Chityna

Robaki – Nowa żywność dla Nowego człowieka w Nowym Ładzie! Brzmi jak hasło reklamowe, ale nie wróży ludzkości przyszłości świetlanej.

Media głównego nurtu pompują temat „żywności” wytwarzanej z owadów. Temat w sumie nie nowy, bo mniej więcej 2 lata mija odkąd „Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) wydał pozytywną opinię na temat larwy chrząszcza mącznika młynarka jako nowego produktu spożywczego”, ale najwyraźniej siły wyższe uznały, że już czas, by wyjść do ludzi z ideą zmiany sposobu żywienia, bo nasze dotychczasowe przyzwyczajenia obarczone są zbyt dużym śladem węglowym, a jak wiadomo (a przynajmniej powinno) jesteśmy w przededniu wprowadzenia paszportu węglowego, który jest kolejnym sposobem na zaimplementowanie w świadomości społeczeństwa zakazów i nakazów, które będzie musiało akceptować, by żyło się lepiej… wszystkim.

Produkty żywnościowe wytwarzane z owadów są promowane jako nowoczesne i ekologiczne, ale czy to zdrowe? Przez ostatnie 2 lata trwał egzamin dla społeczeństw krajów rozwiniętych z tego jak powinno dbać się o zdrowie – na moje oko oblany koncertowo, ale chcielibyśmy żyć w społeczeństwie ludzi świadomych dlatego publikujemy dla Państwa informacje w na temat chityny (z której zbudowane są m. in. owadzie „pancerzyki”), podesłane przez naszego Czytelnika, a z którymi warto się zapoznać nawet jeśli nie jest się naukowcem.

Oddajemy głos Autorowi dalszej części artykułu…

---

Poniżej znajdują się niektóre tylko obserwacje i wnioski zaczerpnięte z publikacji badających chitynę i jej pochodne.

Chityna średniej wielkości (40–70 µm) stymuluje produkcję IL-17A przez makrofagi i ekspresję receptora IL-17A poprzez szlak, który obejmuje receptor TLR-2 i MyD88 co w konsekwencji wywołuje ostry stan zapalny.

Ścieżki, które obejmowały TLR-2, dektynę-1 i czynnik jądrowy NF-κB, pośredniczyły w efektach chityny średniej wielkości. W przeciwieństwie do tego, w efektach chityny małej wielkości pośredniczyły szlaki, które obejmowały receptor mannozy i śledzionową kinazę tyrozynową (Syk).

Chityna zawiera zależne od wielkości wzorce molekularne związane z patogenami, które stymulują TLR-2, dektynę-1 i receptor mannozy; które w różny sposób aktywują NF-κB i Syk; i które stymulują produkcję cytokin pro- i przeciwzapalnych.

Niedawno badania wykazały, że chityna 40–70 µm jest wielopłaszczyznowym adiuwantem dla odpowiedzi Th2 (niedobra), Th1 i Th17 (niedobra).

Chityna wywołuje różne odpowiedzi gospodarza w zależności od jej wielkości, natury chityny, metod przygotowania, czasu i drogi podawania.

Gdy 5 mg chityny wstrzykiwano dootrzewnowo co 2 tygodnie przez okres 12 tygodni, myszy były fenotypowo normalne, ale histologicznie zaobserwowano wiele makrofagów z hiperplazją w krezce (mesenterium), a komórki typu polikariocytów (!!!) z ciałami obcymi – w śledzionie.

Gdy dootrzewnowo wstrzyknięto 5 mg chitozanu, masa ciała myszy znacznie się zmniejszyła, a w piątym tygodniu zaobserwowano brak aktywności myszy.  Z kolei podawanie 5% chitozanu w diecie kazeinowej (białkowej, np. ser) spowodowało zmniejszenie masy ciała myszy, a także zmniejszenie liczby Bifidobacterium i Lactobacillus w normalnej florze przewodu pokarmowego.

Chitosan promuje progresję raka i generowanie cech komórek macierzystych w komórkach raka okrężnicy i raka wątrobowokomórkowego.

Chityna jest kluczowym składnikiem owadów, grzybów i roztoczy kurzu domowego. Niższe formy życia są wyposażone w chitynazy, aby bronić się przed patogenami zawierającymi chitynę. Ludzie także wykazują ekspresję chitynaz, ale i białek podobnych do chitynazy, które modulują odpowiedzi immunologiczne. W szczególności podwyższone poziomy chitynazo-podobnego białka YKL-40 są związane z ciężką astmą oraz mukowiscydozą.

