Лектин что это такое
Лектины — новый глютен: что это и кому стоит их избегать
Иногда кажется, что адепты ЗОЖа только и делают, что гонятся за разного рода ограничениями: безглютеновая и кетогенная диеты — популярный предмет для споров среди специалистов по питанию. Кто-то выступает 100% «за» исключение глютена и углеводов из рациона, кто-то уверен, что пользы от этого никакой не будет. Новый претендент на исключение — лектины. Эти вещества содержатся во многих продуктах, но особенно высока их концентрация в красной фасоли, арахисе, семенах и пасленовых — помидорах, баклажанах и картофеле. Разбираемся, что такое лектины, как они могут навредить организму и как отказ от них влияет на снижение веса.
Что такое лектины?
Лектины — белки и гликопротеины, обладающие способностью связывать углеводы на поверхности клеток, вызывая их агглютинацию. Простым языком — белки, которые «склеивают» углеводы. В процессе расщепления и усвоения пищи происходит множество различных процессов, «склеенные» углеводы действительно расщепить несколько сложнее, но если вы не переедаете и не страдаете от хронических заболеваний, проблем с перевариванием у организма не возникнет. Единственный случай, когда они могут быть даже токсичны, — употребление в пищу сырых бобов, но это — не самая распространенная практика.
Кому стоит их избегать?
Лектины, как и глютен, вредны не для всех. Существует ряд медицинских показаний, по которым его стоит совсем исключить из рациона. Это диабет, хроническая сердечная недостаточность, нарушение работы щитовидной железы и лишний вес (речь идет о случаях, когда о лишнем весе говорит врач — если ваш вес находится в пределах медицинской нормы, то это другой случай). Кроме того, у некоторых людей может развиться пищевая непереносимость, но таких случаев насчитывается даже меньше, чем в ситуации с глютеном. Если ничего из перечисленного выше к вам не относится, исключать бобы и пасленовые из рациона не обязательно (хотя, пасленовые действительно могут быть вредны. Почему — читайте здесь).
Поможет ли безлектиновая диета похудеть?
Как уже было сказано выше, людям с избыточным весом лектины противопоказаны. Если ваш вес в норме, но вы не против избавиться еще от парочки килограмм, продукты, содержащие лектины стоит сократить, хотя бы ввиду их высокой калорийности — орехи, семена и бобовые имеют довольно высокую пищевую ценность и насыщены полезными жирами (которые тоже стоит есть в меру). С пасленовыми вопрос спорный, исключать их совсем не обязательно, но лучше не злоупотреблять — содержащийся в них алколоид соланин нарушает обменные процессы, вредит здоровью ЖКТ, что на похудении сказывается не лучшим образом. Главное — понимать, что исключение продуктов с лектинами — это не панацея для похудения, поэтому не стоит доводить ограничения до фанатизма. Ключ к хорошей фигуре и отличному самочувствию — в сбалансированном питании и регулярной активности.
Лектины. Их влияние на здоровье человека
Лектины. Их влияние на здоровье человека. От каких продуктов лучше отказаться во имя здоровья и молодости. Все мы уже наслышаны о вреде сахара, глютена, трансжиров или пищевых добавок. Но, это далеко не полный список наших пищевых «врагов». Какие продукты непременно стоит занести в черный список?
Лектины. Их влияние на здоровье человека
Одни из самых опасных пищевых «врагов» — лектины. Это тип белков, выполняющих в растениях защитную функцию. Высокое содержание лектинов делает растения относительно токсичными для тех, кто употребляет их в пищу. Чаще всего они сконцентрированы в семенах.
Ни один живой организм не хочет быть уничтоженным или съеденным. Это краеугольный камень эволюции, а защитные ресурсы — залог выживания.
Не составляют исключения в этом вопросе и растения. Американский кардиолог Стивен Гандри потратил много лет на изучение «клейких белков», как еще называют лектины, и пришел к выводу, что их влияние на здоровье человека долгие годы сильно недооценивали. Любой родитель встанет на защиту своего потомства, так и растения пытаются защитить свои семена.
Спасаются они любыми возможными способами: неприятно пахнут, отращивают жесткую скорлупу, плодоносят на большой высоте или, напротив, низко над землей. Но иногда не помогают и эти способы: их все равно едят.
Для сохранения семян растениям приходится идти на крайние меры. И тут на арену выходят лектины, призванные отбить аппетит у желающих их употребить.
Крохотные токсичные негодяи ослабляют животных и насекомых, которым не повезло их съесть, вызывают болезни, а иногда даже парализуют. Попадая в организм, они мешают усвоению минералов, его развитию и даже нарушают межклеточную коммуникацию. Доктор Гандри утверждает, что точно так же эти токсины действуют и на людей.
