Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Felipe Brites Senra.pdf: 1222145 bytes, checksum: 43a5bc32cc332c65c3a59a5950d50c5d (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Brazil is a major world producer of soybeans, its cultivation being well distributed throughout the country. The culture is characterized by the potential for production of isoflavones, phytoestrogens naturally occurring in plants and chemical structure comparable to that of estradiol. The principal isoflavone aglycones are (genistein, daidzein and glycitein) and β-glucoside (genistin, daidzin and glycitin, 6 "-O-acetyl genistin, 6"-O-acetyl daidzin and 6 "-O-acetyl glycitin, 6 "-O-malonyl genistein, 6"-O-malonyl daidzein, 6 "-O-malonyl glycitin). There are reports on the beneficial effects of these on human health, and the reduction of coronary heart disease, delay the manifestation of atherosclerosis, have beneficial effects on hypercholesterolemia, protects against various types of cancer and improving hormonal activity. In plants isoflavones stimulate soil microorganism Bradirizobium, the formation of nodules on the roots and for fixing activity against pathogenic fungi and increases resistance to attack by aphids. Through the benefits of isoflavones in the feed, their influence on plant physiology and complexity of their extraction and quantification, it is necessary to evaluate and study the genetic control of this characteristic estimating the molecular markers linked to the QTL that control them. The objective of this work was to map and validate QTLs for isoflavone using recombinant inbred lines RIL (Recombinant Imbred Lines) and compare the results obtained by simple interval mapping (IM Simple Interval Mapping) and composite interval mapping (CIM Composite Interval Mapping). The population consists of recombinant inbred lines RIL (Recombinant Imbred Lines) belonging to soybean breeding program at the Federal University of Viçosa, from the cross between the cultivar Hartwig and lineage Y-23, contrasting the content of daidzin, glycitin, genistin , malonyl daidzin, malonyl glycitin, acetyl daidzin, daidzein, acetyl genistin, genistein, daidzein, total genistein total glycitein total, and total isoflavones. The extraction process was performed by high performance liquid chromatography (HPLC), and quantified by external standard, and the results obtained in μg.g-1. Markers were used 133 polymorphic, which was obtained with a linkage map with 24 linkage groups, recombination frequency of 25 cM and a minimum LOD of 3.0. Mapping was carried out by simple brand MAS (single-marker locus analysis) by analysis of variance and regression, by the method of simple interval (IM, simple interval mapping), by the method of regression and maximum likelihood, and the composite interval mapping (CIM composite interval mapping). The positioning of QTL was performed by permutation test with 10,000 permutations, allowing establish significance levels of 5 and 1%. In the characteristics malonyl daidzin and acetyl genistin were not transgressive lines. The genotype 2.27 presented the highest levels in eight isoflavones and 4.75 in the lower 12. There are high correlations between the group DAC with isoflavones genistin, genistein and genistein total and low glycitin between DAC and genistin, genistein and genistein total. QTLs were validated in GLs A2, D2, E, H, K, M and N for CAD, C2, D2, K and M for GEC in A2, C2, D1a, D2, H, K, M and N for GLC and total isoflavone in GLs G, H and O. In GL G were found QTLs of large effect for DAC, and a large number of QTLs for GEC, although not mentioned in this GL QTLs for these isoflavones. There is evidence of a relationship between genetic control of resistance to the cyst nematode and isoflavones in this population due to the proximity of the QTL controlling these traits. The most efficient method of mapping the CIM was due to the selection of cofactors that allowed QTL eliminate ghosting, which was not possible for the IM method and maximum likelihood regression. The mapping CIM detected by 44, 40, 29 and 10 QTLs for CHD, GEC, GLC and total isoflavones respectively. The IM regression positioned nine, five, four and two QTL for CAD, GEC, GLC and total isoflavones respectively. The IM approach by maximum likelihood for DAC positioned six