Lektiini

Lektiinit ovat periaatteessa kaikissa eliöissä esiintyviä proteiineja, joilla on lukematon määrä biologisia toimintoja. Lektiinit ovat monimuotoinen joukko proteiineja, jotka takertuvat tiukasti glykoproteiineihin ja/tai niiden kanssa esiintyviin hiilihydraatteihin.  

Virukset ja bakteerit sekä lähes kaikki kasvit sisältävät lektiinejä. Elintarvikkeista niitä esiintyy runsaasti etenkin raakoina nautittavissa kasvikunnan tuotteissa kuten monissa pähkinöissä ja siemenissä, myslissä, aamiaismuroissahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3705319/#B43-nutrients-05-00771 ja tomaatissa.   

Risiini on ensimmäinen löydetty lektiini. Peter Hermann Stillmark löysi sen vuonna 1888.   

Esimerkkejä muista lektiineistä:  
Kasviperäisiä: konkanavaliini A ja vehnänalkion agglutiniini (WGA).
Eläinperäisiä: galektiini-1, mannoosia sitova proteiini A (MBP-A), C-reaktiivinen proteiini, seerumin amyloidi-P-komponentti, CD22, CD33, CD44, myeliiniin liittyvä glykoproteiini, ubikitiiniligaasi, fikoliinit, malektiini, kalneksiini ja kalretikuliini.
Virusperäisiä: influenssaviruksen hemagglutiniini, hinkuyskäviruksen hemagglutiniini ja VP1-kapsidiproteiini.
Bakteeriperäisiä: enterotoksiini B, koleratoksiini (B-alayksikkö), tetanospasmiini, botuliinit ja pertussistoksiini.

 Lektiinien ominaisuuksia 
Osa lektiineistä on akuutisti myrkyllisiä ja jotkut jopa tappavia, kuten paternosterpavun sisältämä abriini. Myös ummetuslääkkeenä käytettävä risiiniöljy sisältää tappavaa risiini-nimistä lektiiniä, joka poistetaan valmistuksen yhteydessä useimmiten kylmäpuristuksella.   

Lektiinit sitoutuvat eräisiin mineraaleihin kuten rautaan, sinkkiin, kalsiumiin ja fosforiin sekä hiiliyhydraatteihin ja proteiineihin, joita ne sitovat spesifisti. Lektiinin ja proteiinin välinen sidos on reversiibeli eli se saattaa hajota.  

Entsyyminä toimivissa lektiineissä on kaikista entsyymeistä löytyvän aktiivisen kohdan lisäksi yksi tai useampi hiilihydraatteja spesifisesti sitova kohta.
Luokittelu
Lektiineitä luokitellaan niiden alkuperän perusteella esimerkiksi kasvilektiineiksi. Niitä jaotellaan myös niiden sitomien hiilihydraattien perusteella esimerkiksi fruktoosia sitoviksi lektiineiksi. Niitä luokitellaan myös proteiinirakenteen perusteella kymmeniin eri ryhmiin. Esimerkiksi R-lektiineiksi luetaan risiini, abriini ja muut näiden kanssa rakenteellisesti samankaltaiset lektiinit. 

Risiini on esimerkki lektiinistä, joka on lisäksi entsyymi. Lektiineitä luokitellaan myös niiden toimintojen perusteella. Soluja yhteen sitovia lektiineitä kutsutaan joskus nimellä agglutiniini. Jos ne sitovat punasoluja yhteen, niitä saatetaan kutsua nimellä hemagglutiniini ja jos ne ovat lisäksi kasviperäisiä, niitä saatetaan kutsua nimellä fytohemagglutiniini.