Chitynazy i białka chitynazopodobne (CLP) należą do rodziny hydrolaz glikozydowych 18 (GH18). Chitynazy ulegają ekspresji u ssaków i organizmów niższych i ułatwiają degradację chityny, stąd działają jako enzymy obronne gospodarza.

Duplikacja genów i mutacje powodujące utratę funkcji enzymatycznych aktywnych chitynaz spowodowało ekspresję różnorodnego zakresu CLP u różnych gatunków.

CLP to geny coraz częściej kojarzone ze stanem zapalnym i przebudową tkanek, nie tylko u ssaków ale także u odległych gatunków.

CLP wykazują ważne funkcji regulacyjne w przypadku wrodzonych szlaków odpowiedzi immunologicznej w obronie gospodarza, w procesie urazu/naprawy tkani ale także mają one rozległe implikacje w patologii procesów związanych z chorobami, takimi jak np. astma.

—

Białka z rodziny hydrolaz glikozydowych 18 (GH18) obejmują aktywne enzymatycznie chitynazy i enzymatycznie nieaktywne białka podobne do chitynazy (ang. Chitinase-Like Proteins / CLP). Chitynazy hydrolizują wiązania glikozydowe chityny – polisacharyd występujący jako składnik strukturalny ściany komórkowej grzybów i bakterii oraz wewnątrz egzoszkieletu skorupiaków, stawonogów i robaków pasożytniczych.

U owadów chityna jest integralną częścią skórki (kutikuli) i ekspresja chitynaz jest niezbędna do pomyślnego przebiegu wylinki i reorganizacja architektury chityna-macierz zewnątrzkomórkowa (tkanki owadów są przyczenione od wewnątrz do „pancerzyka” i żeby owad mógł rosnąć przechodząc wylinki – chitynazy muszą remodelować tkanę i jej połączenia z pancerzykiem chitynowym).

Z drugiej strony CLP to zróżnicowana rodzina białek często wyrażanych w sposób specyficzny dla gatunku i powstały w wyniku duplikacji genów chitynaz przez mutację i utratę funkcji domeny chitynolitycznej (domeny katalizującej rozkład chityny). CLP są silnie, ale nie wyłącznie, związane z patologiami zapalnymi typu T pomocniczego 2 (odpowiedź typu Th2), które obejmują zakażenie robakami pasożytniczymi, astmę czy zwłóknienie.

CLP ewoluują w niezwykle szybkim tempie, które wydaje się wykraczać poza zakres naturalnego dryfu genetycznego, i raczej wskazuje na pozytywne siły selekcji, które napędzają ich zmienność genetyczną.

Jest to generalnie powód do zmartwienia dla biologów molekularnych, ale nie dla lekarzy, którzy w większości przypadków nie mają pojęcia o ewolucji na poziomie molekularnym. Chodzi o to, że taka pozytywna presja na ewolucję adaptacyjną pojawia się pod wpływem czynnika, którym w przypadku np. preparatów na COVID jest mmRNA, a w przypadku białek CLP, a raczej ich genów – chityna. Stała obecność chityny w żywności może prowadzić do przyspieszenia ewolucji genów kodujących białka CLP co z kolei może nasilić procesy patologii, w których białka te biorą udział jak np. astmę.

Wszystkie CLP ssaków są szeroko związane z działaniami immunomodulującymi ważnymi zarówno w zwalczaniu patogenów, jak i w indukowaniu patologii żywiciela. Ekspresja CLP jest np. wykrywana w zapaleniu stawów i w chorobie zwyrodnieniowej stawów oraz w zapaleniach dróg oddechowych. Zwiększony poziom ekspresji CLP stwierdza się także w infekcjach, zwłóknieniu, stwardnieniu rozsianym i różnych chorobach płuc. CLP są wyrażane także w neutrofilach a ich ekspresja jest zwiększona po stymulacji interleukiną IL-4/IL-13 oraz interferonem IFNγ.

Obecnie badania mają na celu wykorzystanie CLP jako wskaźników patologii i/lub stanu zaawansowania chorób ponieważ molekularne mechanizmy, w których uczestniczą białka CLP – a które odkryto do tej pory – wspierają różnorodne funkcje CLP, począwszy od zmian w syntezie/degradacji kolagenu do regulacji poziomów cytokin prozapalnych ważnych dla przebiegu infekcji.

Ekspresja CLP jest silnie regulowana w górę w płucach u pacjentów z astmą oraz w mysich modelach alergicznego zapalenia dróg oddechowych. Większość badań skupiała się na CLP jako czynniki modulujące adaptacyjną odpowiedź typu Th2 podczas stanów zapalnych. 