QTLs for GEC and 12 respectively / O Brasil é um dos grandes produtores mundiais de soja, sendo o seu cultivo bem distribuído no território nacional. A cultura caracteriza-se pelo potencial para produção de isoflavonas, fitoestrógenos de ocorrência natural nas plantas e com estrutura química comparável a do estradiol. As principais isoflavonas são as agliconas (genisteína, daidzeína e gliciteína) e as β-glicosídeo (genistina, daidzina e glicitina, 6 "-O-acetil genistina, 6"-O-acetil daidzina e 6 "-O-acetil glicitina, 6 "-O-malonil genistina, 6"-O-malonil daidzina, 6 "-O-malonil glicitina) Existem relatos sobre a influência benéfica destes sobre a saúde humana, quanto a redução de doenças coronarianas, retardam a manifestação de arteriosclerose, possuem efeitos benéficos na hipercolesterolemia, protegem contra diversos tipos de câncer e melhoria da atividade hormonal. Nas plantas as isoflavonas estimulam o microrganismo Bradirizobium do solo, a formação de nódulos nas raízes para fixação e atividade contra fungos fitopatogênicos e aumenta a resistência ao ataque de pulgões. Mediante os benefícios das isoflavonas na alimentação, sua influência na fisiologia da planta e a complexidade de sua extração e quantificação, torna-se necessário avaliar e estudar o controle genético desta característica, estimando os marcadores moleculares ligados aos QTLs que as controlam. O objetivo deste trabalho foi mapear e validar QTLs para isoflavonas utilizando linhagens endogâmicas recombinantes RIL (Recombinant Imbred Lines) e comparar os resultados obtidos pelo mapeamento por intervalo simples (IM Simple Interval Mapping) e mapeamento por intervalo composto (CIM Composite Interval Mapping). A população é constituída por linhagens endogâmicas recombinantes RIL (Recombinant Imbred Lines) pertencentes ao programa de melhoramento de soja da Universidade Federal de Viçosa, oriundas do cruzamento entre a cultivar Hartwig e a linhagem Y-23, contrastantes para o teor de daidzina, glicitina, genistina, malonil daidzina, malonil glicitina, acetil daidzina, daidzeína, acetil genistina, genisteína, daidzeína total, genisteína total, gliciteína total, e isoflavonas totais. O processo de extração foi realizado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC high performance liquid chromatography), e a quantificação por padronização externa, sendo os resultados obtidos em μg.g-1. Foram utilizados 133 marcadores polimórficos, com os quais foi obtido um mapa de ligação com 24 grupos de ligação, frequência máxima de recombinação de 25 cM e LOD mínimo de 3,0. Foi realizado o mapeamento por marca simples MAS (single-marker locus analysis) por análise de variância e regressão, pelo método do intervalo simples (IM, simple interval mapping), pelo método da regressão e da máxima verossimilhança, e o mapeamento pelo intervalo composto (CIM, composite interval mapping). A determinação da posição do QTL foi realizada pelo teste de permutação, com 10000 permutas, possibilitando estabelecer níveis de significância de 5 e 1%. Nas características malonil daidzina e acetil genistina não ocorreram linhagens transgressivas. O genótipo 2.27 apresentou as maiores concentrações em oito isoflavonas e o 4.75 as menores em 12. Existem altas correlações entre as isoflavonas do grupo DAC com genistina, genisteína e genisteína total e baixa entre glicitina com DAC e genistina, genisteína e genisteína total. Foram validados QTLs nos GLs A2, D2, E, H, K, M e N para DAC, em C2, D2, K e M para GEC, em A2, C2, D1a, D2, H, K, M e N para GLC e para isoflavonas totais no GLs G, H e O. No GL G foram encontrados QTLs de grande efeito para DAC, e um grande número de QTLs para GEC, apesar de não serem citados QTLs neste GL para estas isoflavonas. Existem indícios de relação entre controle genético da resistência ao nematoide do cisto e isoflavonas nesta população, devido à proximidade dos QTLs que controlam estas características. O método mais eficiente de mapeamento foi o CIM, em virtude da seleção de cofatores que permitiu eliminar os QTL fantasmas, o que não foi possível pelo IM pelo método da regressão e máxima verossimilhança. O mapeamento pelo CIM detectou 44, 40, 29 e 10 QTLs para DAC, GEC, GLC e isoflavonas totais respectivamente. O IM por regressão posicionou nove, cinco, quatro e dois QTL para DAC, GEC, GLC e isoflavonas totais respectivamente. O IM pela abordagem da máxima verossimilhança posicionou seis QTLs para DAC e 12 para GEC respectivamente