Biologiset toiminnot
Lektiineitä on periaatteessa kaikissa eliöissä. Siksi lektiineillä on lukematon määrä biologisia toimintoja, joita ei ole mahdollista luetella tyhjentävästi. Lektiinien avulla solut esimerkiksi tunnistavat toisiaan, viestivät keskenään ja kiinnittyvät toisiinsa. Eräs esimerkki tällaisista lektiineistä ovat selektiinit. Lektiinit myös ohjaavat vastavalmistettuja proteiineja oikeisiin kohtiin solun sisällä. Lektiinit lisäksi vaikuttavat proteiinien poistumiseen elimistössä riippuen proteiinien sisältämistä hiilihydraattiketjuista. Esimerkiksi ihmisillä luteinisoiva hormoni ja tyreotropiini päätyvät niissä kiinni olevien hiilihydraattien takia verenkierrosta lopulta maksasoluihin tuhottavaksi maksasolujen lektiineihin kuuluvien reseptorien kautta. Kasveissa lektiinit toimivat muun muassa hyönteisiltä ja muilta eliöiltä suojaavina karkotteina. Laboratorioissa lektiineitä käytetään glykaanien ja glykoproteiinien tunnistukseen ja erotteluun.

Osa lektiineistä auttaa immuunijärjestelmää tunnistamaan elimistöön tunkeutuvia patogeenejä sekä vahingollisia, apoptoottisia tai kuolleita isäntäsoluja. 

 Ravinnon lektiinit 
Etenkin kasviperäinen ruoka voi sisältää monenlaisia lektiinejä. Osa ruoan sisältämistä lektiineistä ei sula välttämättä kunnolla ruoansulatuksen yhteydessä. Elimistö voi tuottaa ruoansulatusentsyymejä, jotka hajottavat eräitä lektiinejä, mutta niitä ei synny riittävästi kaikilla.      

Lektiineitä esiintyy varsinkin kasvien siemenissä ja kuoressa. Yksi ruoka-aine saattaa sisältää monia eri lektiinityyppejä ja samankin ruoka-aineen lektiinipitoisuuksissa saattaa olla yli kymmenkertaisia eroja. Elintarvikkeista löydetään lisäksi koko ajan uusia lektiinejä.    

Lektiinejä löytyi vuonna 1980 julkaistussa yhdysvaltalaistutkimuksessa 29:stä tutkituista 88 kasviperäisestä ruoasta. Lektiinejä sisältäviä ruokia olivat esimerkiksi porkkana, herne, herkkusieni, mungpavun idut, granaattiomena, viinirypäleet, vadelma, kirsikka, verkkomeloni, paahdetut maapähkinät ja aamiaismurot. Monien tutkittujen ruokien lektiinipitoisuuksista löytyi erittäin suuria erä- tai lajikekohtaisia eroja. Erot olivat jopa niin suuria, että toiset erät sisälsivät huomattavan paljon lektiiniä ja toisissa sitä ei ollut lainkaan. 

Leikkopavuissa saattaa olla niin runsaasti lektiiniä, että ne aiheuttavat kevyesti kypsennettynä jopa  fytohemaglutiinimyrkytyksen. Myös vihreä soijapapu eli edamame sekä hapattamattomat soijatuotteet kuten tofu sisältävät suuria määriä lektiiniä. Myös tavanomaisesti kypsennetyt punaiset linssit ja kidney-pavut sisältävät poikkeuksellisen paljon lektiinejä eli 360 HU/mg. Tämä koskee myös kikherneitä, pinto- eli viiriäispapuja (180 HU/mg) ja soijapapuja (87 HU). Kaurahiutaleiden vastaava luku on vain 17, banaanin 13, grahamhiutaleiden 7 ja valkaistujen maissihiutaleiden 1,4 HU.   

