млечни

В червено месо (говеждо, свинско, агнешко и други бозайници) и, в по - малка степен, в млечни продукти откриваме въглехидрат (сиалова киселина), много проблематичен за здравето ни, наречен Neu5Gc. Приемът му определя, че той се отлага непроменен в различни органи на тялото. Реакция на отхвърляне възниква, когато се възприема като чуждо вещество, което води до производството на антитела от имунната система. Това причинява възпалителни реакции които благоприятстват развитието или определят влошаването на различни възпалителни заболявания, включително рак.

Заден план

В 40-те 20-ти век описва наличието на въглехидрат с 11 въглеродни атома в човешкото тяло, чието химично име е N-ацетил-невраминова киселина (съкратено: Neu 5 Ac), наричана още сиалова киселина.

В 60-те станаха известни и други производни на невраминовата киселина, тоест различни сиалови киселини.

Всъщност известни са около 50 различни и те основно присъстват в животинското царство.

The човешки организъм синтезира 3 различни сиалови киселини, като най-често срещаната е Neu 5 Ac.

The сиалови киселини те обикновено се появяват конюгирани (свързани) с протеини и липиди, интегрирани на клетъчната повърхност и също в свободна форма, в секрети, кръв и тъкани на органи.

В клетъчна повърхност те се намесват във взаимодействието и регулирането на системите за клетъчен растеж, както и в клетъчните процеси на разпознаване на собствени или чужди елементи от имунната система.

Години по-късно, Професор Аджит Варки и неговият екип от изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего наблюдават липсата на сиалова киселина в кръвта и човешките тъкани, по-специално, N-гликолил-неврамин (Neu 5 Gc), че ако се открие, вместо това при повечето бозайници са включени примати.

През 1998г, японски учени открил, че за да може животният организъм да синтезира Neu5Gc, е необходимо присъствието на ензим (хидроксилаза), чието производство се регулира от определен ген. Преди около 2,5 милиона години в нашите отдалечени предци (преоминиди) е имало генетична мутация в този ген, който го е оставил неактивен. Следователно нашите клетки не са в състояние да произвеждат Neu5Gc. Всъщност това е първата значима биохимична разлика, открита между хората и шимпанзетата.

Изследвания по късно извършено през този век от професор Варки и сътрудници, публикувано в американското научно списание Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) те разкриха с изненада присъствие на Neu5Gc в човешките клетки че, както знаем, те не могат да произвеждат. Какъв тогава може да е неговият произход? Без съмнение, консумацията на храни, богати на това вещество, като главно месо от бозайници („червено месо“), млечни продукти и рибена сърна. Когато тези храни се ядат, човешкото тяло елиминира добра част от погълнатия Neu5Gc, но малък процент се задържа на повърхността на нашите клетки. Всъщност са открити малки количества Neu5Gc в тъкани, считани за „здрави“ (кръвоносни съдове, лигавични клетки). Тогава се случва, когато бъде признат от имунната ни система като чуждо вещество (ксеноантиген), произвежда антитела (открит в кръв) срещу вграден Neu5Gc, което води до a възпалителна реакция.

От всичко това следва, че: продължителна консумация от тези продукти (червено месо, млечни продукти и др.) благоприятства създаването на хронични възпалителни реакции в тялото, което означава развитие и влошаване на многото заболявания, които имат възпалителен компонент. При храносмилането на тези продукти, Neu5Gc се освобождава и като такъв се отлага в тялото ни.

The Капацитет за поглъщане на Neu5Gc на повърхността на човешките клетки също се вижда ясно в вътре в епруветка. Група изследователи, водени от професор Варки, дори решават да вземат концентрат от свинско месо (богат на Neu5Gc) и да анализират присъствието на това вещество в собствената си урина, кръв, кръвен серум, коса и слюнка. След кратко време присъствието на Neu5Gc вече можеше да бъде открито в тях и само след 2 или 3 дни от приемането на месния концентрат, нивата на това вещество бяха намалени в органичните течности, въпреки че те все още можеха да бъдат открити. Те откриха, че тази чужда за нас молекула се отлага в човешките органи и тъкани. По думите на самия д-р А. Варки: „Въпреки че е малко вероятно поглъщането на тази молекула (Neu5Gc) да е свързано с развитието на определени заболявания, идеята, че постепенното й консумиране предизвиква натрупване в здрави тъкани, е възможна. Това би могло да обясни наличието на антитела, които биха могли да допринесат за развитието на възпалителния процес, свързан с различни патологии ".

