandoeningen, zoals menopauzale problemen.
Indicaties
Remming van Helicobacter pylori
Remming van de maagzuurbacterie Helicobacter pylori door broccoli-inhoudsstoffen is al diverse malen in vitro aangetoond, maar nu ook in humane studies.
Immuunversterking
Bij muizen kan sulforafaan de leeftijdsgerelateerde achteruitgang van het immuunsysteem op verschillende fronten terugdraaien en terugbrengen naar het niveau dat gevonden wordt bij veel jongere muizen.
Bescherming tegen de zon
Een crème gemaakt van jonge broccolischeuten blijkt de huid te beschermen tegen de schadelijke werking van uv-straling. Sulforafaan zet de huidcellen aan om enzymen te produceren die de huid van binnenuit beschermen. De symptomen van verbranding blijken bijna 40% lager bij de mensen die ingesmeerd zijn met een broccoli-houdende crème. De bescherming hield bovendien meerdere dagen aan.
Cardiovasculaire gezondheid
Bij mensen die 100 gram broccoli per dag aten gedurende een week, verminderde het totaalcholesterolgehalte en steeg het HDL-cholesterol. Ook de hoeveelheid oxidatieve stress verminderde. In een dierstudie konden broccolispruiten de weefselconcentraties van glutathion verhogen bij dieren met hypertensie. De suppletie verlaagde ook de bloeddruk en inflammatoire biomarkers bij de dieren. Volgens de auteurs van de studie kunnen fase-2 proteïne-inducers het risico op cardiovasculaire aandoeningen, zoals hypertensie en atherosclerose verminderen.
Preventie van cataract
Mannen die meer dan tweemaal per week broccoli eten, verlagen hun kans op cataract met 23% ten opzichte van hen die dat niet doen. Voorbehandeling met sulforafaan is in staat de cellen van de retina te beschermen tegen chemische en foto-oxidatieve schade.
Degeneratieve aandoeningen van het centrale zenuwstelsel
Ontsteking is een belangrijke factor bij cognitieve achteruitgang en daaraan gerelateerde ziekten. Inductie van fase-2 enzymen door broccoli-inhoudsstoffen gaat ontstekingsgerelateerde veroudering van het centrale zenuwstelsel tegen.
Interacties
Isothiocyanaten hebben ook de naam goitrogene verbindingen te zijn. Goitrogenen zijn verbindingen die de opname van jodium door de schildklier kunnen remmen en/of de aanmaak van schildklierhormoon remmen en zo een vergroting van de schildklier (struma) kunnen veroorzaken.
De enzymen die nodig zijn voor productie ervan, worden geïnactiveerd door koken, zelfs al bij licht stomen. Of dit wenselijk is, is maar zeer de vraag, aangezien juist aan sulforafaan en andere isothiocyanaten de meeste gezondheidsvoordelen worden toegeschreven. Er wordt zelfs gesuggereerd dat de goitrogene werking een belangrijk werkingsmechanisme is van de isothiocyanaten. Er is echter geen enkele reden om aan te nemen dat bij mensen die geen schildklieraandoening hebben, consumptie van (isothiocianaten) Brassica een negatief effect op de schildklier zou optreden, zeker niet wanneer de jodiuminname voldoende is. Niettemin kan het raadzaam zijn om bij schildklierpatiënten terughoudend te zijn met het inzetten van Brassica. Verder ligt het in de lijn der verwachtingen dat, vanwege de invloed van broccoli-inhoudsstoffen op het cytochroom P-450 systeem (waarlangs diverse medicijnen worden gemetaboliseerd), er interacties kunnen optreden met deze medicijnen.
Het volledige artikel, inclusief bronnen, is op te vragen bij de redactie.
Dit artikel is mogelijk gemaakt door Natura Foundation, www.naturafoundation.nl