Orientador: Marcia Regina Braga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kretzschmar_FernandadosSantos_M.pdf: 1298329 bytes, checksum: ea1fc8a628a790dbf39de684ebe6192d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Plântulas de soja (Glycine max L. Merr), crescidas sob alta concentração de CO2 em sistema de câmaras de topo aberto apresentam incremento na fotossíntese e ganhos de produtividade, podendo alterar a produção de metabólitos secundários de importância farmacológica. Este trabalho teve como objetivo analisar a síntese de flavonas, isoflavonas e pterocarpanos em plântulas de soja (IAC-18, resistente ao fungo causador do cancro da haste Diaporthe phaseolorum f. sp. meridionalis), cultivadas em atmosfera de 380 e 760 mmol mol-1 de CO2 e estimulada por diferentes eliciadores bióticos e abióticos. Fragmentos do b-glucano de Phytophthora megasperma, autoclavados de esporos de D. phaseolorum (Dpm) e moléculas doadoras de óxido nítrico (GSNO e SNP) foram utilizados como eliciadores. Os ensaios foram feitos aplicando-se os eliciadores sobre cotilédones destacados de plântulas de soja com 9 dias de idade (estádio VC). A exposição à 760 mmol mol-1 de CO2 estimulou a fotossíntese, aumentou a área e a massa fresca de cotilédones e folhas e resultou em incremento na produção de coumestrol, daidzeína, genisteína, luteolina e apigenina induzidas principalmente por SNP. Para gliceolinas e daidzina, o efeito estimulador do CO2 foi observado por indução apenas com o b- glucano. Parâmetros bioquímicos relativos aos carboidratos solúveis e estruturais das plântulas de soja também mostraram diferenças significativas entre os dois tratamentos com CO2. Os resultados obtidos reforçam a sugestão de que o incremento na disponibilidade de carbono pode modificar as defesas induzidas em soja contra patógenos, porém, essas alterações ocorrem em metabólitos específicos e dependem do eliciador utilizado / Abstract: Soybean seedlings (Glycine max L. Merr) grown in open top chambers under high CO2 concentrations have shown photosynthetic increment and increase in productivity, which in turn may modify the productio n of secondary metabolites with farmacological importance. The aim of this work was to analyze the synthesis of flavones, isoflavones and pterocarpans in soybean seedlings (IAC-18, a cultivar resistant to the causal agent of the stem canker disease Diaphorthe phaseolorum f. sp. Meridionalis), kept under 380 and 760 mmol mol-1 CO2 atmospheres stimulated by biotic and abiotic elicitors. The b-glucan from mycelial walls of Phythophytora megasperma, autoclaved espores of D. phaseolorum (Dpm) and the NO donors, GSNO and SNP, were used as elicitors. The assays were performed by applying the elicitors on detached cotyledons from 9 days old soybean seedlings (VC stage). The exposition to 760 mmol mol-1 of CO2 stimulated photosynthesis, increased the area and fresh mass of leaves and cotyledons, and raised the production of coumestrol, daidzein, genistein, luteolin and apigenin, mainly induced by SNP. For glyceollins and daidzin the CO2 stimulatory effect was observed only by the induction with the b-glucan. Biochemical parameters related to soluble and structural carbohydrates from soybean seedlings also showed significant differences between the two CO2 treatments. These results strengthen the suggestion that the increment in the carbon availability may modify the inducible defenses in soybean against pathogens. However, these alterations occur in specific metabolites and depend on the elicitor / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Hélia Harumi Sato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:21:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelotti_JoelisedeAlencarFigueira_D.pdf: 2410193 bytes, checksum: f20b18fe7228677edbc62681e14fd595 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O presente trabalho visou o estudo da produção da ?