En finsk forskergruppe publiserte i 1995 et kontrollert kostforsøk hvor plantesterolberiket margarin ble sammenliknet med en annen plantemargarin (1). Denne studien og flere senere studier har vist at inntak av plantesteroler er assosiert med reduksjon i total- og LDL-kolesterolnivået, og dermed også med redusert risiko for hjerte- og karsykdommer (1 – 11). Den hypokolesterolemiske effekten av plantesterol har vært kjent siden 1950-årene (12). Imidlertid var det først da det finske selskapet Raisio Group PLC klarte å inkorporere plantesteroler i spisefett at man kunne masseprodusere en forbrukervennlig margarin (1, 13). Plantesterolberiket margarin er per i dag tilgjengelig i flere land, og har vært en kommersiell suksess siden den første finske margarinen, Benecol, ble lansert i 1995 (13).
Hensikten med denne artikkelen er å gi en kort orientering om plantesteroler, plantesterolers forekomst i ulike matvarer samt plantesterolers effekter på blodlipider.
Hva er plantesteroler?
Plantesteroler dannes naturlig i planter, og minst 44 ulike plantesteroler er identifisert. Frie plantesteroler inngår i plantecellemembraner og i strukturer. Esterifisert plantesterol har lagringsfunksjon i cytosol, som dråper og vesikler. Strukturen er svært lik kolesterolets struktur, bortsett fra små variasjoner i sidekjeden (fig 1) (14). Det finnes både umettede og mettede plantesteroler, hvorav de umettede plantesterolene er vanligst forekommende i naturen. Hovedtypene av de umettede formene er β -sitosterol, campesterol og stigmasterol. De tilsvarende mettede formene heter henholdsvis β -sitostanol, campestanol og stigmastanol (15 – 17). Disse finnes i små mengder i naturen, men kan dannes gjennom hydrogenering av de umettede formene.
Figur 1 Molekylstruktur av kolesterol og hovedformene av plantesteroler og plantestanoler. Figuren viser variasjonen i sidekjeden (14 )
I motsetning til sterolet kolesterol dannes ikke plantesteroler i kroppen. Plantesteroler absorberes i liten grad fra tarmen (5 – 20 %), mens kolesterol til sammenlikning absorberes i mye høyere grad (30 – 70 %). β -sitostanol er den plantesterolen som har den laveste absorpsjonsgraden, tilsvarende mindre enn 5 % (18).
Innhold av plantesteroler i ulike alminnelige vegetabilske oljer
Plantesteroler finnes i ulik grad i vegetabilske oljer, mens det totale sterolinnholdet i marine oljer i all hovedsak utgjøres av kolesterol (kjemiker Håkon Standal, Denofa A/S, personlig meddelelse). Tabell 1 viser innholdet av plantesteroler i ulike vegetabilske oljer. I disse oljene er innholdet av kolesterol meget lavt eller fraværende (19), og β -sitosterol den kvantitativt viktigste plantesterolen (20). En gunstig fettsyresammensetning, samt det lave innholdet av kolesterol, er en viktig ernæringsmessig fordel ved vegetabilske oljer. Innholdet av plantesteroler viser generelt stor spredning mellom ulike målinger på grunn av både analytisk og biologisk variabilitet (Håkon Standal, Denofa A/S, personlig meddelelse). Når det gjelder biologisk variabilitet, vil innholdet variere avhengig av hvor planten er høstet, tidspunktet for høstingen og av planteslaget. Videre vil også produksjonsforholdene være av betydning, f.eks. damping og raffinering. Dette kan forklare en del av spredningen i nivåene i tabell 1. Imidlertid er det klart at rapsolje og maisolje er oljeslag som har et høyt innhold av plantesteroler.