Чем же так опасны лектины?
Организм воспринимает их, как чужеродные элементы, и запасает жир, как главное топливо для защиты.
Имитируя белки в щитовидной железе или суставных пространствах, лектины могут заставить ваше тело атаковать щитовидку, провоцировать развитие ревматоидного артрита.
Самый опасный лектин, содержащийся в неочищенном зерне, — агглютинин. Он создает антитела, вызывающие аутоиммунную реакцию, убивает здоровые клетки, мешает репликации ДНК, стимулирует накопление бляшек в сосудах и помогает вирусам проникать в организм.
Найти и обезвредить
Мы привыкли считать растительную пищу безусловно полезной, и она в действительности является важной частью нашего рациона. Кроме того, отказавшись от всех продуктов, содержащих лектины, мы будем вынуждены убрать со стола большинство привычных овощей и фруктов. Поэтому наша задача — найти и обезвредить те из них, которые наносят телу максимальный ущерб.
Лучше вообще отказаться от кукурузы, мяса скота (выкормленного зерном), арахиса и кешью, неферментированных соевых продуктов (соевое молоко, тофу).
Умеренно можно есть
Чтобы минимизировать вред содержащихся в продуктах лектинов, нужно правильно подготовить их к употреблению
Строго говоря, в ботанике нет понятий «фрукты» и «овощи», это скорее кулинарные термины, позволяющие делить плоды на сладкие и несладкие.
До 1705 года русский язык вообще именовал любые съедобные плоды «овощами». И, с точки зрения науки, типичная ягода — это помидор, а привычная нам «ягода-малина» — это сборная костянка.
Поэтому, для удобства воспользуемся простым критерием: если у плода есть семена, это фрукт. Кабачки, баклажаны, помидоры, сладкий перец — все это фрукты. И, они полны лектинов. Ешьте их только в сезон и в ограниченном количестве, термически обработанными, очистив от кожуры и семян.
Единственный полезный фрукт, который можно есть круглогодично, — авокадо. Он вообще не содержит сахара и состоит из полезных жиров и растворимой клетчатки, которые помогают сбросить вес и усваивать жирорастворимые витамины и антиоксиданты.
Также, ешьте больше жирных кислот омега-3, которые содержатся в рыбьем жире и полезных маслах:
Это способствует скорейшему восстановлению кишечного барьера.
В качестве приправ используйте
Избегайте любых магазинных заправок и соусов.
Полезные продукты
Как уменьшить количество лектинов?
Полезно знать, каких продуктов нужно избегать и как выбирать более здоровые варианты. Не менее важно использовать методы, способные снизить содержание лектина в продуктах, которые невозможно полностью исключить или просто нет желания это делать.
Способы обработки продуктов, помогающие уменьшить лектины:
Замачивание, кипячение и шелушение зерна, бобовых, орехов и семян помогает снизить количество лектина, но ни один из этих методов полностью их не устраняет. Лектины довольно устойчивы и к ферментативной активности, но проращивание и приготовление под давлением являются одними из лучших способов минимизировать их количество.
Сам себе враг
Здоровый организм способен аккумулировать собственные ресурсы для того, чтобы нейтрализовать многие поступающие к нему с питанием лектины. Но, мы активно мешаем ему это сделать.
Например, с помощью лекарственных средств
Вместо того чтобы перестать употреблять в пищу то, от чего наше тело испытывает дискомфорт, мы принимаем лекарства, позволяющие заглушать его крики о помощи. Производители фармпрепаратов предлагают нам огромный выбор средств, чтобы справиться с изжогой, тяжестью в животе и прочими расстройствами пищеварения.
Принимая антибиотики без необходимости, мы еще и разрушаем кишечную микрофлору, делая кишечник уязвимым перед лектинами.
Нужно 100 раз подумать, прежде, чем принять любую таблетку. На восстановление кишечного микробиома после одного курса приема антибиотиков потребуется более двух лет, помните об этом.
Также негативный эффект оказывают сахарозаменители
Люди употребляют искусственные подсластители, чтобы избавиться от лишнего веса, но достигают прямо противоположного результата. Сукралоза, сахарин, аспартам и подобные им соединения меняют кишечный холобиом, убивая хорошие бактерии и вызывая избыточный рост плохих.
Они провоцируют воспаление в организме, заставляя его защищаться и, как следствие, накапливать жир. К таким же печальным последствиям, предупреждает доктор Гандри, приводят газированные и спортивные напитки, любые зерновые или протеиновые батончики, содержащие эти подсластители.
Коварные гормоны. Где собирают на теле жир инсулин, пролактин и кортизол?
Особое внимание стоить обратить и на эндокринные дизрапторы — вещества, которые нарушают работу эндокринной системы, попадая в организм. Они связываются с рецепторами гормонов и производят гормоноподобный эффект, нарушают секрецию гормонов эндокринными железами и метаболические процессы.