-glicosidase pela linhagem de Aspergillus sp. utilizando-se resíduos agrícolas como o farelo de trigo, casca de maracujá e bagaço de cana-de-açúcar, a imobilização da enzima em diferentes suportes como lentes PVA - Lentikats®, sol-gel, Eupergit, Amberlite, gelatina e alginato de cálcio, e a aplicação da enzima livre e imobilizada na conversão de isoflavonas glicosiladas de soja em isoflavonas agliconas. O fungo foi identificado como Aspergillus niger LBA 02. O extrato enzimático bruto obtido de A. niger LBA 02 apresentou atividade de ?-glicosidase, CM -celulase, amilase, poligalacturonase e pectinase. Foi obtida maior atividade de ?-glicosidase (44,81 U/g) na fermentação da linhagem A. niger LBA 02 em meio semissólido composto por 25 g de farelo de trigo e 5,7 mL de água destilada, após 240 h de fermentação a 30°C. Os efeitos da adição do extrato de levedura e dos sais KH2PO4, NH4NO3, MgSO4.7H2O, no meio de farelo de trigo, para a produção de ?-glicosidase por A. niger LBA 02 não foram significativos nos níveis estudados. Os resíduos casca de maracujá e bagaço de cana-de-açúcar adicionados no meio de farelo de trigo não atuaram como indutores da produção de ?-glicosidase, nos níveis estudados. Dentre os 7 métodos de imobilização testados, as técnicas de sol-gel e lentes PVA - Lentikats® apresentaram melhores resultados para a imobilização da enzima ?-glicosidase. A enzima livre apresentou atividade ótima a 65°C e pH 4,5, enquanto a enzima imobilizada em sol-gel mostrou atividade ótima na faixa de 60 - 65°C. A temperatura de 50°C foi fixada como temperatura ótima de trabalho para a enzima imobilizada em lentes PVA - Lentikats®, pois acima da temperatura de 60°C ocorreu a fusão das lentes. A imobilização da ?-glicosidase não alterou o pH ótimo de atividade da enzima, permanecendo em 4,5. A imobilização resultou em um pequeno aumento da estabilidade térmica da ?-glicosidase. A ?-glicosidase imobilizada em lentes PVA - Lentikats® apresentou-se mais estável do que a enzima livre, após 3 h de tratamento na faixa de 45 a 55°C. O tempo de meia vida da ?-glicosidase imobilizada em sol-gel a 70°C foi 0,88 h. A ?-glicosidase imobilizada em sol-gel apresentou cerca de 10% de atividade residual após 3 h a 70°C, enquanto que a enzima livre foi inativada após 1 hora a 70°C. A ?-glicosidase imobilizada em sol-gel apresentou valores de KM na faixa de 1,0 a 1,25 mM de celobiose, a 60°C, estimados pelos métodos de Lineweaver - Burk, Hanes - Woolf e Solver, enquanto que a enzima livre apresentou valores de 0,92 a 1,69 mM de celobiose, sugerindo que não houve alteração da afinidade da enzima pelo substrato celobiose com a imobilização. A imobilização da enzima em lentes PVA - Lentikats® resultou em um aumento dos valores de KM estimados em 3,61; 2,7 e 3,03 mM de celobiose, a 50°C, respectivamente, pelos métodos de Lineweaver - Burk, Hanes - Woolf e Solver indicando que a imobilização resultou em diminuição da afinidade da enzima imobilizada pelo substrato. A taxa de conversão relativa da solução 1,5 mM de celobiose em tampão acetato 0,5 M pH 5,0 a 50°C, utilizando-se ?-glicosidase imobilizada em lentes PVA - Lentikats® em processo contínuo foi de 100% após 5 h, entretanto a porcentagem de conversão diminuiu para 40% após 148 h. A ?-glicosidase livre e imobilizada produzida pelo micro-organismo A. niger LBA 02 foi capaz de hidrolisar as isoflavonas glicosiladas de soja em suas formas agliconas. O teor da isoflavonas agliconas aumentou no extrato de isoflavonas de soja tratadas com ?-glicosidase livre e imobilizada em lentes PVA - Lentikats® e sol-gel, sendo que a daidzeína aumentou aproximadamente 2,6; 10,8 e 12,2 vezes e o teor de genisteína aumentou 11,7; 11,4 e 11,4 vezes quando aplicada a enzima ?-glicosidase livre e imobilizada em lentes PVA - Lentikats® e sol-gel, respectivamente, ao final de 24 h / Abstract: This work aimed to study the production of ?-glucosidase by Aspergillus sp. strain using agricultural residues such as wheat bran, passion fruit peel and sugarcane bagasse, the immobilization of the enzyme in different support such as lens - shaped PVA - Lentikats®, sol-gel, Eupergit, Amberlite, gelatin and calcium alginate and the application of free and immobilized enzyme in the conversion of isoflavone glucosides in soy isoflavone aglycones. The fungus was identified as Aspergillus niger LBA 02. The crude enzyme extract obtained from A. niger LBA 02 showed activity of ?-glucosidase, CM-cellulase, amylase, polygalacturonase and pectinase. It was obtained higher ?