Jednak ekspresja CLP dodatnio koreluje także z zapaleniem wywołanym przez neutrofile i IL-17 u pacjentów z astmą, sugerując, że CLP mogą być również ważne dla fenotypów astmy innych niż będących skutkiem odpowiedzi typu Th2, które często są dodatkowo silnie związane z wrodzoną odpowiedzią immunologiczną. Jest to dodatkowo poparte obserwacjami z których wynika, że CLP stymulują wydzielanie cytokiny IL-1β w kierunku produkcji interleukiny IL-17A we wrodzonych komórkach T γδ, co powoduje gromadzenie się neutrofili (np. w płucach).

Ten wpływ CLP na IL-1β zachodzi najpewniej poprzez aktywacja inflamasomu [podobnie białko S aktywuje inflamasom czego skutkiem jest np. śmierć komórek macierzystych krwi. Poza tym ciężki COVID-19 jest związana z tak zwaną „burzą cytokinową”, która jest dramatycznym wzrostem zapalnych cytokin/chemokin zwłaszcza IL-1β, IL-6, IL-8 i TNF-α]. Dodatkowo poziomy CLP dodatnio korelują z ekspresją IL-1β po uszkodzeniu mózgu.

Zwiększone poziomy CLP nie są przypisywane wyłącznie urazom wywołanym przez patogen, ponieważ CLP są również regulowane w górę podczas urazów sterylnych, co sugeruje fundamentalną rolę CLP w naprawie tkanek. Generalnie z badań wynika, że CLP pełnią podwójną rolę podczas urazów tkanek i ich naprawy. Z jednej strony mogą np. promować szybką regenerację płuc poprzez wpływ na produkcję cytokin Th2 podczas infeckcji N. brasiliensis, a drugiej przyczyniać się do generowania silnego uszkodzenia płuc.

Biologicznie oznaczałoby to, że ich wypadkowa rola zależy od obecności – być może czasowej, związanej z czasem działania – czynnika stymulującego, którym może być chityna. Innymi słowy jej niska obecność w tkance promowałaby pozytywne efekty działania CLP, a jej zwiększona przedłużająca się w czasie obecność promowałaby negatywne efekty działania CLP – jest to jednak tylko spekulacja na tym etapie wiedzy o CLP.

CLP mogą również wpływać macierzy zewnątrzkomórkowej (ang Extra-Cellular Matrix / ECM) poprzez bezpośrednie interakcje z cząsteczkami ECM, w tym z kolagenem i proteo-glikanem siarczanu heparanu. CLP są także mitogenne dla fibroblastów – indukują podziały komórek skóry. CLP mogą indukować odpowiedzi komórkowe bezpośrednio prowadzące do zwiększonej produkcji kolagenu i w konsekwencji stymulacji tworzenia zwłóknień kolagenowych, dodatkowo hamując degradację kolagenu co koreluje np. z zaburzeniami zwłóknieniowymi płuc i wątroby.

Co ważniejsze, CLP także regulują tzw. przejście nabłonkowo-mezenchymalne (ang. Endothelial-to-Mesenchymal Transition / EMT) – proces, który obejmuje zmianę fenotypową komórek nabłonkowych w kierunku mezenchymalnej komórki podobnej do fibroblastów, która jest wysoce migrująca i wydziela zwiększone ilości białek ECM (matrixu zewnątrzkomórkowego), takich jak np. kolagen. EMT to nie tylko krytyczny mechanizm umożliwiający przerzuty raka ale wykazano również, że jest kluczowym czynnikiem przebudowy dróg oddechowych w astmie.

Istnieją także inne mechanizmy molekularne, w które może być zaangażowana chityna i jej zmodyfikowane pochodne obecne w żywności, a które mogą znacząco wpływać na patofizjologię człowieka szczególnie w zakresie interakcji z patogenami. O ich być może napiszemy innym razem.

Teraz trzeba sobie zdać sprawę z tego, że stała obecność chityny w organizmie człowieka na skutek jej codziennego spożywania w podstawowej żywności nigdy wcześniej nie miała miejsca szczególnie w świecie Zachodu – tym samym skutki są nieprzewidywalne a decyzje polityczne zatwierdzające taki stan rzeczy należy traktować jako kolejny eksperyment polityków na zdrowiu i życiu ludzi.

Obecna polityka ma olbrzymie szanse na to, aby doprowadzić do drastycznego rozregulowania całej homeostazy molekularnej komórki u ludzi i zaniku barier ekologicznych między patogenami. Biologicznie konsekwencją tego może być tylko jedna – gwałtowny wzrost wielu schorzeń i zgonów.

Jan Kanda