Phytoestrogens: characterization and biological effects

Abstract

In this PhD thesis, some of the biological effects of phytoestrogens, in particular of lignans and the selection and characterization of buckwheat seeds and sprouts as potential rich food sources of polyphenol and pytoestrgens are reported. The effects in vitro of lignans on proliferation of human colon cancer cells lines (HT29 and HCT8) showed that lignans inhibit cellular proliferation and induce arrest of cell cycle in the G1-phase on both cellular lines. In order to study the mechanism of action we observed the behaviour of cyclin D1 and p-21 proteins. The results showed that cyclin D1 decreased expression while p-21 protein level resulted increased in cells treated. Further we measured the intracellular ROS (reactive oxygen species) level in cells treated. The analysis showed a reduced concentration of ROS especially after 24 h compared to 48 h. In addition procedure for growth and characterization of buckwheat sprouts and seeds, as preliminary step for a future setting up of a proofproject for formulation of functional food rich in biologically active components like phytoestrogens was studied. Hence hydroponic culture of Buckwheat sprouts was produced and after evaluated the yields of harvest we analyzed the amount of total phenolic contents both in sprouts and in seeds. Tartary buckwheat sprouts and seeds show higher content of phenolic contents than Common buckwheat. The research produced promising results which open horizons on the possibility to produce innovative food that provide health benefit using, for the first time, powder of Tartary buckwheat sprouts.

In questa tesi di Dottorato sono stati analizzati alcuni degli effetti biologici dei fitoestrogeni, in particolare dei lignani ed è stata effettuata la selezione e la caratterizzazione dei germogli e dei semi di grano saraceno come fonte alimentare potenzialmente ricca in polifenoli e fistoestrogeni. Gli effetti in vitro sulle linee cellulari tumorali di colon (HCT8 e HT29) hanno mostrato che i lignani inibiscono la proliferazione cellulare e inducono l’arresto nella fase G1 del ciclo cellulare in entrambi le linee cellulari. I risultati dell’analisi dell’espressione proteica hanno mostrato che il blocco del ciclo cellulare in G1 porta ad una diminuzione della ciclina D1 ed a un relativo aumento della proteina P21. E’ stata inoltre valutata la concentrazione intracellulare dei ROS (reactive oxygen species) e si è osservato che i lignani riducono lo stress ossidativo delle cellule trattate in confronto a quelle controllo specie nei trattamenti a 24 ore. La ricerca si è poi rivolta alla selezione di semi di grano saraceno poi impiegati per la produzione di germogli da colture idroponiche e dopo l’essiccamento in stufa dei germogli, è stata valutata la resa a partire da grammi definiti di semi iniziali. E’ stato poi valutato il contenuto dei polifenoli totali sia nei germogli essiccati sia nei semi. I germogli ed i semi di grano saraceno Tartary hanno mostrato un più alto contenuto di polifenoli totali in confronto al grano saraceno Common. Nel complesso questi risultati guardano vantaggiosamente all’impiego dei germogli essiccati di grano saraceno Tartary come materiale di partenza ricco in componenti bioattivi per lo sviluppo futuro di un alimento funzionale avente un effetto antiossidante ed un’attività antiproliferativa