Myös vehnänalkiot  sisältävät runsaasti lektiiniä (300 µg/g). Sama pätee kuorimattomiin manteleihinReducing Dietary Lectins: Do Almonds Have Lectins? https://gundrymd.com/almonds-lectins/, hassel- ja kashew-pähkinöihin sekä auringonkukan, seesamin ja pinjansiemeniin. Lektiinejä löytyy lisäksi kypsästä perunastaLECTINS IN FOODS AND THEIR RELATION TO STARCH DIGESTIBILITY. Ramona L. Rea, M.Sc., Lilian U. Thompson, Ph.D. and David J.A. Jenkins, D.M. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0271531785801056, riisistä, kurkustaA Low-Lectin Lifestyle: Are Cucumbers High In Lectins? https://gundrymd.com/cucumbers-lectins/, tomaatista, munakoisosta ja sokeriherneestä, härkäpavusta, kesäkurpitsasta, sienistä, mustaselja-Lectin Activity in Commonly Consumed Plant-Based Foods: Calling for Method Harmonization and Risk Assessment. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8618113/ ja gojimarjoista sekä nokkosesta. Myös kurpitsa, oliivi ja avokado sisältävät niitä jonkin verran.   

Monet kylmäpuristetut kasviöljyt sisältävät runsaasti lektiinejä, mutta öljyn raffinointi poistaa niitä erittäin tehokkaasti. Esimerkiksi sata grammaa kylmäpuristettua maissiöljyä sisältää noin 300 μg lektiiniä, mutta raffinoitu vain 2,4 μg. Soijaöljyn vastaavat luvut ovat 86 ja 4,5. Raffinoitu auringonkukkaöljy sisältää 4,4 μg lektiiniä. Raffinoidun maapähkinäöljyn lektiinipitoisuus vaihtelee välillä 2,6-5,5  μg/100 g.   

Perunan, vehnän, rukiin ja ohran lektiiniä kutsutaan agglutiiniksi. Myös maapähkinät ja monet öljysiemenet sekä maito sisältävät agglutiiniahttps://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/112466/Jaaskelainen_Jaana.pdf;jsessionid=77C5B8FA31F597464E6FF74A87DEB5D3?sequence=1.   

Ohra sisältää agglutiinin lisäksi myös horkoliiniahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7443486/. Maissi sisältää BGAF-nimistä lektiiniä ja todennäköisesti myös merkittäviä määriä muita lektiinejä.

Suurin osa lektiinistä esiintyy siemenissä ja kuorikerroksessa. Kokojyvätuotteet sisältävät tämän vuoksi paljon enemmän lektiiniä kuin raffinoidut. Esimerkiksi täysjyvävehnässä on seitsemän kertaa enemmän lektiiniä kuin valkoisessa vehnässä.
 Inaktivointi 

 Kuumentamalla 
Ruoka-aineiden keittäminen inaktivoi niiden sisältämiä lektiinejä. Lektiinit sijaitsevat usein ruoan pintakerroksissa, minkä vuoksi niitä liukenee paljon keitinveteen. Jotkut lektiinit, kuten maapähkinän ja vehnänalkioiden sisältämät, ovat kuitenkin poikkeuksellisen kuumuudenkestäviäAssessment of Lectin Inactivation by Heat and Digestion. https://www.researchgate.net/publication/50272913_Assessment_of_Lectin_Inactivation_by_Heat_and_Digestion.  

Joissain tutkimuksissa on havaittu, ettei kuivassa lämmössä kypsentäminen vähennä ruoan lektiinipitoisuutta. Esimerkiksi paahtaminen on tehoton tapa inaktivoida lektiinejä. Matalassa lämpötilassa hauduttaminen taas saattaa jopa lisätä ruoan lektiinipitoisuutta. 