Tabell 1 Innhold av plantesteroler i ulike vegetabilske oljer (kjemiker Håkon Standal ved Denofa A/S, personlig meddelelse)
Innhold av plantesterolermg/100 g olje
Rapsolje
480 – 1 100
Solsikkeolje
240 – 460
Soyaolje
180 – 410
Maisolje
800 – 2 200
Palmeolje
38 – 63
Jordnøttolje
90 – 280
Lansering av plantesterolberiket margarin
I 1995 lanserte det finske selskapet Raisio Group PLC en plantesterolberiket margarin under merkenavnet Benecol (9, 13). I 1998 ble den tilsvarende lettmargarinen lansert under merkenavnet Benecol low-fat margarine. Benecol er kommersielt tilgjengelig i Finland, England, Belgia, Nederland, Canada, Mexico og USA. Nylig har det nederlandske selskapet Unilever lansert en konkurrerende margarin, som i USA har fått navnet Take Control. Denne margarinen er blant annet på markedet i Australia, USA og England (21). Kiloprisen for disse margarinene er minst tre ganger så høy som for vanlig margarin. Verken Benecol eller Take Control er per i dag kommersielt tilgjengelige i Norge, Danmark eller Sverige. Det er så vidt vi vet foreløpig ikke planer om å introdusere slik margarin i Norge.
Plantesterolberiket margarin, et eksempel på ”functional food”
I den finske og den nederlandske plantesterolberikede margarinen brukes plantesteroler fra henholdsvis furu og vegetabilske oljer. I Sverige er det ført en diskusjonen om hvorvidt slike margariner skal defineres som mat eller legemiddel (22). Plantesterolberiket margarin er et typisk eksempel på ”functional food” eller funksjonell mat. Funksjonell mat er mat med spesielle helsebringende egenskaper utover det som innholdet av næringsstoffer gir. I slike matvarer kan en ingrediens være fjernet, byttet ut med en annen, eller tilsatt i betydelig større mengder enn det som finnes naturlig i produktet. Et eksempel på det sistnevnte, er plantesteroler i plantesterolberiket margarin.
Det finnes i dag ikke et eget lovverk for funksjonell mat, men regler mot såkalt beriking. Det er ikke lov å berike matvarer med mindre Statens næringsmiddeltilsyn har gitt særskilt samtykke til det i de enkelte vareslagene. Lovene for markedsføring av slike produkter er strenge. Det er ikke lov å merke produkter med at de har helsebringende effekter. På denne måten prøver myndighetene å forhindre at forbrukerne får inntrykk av at enkeltprodukter er løsningen når det gjelder å forebygge hjerte- og karsykdommer og andre livsstilssykdommer, og ikke helheten i kostholdet.
Innhold av plantesteroler i ulike margariner og matvarer
Tabell 2 viser innholdet av plantesteroler i ulike margariner og matvarer (5, 8, 23, 24). Som vist i tabellen er innholdet av plantesteroler i beriket margarin svært mye høyere enn innholdet i vanlige margariner.
Innhold av plantesteroler i et vanlig kosthold
Tabell 2 viser at det er stor variasjon i innholdet av plantesteroler i vanlige matvarer (tab 2). Av de analyserte matvarene hadde hvetekim det høyeste innholdet av plantesteroler (23). Grove kornprodukter har et høyere innhold av plantesteroler enn finere varianter. Kommersielt tilgjengelige oljer og margariner er også viktige kilder til plantesterol i et vanlig kosthold. Plantesteroler tapes ikke vesentlig ved koking, så inntaket kan beregnes ut fra råvarer. Det er estimert at i et vanlig svensk kosthold vil kornvarer stå for i underkant av 50 % av det totale inntaket av plantesteroler (24).