Эндрокринные дизрапторы содержатся в большинстве видов пластика, ароматизированной косметике с парабенами, консервантах, стабилизаторах, кремах от загара и даже в кассовых чеках и могут вызывать серьезные аллергические реакции, ожирение, диабет, проблемы с репродуктивной системой и щитовидной железой.
Большинство этих веществ подражают действию эстрогена, главная функция которого — говорить клеткам, чтобы они запасали жир в ожидании грядущей беременности. И, теперь 365 дней в году, мы его запасаем вне зависимости от возраста и даже пола. По той же причине, у девочек в восемь лет может начаться половое созревание, а у мальчиков растет грудь и округляются бедра.
Запомните: что мы не едим — важнее, чем то, что едим. Отказ от вредных продуктов поможет организму вернуться к «заводским настройкам».
По мнению доктора Стивена Гандри, произойти это может в течение шести недель вне зависимости от состояния вашего здоровья.
Осторожно! Лектины в продуктах питания, которые вы считали здоровыми
Лектины — это природные яды-пестициды, которые встречаются в растительных и животных продуктах. Широкая публика о них не знает. Даже среди тех, кто активно интересуется вопросами здорового питания, не все знают о них. На сегодня известно, что лектины в продуктах, которые мы едим, влияют на здоровье каждого.
Прежде всего — не путаем лептины и лектины. Лептины — это гормоны, регулирующие аппетит и обмен веществ. Лектины — это вещества, которые производятся растениями для своей защиты. (Проблема лектинов шире, но мы ограничимся растениями).
Сейчас уже многие слышали о токсичном лектине пшеницы — одна из причин, почему пшеница противопоказана многим. Некоторые исследователи считают, что никто из людей не может правильно усваивать пшеницу, да и другие злаковые. Наше пищеварение страдает и от токсичности зерновых, и от их излишнего крахмала.
К сожалению, продукты из цельного зерна (например, мука из цельного зерна) и пророщенные зерна (проростки пшеницы, трава пшеницы и хлеб из пророщенного зерна) содержат лектина больше, чем даже обычная белая мука.
А мы-то думали, что улучшим здоровье, если будем использовать цельные зерна и проростки вместо белой очищенной пшеницы (которую часто называют «белая смерть», «пустые калории»). А если вообще не есть пшеницу? Мы думали, то тогда уж точно избавимся от всего плохого в пшенице (проблема глютена, о которой теперь все знают) и сможем есть овес, рожь, камут и другие заместители пшеницы сколько хотим. Но наши надежды не оправдались — глютен есть не только в пшенице. А теперь к тому же, как оказалось, и в пшенице, и в других зерновых есть другая неприятность — токсичный лектин.
На сегодняшний день лектин пшеницы изучен лучше, чем лектины других зерновых. Выделены такие его возможные воздействия на организм:
-провоцирует воспалительные процессы;
-токсичен для иммунной системы, нервной системы, седечно-сосудистой и эндокринной систем;
-вызывает значительные нарушения в работе пищеварительного тракта;
-вызывает сбои на клеточном уровне.
Не хотите отказаться от всех зерновых на 2-3 недели и посмотреть, как вы будете себя чувствовать? Вы можете быть удивлены улучшением вашего самочувствия.
Лектины — это природные яды-пестициды, которые встречаются в растительных и животных продуктах. Широкая публика о них не знает. Даже среди тех, кто активно интересуется вопросами здорового питания, не все знают о них.
На сегодня известно, что лектины в продуктах, которые мы едим, влияют на здоровье каждого. Для менее чувствительных организмов вред не так очевиден, хотя он есть, а для более чувствительных организмов лектины очень опасны.
Растения защищают себя от поедания «хищниками», к которым относимся и мы. С этой целью растения вырабатывают специальные сильнодействующие вещества — лектины, которые повреждают организмы «хищников». Лектины представляют собой липкие белково-сахарные молекулы (glycoproteins), которые могут прилипать к стенкам кишечника, когда мы едим пищу, содержащую лектины.
Лектины встречаются повсеместно, избежать их практически невозможно. Люди научились делать лектины менее токсичными с помощью замачивания и ферментации, так что рецепты наших бабушек и прабабушек могут помочь нам сохранить здоровье в наши дни. Но много ли в нашем питании натурально ферментированных продуктов? Часто ли мы используем замачивание?
В разных продуктах содержится разное количество лектинов. Самое большое количество лектинов содержится в таких группах продуктов:
— зерновые всех видов (особенно пшеница);
— бобовые (особенно соя);
— орехи и семечки;
— молочные продукты;
— пасленовые (картошка, помидоры, перцы, баклажаны);
— жиры, которые производятся из упомянутых групп продуктов;
— генетически модифицированные продукты (в них специально встраивают лектины).