-glucosidase activity (44.81 U / g) in the fermentation of strain A. niger LBA 02 in semisolid media composed of 25 g of wheat bran and 5.7 mL of distilled water, after 240 h of fermentation at 30 °C. The effects of the addition of yeast extract and salts KH2PO4, NH4NO3, MgSO4.7H2O in wheat bran medium for production of ?-glucosidase by A. niger LBA 02 were not significant in the levels studied. The passion fruit peel waste and sugarcane bagasse added in the culture media of wheat bran did not act as inducers of the production of ?-glucosidase levels studied. Among the methods of immobilization tested, the sol-gel technique and lens - shaped PVA - Lentikats® showed better results for ?-glucosidase immobilization. The free enzyme showed optimum activity at 65 °C and pH 4.5, while the enzyme immobilized in sol-gel showed optimum activity in the range of 60 - 65 °C. A temperature of 50 °C was set as the working optimum temperature for the enzyme immobilized in lens - shaped PVA - Lentikats® because above 60 °C occurred melting of the lenses. Immobilization of ?-glucosidase did not alter the optimum pH of the enzyme activity, remaining at pH 4.5. Immobilization resulted in a small increase in the thermal stability of ?-glucosidase. The ?-glucosidase immobilized in lens - shaped PVA - Lentikats® showed to be more stable than the free enzyme after 3 h of treatment in the range of 45 to 55 °C. The half-life of the ?-glucosidase immobilized in sol-gel at 70 °C was 0.88 h. The ?-glucosidase immobilized in sol-gel showed about 10% residual activity after 3 h at 70 °C while free enzyme was inactivated after 1 h at 70 °C. The ?-glucosidase immobilized in sol-gel showed KM in the range of 1.0 to 1.25 mM of cellobiose at 60 °C, estimated by the method of Lineweaver - Burk, Hanes - Woolf and Solver while free enzyme showed KM values in the range of 0.92 to 1.69 mM of cellobiose, suggesting no change in the affinity of the enzyme for the substrate cellobiose after immobilization. The immobilized enzyme in lens - shaped PVA - Lentikats® resulted in an increase in the KM values estimated 3.61, 2.7 and 3.03 mM of cellobiose at 50 °C, respectively, by methods Lineweaver - Burk, Hanes - Woolf and Solver indicating that immobilization resulted in decreasing affinity of the immobilized enzyme to the substrate. Relative conversion rate of 1.5 mM cellobiose solution in acetate buffer 0.5 M pH 5.0 at 50 °C, using ?-glucosidase immobilized in lens - shaped PVA - Lentikats® in continuous process was 100% after 5 h, but the conversion decreased to 40% after 148 h. The ?-glucosidase produced by the micro-organism A. niger LBA 02, free and immobilized was able to hydrolyze isoflavone glycosides from soy in their aglycone forms. The content of isoflavone aglycones increased in soy isoflavones extract treated with ?-glucosidase free and immobilized in lens - shaped PVA - Lentikats® and sol-gel, and the daidzein increased approximately 2.6, 10.8 and 12.2 times, and genistein increased content of 11.7, 11.4 and 11.4 fold when applied to ?-glucosidase enzyme free and immobilized in lens - shaped PVA - Lentikats ® and sol-gel, respectively, at the end of 24 h / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

O hipoestrogenismo decorrente da menopausa acelera o envelhecimento da pele. Apesar de possuir efeitos positivos na pele, dois grandes estudos apontaram para os efeitos adversos da TH (terapêutica hormonal) estroprogestiva. Os fitoestrógenos são utilizados como terapia alternativa para mulheres com contraindicação à TH clássica. Dentre os fitoestrógenos, as isoflavonas daidzeína (D) e genisteína (G) são encontradas em pequenas quantidades na soja e possuem capacidade de promover efeitos benéficos na pele quando administradas por via oral e subcutânea. Entretanto, nenhum estudo investigou se estas isoflavonas podem aumentar o colágeno da pele quando administradas por via tópica, e se este efeito está relacionado com os receptores de estrógeno. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver formulações cosméticas contendo extrato de soja biotransformado pelo fungo Aspergillus awamori e analisar o potencial estrogênico deste extrato na produção de colágeno. Para contemplar nosso objetivo, foram produzidos quatro diferentes tipos de extrato de soja biotransformado, e após definir qual o extrato com maior concentração das isoflavonas (D e G), este extrato (ESBE) foi submetido a testes de citotoxicidade em células L929 (mouse fibroblast cell line - clone 929 da cepa L) e HDFa (Human Dermal Fibroblast, adult). Na segunda etapa foram desenvolvidas formulações cosméticas do tipo gel, creme e gel-creme incorporadas com ESBE, as quais foram utilizadas na realização de testes de estabilidade preliminar e em ensaio de permeação e retenção cutânea. Finalmente, foi realizado teste de eficácia para avaliar a produção de colágeno após tratamento com ESBE em cultura de fibroblastos humanos primários (HDFa). Os resultados demonstraram que a biotransformação é um processo eficaz para aumentar a concentração de D e G; o ESBE não demonstrou citotoxicidade em células L929 e HDFa; as formulações incorporadas com ESBE demonstraram possuir estabilidade preliminar; a formulação do tipo gel demonstrou ser a melhor opção para incorporação do ESBE visto que facilitou a retenção das isoflavonas na pele sem permitir a permeação de compostos para o líquido receptor; e finalmente, o ESBE é capaz de estimular a produção de colágeno em fibroblastos primários nas concentrações de 59 e 1,33?g/mL. Concluímos que o ESBE estimula a produção de colágeno, principalmente na concentração de 1,33?g/mL. Sugerimos que o mecanismo responsável for este efeito pode envolver a ligação da genisteína aos receptores de estrógeno, entretanto, outros mecanismos de ação das isoflavonas de soja como proteção contra stress oxidativo, indução da expressão de enzimas antioxidantes e a presença de proteínas inibidoras de proteases (BBI e STI) devem ser levadas em consideração. / Hypoestrogenism that occurs during menopause accelerates skin aging.Despite having positive effects on the skin, two large studies have pointed to the adverse effects of estroprogestative HT (hormonal therapeutic). Phytoestrogens are used as an alternative therapy for women with contraindications to classical HRT. The isoflavones daidzein and genistein are phytoestrogens found in small amounts in soybean grains and with ability to promote beneficial effects on the skin when administered orally and subcutaneously. However, no studies have investigated whether these isoflavones may increase skin collagen content when administered topically, and if this effect is associated with the estrogen receptors. Thus, the aim of this study was to develop cosmetic formulations containing soybean extract biotransformed by the fungus Aspergillus awamori and analyze the estrogenic potential of this extract on the production of collagen. To achieve our purpose, four different types of biotransformed soybean extract were produced, and after define which extract has the highest concentration of isoflavones (D and G), this extract (ESBE) was subjected to cytotoxicity tests in L929 (mouse fibroblast cell line - strain L) and HDFa cells (Human Dermal Fibroblasts , adult) . In the second stage cosmetic formulations type gel, cream and gel-cream incorporated with ESBE were developed. These formulations were used in preliminary stability tests and assays to analyze permeation and retention of compounds on the skin. Finally, efficacy test evaluated the production of collagen after treatment of primary human fibroblasts with ESBE. The results showed that the biotransformation is an effective method for increasing the concentration of D and G; ESBE did not show cytotoxicity in L929 and HDFa cells; the cosmetic formulations incorporated with ESBE shown to have preliminary stability; gel-type formulation proved to be the best option for incorporation of ESBE because it was able to facilitate the retention of the isoflavones in the skin without allowing the permeation of compounds into the liquid receiver; And finally, the ESBE was able to stimulate collagen production in primary fibroblasts at concentrations of 59 and 1,33 ?g / mL. We conclude that the ESBE can stimulate collagen production, mainly in the concentration of 1,33?g / mL. We suggest that the mechanism responsible for this effect may involve genistein binding to estrogen receptors, however, other mechanisms of action of soy isoflavones, as protection against oxidative stress, induction of expression of antioxidant enzymes and the presence of protease inhibitors proteins (BBI and STI) must be taken into account.

