Sulforafano, Glucosinolati, Isotiocianati | Alimenti e Benefici per la Salute

In questo articolo parliamo dei Glucosinolati e dei loro metaboliti Isotiocianati e Sulforafano. Presenza negli Alimenti, Proprietà e Benefici per la Salute in chiave Antitumorale, Antidiabetica, Cardioprotettiva ed Epatoprotettiva

Sulforafano, Glucosinolati, Isotiocianati
Supervisione Scientifica a Cura del Dottor Gilles Ferraresi

Cosa Sono

I glucosinolati sono composti zuccherini contenenti zolfo.

In natura esistono oltre 200 tipi di glucosinolati, che si concentrano in molte verdure dal sapore pungente come la senape, il cavolo e il rafano 1.

Quando il materiale vegetale viene masticato, tagliato o danneggiato in altro modo, i glucosinolati subiscono una degradazione enzimatica che origina una complessa miscela di composti, tra i quali gli isotiocianati.

Ad esempio, la sulforafanina è un glucosinolato che si concentra nelle piante crucifere (Brassicaceae) quali ad esempio broccoli, cavoli e cavolini di Bruxelles. Quando questi alimenti vengono masticati, l'enzima mirosinasi converte la sulforafanina in sulforafano.

Il sulforafano è un isotiocianato noto per le proprietà antiossidanti, antimicrobiche e antinfiammatorie ed è studiato per vari benefici per la salute, come la prevenzione del cancro, la salute del cuore e il trattamento per l'autismo 2.

A Cosa Servono

I glucosinolati sono sostanze chimiche naturali. Molto probabilmente, contribuiscono alla difesa delle piante contro parassiti e malattie, grazie allo spiccato sapore amaro e pungente 3.

Per l'uomo, i glucosinolati e i loro derivati non sono essenziali per la vita, quindi non possono essere considerati dei nutrienti. Tuttavia, possono risultare preziosi per la salute.

L'interesse dei nutrizionisti sui glucosinolati è correlato agli isotiocianati, che sono i principali prodotti attivi ottenuti dalla loro idrolisi ad opera della mirosinasi.

L'isotiocianato di benzile, l'isotiocianato di fenetile e il sulforafano sono tra gli isiotiocianati maggiormente studiati per le potenziali proprietà terapeutiche 1.

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Glucosinolati negli Alimenti

I glucosinolati si trovano in varie piante commestibili come cavoli (cavolo bianco, cavolo cinese, broccoli), cavolini di Bruxelles, crescione, rafano, capperi e ravanelli.

In questi cibi, i prodotti di decomposizione dei glucosinolati che originano con la masticazione contribuiscono in modo significativo al sapore caratteristico dell'alimento.

I glucosinolati abbondano specialmente nella famiglia delle Brassicaceae, quindi cavoli, broccoli, cavolfiori, cavolini di Bruxelles, rape, ravanelli, rucola, rafano, crescione e mostarda. I glucosinolati si trovano anche nei semi di queste piante 3.

Come per altri composti fitochimici, la concentrazione di glucosinolati nei vegetali varia notevolmente, non solo in relazione alla specie, ma anche alle diverse parti della pianta e alle condizioni di coltivazione, trasporto, conservazione, ecc.

Inoltre, i germogli di broccoli di 3 giorni contengono livelli da 10 a 100 volte superiori di glucorafanina rispetto a un broccolo maturo 4, 5.

Contenuto di Glucosinolati in alcuni alimenti 6

Alimento Glucosinolati (mg/100g)
Cavolini di Bruxelles 73,0 - 91,4
Cavolo bianco 39,9 - 89,9
Broccoli 23,0 - 64,0
Cavolfiore bianco 19,5 - 42,6
Cavolfiore verde 17,6 - 46,9

Effetti della Cottura

Le verdure crude hanno i più alti livelli di sulforafano. Ad esempio, uno studio ha scoperto che i broccoli crudi avevano dieci volte più sulforafano dei broccoli cotti 7.

La cottura a vapore delle verdure per 1-3 minuti può essere il modo migliore per ottimizzare i livelli di sulforafano durante la cottura 8.

In ogni caso, è preferibile cucinare le verdure al di sotto di 140°C, poiché il superamento di tale temperatura provoca una perdita di glucosinolati come la glucorafanina 9.

Per questo motivo, è meglio evitare di bollire o cuocere al microonde le verdure crocifere, preferendole crude o leggermente cotte al vapore per massimizzare l'apporto di sulforafano e altri isotiocianati.

