Imunitní systém, viry a výzkum hub 5/5 (3)

 AKTUÁLNÍ VÝZKUM HUB – IMUNITNÍ SYSTÉM A VIRY

Houby mají silný účinek na lidské tělo. Povzbuzují náš imunitní systém a zvyšují naši schopnost bojovat s viry, včetně HIV, hepatitidy-B, oparu a encefalitidy. Když naše tělo napadne patogen způsobující onemocnění, imunitní systém ho nejprve musí rozeznat a odlišit ho od našich vlastních buněk, než začne jednat. Aby bílé krvinky našeho imunitního systému rozeznaly cizí molekuly, mají receptory, které odhalí struktury, které se v našem těle přirozeně nevyskytují. Lidé například nedokáží syntetizovat sacharidy beta-glukany; beta-glukany jsou však primární složkou buněčné stěny mnoha patogenních hub a bakterií. Když buněčný receptor zaznamená beta-glukan, vyšle ostatním buňkám varovný signál, že do těla možná vstoupil patogen. Zvýší se počet obranných buněk a náš imunitní systém se připraví na útok. Jedlé houby, ačkoli pro naše těla nejsou škodlivé – betaglukany naopak působí harmonizačně – mají však podobnou strukturu – „obrysy” a obsahují tytéž sacharidy, které se nacházejí v mnoha patogenech; vědci prokázali, že jejich konzumace stimuluje náš imunitní systém a zvyšuje naši schopnost bojovat se skutečnými patogeny.

Lidský imunitní systém má několik úrovní obrany

První obranná linie je známá jako přirozená imunita a ta popisuje obecnou obranyschopnost. Fagocyty zahrnující makrofágy, neutrofily a dendritické buňky cestují krevním řečištěm a pohlcují jiné buňky a odpad procesem zvaným fagocytóza. Pozřený materiál je rozložen enzymy a chemické úseky jsou přeneseny na povrch buňky, kde jsou viditelné pro ostatní buňky. Viry a jiné patogeny často mají charakteristické struktury – jako například beta-glukan – a úkolem fagocytů je tyto struktury identifikovat a vytvářet protilátky, které tuto informaci podávají. Proces fagocytózy je podobný sousedské hlídce. Občané ve svých domovech jsou jako fagocyty, protože dávají pozor na podezřelé činnosti. Pokud uvidí podezřelou osobu, jak se dobývá do auta, zavolají občané policii a předají popis tohoto člověka. Tento popis pak slouží k vypátrání pachatele a jeho zatčení. Fagocyty se aktivují, když narazí na podezřelý materiál a na svá zjištění upozorní T a B buňky adaptivní imunity. Adaptivní imunita je druhá obranná linie těla a stejně jako policie jsou tyto buňky schopné zasáhnout proti nebezpečným patogenům. Aktivní a dobře připravená přirozená imunita proto zvyšuje míru odhalení patogenů a schopnost druhé obranné linie těla zasáhnout proti nebezpečným cizím buňkám a patogenům.

Vliv betaglukanů na imunitní systém je značný

Vědci z Lékařského institutu Aberdeenské university[1] zjistili, že beta-glukany v houbách se váží na různé receptory fagocytů a vyvolávají reakci přirozených a adaptivních buněk a také na bílkovinné molekuly poslů, které usnadňují komunikaci a biochemickou signalizaci uvnitř imunitního systému. Podle článku publikovaného v roce 2009 v časopise Journal of Microbiology and Biotechnology[2] bylo prokázáno, že beta-glukan lentinan získávaný z hub shiitake zvyšuje aktivitu fagocytů, což znamená, že makrofágy, neutrofily a dendritické buňky jsou aktivnější, když zaznamenají beta-glukan. A podle studie publikované v časopise International Journal of Biological Macromolecules bylo zjištěno, že Shiitake zvyšuje respirační vzplanutí, což je metoda, kterou buňky přirozené imunity používají ke zničení patogenů uvolněním reaktivních molekul na bázi kyslíku. Pokud je sousedství zaplavené podezřele vypadajícími individui, běžným vybavením domů brzy budou poplašná zařízení a bezpečnostní světla.