Наименьшее же количество лектинов содержится в таких продуктах:
Какой вред наносят нам лектины? Липкие молекулы прилипают к слизистой поверхности кишечника, в частности, к ворсинкам (villi). Повреждают слизистую, что означает неполноценное получение питательных веществ из пищи. Повреждают полезную микрофлору, поэтому вредная токсичная микрофлора получает шанс размножиться, что и происходит.
Но самый большой вред лектинов — они вызывают микроперфорацию (другими словами, продырявливание) стенок кишечника. Когда это случается, лектины и другие частицы (например, непереваренные частицы еды) могут попадать в кровоток и разноситься по всему организму, вызывая воспаления и боли. Доктора называют это «синдром дырявой кишки» (leaky gut).
В частности, через кровь лектины могут добраться до важных органов и прилипнуть к ним, нарушая их работу. Организм борется с таким состоянием, атакуя свои органы с прилипшими лектинами. Это уже классифицируется как аутоиммунное заболевание. Конечно, это очень упрощенная схема того, что происходит.
Лектины нарушают таким вот образом работу многих органов. Такие болезни, как синдром раздраженного кишечника (СРК), болезнь Крона, колиты, фибромиалгия, синдром хронической усталости, артриты — это последствия работы лектинов в организме, считают специалисты.
Итак, подведем итоги всего сказанного… Чтобы защитить свой организм от поражения лектинами, надо ограничить количество лектинов в питании. В зависимости от чувствительности организма, можно ограничить только продукты с самым высоким содержанием лектинов или же придется исключать и другие лектино-содержащие продукты, питаясь в течение какого-то времени тем, что содержит наименьшее их количество. По мере улучшения состояния можно будет вернуть ту или иную группу продуктов, но надо будет наблюдать за реакцией организма.
Ешьте больше квашеной капусты, огурцов, простокваши и кефира. Разнообразьте еду. Избегайте генно-модифицированных продуктов. Поддерживайте здоровье кишечника пробиотиками и пребиотиками. опубликовано econet.ru
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Осторожно, лектины: чем вредны белки и где содержатся
Лектины — это белки, почти не способные усваиваться организмом. Наши пищеварительные ферменты попросту не могут с ними справиться. Разбираемся, что происходит с непереваренными лектинами в организме, в каких продуктах они содержатся и кому однозначно стоит исключить их из рациона.
Вред лектинов
Устойчивые к воздействию ферментов лектины беспрепятственно попадают в кишечник и связываются там с гликозильными группами мембран клеток, выстилающих пищеварительный тракт. Проще говоря, прикрепляются к клеткам, как присоски. В результате этого взаимодействия запускается ряд вредных местных и системных реакций (согласно исследованиям около 5% лектинов, поступивших в организм с пищей, попадает в кровь).
Ученые считают, что ряд болезней, например, синдром раздраженного кишечника, болезнь Крона, колиты, фибромиалгия, синдром хронической усталости, артриты — это последствия работы лектинов в организме. Также лектины винят в возникновении и развитии многих видов рака, особенно рака толстого кишечника.
Очень интересно и подробно рассказывается о лектинах в книге Стивена Гандри «Парадокс растений. Скрытые опасности „здоровой“ пищи: как продукты питания убивают нас, лишая здоровья, молодости и красоты».
Симптомы токсического действия лектинов
Иммунная система воспринимает лектины как патогены и вырабатывает к ним антитела. Проблема в том, что в нашем организме есть клетки, похожие по своему строению на лектины (например, белки щитовидной железы или суставов). Так, пытаясь устранить лектины, организм начинает атаковать самого себя, в результате чего развиваются аутоиммунные заболевания — целиакия, рассеянный склероз, диабет 1 типа, болезнь Хашимото и другие.
Согласно исследованиям, исключение лектинов из пищи уменьшает симптомы заболевания у некоторых пациентов с ревматоидным артритом.
Где содержатся лектины
Самое большое количество лектинов содержится в следующих группах продуктов:
Наименьшее количество лектинов содержится в капусте всех видов, листовой зелени; грибах; тыкве, кабачках, сладком картофеле, моркови, авокадо, спарже; цитрусовых и ананасах, черешне и яблоках; животных белках (мясо, птица, рыба, яйца); оливковом и сливочном масле; свином жире.
Как снизить содержание лектинов в пище
Лектины могут быть практически устранены при приготовлении пищи. Вот несколько эффективных способов:
Большинство лектинов водорастворимы, поэтому замачивание — это самый простой способ уменьшить их содержание в продуктах. При замачивании лектины переходят в воду, при этом их содержание в продукте снижается на 50%. Все зерна, крупы, семена и орехи стоит замачивать перед приготовлением, лучше на ночь. Исключение — гречневая крупа, так как она не относится к злаковым и не обладает их недостатками.