Derivati dei Glucosinolati

Ricordiamo che l'enzima mirosinasi, che converte i glucosinolati in isotiocianati, viene prodotto dalle stesse piante ma segregato in specifici organelli. In seguito a rottura delle cellule, l'enzima mirosinasi entra in contatto con i glucosinolati dando inizio all'idrolisi 10.

Tale rottura avviene generalmente durante la masticazione, ma anche durante i processi di preparazione (taglio, pulitura) e cottura dei vegetali.

Dall'idrolisi dei glucosinolati derivano non solo isotiocianati, ma anche tiocianati, indoli e nitrili, in proporzioni diverse secondo le condizioni in cui avviene la reazione, ad es. acidità e temperatura.

Inoltre, occorre considerare che nell'intestino umano esiste una mirosinasi di origine batterica, che possiede però una minore efficienza di conversione rispetto all'enzima vegetale.

Benefici per la Salute

Proprietà Antitumorali

Benefici delle verdure crocifere

Diversi studi epidemiologici riportano che il consumo di verdure crocifere, come broccoli, cavoli, cavoletti di Bruxelles e così via, riduce l'incidenza del cancro 1.

Le persone che mangiano verdure Brassicacee ricche di sulforafano hanno significativamente meno probabilità di sviluppare il cancro 31, 32. Da tre a cinque porzioni di crocifere alla settimana sono associate a un calo del 30-40% nell'incidenza del cancro rispetto alle persone che non mangiano queste verdure 31.

I soggetti che consumavano almeno una porzione di verdure crocifere alla settimana avevano meno probabilità di sviluppare tumori del cavo orale, della faringe, dell'esofago, del colon-retto, della mammella e dei reni 31.

Ad esempio, uno studio di coorte condotto su 11.405 tedeschi, ha rivelato che l'assunzione di glucosinolati nella dieta si associa a un minor rischio di cancro alla prostata 11. Similmente, l'assunzione di verdure crocifere sembra potenzialmente utile per la prevenzione del cancro ai polmoni 12.

Uno studio del 2016 ha esaminato l'associazione tra assunzione di verdure crocifere e alcuni biomarcatori tumorali tra 54 donne in attesa di biopsie mammarie dopo risultati anormali della mammografia. Lo studio ha scoperto che l'assunzione totale di verdure crocifere era associata a una ridotta crescita cellulare nel tessuto mammario 13.

I risultati di un altro studio suggeriscono che le verdure crocifere, se consumate crude, possono ridurre il rischio di cancro alla vescica 29.

Pertanto, molti studi epidemiologici indicano che l'esposizione umana ai glucosinolati, agli isotiocianati e agli indoli, attraverso il consumo di verdure crucifere, può ridurre il rischio di cancro.

Tuttavia, gli effetti protettivi possono essere influenzati da variazioni genetiche individuali (polimorfismi) nel metabolismo e nell'eliminazione degli isotiocianati dal corpo 14, 26. Inoltre, non è ancora del tutto chiaro quali componenti nutrizionali sostengano tali benefici e nello specifico quale sia il contributo dei glucosinolati contenuti in tali alimenti e dei rispettivi derivati.

Oltre al sulforafano, le crocifere contengono molti altri composti bioattivi che promuovono la salute, come gli acidi gallico, clorogenico e ferulico, quercetina, kaempferolo e vitamina C 18.

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Composti potenzialmente benefici nelle verdure crucifere

Vitamine Minerali Phytochemicals
Folati Potassio Carotenoidi
Vitamina C Selenio Clorofilla
Vitamina K Calcio Fibre
Flavonoidi
Indolo-3-carbinolo
Isotiocianati
Lignani
Fitosteroli
Bioattivi dello zolfo (diversi dai glucosinolati)

Benefici del Sulforafano

Il sulforafano potrebbe prevenire la crescita delle cellule cancerogene rilasciando enzimi antiossidanti e disintossicanti che proteggono dagli agenti cancerogeni 22, 23, 24.

Il sulforafano ha in effetti dimostrato di possedere proprietà antitumorali in numerosi studi in vitro e su animali, riducendo sia la dimensione che il numero di vari tipi di cellule cancerose 19, 20, 21.