In wissenschaftlichen wie auch in öffentlichen Kreisen wird kontrovers diskutiert, ob durch die Aufnahme von hormonell aktiven Substanzen aus Nahrungs‐ oder Nahrungsergänzungsmitteln mit positiven oder negativen Einflüssen auf die menschliche Gesundheit und Lebensqualität zu rechnen ist. Das Interesse an solchen Substanzen ist in den letzten Jahren permanent gewachsen, und der Markt erhielt einen zusätzlichen Zulauf, als Studien zeigten, dass die klassische Hormonersatztherapie für postmenopausale Frauen aus Östrogen‐Progestagen‐Kombinationen mit einem erhöhten Risiko für hormonabhängige Krebsarten wie Brust‐ oder Endometriumskarzinomen verbunden ist. Demgegenüber implizieren epidemiologische Beobachtungen aus ostasiatischen Ländern, dass die Aufnahme sojareicher Nahrung mit einer verringerten Inzidenz für diese hormonabhängigen Krebsarten korreliert zu sein scheint. Stofflich betrachtet stehen in diesem Zusammenhang Isoflavone wie Genistein und Daidzein, die in großen Mengen z. B. in Sojabohnen vorkommen, im Fokus des wissenschaftlichen Interesses. Eine Vielzahl von in vitro und in vivo Studien ergab für Isoflavone ein heterogenes Wirkspektrum. Neben hormonellen Wirkungen wie schwach östrogenen bzw. antiöstrogenen Eigenschaften, sind ebenfalls eine Reihe nicht‐hormoneller Wirkungen, wie beispielsweise antioxidative Eigenschaften oder die Fähigkeit zur Hemmung von Tyrosinkinasen, beschrieben. Trotz der hohen Anzahl an Studien zu Isoflavonen ist immer noch unklar wie valide die Beobachtungen beim Menschen sind, da ihre Langzeitwirkungen experimentell kaum untersucht sind. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, zur Aufklärung der Langzeitwirkung von Isoflavonen als Nahrungsbestandteile und damit zum Verständnis ihrer Wirkmechanismen beizutragen, um anschließend mit den erzielten Resultaten die Risikobewertung dieser Substanzklasse zu optimieren. Zu diesem Zweck wurden in einem generationsübergreifenden Fütterungsexperiment die Einflüsse eines sojabasierten Futters mit denen eines, mit isoliertem Genistein supplementierten, Futters verglichen und anschließend denen eines phytoöstrogenfreien Futters gegenüber gestellt. Sowohl in juvenilen als auch adulten Ratten wurden die gewebespezifischen, physiologischen und molekularen Antworten des Uterus evaluiert. In einer zusätzlichen Studie sollte zudem geklärt werden, inwieweit Gestagene die genistein‐ bzw. östrogenregulierten Prozesse im Uterus adulter ovariektomierter Ratten zu modulieren vermögen. Anhand etablierter molekularbiologischer Methoden zur Gen‐ (qPCR) und Proteinexpression (Western Blot), aber auch durch neu zu etablierende immunohistochemische Analysen wurden diverse physiologische (z. B. Körpergewicht, Futteraufnahme, spezifische Organgewichte) und molekulare Marker (z. B. uterine Markergene für Östrogenität oder Proliferation) analysiert und untereinander verglichen. Bei der Betrachtung der Ergebnisse wird deutlich, dass die lebenslange, kontinuierliche Isoflavonexposition der Mütter während fetaler und pränataler Entwicklungsphasen unterschiedliche gewebespezifische Effekte in juvenilen und adulten Weibchen der Tochtergeneration auslöst. Während auf der einen Seite die bereits in utero begonnene Exposition mit Genistein in juvenilen Tieren in einer relativ starken Uterotrophie sowie östrogenen Effekten hinsichtlich der Expressionsmuster einiger Markergene resultiert, zeigt Genistein in den gleichen Tieren andererseits auch Eigenschaften die als antiproliferativ und antiöstrogen zu bewerten sind. Interessanterweise sind diese Effekte im adulten Organismus anschließend nicht mehr nachweisbar. Des Weiteren zeigen unsere Untersuchungen, dass die Östrogenresponsivität des juvenilen Uterus nicht durch diätetische Isoflavone modifiziert wird. Genistein wirkt in diesen Tieren als Östrogenrezeptor β Partialagonist, wobei das antiproliferative sowie antiöstrogene Potenzial erst in hohen Konzentrationen erkennbar wird. Im Gegensatz zum juvenilen zeigt sich im adulten Uterus eine erheblich gesteigerte Östrogenresponsivität infolge der lebenslangen, kontinuierlichen und bereits in utero begonnenen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition. Diese Tiere reagieren mit dramatisch