Рекомендуемое время замачивания:
Замачивание вообще исключительно полезная манипуляция. При замачивании в теплой воде продуктов, находящихся в «спящем» состоянии (крупы, зерен, семян и орехов), меняется их химический состав и начинается процесс прорастания, при этом активизируются все полезные вещества и возрастает питательная ценность: крахмалы превращаются в солодовые сахара, дополнительно вырабатываются полезные ферменты, повышается количество витаминов, особенно витамина С и группы В.
Также при замачивании возрастает активность фермента фитазы, способного расщеплять вредную фитиновую кислоту, содержащуюся в зерновых, бобовых и орехах. Фитиновая кислота не переваривается и не усваивается организмом, она блокирует всасывание в кишечнике магния, кальция, железа и цинка, что приводит к дефициту минералов, кариесу и остеопорозу. Активируется фермент фитаза также при прорастании и квашении.
Заквашивание или предварительная обработка продуктов с использованием ферментов или полезных микроорганизмов также помогает уменьшить количество лектинов в пище.
Нагрев, пропаривание и запекание — еще один способ устранения лектинов. Так, приготовление гороха в течение 80 минут снижает содержание лектина на 79%. При кипячении продуктов в воде снижается количество лектинов, но при этом пропадает и часть полезных веществ (витамины Д, А, Е, С, группы В). Температура также убивает фермент фитазу, которая является мощным средством для нейтрализации фитиновой кислоты. С другой стороны, от приготовления при температуре повышается биодоступность некоторых минералов и фитохимических соединений.
Очистка от кожуры и семян
В кожуре и семенах содержится наибольшее количество лектинов, поэтому овощи и фрукты лучше очищать от кожуры и семечек. Помидоры — рекордсмены по количеству опасного белка, их желательно немного потушить. И, конечно, овощи и фрукты лучше употреблять сезонные — если они созревают естественным образом, без применения химии, то содержат меньше лектинов.
Голь на выдумки хитра: уже появились добавки для нейтрализации лектинов из рациона, например, Anti Lectin Supplement от CompletePlan Nutraceuticals.
Вместо заключения
Лектины однозначно разрушительно действуют на организм, поэтому стоит принимать меры по их нейтрализации: очищать от шелухи орехи и семена, вырезать косточки из свежих овощей и фруктов; ферментировать овощи; замачивать крупы, бобовые и семена.
Людям со здоровым желудочно-кишечным трактом, без аутоиммунных заболеваний, без воспаления можно не заморачиваться и есть всё. Нездоровым — стараться максимально исключать / нейтрализовать лектины. Псевдоаллергикам с непереносимостью гистамина тоже следует уменьшить содержание лектинов в пище (по последним данным они повышают гистамин). При онкологических заболеваниях и предрасположенности к ним лектины желательно исключать!
Лектины — новые инструменты в диагностике и терапии злокачественных опухолей
Лектины — новые инструменты в диагностике и терапии злокачественных опухолей
Опухолевая клетка — «коварный предатель» человеческого организма. Любая нормально функционирующая клетка способна стать раковой, приобретая способность к неограниченному делению и распространению (метастазированию).
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: История борьбы человечества с различными заболеваниями имеет совершенно драматический характер. Она включает в себя примеры и ужасающих поражений, таких как свирепствовавшая на территории Европы XIV века чума, и потрясающих побед, таких как открытие вакцины против оспы или использование пенициллина во время Второй Мировой войны. На современном этапе развития этой истории человек вступил в схватку с ещё одним коварным врагом — онкологическими заболеваниями. Человечество разработало впечатляющий набор средств по борьбе с этим противником, но вооружение постоянно теряет эффективность. Среди всего разнообразия современного антиопухолевого арсенала отдельного внимания заслуживают углеводсвязывающие белки — лектины.
Конкурс «био/мол/текст»-2014
Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучший обзор».
Главный спонсор конкурса — дальновидная компания «Генотек».
Конкурс поддержан ОАО «РВК».
Спонсором номинации «Биоинформатика» является Институт биоинформатики.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Свой приз также вручает Фонд поддержки передовых биотехнологий.
О лектинах, клеточных поверхностях и их взаимоотношениях
Лектины — общее название гликопротеинов, а также белков не иммунного происхождения, способных избирательно и обратимо связываться с углеводами [1], [2]. Подобные углевод-белковые взаимодействия составляют основу многих физиологических процессов, протекающих в организме. С их помощью происходит адгезия отдельных клеток и микроорганизмов к тканям, они участвуют в неспецифическом иммунном ответе на различные патогены, а также обеспечивают межклеточные контакты посредством хеморецепторного «узнавания» клетками друг друга [3]. Существуют и другие виды активности лектинов, однако три вышеперечисленных — наиболее интересны, если говорить об их отношении к появлению и развитию злокачественных опухолей. И в первую очередь это связано с изменениями поверхности клеток при их малигнизации (приобретении свойств злокачественной опухоли).