Uno studio randomizzato, in doppio cieco, pubblicato nel 2020, ha esaminato 40 adulti con cancro del pancreas in chemioterapia palliativa. I ricercatori hanno riferito che, anche se non statisticamente significativo, il tasso di sopravvivenza è stato maggiore nel gruppo di trattamento (15 capsule contenenti germogli di broccoli polverizzati, pari a 90 mg di sulforafano e 180 mg di glucorafanina) rispetto al gruppo placebo durante i primi 6 mesi dopo l'assunzione 25.

In alcuni studi clinici, uomini con cancro alla prostata ricorrente hanno assunto 60 mg di sulforafano al giorno, beneficiando di una riduzione dei livelli di PSA (un indicatore utilizzato per la progressione del cancro alla prostata) rispetto a coloro che non l'avevano assunto 27, 28.

Una ricerca pubblicata nel 2019 ha studiato gli effetti dell'integrazione di sulforafano sulla progressione del cancro alla prostata 30. 49 soggetti sono stati divisi in due gruppi, rispettivamente trattati con una minestra di broccoli standard e con una minestra di broccoli con concentrazioni elevate di glucorafanina (da 3 a 7 volte superiori).

12 mesi di consumo di una porzione di zuppa di broccoli ricca di glucorafanina ogni settimana hanno dimostrato di influenzare favorevolmente l'espressione genica nella prostata, con una riduzione del rischio di progressione del cancro.

I ricercatori stanno anche studiando negli animali il potenziale del sulforafano contro tumori come glioblastoma e cancro della tiroide, della prostata, della mammella, della lingua e del polmone 32, 33, 34, 31 , 35, 36.

Autismo

In un piccolo studio clinico su 44 giovani uomini con autismo, il sulforafano ha migliorato i sintomi comportamentali del disturbo 37. Nel gruppo di trattamento (29 soggetti), dosi giornaliere di 50-150 µmol di sulforafano per 18 settimane hanno migliorato in modo leggermente superiore al placebo comportamenti come l'interazione sociale e la comunicazione verbale.

Un altro studio ha esaminato 15 bambini con disturbi dello spettro autistico che per 12 settimane sono stati sottoposti a integrazione di sulforafano. Al termine dello studio, sia il comportamento che la reattività sociale sono migliorati, tuttavia solo il miglioramento di quest'ultima è risultato significativo 39.

Malattie Cardiovascolari e Colesterolo

Sia gli studi in provetta che quelli sugli animali mostrano che il sulforafano può migliorare la salute del cuore in diversi modi 40. Ad esempio, contrastando lo stress ossidativo e l'infiammazione che favoriscono il restringimento delle arterie (aterosclerosi) 41, 42, 43.

In uno studio, mangiare broccoli ricchi di glucorafanina (precursore del sulforafano) ha ridotto significativamente il colesterolo LDL (-7,1%) in 37 esseri umani 44. I soggetti avevano assunto 400 grammi a settimana di broccoli ricchi di glucorafanina per 12 settimane, mentre quelli che avevano assunto la stessa quantità di broccoli standard hanno ottenuto una riduzione dell'LDL dell'1,8%.

Similmente, in 12 soggetti sani, mangiare germogli di broccoli freschi (100 g/die) per 1 settimana ha ridotto il colesterolo totale e LDL, e ha aumentato il colesterolo HDL. I germogli di broccoli hanno anche migliorato i marcatori di stress ossidativo 45.

L'analisi dei dati di due studi controllati randomizzati di 12 settimane su 130 partecipanti con rischio cardiovascolare lieve o moderato ha rilevato che il consumo di 400 grammi alla settimana di broccoli ad alto contenuto di glucosinolato (contenenti da 3 a 6 volte più glucorofanina e glucoiberina rispetto ai broccoli standard) ha determinato una riduzione significativa del colesterolo totale e "cattivo" LDL rispetto ai broccoli standard 17.

Mortalità

Nello Shanghai Women's Health Study (follow-up medio 10,2 anni) e nello Shanghai Men's Health Study (follow-up medio 4,6 anni), coloro che mangiavano le quantità maggiori di verdure crucifere avevano, rispetto a quelli che ne consumavano di meno, un rischio di mortalità per tutte le cause ridotto del 22% e un rischio di mortalità per le malattie cardiovascolari ridotto del 31% 15.

Un'analisi aggregata di due grandi studi prospettici di coorte statunitensi, il famoso Nurses' Health Study (70.870 donne) e l'Health Professionals' Follow-Up Study (38.918 uomini), non ha invece trovato alcuna associazione significativa tra l'assunzione di verdure crocifere e il rischio combinato di infarto e ictus ischemico 16.

Diabete

I germogli di broccoli possono migliorare il controllo glicemico nel diabete.

Secondo diversi studi su pazienti diabetici di tipo 2, mangiare germogli di broccoli può aumentare la capacità antiossidante del sangue e il colesterolo HDL, e ridurre lo stress ossidativo, i trigliceridi, l'insulina, la resistenza all'insulina e la Proteina C Reattiva 47, 45, 48.

In uno studio RCT del 2012, i ricercatori hanno analizzato i livelli di glucosio e insulina in 63 persone che hanno ricevuto placebo o 10 grammi di polvere di germogli di broccoli al giorno per 4 settimane 45.

I risultati hanno mostrato una significativa diminuzione della concentrazione sierica di insulina e della resistenza all'insulina in coloro che avevano assunto germogli di broccoli.

Uno studio di 12 settimane su 97 persone con diabete di tipo 2 ha esaminato gli effetti del consumo di un estratto di germogli di broccoli, equivalente a 150 µmol di sulforafano 46.

Lo studio ha scoperto che il sulforafano ha ridotto la glicemia a digiuno del 6,5% e ha migliorato i livelli di emoglobina glicata. Questi effetti sono stati particolarmente forti nei partecipanti obesi con scarso controllo del diabete 46.

Il sulforafano ha anche prevenuto le complicanze legate al diabete negli animali, come 47, 49:

  • nefropatia
  • danno tissutale
  • complicanze vascolari
  • disfunzione cardiaca indotta dal diabete
  • ispessimento del muscolo cardiaco
  • danni cardiaci nei topi.

Infezione da Helicobacter pylori

I glucosinolati, gli isotiocianati e nello specifico il sulforafano possono essere utili contro le infezioni gastriche da Helicobacter pylori 17.

In diversi studi sull'uomo, mangiare germogli di broccoli ha diminuito la colonizzazione di Helicobacter pylori e ridotto l'infiammazione dello stomaco 18, 19, 20.

In un altro studio, l'estratto di germogli di broccoli non ha inibito la colonizzazione di H. pylori, ma ha comunque protetto il rivestimento dello stomaco dai danni 21.

In uno studio su pazienti diabetici di tipo 2, la polvere di germogli di broccoli, in associazione alla tripla terapia standard, ha notevolmente migliorato l'eradicazione del batterio 22.

Probabilmente il sulforafano protegge e rinforza la mucosa gastrica contrastando lo stress ossidativo causato dall'infezione da H. pylori e prevenendo l'infezione 23, 19.

Salute del Fegato

Negli uomini con fegato grasso, i germogli di broccoli hanno migliorato la funzione epatica e ridotto i livelli di transaminasi 24.

Anche negli studi su animali sono stati osservati effetti protettivi nei confronti di un'ampia varietà di malattie del fegato causate da sostanze chimiche tossiche, droghe, alcol e diete ipercaloriche 24 , 25 , 26, 28 29.

I germogli di broccoli sembrano agire migliorando la disintossicazione epatica e la produzione di glutatione, aumentando gli enzimi antiossidanti e riducendo i marker di danno epatico 27.

Asma

Il sulforafano ha avuto effetti benefici negli animali con asma e infiammazione delle vie aeree, ma gli studi sull'uomo sono meno conclusivi 30.

In uno studio clinico, l'estratto di germogli di broccoli ha soppresso l'infiammazione delle vie aeree negli esseri umani esposti a particelle di scarico diesel (equivalenti ai livelli giornalieri di esposizione su un'autostrada di Los Angeles) 31.

Il sulforafano ha anche migliorato la pervietà delle vie aeree e le costrizioni polmonari causate dalla metacolina nel 60% dei pazienti asmatici arruolati. Tuttavia, nel 20% del campione ha peggiorato la broncocostrizione 32.

In altri studi sull'uomo, i germogli di broccoli non hanno avuto effetti benefici su asma, sintomi della BPCO o infiammazione delle vie aeree indotta dall'ozono 33, 34, 35.

Il sulforafano ha invece aumentato la clearance batterica da parte dei macrofagi polmonari e ha ridotto l'infiammazione nei topi esposti al fumo di sigaretta per 6 mesi 36.

Stipsi

In uno studio di 4 settimane su 48 adulti, mangiare 20 grammi di germogli di broccoli ricchi di sulforafano ha migliorato i sintomi della stitichezza. Nessun effetto lassativo è stato invece trovato per i germogli di erba medica, che sono privi di sulforafano 27.

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