Tabell 2 Innhold av plantesteroler i utvalgte margariner og matvarer
mg/100 g
Referanse
Beriket margarin
Benecol margarin
8
(5)
Vanlig margarin
Flora
0,3
(5, 8)
Andre matvarer
Kornvarer
4 – 343
(22)
Frukt
3 – 44
(23)
Grønnsaker
4 – 50
(22)
Frø
500 – 700
(22)
Det er stor variasjon i inntaksnivået mellom ulike befolkninger, og dette er avhengig av type og mengde planter/margariner/oljer/frø etc. som spises. Tabell 3 viser et eksempel på hvordan innholdet av totalfett, kolesterol og plantesteroler samvarierer mellom ulike kosttyper (25) (tab 3). Det blandede kostholdet har det laveste innholdet, mens det grønneste kostholdet (vegankosten) har det høyeste innholdet av plantesteroler. Det er vesentlig å merke seg at i et kosthold som består av en høy andel vegetabiler og lite animalsk fett, vil man også få tilførsel av mange andre gunstige kostkomponenter som er viktige for å forebygge sykdommer, deriblant hjerte- og karsykdommer.
Tabell 3 Innhold av kolesterol og plantesteroler i ulike kosttyper (25)
Type kosthold
Totalfett (g/dag)
Kolesterol (mg/dag)
Plantesteroler (mg/dag)
Blandet 1
106
336
106
Laktovegetarisk 2
99
166
252
Vegan 3
74
38
468
1 Et vanlig kosthold
2 Inneholder vegetabiler og melk, men ikke kjøtt, egg og fisk. En variert sammensatt kost vil under normale forhold gi et tilfredsstillende innhold av næringsstoffer
3 Inneholder utelukkende vegetabiler. Verken kjøtt, fisk, melk, ost eller egg inngår i denne kosten. En streng vegankost kan gi for lite av enkelte næringsstoffer. En veganer trenger derfor meget gode kunnskaper innenfor ernæring for å få en fullverdig kost
Det er ikke foretatt en norsk kostholdsundersøkelse av inntaksnivået av plantesteroler. Man kan imidlertid anta at inntaksnivået av plantesteroler i Norge har steget de siste årene siden herdet fiskeolje i stor grad er blitt byttet ut med herdede vegetabilske oljer som råstoff i produksjonen av margarin og bakefett (26), samt at man i husholdningene i større grad enn tidligere benytter rene oljer i matlagingen. De viktigste oljene i norsk kosthold er per i dag soyaolje (kvantitativt viktigst), olivenolje, rapsolje, kokosolje og palmeolje. I de fleste europeiske land vil innbyggerne ha et inntaksnivå av plantesteroler på rundt 200 mg/dag, mens man i Finland ligger på ca. 400 mg/dag. Det høyere finske inntaket er forårsaket av deres høye forbruk av rapsolje. Forbruket av rapsolje har vært økende i Norge de siste årene og inngår i flere produkter som selges på det norske markedet, blant annet under navn som Mat og salatolje og Rapsolje. I et gjennomsnittlig norsk kosthold vil inntaket av plantesteroler antakeligvis ligge på samme inntaksnivå som kolesterol, ca. 300 mg/dag (27).
Lipidsenkende effekter av plantesteroler
Resultater fra kontrollerte kostforsøk har vist at oljer og myke margariner har en uttalt senkende effekt på blodlipidnivåene (9, 26, 28). Dette har hovedsakelig vært tilskrevet deres fettsyresammensetning. Noen studier har i tillegg hevdet at innholdet av ”ikke-næringsstoff” i oljer og myke margariner, som f.eks plantesteroler, kan ha en ytterligere lipidreduserende effekt (29, 30), hvilket har aktualisert debatten om plantefettets gunstige sammensetning ytterligere.
Det er hittil publisert over 30 ulike kliniske og toksikologiske studier hvor ca. 2 000 personer har spist 1,3 – 16 g plantesteroler per dag i perioder på 2 – 52 uker. De fleste studiene er utført i Finland eller i Nederland de siste 10 – 15 årene, og er finansiert av henholdsvis Raisio Group PLC og Unilever. Generelt viser resultatene fra disse studiene at konsentrasjonen av totalkolesterol synker med 0,5 – 26 %, LDL-kolesterolnivået synker med 2 – 33 %, mens effektene på konsentrasjonen av HDL-kolesterol og triglyserider er små (1 – 9, 31). En oversikt over noen viktige studier er gitt i tabell 4. Det er også publisert en oversiktsartikkel hvor en stor del av litteraturen gjennomgås og det kvantitative helseaspektet ved plantesteroler belyses (9). Analysen viser at effekten av plantesteroler er aldersavhengig og at et tillegg av 2 g plantesteroler per dag kan gi en reduksjon av LDL-kolesterolkonsentrasjonen på 0,5 mmol/l i aldersgruppen 50 – 59 år. Dette vil i så fall kunne redusere risikoen for hjerte- og karsykdommer med rundt 25 % i løpet av en toårsperiode (9).
Tabell 4 Effekt av plantesteroler på blodlipider observert i kontrollerte forsøk
Referanse
Deltakere
Design
Dose
D LDL-kolesterol (%)
Miettinen og medarbeidere 1995 (1)
153 menn og kvinner, hyperkolesterolemi
Parallelle grupper, 1 år
2,6 g/d sitostanolester
− 10,4 (6 md.)
- 14,1 (1 år)
Gylling og medarbeidere 1997 (2)
10 kvinner, tidligere infarkt
Overkrysning 12 uker
3 g/d sitostanolester + statin
− 16
Westrate & Meijer 1998 (5)
95 menn og kvinner, hyperkolesterolemi
Parallelle grupper, 3,5 uke
1,5 – 3 g/d plantesteroler fra 5 ulike oljer
− 8 – 13
Hendriks og medarbeidere 1999 (8)
100 menn og kvinner, friske/mild hyperkolesterolemi
3,5 uker på hver behandling
0,83, 1,61 og 3,24 g plantesterol/d
− 6,7 – 7,9
Hallikainen & Uusitupa 1999 (7)
55 menn og kvinner, hyperkolesterolemi, 3 grupper
Parallelle grupper 8 uker
2,31 og 2,16 g sitostanol + kolesterolsenkende kost
− 8,6 – 13,7
Mekanismer bak den hypokolesterolemiske effekten
Hovedmekanismen bak den kolesterolsenkende effekten av plantesteroler er en hemning av kolesterolabsorpsjonen i tarmen (17, 32, 33). Kolesterol absorberes ved at det først fraktes til tarmmucosa løst opp i miceller (12). Det som sannsynligvis skjer, er at plantesterolene overtar kolesterolets plass i micellene, mens kolesterolet forblir i sin ikke-absorberbare form (32). Plantesterolene har med andre ord større affinitet for micellene enn det kolesterol har. Man har målt at sitosterol kan hemme kolesterolabsorpsjonen opptil 50 %, mens sitostanol kan hemme absorpsjonen opptil 85 % (32). Plantesteroler absorberes selv veldig dårlig (5 – 20 %). Flere studier har vist at kolesterolinnholdet i feces øker ved økende inntak av plantesteroler (2, 34, 35).
Et lavere opptak av kolesterol fra tarmen fører til at mindre kolesterol fraktes til leveren. Dette fører igjen til at LDL-reseptoraktiviteten stimuleres og kolesterol tas opp fra plasma. Resultatet er følgelig at serum-kolesterolnivået synker (12). Absorpsjonen av både endogent produsert kolesterol og eksogent kolesterol fra kosten hemmes av plantesteroler (32, 34). Dette antas å være forklaringen på at også personer med et lavt inntak av kolesterol kan ha effekt av plantesteroler (2, 7).
Betydningen av plantesterolenes mengde og form
Noen studier har vist at de mettede formene av plantesterol har større kolesterolsenkende effekt enn de tilsvarende umettede formene (32). I en studie fra Nederland fant man imidlertid ingen forskjell mellom den finske og den nederlandske margarinen som er beriket med henholdsvis mettede og umettede plantesteroler (5).