Как известно, клеточная поверхность представляет собой довольно сложную «мозаику» [4], состоящую из двойного слоя фосфолипидов, различных белков, гликопротеинов и гликолипидов (рис. 1). Последние два класса соединений содержат в своём составе гетероолигосахариды, которые состоят из разных моносахаридных звеньев, таких как галактоза, глюкоза, фукоза, манноза, сиаловая кислота и нескольких других. Многочисленными исследованиями, проводимыми с 50-х годов XX века, установлено, что изменения этих структур неизменно сопровождают процессы злокачественного роста опухолей. В частности, существует несколько характерных путей перегликозилирования поверхности клетки при их трансформации:
Рисунок 1. Строение клеточной мембраны. Углеводные цепи гликопротеинов и гликолипидов в совокупности образуют на поверхности клетки гликокаликс — особый примембранный слой, обеспечивающий рецепторную функцию и избирательный транспорт веществ в клетку.
И все эти изменения можно отследить при помощи лектинов. В этом и заключается первая слабость опухолевой клетки: она даёт «обнаружить» себя углеводсвязывающим белкам.
Почему же так происходит? Отчасти, дело состоит в том, что малигнизированная клетка так же, как и нормальная, активно использует лектины для обеспечения своих «потребностей» к передвижению, а главное — к делению. Наиболее ярким примером такого «пособничества» является развитие опухоли при участии галектина-3 — углеводсвязывающего белка из семейства галектинов [6]. Этот лектин способствует опухолевой трансформации клеток, стимулирует их пролиферацию (деление), опосредствует адгезию трансформированных клеток к нормальным тканям и метастазирование опухоли. Более того, галектин-3 может влиять на иммунный ответ организма, тем самым уводя опухолевые клетки из-под иммунного надзора. В случаях некоторых онкологических заболеваний, например, при злокачественных образованиях щитовидной железы, наличие галектина-3 является практически подтверждением развития болезни [7].
Приказ — обнаружить врага!
Praemonitus praemunitus! или, в переводе с латыни, «Предупреждён — значит вооружён!» — слова, как нельзя лучше описывающие использование лектинов в ранней диагностике злокачественных новообразований, поскольку «следы», которые оставляют малигнизированные клетки, становятся заметными для углеводсвязывающих белков ещё на ранних стадиях развития опухоли. Что же это за «улики»?
Во-первых, как уже было сказано, сиалирование углеводных цепей различных гликопротеинов — общий признак злокачественной прогрессии [5]. Именно этот фактор был взят за основу мексикано-португальской группой учёных, которые попытались создать биосенсорную систему на основе лектина SNA из чёрной бузины Sambucus nigra [8]. Им удалось разработать метод, основанный на связывании STn-антигена (сиалированного гликопротеина, экспрессируемого при различных онкопатологиях) с SNA. Потрясающие особенности данного метода — высокая точность определения уровня антигена, практически полное отсутствие влияния других гликопротеинов в сыворотке, а также большая универсальность применения, поскольку STn-антиген обнаруживается при многих видах заболеваний.
Во-вторых, для разного рода онкопатологий удобно исследовать изменения разных гликопротеинов, поскольку особенности их перегликозилирования не определяются обычными способами и сложным образом зависят от конкретного заболевания [9]. Одними из таких маркеров являются онкофетальные антигены (ОФА) — опухолеассоциированные антигены, которые в норме появляются лишь при эмбриональном развитии плода. Экспрессируясь на клетках взрослого организма, эти антигены расцениваются как «чужие» и вызывают иммунный ответ. Наиболее хорошо изученными являются альфа-фетопротеин (АФП), раково-эмбриональный антиген (РЭА) и трофобласт-специфический-бета-1 гликопротеин (ТБГ). На основе этих и нескольких других специфичных антигенов создаются разнообразные лектин-ферментные методы анализа для диагностики онкопатологий; в том числе, подобные работы ведутся и в России.
Например, группа учёных Тихоокеанского института биоорганической химии разработала метод лектин-иммуноферментного анализа для выявления различий гликозилирования РЭА при доброкачественных и злокачественных патологиях шейки матки. Лектин MBL-AJ, выделенный из дальневосточного трепанга Apostichopus japonicus, показал большую чувствительность и высокую точность прогноза диагноза (87,8% — положительный прогноз, 95,2% — отрицательный) [1]. Ещё одной отличительной стороной метода является его невысокая стоимость относительно существующих коммерческих тест-систем. При условии одинаково высокой чувствительности и специфичности этот критерий может стать решающим в выборе метода, который получит широкое использование в дифференциальной диагностике раковых заболеваний.