Един от аргументите, изтъкнати от някои диетолози, за да успокоят обществото за мащаба на проблема, е да се предположи, че хилядите години, през които хората са яли месо, са могли да създадат известна степен на толерантност сред своите потребители. Предположението обаче не е очевидно, така че има известна загриженост сред изследователите относно факта, че честата консумация на месо през целия живот може да бъде основен фактор, влошаващ здравето в напреднала възраст.

Илюстрация от статията: Уникално човешко развитие на генетиката и биологията на сиаловата киселина от д-р Ajit Varki, публикувано от PNAS - том 107 - Suppl. 2 // 11 май 2010 г. Той показва 2 механизма, които увеличават хроничното възпаление и причиняват реакции на имунен тип при хората: метаболитното включване на Neu5Gc от храната и неговата реакция срещу циркулиращи антитела срещу Neu5Gc, които могат да допринесат за хронично възпаление на ендотели на кръвоносните съдове и епитела, които вътрешно облицоват кухите органи, което представлява повишен сърдечно-съдов риск и карциноми, свързани с консумацията на тези храни. Явната хиперреактивност на човешки Т и В клетки, свързана с намалена инхибиторна експресия на Siglecs, може допълнително да допринесе за хронично възпаление. Също така се наблюдава фактът, че някои молекулярни и клетъчни продукти, идващи от биотехнологии, вероятно са замърсени с Neu5Gc от различен произход, това може потенциално да допринесе за нежелани реакции при някои индивиди.

Научни изследвания през последните години са показали, че a Рак може да се развие от хронично възпаление. Следователно не е изненадващо, че раковите тъкани съдържат големи количества Neu5Gc, в сравнение с тъканите, считани за здрави. Дори са направени тестове с лабораторни животни, причинявайки рак и генетично ги манипулира, така че те да не произвеждат Neu5Gc и че следователно тялото им го смята за чуждо вещество (както се случва при хората). Резултатът е, че присъствието на Neu5Gc в организма на тези животни ускорява туморния растеж. След 12 седмици хранене с храна, съдържаща Neu5Gc, в тялото им се наблюдават забележими реакции на възпалителен тип. След 50-85 седмици почти 50% от манипулираните мишки развиват рак на черния дроб, докато при хората най-засегнатите органи изглежда са: червата, простатата и яйчниците.

Ако вземем предвид, че при продължителна консумация на тези продукти, Neu5Gc се натрупва в различни тъкани и имунната ни система ще реагира срещу него, считайки го за чуждо вещество, резултатът ще бъде: хронични възпалителни реакции, които от своя страна благоприятстват развитие на различни патологии, включително ракови процеси. Издание, което да се вземе предвид при включването на гореспоменатите храни в диетата на пациенти с възпалителни и онкологични патологии. По думите на Аджит Варки и сътрудници: "Нашите данни ни позволяват да разберем и потвърдим чрез необичаен механизъм епидемиологичната връзка между консумацията на червено месо и риска от рак".

Дейвид Алварес-Понсе е биолог, специализиран в областта на биоинформатиката и доктор по генетика от Университета на Барселона, който ръководи изследователска група в Университета на Невада в Рено (САЩ). Не много отдавна той се е посветил на изучаването на еволюцията на гена CMAH, отговорен за направата на червено месо, наред с други причини, рисков фактор за рак и възпаление при хората. Фокусиран върху изучаването на това как естественият подбор влияе върху еволюцията на гените и знаейки факта на мутацията, претърпяна от този ген преди около 2,5 милиона години при хората, той се зае да анализира всички налични животински геноми (322), за да определи при кои ген е намерен и в който е потенциално активен.

Генът CMAH прави възможно синтеза на токсичните въглехидрати Neu5Gc Срещу което, както видяхме, когато се разглежда като ксеноантиген, човешкото тяло произвежда имунен отговор, превръщайки се във възможен рисков фактор за възпаление, артрит и рак. От друга страна, тази мутация може да предположи еволюционно предимство в определени аспекти, като например факта, че нашият вид се е отървал от някои заболявания, които изискват присъствието на Neu5Gc, като напр. вид малария че ако може да засегне шимпанзетата и горилите, чийто организъм произвежда Neu5Gc . Мутация, която ни освободи от страданията от споменатата малария, но която преобразува, преди всичко, многократната консумация на червено месо (допринася за високите нива на Neu5Gc за човешкия организъм) във важен рисков фактор за нашето здраве.