Leivän paistaminen tuhoaa vähintäänkin osan sen sisältämistä lektiineistä. Esimerkiksi vuonna 1985 julkaistussa yhdysvaltalaistutkimuksessa havaittiin, ettei valkoisesta ja täysjyvävehnäleivästä löytynyt lainkaan lektiiniä.LECTINS IN FOODS AND THEIR RELATION TO STARCH DIGESTIBILITY.
Ramona L. Rea, M.Sc., Lilian U. Thompson, Ph.D. and David J.A. Jenkins, D.M. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0271531785801056 

Keittämistä suositummat perunan kypsennysmenetelmät eivät poista sen lektiinejä. Sen sijaan 20 minuutin pituinen keittäminen tuhoaa perunan lektiinit. Vehnän, riisin ja ohran lektiinipitoisuus laskee mittaamattomalle tasolle15 minuutin keittämisen jälkeen. Puolet tomaatin sisältämistä lektiineistä inaktivoituu jo viiden minuutin pituisen kuumennuksen aikana. Osa lektiineistä liukenee papujen liotusveteen, jota ei pidä käyttää niiden kypsentämiseen. Nämä tulokset saatiin vuonna 2020 julkaistussa tanskalaistutkimuksessa, jossa ruoka-aineista etsittiin lektiinejä kahdella eri metodilla. Papuja on keitettävä liotuksen jälkeen painekattilassa vielä tunnin verran. Kypsentäminen ilman painekattilaa ei poista myöskään linssien sisältämiä lektiinejä. Papuja ei pidä kypsentää myöskään sähköisessä haudutuspadassa, koska laitteen lämpötila on liian matala. Säilykepapujen on havaittu olevan turvallisia, koska niitä on kypsennetty riittävästi. 

Maissin sisältämistä lektiineistä ainakin BGAF inaktivoituu, jos maissia keittää 15 minuuttia 80-asteisessa vedessä.  

Vehnän agglutiini kestää niin hyvin kuumuutta, ettei edes keittäminen välttämättä inaktivoi sitä. Vuonna 2004 julkaistussa italialaistutkimuksessa tutkittiin kahden raa'an pastanäytteen agglutiinipitoisuudet. Toisen pitoisuus oli 320 μg agglutiinia/100 g. Toisen näytteen pitoisuus oli alle 40 μg/100g. Pastan keittäminen kymmenen minuutin ajan laski molempien näytteiden pitoisuuden noin tasolle 30 μg/100g. Valkeiden vehnäjauhojen agglutiinipitoisuus  oli 237 μg/100 g. Täysjyvävehnäjauhot sisälsivät yhdeksän kertaa enemmän agglutiinia. Kaikki täysjyväpastan agglutiinini kuitenkin tuhoutui tai liukeni keitinveteen. 

 Muilla keinoilla 
Jyvien idättäminen poistaa noin 85 prosenttia lektiineistä, mutta joidenkin palkokasvien lektiinit päin vastoin lisääntyvät idätyksen myötä. Kuoren ja siementen poistaminen poistaa suurimman osan lektiineistä. Yön yli liottaminen liuottaa paljon lektiiniä liotusveteen. Myös taikinan kohottaminen hiivalla ja ruoka-aineiden hapattaminen vähentää ruoan lektiinipitoisuutta. 

 Ravitsemusvaikutukset 
Lektiinit sitoutuvat hiilihydraatteihin ja eräisiin mineraaleihin kuten rautaan, sinkkiin, kalsiumiin ja fosforiin, jolloin elimistö ei pääse hyödyntämään niitä. Esimerkiksi tuoreen maissin sisältämien lektiinien on havaittu vähentävän sinkin imeytymistä 28:lla ja kuparin 36 prosentilla.   

Papujen sisältämä fytohemaglutiini saattaa aiheuttaa myös muiden ravinteiden imeytymistä häiritsevää ohutsuolen bakteerien liikakasvua.   

 Terveysvaikutukset 

 Haitat 
Osa ruoan lektiineistä toimii kasvien kemiallisena puolustuskeinona ja saattaa aiheuttaa ihmiselle terveyshaittoja etenkin toistuvassa käytössähttps://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0924224496100157. Tämä liittyy siihen, että osa ravinnon sisältämistä lektiineistä ei sula välttämättä kunnolla. Sulamattomat lektiinit sitoutuvat suolen seinämän nukkaan ja glykoproteiineihin, entsyymeihin, gangliosideihin, glykolipideihin, reseptoreihin, musiineihin ja kuljettajaproteiineihin.Riitta Tainio: Luonnonmukaisen tuotannon tutkimusseminaari 18. 19.3.1998. MTT:n julkaisuja 46. https://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/439478/asarja46.pdf?sequence=1&isAllowed=y Lektiinien on havaittu myös sitoutuvan immuunijärjestelmän solujen osiin. 