erhöhten Uterusfeuchtgewichten auf Östrogenrezeptor α vermittelte östrogene Stimuli. Bemerkenswerterweise sind diese stark erhöhten Uterusfeuchtgewichte jedoch nicht auf vermehrte Proliferation, sondern auf eine gesteigerte Einlagerung von Luminalflüssigkeit zurückzuführen. Analysen zur Genexpression von Aquaporinen deuten zwar auf östrogenabhängige Mechanismen hin, jedoch konnte kein direkter Bezug zur chronischen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition nachgewiesen werden. Wie schon in den Untersuchungen am juvenilen Uterus beobachtet, vermittelt Genistein auch im adulten Uterus seine molekularen Wirkungen als tendenzieller Östrogenrezeptor β‐selektiver Partialagonist. Unsere Analysen der Expression spezifischer uteriner Markergene legen darüber hinaus die Vermutung nahe, dass Genistein seine molekularen Wirkungen präferenziell über den klassischen ERE‐abhängigen Signalweg vermittelt, da durch Genistein besonders Gene reguliert werden, die diese Transkriptionsfaktor Bindungsstellen in der Promotorregion besitzen. Die Rolle von Gestagenen bei genisteinregulierten Prozessen im Uterus ist nicht ganz klar. Während unsere Ergebnisse zeigen, dass Progesteron in einem kurzfristigen dreitägigen experimentellen Design, unabhängig von der Ab‐ bzw. Anwesenheit von 17β‐Östradiol, kaum einen Einfluss auf genisteinregulierte Prozesse hat, legen die Ergebnisse unserer längerfristigen Experimente hingegen die Vermutung nahe, dass Gestagene die chronischen Effekte von Isoflavonen modulieren können. Schlussfolgernd kann anhand unserer Studien festgehalten werden, dass die molekularen Wirkungen von Genistein stark von Faktoren wie der Expositionsdauer, der Expositionskonzentration sowie dem Alter des Organismus abhängen. Unsere Daten zeigen eindeutig, dass eine traditionelle sojabasierte ostasiatische Diät in keiner Weise mit einer, durch isolierte Isoflavone supplementierten, westlichen Diät gleichzusetzen ist. Des Weiteren konnten wir im Rahmen dieser Arbeit zeigen, dass die Exposition mit diätetischen Isoflavonen während der Embryogenese einen lebenslangen Einfluss auf die Nachkommen hat, indem die östrogenresponsivität dieser Individuen massiv beeinflusst wird.

京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(農学) / 乙第12807号 / 論農博第2792号 / 新制||農||1020(附属図書館) / 学位論文||H26||N4810(農学部図書室) / 80851 / (主査)教授 河田 照雄, 教授 金本 龍平, 教授 谷 史人 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

Two conditions associated with ovarian depletion are increased potential for depressive episodes and increased abdominal weight gain. In five different experiments we examined the effect of soy-containing diets or equol injections on depression, serotonin levels, weight gain (BW) and white adipose tissue (WAT) deposition of female Long-Evans rats in various stages of life. Rats were intact, ovariectomized or experienced natural ovarian failure (NOF). While this paper will present each experiment, only experiment 5 is outlined here due to space limitations. From conception the rats were exposed to either a soy-rich (Phyto-600) or low-soy diet (Phyto-low). Animals experienced NOF at approximately 300 days. At 330 days-old animals underwent the Porsolt forced swim test (PFST). One month later (following 1 week of equol injections in Phyto-low fed animals) the animals were again tested in the PFST. Serum was collected before the first PFST and following the second PFST for serotonin and isoflavone analysis. This experiment demonstrated that animals fed a soy-rich diet have decreased BW and WAT compared to a low-soy diet. At the first PFST, the Phyto-low fed NOF females displayed increased immobility and lower serotonin levels compared to the Phyto-600 NOF females indicating the Phyto-low animals were more depressed than the Phyto-600 females. The second PFST demonstrated equol injection significantly increased both time mobile and serum serotonin levels in the Phyto-low fed rats suggesting that equol has antidepressant effects. This experiment demonstrated that isoflavone exposure has antiobesity-like effects. Furthermore, isoflavones (particularly equol) appear to have antidepressant potential in NOF females.

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