Рисунок 2. Структура некоторых опухолевых антигенов. а — Поверхность 54T онкофетального трофобласт-специфичного гликопротеина, активно экспрессируемого при карциномах почек, молочной железы, толстой кишки и яичников. б — Простат-специфический антиген (PSA) — важный маркер для диагностики и терапии рака простаты.
Киллер с доставкой на дом
Интересно, что одной «разведывательной» функцией лектины не ограничиваются. Их свойства позволяют использовать их также и в терапии злокачественных новообразований. Уникальная идея — использовать углеводсвязывающие взаимодействия как путь доставки антиопухолевых препаратов — это колоссальное увеличение шансов, что агент, стимулирующий гибель клеток, будет «атаковать» именно опухолевые клетки, а не здоровые. На настоящий момент существует огромное количество антиопухолевых препаратов — это всевозможные ингибиторы синтеза ДНК и различных жизненно важных ферментов, регуляторы транскрипции ДНК и другие противоопухолевые агенты. Но проблема точной и специфичной доставки этих лекарств к опухоли остаётся актуальнейшей задачей современных исследований.
Наверняка, каждому, кто хоть раз смотрел в кино триллер или детектив, знаком следующий популярный образ — заказчик, оставляющий фотографию «жертвы» наёмному убийце. Если проводить аналогию между антиопухолевым препаратом и образом киноэкранного киллера, то специфичный лектин как раз и будет тем самым «заказчиком», но с одним отличием — он не просто отдаёт киллеру «фотографию» опухолевой клетки, но и доставляет его непосредственно к «жертве». Именно такой механизм лёг в основу исследований американских учёных, которые попытались кардинально улучшить процесс нейтрализации опухолевых клеток в кровеносной системе при метастазировании опухоли. В настоящее время, в тех случаях, когда у пациентов обнаруживаются метастазы, смертность, к сожалению, может превышать 90%. Однако, их быстрая и эффективная нейтрализация, может существенно увеличить продолжительность жизни пациента. Исходя из специфичности некоторых лектинов — Е-селектинов — к лигандам на поверхности опухолевых клеток кровеносной системы, учёные предположили, что сочетание особой формы доставки антиопухолевых лекарств в виде липосом и специальных углеводных векторов (Е-селектинов) может существенно повысить точность адресной доставки препарата к злокачественным клеткам (рис. 3) [12]. И действительно, подобный метод показал лучшие результаты, по сравнению с методами без участия лектинов.
Рисунок 3. Схема доставки липосом, нагруженных лекарством, к опухолевым клеткам кровеносной системы. а — Включение в липосому антиопухолевого препарата доксорубицина (DOX) и «пришивание» к её поверхности углеводных векторов — E-селектинов. б — Взаимодействие модернизированных липосом (ES) с рецепторами (Selectin ligands) на поверхности опухолевых клетках. Клетки движутся вместе с током крови, присоединяя к себе ES-липосомы, которые располагаются на поверхности галлуазитовых нанотрубок (HNT) для увеличения площади связывания Е-селектина.
Несколько иная схема была разработана учёными из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова в Москве при сотрудничестве с коллегами из Российского онкологического центра им. Н.Н. Блохина. Они предложили использовать селектины уже не в качестве «системы наведения», а в роли самой «мишени». Дело в том, что при процессах малигнизации клеток, на поверхности кровеносных сосудов опухоли экспрессируют селектины, которые являются отличным «ориентиром» для липосом, содержащих лиганды этих лектинов. Таким образом, липосомы, связываясь с клетками кровеносных сосудов опухоли, вызывают их разрушение, что, в свою очередь, приводит к ухудшению тока кислорода и питательных веществ к опухоли и, в конечном итоге, к её гибели. Подобная форма доставки противоопухолевых препаратов показала увеличение жизни мышей с опухолями молочных желёз в два раза по сравнению с липосомами, не несущими углеводных лигандов, и в 4 раза — по сравнению с исходным препаратом [11]. Вероятно, что в обозримом будущем подобные альтернативные формы противоопухолевых лекарств заменят стандартные методы химиотерапии.
