лектины что это в каких продуктах он находится
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!
5 продуктов для здоровья щитовидки
Нарушение полноценного функционирования щитовидной железы обычно связывают с дефицитом в организме полезных веществ: витаминов и микроэлементов. При незначительных сбоях в эндокринной системе человек чувствует постоянную вялость, снижение работоспособности, ухудшение памяти.
Дальнейшее ослабление приводит к серьезным патологиям. Например, образованию зоба, отечности, прибавке в весе или резкому снижению массы тела при повышенном аппетите, нарушениям сна, вспыльчивости и раздражительности, высокой температуре.
Эндокринологи выделяют несколько причин возникновения заболеваний щитовидной железы. Среди них особое место отводится несбалансированному питанию, которое приводит к нехватке важных микроэлементов в организме. По сути, не получая полноценную «подпитку» извне, этот орган эндокринной системы «угасает». Синтез гормонов Т3 и Т4 резко снижается, что приводит к развитию целого букета хронических патологий. Для лечения заболеваний щитовидки используют различные медпрепараты.
Однако для профилактики болезней эндокринологи советуют периодически принимать мультивитаминные комплексы с микроэлементами в виде добавок к пище.
Витамины для щитовидной железы
Стабильную подпитку эндокринной системы гормонами обеспечивают следующие витаминные группы:
Кроме витаминных комплексов, состояние здоровья щитовидки зависит от наличия микроэлементов в организме. К важным минералам относят:
Железо – микроэлемент, который влияет на уровень гемоглобина в крови человека. Нормальное содержание железа помогает стабильно переправлять кислород к органам и тканям организма. Как и с антиоксидантами «Е», избыток или нехватка минерала приводит к проблемам с эндокринной системой, в частности вызывает гипертиреоз.
Селен – микроэлемент, без которого невозможна выработка гормонов Т3 и Т4. Этот минерал защищает органы от окисления, улучшает обмен веществ, контролирует рост и поддерживает репродуктивную функцию у мужчин. Нехватка селена приводит к такой болезни, как тиреоидит Хашимото – проблемы с иммунитетом.
Йод – без этого микроэлемента эндокринная система не сможет полноценно работать. Минерал участвует в обменных процессах и в синтезе более 100 ферментов, регулирует водносолевой баланс организма. Недостаток элемента приводит к образованию зоба и развитию гипотиреоза, ухудшает интеллектуальные способности. Избыток йодистых соединений приводит к отравлению организма.
Продукты при заболевании щитовидной железы
Чтобы снизить риск патологий эндокринной системы врачи рекомендуют диетическое питание с важными для здоровья щитовидки веществами. Для предупреждения болезней и лечения органа необходимо включить в питание продукты:
Также нужно отметить пользу яблок, ягод и орехов для всех систем организма. Кедровые и грецкие орехи богаты йодистыми соединениями. Яблоки и черника содержат антиоксидантные вещества, которые защищают клетки от пагубного воздействия свободных радикалов.
Вредные продукты
Эндокринологи не просто так говорят о сбалансированном и правильном рационе. По статистике ВОЗ, свыше 670 млн человек в мире страдают разными формами гипертиреоза, а более 1,7 млрд рискуют заболеть патологиями эндокринной системы. Почти 70% из этого числа любят и ежедневно едят вредную пищу. Это повод – задуматься!
От какого питания нужно отказаться при проблемах с щитовидной железой:
Что касается алкоголя, кофе, сигарет и крепкого чая, то их также следует исключить из рациона при проблемах с выработкой гормонов Т3 и Т4. Здоровый человек может позволить себе выпить кофе или вина в меру, но при патологиях иммунной системы такие «слабости» приведут к серьезным осложнениям.
Резюме
Правильная диета, физическая активность и витаминные комплексы – это три столпа, на которых держится здоровье эндокринной системы. Мы рассказали, какую пищу желательно включить в ежедневный рацион, а от какой лучше отказаться. Мультивитаминные комплексы, а тем более медпрепараты для лечения рекомендуем покупать только после консультации с эндокринологом. Специалист поможет также подобрать специальную диету, проконтролирует результаты лечения или профилактики.
Токарева Людмила Георгиевна, врач-терапевт медицинских кабинетов 36,6
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ, ПЕРЕД ПРИМЕНЕНИЕМ НЕОБХОДИМО ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТОМ
Лектины: в каких продуктах содержится, таблица продуктов
Лектинами называют белки, содержащиеся в разных формах жизни. В умеренных количествах вещество приносит пользу. Лектины в продуктах могут быть опасны за счет снижения способности организма поглощать важные питательные компоненты.
Лектины – что это такое и где содержатся
Растительные белки имеют несколько вариантов названий. Зачастую лектины называют липкими или глюкоза-связывающими белками. Термин характеризует свойства вещества. Лектины имеют способность связывать молекулы сахара на клеточной поверхности. Это свойство может провоцировать негативные реакции со стороны функционирования организма.
Некоторые специалисты называют лектины антипитательными компонентами. Существует мнение, что они эволюционировали в качестве естественной защиты многих растений. Таким образом, лектины функционируют как токсины, уберегающие от употребления растений, поражения патогенными микроорганизмами.
Попадая в организм с пищей, липкие белки не могут перевариваться должным образом. Это провоцирует соответствующие реакции со стороны иммунной системы и вызывает гибель клеток. Лектины отрицательно влияют на переваривание, а также усвоение нутриентов. Вещества отличаются выраженными связывающими свойствами.
Лектины имеют несколько разновидностей. Они дифференцируются в зависимости от типа связывающего сахара. Некоторые лектины считаются токсичными. Липкие белки способны вызывать воспалительные процессы и пищевые отравления. Вещества проявляют устойчивость к пищеварительным сокам и ферментам. Иногда лектины преодолевают кишечный барьер, проникая в другие органы. Они опаснее глютена.
Лектины входят в состав как растительных, так и животных продуктов. Значительная концентрация вещества наблюдается только в 30% пищи. Основными источниками белка считаются:
Польза и вред лектинов
Влияние веществ на организм исследовано в недостаточной степени. Поступление лектинов в незначительных количествах положительно влияет на иммунную систему и жизнедеятельность клеточных элементов. Выявлены противораковые свойства белка.
Значительная концентрация лектинов оказывает повреждающее воздействие на кишечные стенки, что проявляется следующими симптомами:
Возникающее раздражение препятствует усвоению необходимых питательных веществ. Натуральные яды-пестициды оказывают неблагоприятное воздействие на организм:
Молекулы белка прилипают к ворсинкам кишечника. Повреждение слизистой сопровождается неполноценным получением питательных веществ, которые присутствуют в пище. Количество полезных микроорганизмов сокращается. Наблюдается размножение токсичных агентов.
Лектины вызывают микроперфорацию стенок кишечника. Проникновение белка и непереваренных частиц еды в кровоток провоцирует болевой синдром и воспалительный процесс. Вещества нарушают работу внутренних органов, вызывая аутоиммунные заболевания.
Лектины по своему строению напоминают клетки человеческого организма. Именно поэтому иммунная система атакует не только специфические белки, но и собственные клеточные элементы. Среди вызываемых лектинами аутоиммунных патологий называют целиакию, рассеянный склероз.
Какие продукты являются источником лектина
Количество белка в растительной и животной пище неоднозначно. Список продуктов с высокой концентрацией лектина включает следующие наименования:
Продукты с низким содержанием лектинов
Называют следующие продукты без лектинов и с незначительным количеством опасного белка:
Таблица содержания лектинов в продуктах
Вещества синтезируются растениями в защитных целях. Наличие лектинов в продуктах является одной из причин нарушений функционирования желудочно-кишечного тракта.
Красная фасоль (сырая)
Красная фасоль (после тепловой обработки)
Как нейтрализовать лектины
Существуют основные способы, помогающие уменьшить концентрацию белка. Это позволяет обезопасить продукты при их употреблении.
Чтобы сократить количество лектинов в продуктах, которые являются ядами, нужно подвергать пищу с их содержанием длительной термической обработке. Существенное значение имеет высокая температура.
Ферментация также способствует снижению уровня белков. Термин подразумевает процесс воздействия ферментов конкретного продукта. Результат проявляется в брожении и производстве пробиотиков, полезных витаминов. К ферментативным продуктам относят соевый соус.
Нейтрализация лектинов достигается посредством использования прорастания. Например, в салаты или мясные блюда можно добавлять проростки сои.
Правила употребления продуктов с высоким содержанием лектинов
Следует защищать организм от поражения опасным белком. При высокой чувствительности можно ограничить употребление продуктов с высоким содержанием лектинов. Существенное значение имеет наблюдение за реакцией со стороны органов пищеварения.
Перед употреблением продуктов, отличающихся существенным показателем ядов-пестицидов, их следует подвергать замачиванию или термической обработке при высоких температурах. Снизить концентрацию лектинов также позволяют ферментация и проращивание.
Перед приготовлением следует замачивать на несколько часов:
Чтобы снизить количество антинутриентов, можно проращивать:
Полезные советы
Содержание лектинов в продуктах существенно варьируется. Диетологи рекомендуют разнообразить питание. Для поддержания хорошего самочувствия и здоровья желудочно-кишечного тракта нужно отдать предпочтение следующим продуктам:
Поддерживать работу органов пищеварения можно при помощи пребиотиков и пробиотиков.
Заключение
Лектины в продуктах могут провоцировать различные нарушения работы иммунной и пищеварительной систем. Антинутриенты обладают определенными свойствами, которые негативно влияют на здоровье и общее самочувствие.
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.