Tutkijat ovat esittäneet, että elintarvikkeiden lektiinipitoisuudet ja lektiineihin liittyvät terveysriskit pitäisi selvittää systemaattisesti. Ruoan lektiinien määritys on kuitenkin hankalaa, koska eri lektiineille tarvitaan eri testausmenetelmiä eikä niitä ole standardoitu. Koska läheskään kaikkien lektiinien myrkyllisyyttä ei ole vielä selvitetty, tutkijat kehottavat vähentämään sairauksien puhkeamisen riskiä käsittelemällä säännöllisesti käytetyt ruoka-aineet lektiiniä tuhoavilla tavoilla kuten keittämällä ja liottamalla.

 Akuutti myrkyllisyys 
Osa ravinnon lektiineistä on osoittautunut akuutisti myrkyllisiksi. Näitä ovat esimerkiksi kidneypavuissa esiintyvät lektiinit. Syötäessä puutteellisesti valmistettuja kidneypapuja, niiden lektiinit voivat aiheuttaa 1–3 tunnin kuluttua pahoinvointia, oksentelua ja myöhemmin ripulia. Oireet paranevat kuitenkin nopeasti eivätkä yleensä vaadi hoitoa. Eläinkokeissa on havaittu, että jo yksi prosentti raakoja kidneypapuja ravinnossa on tappava annos. Monien papujen sisältämä fytohemaglutiini kykenee sakkauttamaan veren punasoluja ja häiritsemään solujen aineenvaihduntaa. Fytohemaglutiini on lisäksi antiravinne, joka heikentää etenkin raudan, kalsiumin, fosforin ja sinkin imeytymistä. Puutteellisesti kypsennetyt leikkopavutkin ovat aiheuttaneet fytohemaglutiinimyrkytyksiä. 

Myös raakana syötävien ruokien lektiinit saattavat aiheuttaa turvotusta, ripulia, pahoinvointia ja oksentelua. 

 Allergia 
Perunan sisältämän lektiinin on havaittu kykenevän aktivoimaan immunoglobuliini E:tä. Se voi aiheuttaa tämän vuoksi atooppisten oireiden voimistumista. Banaanin lektiineillä on sama vaikutus.

 Aivoterveys 
Lektiinit kykenevät ylittämään vuonna 2016 julkaistun kiinalaistutkimuksen mukaan veri-aivoesteen päätyen keskiaivoihin. Tämä saattaa lisätä Parkinsonin taudin riskiä.
 Sydän- ja verisuonitaudit 
Maapähkinöiden lektiinien on osoitettu kulkeutuvan suurina määrinä verenkiertoon. Maapähkinöiden ja vehnänalkioiden sisältämien lektiinien on havaittu lisäksi sitoutuvan aorttavaltimon seinämän lihassoluihin. Maapähkinöiden lektiinien on havaittu myös aiheuttavan lihas- ja fibriinisäikeiden vauroita verisuonten seinämissä. Maapähkinäöljyn onkin havaittu lisäävän valtimotaudin riskiä suuruudella, joka riippuu sen lektiinipitoisuudesta.

 Suolistoterveys 
Sulamattomien lektiinien tiedetään aiheuttavan suuria vaurioita suolinukalle. Tämä liittyy siihen, että lektiinit saattavat estää voimakkaasti solukalvon korjautumista, mikä häiritsee suolinukan uusiutumista.

Tutkimuksissa on havaittu, että lektiinit sitoutuvat imusolujen hiilihydraattireseptoreihin aiheuttaen tulehdusreaktion. Eläinkokeissa on havaittu, että lektiinit voivat aiheuttaa esimerkiksi vuotavan suolen oireyhtymää.