Лицензия на убийство
В последние десятилетия активно развивающаяся гликобиология произвела ряд потрясающих открытий. Например, выяснилось, что большую роль в жизнеобеспечении клетки играет углевод-белковый путь передачи химического сигнала. Остатки сахаров, связываясь со специальными белковыми рецепторами на поверхности клетки, способны запускать в ней целые каскады химических превращений. Одним из таких явлений является запуск программы контролируемой клеточной смерти — апоптоза. В норме у всех клеток организма существует определенный срок жизни, по истечении которого данная программа запускается одним или несколькими апоптотическими факторами, что приводит к гибели клетки. У раковых клеток этот процесс нарушается — отсюда и проявляется их способность к неограниченному делению и распространению в организме. Чтобы избавиться от опухолевых клеток, необходимо вернуть в норму процесс апоптоза. И среди множества веществ, проявляющих апоптотическую активность, лектины находят своё законное место.
Пожалуй, наиболее известным и хорошо изученным лектином является конканавалин А (Con A), выделенный из мечевидной канавалии Canavalia ensiformis. За почти столетие его исследований (впервые он был получен ещё в 1919 году) была полностью установлена его структура, углеводная специфичность и многие другие характеристики. Однако совсем не так давно появились работы, показывающие наличие антиопухолевой активности у этого лектина. Коллектив учёных из Китая резюмировал данные, полученные в многочисленных экспериментах, и пришёл к выводу, что Con A способен запускать апоптоз в опухолевых клетках при некоторых онкопатологиях, причём делать это он может разными путями [15].
Первый путь включает в себя индукцию апоптоза путём изменения трансмембранного потенциала митохондрий в клетке. Из-за подобной перемены потенциала в клетке начинает запускаться сложный каскад химических реакций, приводящий к образованию таких ферментов, как каспазы. Каспазы — это ферменты, выносящие клетке «смертный приговор» и приводящие его в исполнение. Они расщепляют белковые компоненты цитоскелета клетки, и клетка буквально распадается на множество маленьких фрагментов (апоптотических телец).
Второй путь стимуляции клеточной смерти — увеличение в ней активных форм кислорода (АФК), вызываемое Con A. АФК включают в себя ионы, свободные радикалы и разнообразные перикисные соединения, которые являются продуктами различных процессов метаболизма кислорода. В норме они присутствуют в клетке лишь в небольшом количестве, поскольку специальная антиоксидантная система защиты клетки препятствует накоплению этих, вообще говоря, токсичных веществ. Однако при воздействии на клетку Con A число АФК может резко увеличиться, что приводит к сильному окислительному стрессу. При достаточно больших повреждениях в клетке начинают образовываться различные медиаторные белки, которые опосредствуют деградацию ДНК и активацию каспаз, т.е. приводят к апоптозу.
Подобные эффекты были выявлены в экспериментах с клетками человеческой меланомы A375 и человеческой гепатоцеллюлярной карциномой печени HepG2. Помимо индукции апоптоза у лектина была выявлена способность к стимуляции в клетках аутофагии [14] — процесса, в котором отдельные фрагменты клетки или большая её часть подвергается деградации в специальных органеллах — лизосомах. Это явление приводило к смерти клеток только гепатоцеллюлярной карциномы. Также Con A способствовал уменьшению опухоли путём ингибирования её ангиогенеза — процесса образования новых кровеносных сосудов, питающих клетки (рис. 4).
Рисунок 4. Механизм взаимодействия Con A с опухолевой клеткой. Лектин оказывает на клетку разные типы влияния, в зависимости от рецептора, с которым он связывается. Есть рецепторы, которые в результате снижают образование кровеносных сосудов в районе опухоли (антиангиогенез), но они также ингибируют и апоптоз. При взаимодействии Con A с углеводспецифичным рецептором запускается аутофагия или апоптоз, причём, последний протекает по одному из возможных путей: 1) трансмембранное изменение электрического потенциала митохондрии или 2) образование активных форм кислорода.
Использование лектинов — «От слова к делу» или наоборот?
Лектины пришли в онкологию сравнительно недавно, и прежде чем их использование в диагностике и терапии станет повсеместным, они должны пройти испытание временем и клиническими исследованиями на предмет безопасности и эффективности использования.
Уже сейчас на основе углеводсвязывающих белков созданы коммерческие тест-системы некоторых окнопатологий, например AFP-L3-% тест на гепатоцеллюлярную карциному компании Wako Diagnostics. GP Biosciences Ltd. выпускает микрочипы, включающие панель из 41 лектина для диагностики биомаркеров. Лектины используются для отчистки крови и удаления незрелых форм клеток лимфы при остром лейкозе [1]. Всё новые и новые методы гистохимических, иммуноферментных и других видов анализа на основе лектинов используются в медицинской практике. Большой потенциал к применению лектинов в диагностике и терапии раковых опухолей постепенно начинает реализоваться, однако они по-прежнему остаются классом соединений, требующим к себе более пристального внимания. Возможно, уже в ближайшее десятилетие нам предстоит стать свидетелями крупных побед над раковыми опухолями. Надеемся, что не последнюю роль в этих победах сыграют лектины.