Lektyny to specjalne białka, dość powszechne w świecie roślin i zwierząt, które łączą się z resztami cukrowymi białek. Takie glikoproteiny występują w obfitości w ścianach komórek bakteryjnych, chociaż są obecne na powierzchni różnych komórek, również ludzkich.

Czym jest lektyna?

Lektyny to inaczej hemaglutyniny. Działanie to odkrył Stillmark już w 1888 r. na przykładzie rycyny. Nazwa bierze się stąd, że mają zdolność do zlepiania krwinek czerwonych.

Lektyny to inaczej hemaglutyniny – zlepiają krwinki.

Co więcej, niektóre z nich zlepiają krwinki jedynie danej grupy krwi, podczas gdy inne zlepiają krwinki wszystkich rodzajów, nie wykazując żadnych preferencji. To odkrycie, w późniejszych latach doprecyzowane, datuje się na rok 1935. Lektyny łączą się oczywiście również do najróżniejszych komórek i tkanek, ludzkich lub zwierzęcych, nie tylko do krwinek.

Zdolność do łączenia się do wielu rodzajów komórek wnika z tego, że mogą się łączyć z wieloma, różnymi, resztami cukrowymi. Co więcej, lektyny mogą łączyć się zarówno z terminalnymi (końcowymi) resztami cukrowymi, jak i z tymi znajdującymi się wewnątrz łańcucha wielocukru.

Zdolność łączenia się z odpowiednimi glikoproteinami upodabnia je do przeciwciał, które również łączą się do innych cząsteczek. Różnica polega na tym, że lektyny specyficznie łączą się do „obcych” roślinie reszt cukrowych, a przeciwciała mogą połączyć się z dowolną „obcą” cząsteczką. Co ciekawe jednak, również lektyny mogą łączyć się do reszt niecukrowych. Nie jest to jednak ich główna aktywność.

Przy tym proces wytwarzania przeciwciał ten jest pod kontrolą całego układu odpornościowego. Lektyny nie są w podobny sposób regulowane.  Mogą jednak stanowić roślinny „mechanizm obronny” przed intruzami. Pierwotną wersję zwierzęcych przeciwciał.

Na poziomie molekularnym każda lektyna jest jednak odmienna i łączy się z innymi resztami cukrowo-białkowymi. Innymi słowy, mogą się „lepić” do różnych komórek, różnych tkanek ludzkich i zwierzęcych. Ważne by dana komórka zawierała odpowiednie reszty cukrowe na swojej powierzchni. Białka te, po dostaniu się do organizmu spotykają się z odpowiedzią odpornościową. Rozwija się stan zapalny. Produkowane są odpowiednie przeciwciała.

Lektyny przyłączają się do określonych reszt cukrowych białek błonowych.

Występują w większości roślin, głównie w nasionach i ziarnach. Najobficiej wśród warzyw występują u roślin strączkowych, z rodziny Bobowatych, to znaczy w fasoli, grochu, soji, łubinie i orzeszkach ziemnych. Są też obecne w ramach frakcji białek glutenu w zbożach.

Lektyny nie są wykrywane wyłącznie u roślin. Są obecne u bakterii i grzybów. U zwierząt też występują. U bezkręgowców to forma odporności wrodzonej. U kręgowców jest to jedna z dróg działania układu dopełniacza – tzw. droga lektynowa. Jest to forma obrony immunologicznej. Są też składnikami jadu węży. Nie bez powodu…

Trucizna

Warto sobie uświadomić, że lektyny zawarte w warzywach strączkowych są dosłownie toksyczne w pewnych ilościach. Surowa fasola dodana do karmy powoduje silne wychudzenie i w końcu zabija zwierzęta. Poddanie fasoli temperaturze niszczy oporność lektyn na trawienie. Strawione lektyny są zaś nieszkodliwe. Niedogotowanie fasoli prowadzi więc do ostrych zatruć u ludzi.

Wynika to z faktu, że lektyny potrafią być bardzo odporne na działania enzymów trawiennych. Przykładem jest rycyna, która w pewnym eksperymencie nie została całkowicie strawiona po prawie półrocznym kontakcie z trypsyną.

Hemaglutyniny są oporne na trawienie.

Toksyczne są też lektyny zawarte w soji, choć nie tak bardzo jak fasoli. Obróbka termiczna tego warzywa znacząco poprawia jej właściwości odżywcze poprzez niszczenie aktywności zawartych tam grożących życiu związków. Jest to też dość skuteczny sposób na poprawienie trawienia lektyn. Z drugiej strony nawet poddanie wysokiej temperaturze nie niweczy szkodliwości soji, wpływając negatywnie m.in. na wzrost.

Po dokładnej obróbce termicznej i wielogodzinnym namaczaniu działanie tych białek  spada, najczęściej niwelując całkowicie ich toksyczność. Mimo wszystko jednak ich negatywny wpływ na organizm związany z właściwością aglutynacji utrzymuje się.

Toksyczność lektyn dostarczonych w sporych ilościach (ale mniejszych niż 1g/kg m.c.) objawia się stanami zapalnymi, destrukcją komórek nabłonka jelita, odmą, zaczerwienieniem i krwawieniami.

Roślinne trucizny to lektyny.

Zmiany nie ograniczają się tylko do jelita. Możliwe jest stłuszczenie wątroby i śmierć jej komórek,  zmiany degeneracyjne komórek mięśniowych, brak swobodnego przepływu krwi przez naczynia włosowate całego organizmu, łącznie z zakrzepami. Zaobserwowano krwawienie z żołądka i innych organów.

Działanie toksyczne lektyn, na poziomie molekularnym, wynika bezpośrednio z ich aktywności aglutynacyjnej. Każda lektyna przyłącza się do pewnych związków chemicznych na powierzchni komórek. Zazwyczaj tzw. receptorami dla lektyn są glikoproteiny, białka błonowe zawierające cukry. Przyłączenie odpowiednio dużej ilości lektyn uniemożliwia prawidłowe działanie komórki, przyczyniając się do cytotoksyczności lektyn, czyli zabijania komórek.

Odpowiedź immunologiczna

Obecność roślin zawierających lektyny w diecie człowieka jest oprócz tego powiązana z alergiami, astmą i prowadzi do szoku anafilaktycznego. Ich obecność w diecie obniża też zdolność wchłaniania różnych składników odżywczych, co może prowadzić do niedożywienia. W dłuższym okresie czasu wiąże się z chorobami autoimmunologicznymi.

Jako ciała obce, lektyny są wykrywane i atakowane. Jednocześnie na gruncie molekularnej mimikry atakowane są własne tkanki. Lektyny „udają” własne białka. Białka znajdujące się na powierzchni komórek są antygenami dla przeciwciał z powodu ich podobieństwa do lektyn.

Jest możliwy jeszcze drugi mechanizm. Ponieważ lektyny łączą z białkami błonowymi będącymi częścią całej komórki, rozpoznawane są jako epitopy (fragmenty większego antygenu, takie „wierzchołki góry lodowej”) przez przeciwciała. Przez to cała komórka jest niejako „oznaczona” do likwidacji przez układ odpornościowy. W ten sposób destrukcji może ulec, komórka po komórce, tkanka lub cały organ.

Gluten a lektyny

WGA (ang. wheat germ agglutinin) to lektyna wyodrębniona w 1972 r. przez Nagata i Burgera, obecna w nasionach pszenicy (Triticum vulagare).

Lektyny wydobywa się ze zmielonego materiału (nasion), przemywając roztworem alkoholu, a następnie soli. Końcowym etapem jest wykorzystanie chromatografii powinowactwa, która wykorzystuje zdolność lektyn do wiązania się z resztami cukrowymi. Tak uzyskano tę lektynę z frakcji białkowej mąki.

Gluten jest natomiast mieszaniną białek zawartych w mące powstałej ze zmielenia nasion danego zboża. Najczęstszą metodą ich wyodrębniania jest utworzenie ciasta, poprzez połączenie mąki i wody. Następnie powstałą masę wymywa się pod bieżącą wodą. Skutkuje to w wymyciu skrobi.

Zostaje lepka i ciągnista masa podobna do nieupieczonego ciasta. Są to  białka ogólnie zwane glutenem. Dokładny podział glutenu na frakcje podam w innym artykule. Wygląda na to że jedną z frakcji zawartych w glutenie jest wspomniana lektyna.

Podsumowanie

  • Lektyny, inaczej hemaglutyniny, są białkami zdolnymi do „zlepiania” komórek.
  • Na poziomie molekularnym lektyny łączą się z częściami cukrowymi glikoprotein obecnych na powierzchni komórek.
  • Lektyny to „roślinne toksyny” i tak właśnie oddziałują na ludzi.
  • W dużej ilości lektyny zabijają. W małej „jedynie” szkodzą.
  • Lektyny są obecne we wszystkich roślinach, lecz najobficiej w roślinach strączkowych. Są też obecne wśród białek pszenicy i innych zbóż.

 

Literatura

Sollid, L.M. et al., 1986. Antibodies to wheat germ agglutinin in coeliac disease. Clinical and experimental immunology, 63(1), pp.95–100.

Liener, I., 1969. Toxic Constituents of Plant Foodstuffs., Elsevier Science.

Liener, I., 1986. The Lectins : Properties, Functions and Applications in Biology and Medicine., Elsevier Science.

Reklamy

Skomentuj

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s