Jos ruoansulatuselimistö ei tuota riittävästi lektiinejä deaktivoivia entsyymeitä, lektiinipitoisen ruoan runsas nauttiminen saattaa johtaa suoliston limakalvon vaurioitumiseen, mikä voi johtaa autoimmuunisairauden puhkeamiseen. Eläinkokeissa on havaittu, että kasviperäisen ravinnon lektiinit kykenevät aiheuttamaan ainakin Chronin tautia, haavaista paksusuolen tulehdusta ja keliakiaa.

 Nivelreuma 
Vuonna 2000 julkaistun tieteellisten tutkimusten yhteenvedon tekijät esittivät, että lektiineille geneettisesti alttiiden nivelreumapotilaiden kannattaisi välttää etenkin sellaisia ruoan lektiinejä, jotka vaikuttavat puolustusjärjestelmään kuuluvien enteroosyyttien ja imusolujen rakenteeseen ja toimintaan. Perusteluna oli, että lektiinien, enterosyytien ja imusolujen välinen vuorovaikutus saattaa helpottaa ravinto- ja suolistoperäisten patogeenien siirtymistä muihin kudoksiin, mikä saattaa aiheuttaa nivelreuman oireita niin sanotun molekyylaarisen yhdennäköisyyden vuoksi. Elimistön ulkopuolelta saapuneet elimistön omia peptidejä muistuttavat peptidit saavat siinä aikaan T-imusolujen ristireagointia sekä ulkopuolisten että sisäsyntyisten peptidien kanssa johtaen immunologisen toleranssin pettämiseen.

 Muut haitat 
Eläinkokeissa on havaittu, että kasviperäisen ravinnon lektiinit kykenevät aiheuttamaan hepatiittia ja diabetesta. 

Runsas lektiininsaanti saattaa aiheuttaa lisäksi ylipainoa, koska lektiini sitoutuu insuliinireseptoreihin. Lektiinit on yhdistetty tutkimuksissa myös ihon vanhenemiseen ja närästykseen.

 Hyödyt 

 Syövän hoito ja ehkäisy 
Sienissä esiintyvien lektiinien on havaittu hidastavan virusten lisääntymistä ja kasvainten kasvua sekä kiihdyttävän immuunijärjestelmän toimintaa. Soluviljelmillä tehdyissä kokeissa on havaittu, että myös brasilialaisessa keittiössä käytetyn canavalia ensiformis -pavun sisältämä konkanavaliini A -nimisellä lektiinillä on kyky tuhota syöpäsoluja. Mistelistä eristetty agglutiini on ensimmäinen lektiini, jonka mahdollinen käyttö syöpälääkkeenä on edennyt alustavien kliinisten kokeiden tasolle. 

 Sokeriaineenvaihdunnan tasoittaminen 
Lektiinit hidastavat ruoansulatusta, minkä vuoksi verensokeri heilahtelee vähemmän. 

 Nimen alkuperä 
Nimen lektiini keksivät W. C. Boyd ja E. Shapleigh vuonna 1954. Sana tulee latinan verbistä legere, "valita", joka viittaa tuolloin tutkittujen lektiinien kykyyn sitoutua valikoivasti vain tietyn veriryhmän punasoluihin. Lektiineistä jotkin toimivat samoin kuin vasta-aineet keskenään epäsopivien veriryhmien välisissä hyljintareaktioissa. Termillä "lektiini" pyrittiin tekemään ero sisäsyntyisten vasta-aineiden välille ja muunlaisten ulkosyntyisten proteiinien eli lektiinien välille.

Lähteet

Aiheesta muualla
IUPAC määritelmä lektiineille
Cornell University, College of Agriculture and Life Sciences (CALS): Plant lectins

Luokka:Immunologia
Luokka:Proteiinit
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit