Лектины что это такое польза и вред
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!
Тонкости питания. Лектины.
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).
Лектины действуют как самые настоящие антинутриенты и даже токсичные вещества:
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.
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:
Замачивание
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:
бараний горох (нут) — 12−24 часа
рис коричневый — 12 часов
овсяные хлопья 8 — 12 часов
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.
Ферментация
Заквашивание или предварительная обработка продуктов с использованием ферментов или полезных микроорганизмов также помогает уменьшить количество лектинов в пище.
Термообработка
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.
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.
Правда и мифы об антинутриентах (2020-12-21 16:53:41)
Правда и мифы об антинутриентах
Про антинутриенты, соединения, которые задерживают всасывание полезных веществ и минералов из нашей пищи, говорят и пишут много. Что из этого есть правда и что – миф?
Нутриенты – это такие важные вещества для жизнедеятельности нашего тела, которое оно само не может производить, или производит недостаточно. Для человека выделяют шесть групп нутриентов: протеины, углеводы, липиды (жиры), витамины, минералы и вода.
Антинутриентов должны бояться только вегетарианцы.
Реальность: Да, природные антинутриенты в основном содержатся в растительной пище, и часто защищают растения от паразитов. Но бояться надо вовсе не бобов, орехов и растительной пищи. Ведь самые сильные антинутриенты другого происхождения.
Так, по современным исследованиям, каждый из нас потребляет максимальное количество антинутриентов из рафинированного сахара, кофеина и алкоголя, а вовсе не из обычных продуктов Курение также является невероятно мощным антинутриентом.
Антинутриенты есть и в кофе, зеленом чае, ягодах и листьях салата. Так, оксалаты, которые содержатся не только в сое, но и в сыром шпинате, капусте кале и брокколи, блокируют усвоение кальция. Танины в чае, вине и шоколаде, а также некоторых фруктах, могут сделать неактивными некоторые энзимы, которые отвечают за усвоение протеинов.
Фитиновая кислота, которая есть в бобовых, семенах и орехах, задерживает впитывание минералов, но вот лектины в перце, баклажане и помидорах могут вызвать различные негативные реакции в организме, например, повреждение клеток тонкого кишечника[2]. А сапонины в луке, чесноке, овсе и чае виновны в повреждении кровяных телец, подавлении энзимов и вмешательстве в работу щитовидной железы.
Мало того, например, анти-тиаминовые соединения, которые разрушают наиважнейший витамин в нашем теле, В1 (его нехватка ведет к анорексии и даже болезни бери-бери), содержатся в рыбе, морепродуктах, устрицах, а также чернике, черной смородине и свекле.
То есть антинутриенты употребляют как вегетарианцы, так и всеядные.
От антинутриентов можно спастись, исключив из диеты бобы и орехи
Реальность: все антинутриенты почти невозможно полностью исключить из рациона. Их существует столько видов и содержатся они в таком количестве продуктов, что полностью убрать их из диеты означает нанести большой вред организму.
Так, в бобовых ( соя, чечевица, бобы, турецкий горох, маш и так далее) содержатся как фитиновая кислота, о которой все наслышаны, так и сапонины, танины, оксалаты, ингибиторы трипсина и цианид.
В зерновых есть оксалаты и фитиновая кислота, а в киноа, гречке и пшенице есть также и лектины, сапонины и гойтрогены (вещества, которые нарушают выработку гормонов щитовидной железы). В орехах и семечках есть также похожий набор из трех видов антинутриентов.
Мало того, такие ежедневные продукты северных широт, как морковь, картошка, помидоры, перцы, и баклажаны также богаты танинами, оксалатами, фитиновой кислотой, сапонинами и даже цианидами.
Кстати, это не весь список антинутриентов. Например, газированные напитки, вроде кока-кол и прочих содержат огромные дозы фосфора, который задерживает всасывание кальция. А закуски и фаст-фуд с высоким содержанием сахара, добавок и гидрогенизированных жиров, наносят огромный вред организму, нарушая работу сердечно-сосудистой и нервной систем, а также деятельность мозга.
Любые антинутриенты можно убрать замачиванием
Реальность: Да, замачивание, как например, бобовых и орехов, снижает уровень антинутриентов в бобах, но его эффективность зависит от типа бобовых. Количество лектинов, которые содержатся в зерновых, бобовых, орехах и семечках, уменьшается не только замачиванием, но и термической обработкой.
Кроме замачивания, ферментация, как при приготовлении теста на закваске, проращивание (зерна, маш) и термическая обработка, значительно снижают уровень многих антинутриентов в продуктах.
Однако, помните, что, например, лектины в основном содержатся в кожуре. Это значит, что эффективно снизить их содержание можно, например, употребляя не бурый и неочищенный, а белый рис, такой, как рис басмати, о котором мы уже говорили по ссылке синим цветом выше.
Также, орехи хорошо замачивать на ночь, очищать от шкурки, и жарить. Однако, конечно же, не всегда это целесообразно: например, в случае с грецким орехом.
Ни один способ сам по себе стопроцентно не убирает все антинутриенты, поэтому используйте комбинацию вариантов по ситуации.
Антинутриенты вредны и опасны
Реальность: в то время, как у некоторых людей действительно есть повышенная чувствительность к антинутриентам, существует точка зрения, что эти «анти-вещества» нам жизненно необходимы для здоровья.
Есть мнение современных специалистов, что, полностью исключив антинутриенты из пищи, наша иммунная система, не укрепляется, а, наоборот, подрывается и становится слабой.
То есть, даже для тех, у кого наблюдаются симптомы проблем с усваиванием пищи, просто «уничтожить» бобы, орехи, семечки, зерновые и фрукты в своем рационе равносильно задвиганию сундучка с проблемами подальше от глаз, в угол.
По современным исследованиям, в умеренных количествах антинутриенты, такие как фитиновая кислота, лектины, феноловые соединения, сапонины и ингибиторы (подавители) энзимов – полезны для нашего иммунитета и здоровья!
Так, ученые нашли, что в умеренных количествах эти антинутриенты снижают глюкозу в крови и уровень холестерина. А про сапонины современные исследования говорят, что эти вещества поддерживают эффективную работу печени и предупреждают развитие остеопороза и агглютинацию (склеивание и выпадение в осадок) тромбоцитов].
А фитиновая кислота в продуктах, которой все боятся из-за того, что она задерживает всасывание кальция, железа, цинка и фосфора из пищи, также может быть полезна для других целей в организме. Так, она может снизить уровень холестерина, уменьшить риск проблем с почками, а также помочь телу в производстве масляной кислоты, который отвечает за здоровье желудочно-кишечного тракта. Кстати, отличный продукт, который также помогает поддерживать уровень этой кислоты в пищеварительном тракте – это масло гхи.
Кроме того, по исследованиям, феноловые соединения в растениях, а также сапонины, лигнаны и фитоэстрогены снижали риск заболеваний раком. А танины, как вы знаете из наших статей о многих растениях и специях, обладают мощным антивирусным, антибактериальным и антипаразитическим действием.
Существует мнение, что в процессе эволюции наш желудочно-кишечный тракт приобрел иммунитет и стойкость именно из-за того, что в пище присутствовали антинутриенты, которые стимулировали его.
Именно поэтому не стоит делить свою диету и слепо следовать новомодным тенденциям по исключению всех продуктов с антинутриентами. Вместо этого необходимо просто внимательно подойти к рациону, следовать принципам сочетаемости продуктов, готовить на хороших жирах и с правильными специями, которые нейтрализуют негативные эффекты, обязательно максимально термически обрабатывать пищу, и следить за тем, что, как и когда вы едите.
Подробнее
Медицинский лекторий
«ДомоденТ» — это многопрофильная клиника, которая оказывает все виды стоматологических и лор-услуг для жителей г. Домодедово и Московской области.
Промышленный холдинг Evers Group Rus – это компания производитель инновационных и традиционных медицинских изделий, входит в число лидеров отечественного рынка фармпредприятий.
Нова Клиник — сеть специализированных центров репродукции и генетики человека в Москве, где проводится полный комплекс диагностических и лечебных мероприятий, направленных на преодоление бесплодия.
Сахарный диабет и ожирение. Новый взгляд на проблему.
Самые полезные продукты в нашем рационе
Лечение перекисью водорода по методике Неумывакина
Симптомы, при которых мужчине следует сразу обращаться к доктору
Как провести детоксикацию организма с помощью дыхания
О каких проблемах со здоровьем можно узнать по внешним признакам?
Пилатес: полезные свойства и вред для здоровья
Диетолог назвала самый полезный способ готовить яйца
20 причин для начала занятий ЛФК
Почему колени чаще болят у женщин?
По каким признакам можно определить дефицит микроэлементов в организме?
Токсиколог объяснил, как действовать при отравлении грибами
Как гулять зимой, чтобы не заболеть?
Полным ходом: как распознать и вылечить болезни ног
Действовать срочно: врачи объяснили, что делать, если разбился градусник в квартире
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.