I studier som ble utført før 1970, viste man at doser på 10 – 15 g/dag gav 10 – 20 % reduksjon av totalkolesterolnivået (12, 17). Frie plantesteroler ble brukt i de fleste av disse studiene. Det finske selskapet Raisio Group PLC har patentert en fremstillingsprosess hvor umettet sitosterol blir hydrogenert til den mettede formen sitostanol, som deretter forestres med rapsolje. Sitostanolesteren kan da inkorporeres i vanlige matvarer, f.eks. majones og margarin. Esterifisering av plantesterolene er sannsynligvis av essensiell betydning for den lipidreduserende effekten. Esterifiserte plantesteroler løses lett opp sammen med kolesterol og andre lipider i tarmen, mens plantesteroler i fri form vil krystallisere seg. Dette betyr at små mengder esterifiserte plantesteroler effektivt kan hemme kolesterolabsorpsjonen, mens større mengder frie plantesteroler ikke behøver ha noen effekt (12, 17, 33). Variasjon i løselighet hos plantesterolene kan sannsynligvis forklare den store variasjonen i effekter man har sett mellom ulike studier.
I den banebrytende studien publisert av Miettinens forskningsgruppe klarte man å påvise en signifikant effekt av lave doser sitostanolester på blodlipidene (1). I denne studien fikk man 102 hyperkolesterolemiske personer (totalkolesterol> 5,58 mmol/l) i alderen 25 – 64 år til å spise 20 g Benecol per dag, dvs. 2,6 g sitostanolester. Forsøkspersonene fikk en signifikant reduksjon av totalkolesterol sammenliknet med kontrollgruppen (n = 51). Etter seks måneder ble forsøkspersonene fordelt i to grupper, og man fant ingen signifikant forskjell i effekt mellom doser på henholdsvis 1,8 g og 2,6 g sitostanolester. Dette innebærer at sitostanolester er effektivt i doser tilsvarende knappe 2 g/dag. I 1999 kom også en studie fra Nederland som støtter at en signifikant effekt på total- og LDL-kolesterolnivået kan oppnås med en dose på 1,6 g per dag, gitt som sitosterolester (8). Flere studier har altså antydet at det er plantesterolenes form snarere enn mengde som er vesentlig for effekten på serum-kolesterolet.
Har plantesterolmengden i et vanlig kosthold en hypokolesterolemisk effekt?
Innholdet av plantesteroler i et vanlig kosthold er lavt (tab 3) sammenliknet med innholdet som har vist seg å ha en kolesterolsenkende effekt av betydning (13). Imidlertid er det viktig å merke seg at et kosthold som inneholder en høy andel av matvarer med et høyt innhold av plantesteroler også ofte vil være hjertevennlig på andre måter. Et kosthold basert på vegetabilske matvarer vil ofte inneholde mindre mettet fett og kolesterol, mens andelen fiber, antioksidanter og en rekke andre gunstige stoffer vil være høyere enn i et gjennomsnittlig kosthold (12).
Har plantesteroler en hypokolesterolemisk effekt når kostholdet allerede er hjertevennlig?
Studier har vist en hypokolesterolemisk effekt av plantesteroler både når forsøkspersonene har et relativt vanlig kosthold (1, 5, 6) og når de har et mer ”hjertevennlig” kosthold (4, 7, 36). Et minsket inntak av fett i form av mettet fett og økt inntak av umettet fett er de primære kostrådene for å redusere mengden blodlipider og dermed risikoen for å utvikle hjerte- og karsykdommer. Studiene som viser at tilført plantesterol har lipidreduserende effekter selv når fett- og kolesterolinntaket er lavt, viser at plantesteroler kan ha et potensial i tillegg til den vanlige kostbehandlingen.
Hvem har mest nytte av plantesteroler?
Plantesteroler har vist seg å ha størst kolesterolsenkende effekt hos personer som har en høy kolesterolabsorpsjon og lav kolesterolsyntese, dvs. de personene som generelt responderer dårligst på statiner (2, 37). Plantesteroler kan sannsynligvis være en aktuell tilleggsbehandling for slike personer (2).