Отначало този ген е открит в няколко бактерии, няколко микроскопични водорасли, които не са предназначени за консумация от човека и главно при някои гръбначни животни (главно бозайници) и бодлокожи (морски звезди, морски таралежи и др.).

Като нас хората, птици (пиле, пуйка, патица и др.) липсва активният CMAH ген. Нито пък влечуги, с изключение на един вид гущер, нито черупчести. Относно риба, при някои риби, ако се открият, концентрациите на Neu5Gc обикновено са много ниски. От друга страна, той се намира във високи концентрации в сърната на есетрата (хайвер) и сьомга. Някои риби, като херинга, треска или настърган атлантически лаврак, наред с други, също нямат гена CMAH.

Мисълта, че целият проблем с яденето на месо се решава просто чрез избягване на яденето на животни, които носят гена CMAH (съдържащ Neu5Gc), е твърде опростена. Екипът на Алварес-Понсе предупреждава, че животните, които не съдържат този ген, могат да съдържат патогенни микроби, свързани с Neu5Ac въглехидрати (Neu5Gc прекурсор), които имаме и които също могат да повлияят на здравето ни. Това, което при нашите отдалечени човешки предци (инактивиране на гена CMAH) би могло да бъде еволюционно предимство, ни направи по-уязвими към консумацията на някои меса и млечни продукти от животни, които поддържат споменатия ген активен.

Тоест, тъй като генът CMAH е неактивен в нас, единственият Neu5Gc присъства в нашето тяло е от храна (червено месо, млечни продукти, особено). От друга страна, човешкият организъм съдържа забележителни количества Neu5Ac (Neu5Gc предшественик) в техните клетъчни структури. По думите на Алварес-Понсе: „Това ни прави податливи на определени патогени, които се свързват с Neu5Ac, а другите животни, които нямат гена CMAH, са или потенциални резервоари на тези патогени". Накратко: консумацията на месо от животни, които имат този активен ген, може да доведе до същите отрицателни ефекти като червеното месо. И ако споменатото месо не съдържа въпросния ген, възможно е то да съдържа патогенни микроби, свързани с Neu5Ac и, следователно, също да повлияе на здравето ни.

Хората не са единствените бозайници, които нямат гена CMAH. В миналото е бил инактивиран и при маймуни от Новия свят, обикновения таралеж, пор, някои прилепи, тюлени и моржове, вид елени и в утконоса.

Изглежда, че концентрацията на Neu5Gc не се променя при готвене на храни, които го съдържат.

Друг добавен проблем с проблема Neu5Gc е този на възможния ксенотрансплантация, като се започне от животни, които произвеждат този въглехидрат и които тялото ни отхвърля.

The месо също съдържа големи количества от арахидонова киселина. Тази мастна киселина в значителни количества насърчава развитието на процесите от този тип възпалително. Продуктите, които съдържат най-голямо количество от тази киселина, са: свински мазнини (1700 mg), свински черен дроб (870 mg), телешки черен дроб (352 mg) и яйчен жълтък (297 mg).

В следваща статия ще разгледаме въпроса за влиянието на приема на Neu5Gc върху плодовитостта при хората.

Библиография:

Човешко поемане и включване на имуногенна нечовешка диетична сиалова киселина.

Появява се в Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 г. 14 октомври; 100 (21): 12045-50. Epub 2003 г. 1 октомври.

PNAS (DOI: 10.1073/pnas.2131556100).

Уникално човешко развитие на генетиката и биологията на сиаловата киселина

Център за академични изследвания и обучение по антропогения, Център за изследвания и обучение по гликобиология, Катедри по медицина и клетъчна и молекулярна медицина, Калифорнийски университет в Сан Диего, Ла Хола, Калифорния 92093

PNAS | 11 май, 2010 г. | об. 107 | доп. две

Червеният гликан, получен от месо, насърчава възпалението и прогресията на рака.

Annie N. Samraj et al.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 г. 13 януари; 112 (2): 542-7. doi: 10.1073/pnas.1417508112. Epub 2014 г. 29 дек.

Филогенетично разпределение на CMP-Neu5Ac хидроксилаза (CMAH), ензимът, синтезиращ провъзпалителния човешки ксено-антиген Neu5Gc

Сатеши Пери, Асмита Кулкарни, Феликс Фейертаг, Патриша М. Бернинсоне, Дейвид Алварес-Понсе.

Публикувано в Биология и еволюция на генома, 30 ноември - 2017 г..