Personer med apo-E4-genotype har vist seg å ha bedre effekt av plantesteroler enn personer med apo-E3-genotype (37, 38). Disse har en høyere kolesterolabsorpsjon enn de med apo-E2-og apo-E3-genotype.
Barn med familiær hyperkolesterolemi er en annen gruppe som sannsynligvis kan ha nytte av å innta plantesteroler. Resiner, som er den eneste medisinen disse barna får i dag, gir oftest en del bivirkninger og begrenser sterkt bruken av disse. To studier av Becker og medarbeidere (34, 39) gjort på små grupper av barn med familiær hyperkolesterolemi, viste en god effekt av lave doser plantesteroler gitt som pastiller. Den finske sitostanolestermargarinen er også testet på disse barna, og LDL-kolesterolnivået sank med 15 % etter et daglig inntak av 3 g sitostanolester i seks uker (40).
Har plantesteroler bivirkninger?
En minsket serumkonsentrasjon av karotenoider er påvist som følge av høyt inntak av plantesteroler (41). Den helsemessige betydningen av dette på lang sikt er imidlertid usikker.
Videre er det fremsatt en hypotese om at plantesteroler kan ha østrogenliknende effekter, noe som i så fall burde føre til begrensninger med hensyn til hvem som kan anbefales å innta plantesteroler (22). En nylig publisert studie tyder derimot på at sitosterol ikke binder seg til østrogenreseptorer in vitro (42).
Lavere konsentrasjon av mutagene sekundære gallesyrer i tykktarmen er antydet som en mulig positiv bivirkning av plantesterolinntak (43). Mekanismen bak er ikke klarlagt i detalj, men man antar at en redusert absorpsjon av kolesterol pga. plantesterolenes luminale tilstedeværelse medfører en økning i danningen av forløperen til deoksikolsyre (dannes hovedsakelig fra endogene kilder) og en reduksjon av forløperen til litokolsyre (dannes hovedsakelig fra eksogene kilder). Dette medfører en redusert ratio mellom disse to syrene, hvilket er diskutert som en mulig etiologisk markør i utviklingen av tarmkreft (12, 44). Det er videre også mulig at et høyt inntak av plantesteroler øker den fekale ekskresjonen av kolesterol og dermed en reduksjon av dets bakterielle metabolitter (43).
Fytosterolemi
Fytosterolemi er en meget sjelden sykdom, hvor både ekskresjon og absorpsjon av plantesteroler er anormal. Absorpsjonsgraden av sitosterol er økt til 20 – 30 % i motsetning til rundt 5 % hos friske. Disse pasientene bør ha et meget lavt inntak av plantesteroler (45).
Konklusjoner
Inntak av plantesteroler er assosiert med reduksjon i nivået av både total- og LDL-kolesterol. Inntak av 20 – 25 g per dag av plantesterolberiket margarin har lipidreduserende effekter selv når fett- og kolesterolinntaket allerede er lavt. Dette viser at plantesteroler kan ha et potensial i tillegg til den vanlige kostbehandlingen. Plantesterolberiket margarin er kommersielt tilgjengelig i flere land, men ikke i Norge.
Plantesteroler kan være en aktuell tilleggsbehandling hos personer som har en høy kolesterolabsorpsjon og lav kolesterolsyntese, dvs. de personene som generelt responderer dårligst på statiner, inkludert dem med en apo-E4-genotype. Videre kan barn med familiær hyperkolesterolemi sannsynligvis ha nytte av å innta plantesteroler.
Det er viktig å huske på at det er mange komponenter både i kostholdet og livsstilen som kan bidra til å påvirke risikoen for hjerte- og karsykdommer. Bruk av plantesterolberiket margarin kan ikke erstatte de gunstige effektene av et godt sammensatt hjertevennlig kosthold og en generelt sunn livsstil.
Vi takker kjemiker Håkon Standal ved Denofa AS for kritisk gjennomlesning av manuskriptet.