Beta-glukany udržují sousedství v imunitním systému ve střehu

Některé houby obsahují imunologicky významné molekuly, které nejsou sacharidy. Zatímco beta-glukany povzbuzují odpověď přirozené imunity, protože jsou vyhodnoceny jako „cizí“, látky jako triterpenoidy, které se nacházejí v reishi, působí prostřednictvím jiného mechanismu. Některé viry, jako HIV, se replikují s použitím enzymu, který štěpí bílkoviny na části a každou jednotku přemění na nový funkční virus. Všechny enzymy mají aktivní místo, které má velice specifickou strukturu. V aktivním místě dochází k reakcím a díky jejich specifickému tvaru každý enzym vykonává jen určité úkoly. Pokud je aktivní místo poškozeno, enzym již nebude fungovat. Podle studie publikované v roce 2011 v časopise Journal of Bioinformation[4] jsou triterpenoidy v reishi elektricky přitahovány k aktivnímu místu replikačního enzymu HIV, HIV-proteázy. Triterpenoidy k enzymu přilnou a zabrání replikaci viru. Nedávné laboratorní zkoušky ukázaly efektivitu beta-glukanů a terpenoidů z hub při posílení přirozené imunity [5]. Vědci dokonce prokázali preventivní účinky hub na HIV a hepatitidu [6][7]. Navzdory velkému množství prováděných výzkumů jsou však vědci přesvědčeni, že na úplné odhalení čekají ještě další mechanismy. Vyhlídky do budoucnosti výzkumu imunomodulačních vlastností blahodárných hub vypadají nadějně.

KLÍČOVÉ POJMY:

Adaptivní imunita: Obsahuje receptory pro konkrétní patogeny, které jsou odvozeny od antigenů dodaných přirozenou imunitou. Adaptivní imunita poskytuje odpověď, která je specifická pro napadající patogen. Jinými slovy adaptivní imunita dostane popis patogenu a tuto informaci použije při hledání typických struktur, aby patogen našla a eliminovala. Antigen: Typická struktura, která se používá k identifikaci patogenů. Protilátky rozpoznávají konkrétní antigeny. B buňka: Bílé krvinky náležející adaptivní imunitě. B buňky produkují protilátky, které rozpoznávají typické struktury patogenů (antigenů). B buňky si některé patogeny dokáží zapamatovat na několik let; právě tak fungují vakcíny. Beta-glukany: Dlouhé řetězce glukózových (cukerných) jednotek se specifickou orientací vazeb. Beta-glukany se liší v molekulární hmotnosti, délce a mají různá místa větvení. V závislosti na svých vlastnostech mají různé účinky na imunitní systém. Lidé nedokáží beta-glukany syntetizovat. Cytokiny: Jsou imunomodulační bílkoviny; vysílají signály a umožňují buňkám imunitního systému komunikovat a na základě informací jednat. Dendritická buňka: Buňky, které shromažďují a přenášejí informace jiným obranným buňkám. Když dendritická buňka odhalí antigen, předá tuto informaci dalším buňkám, které potom budují imunitu a náležitě reagují. Enzym: Bílkoviny, které katalyzují reakce snížením množství energie potřebné k tomu, aby reakce proběhla. Pokud by měly být reakce, ke kterým v našich tělech dochází, zopakovány v laboratoři bez použití enzymů, mnoho z nich by vyžadovalo extrémně vysokou teplotu (energii). Enzymy jsou velmi efektivní, neprodukují odpad a udržují nás při životě. Imunomodulace: Schopnost stimulovat imunitní systém.

Přirozená imunita:

Brání tělo pomocí nespecifických úkonů. Přirozená imunita rozpozná patogeny a aktivuje adaptivní imunitu dodáním antigenů, které popisují typické vlastnosti útočníka. Makrofág: Jsou buňky, které pohltí a stráví patogeny, chorobné buňky a odpad. Makrofágy mají receptory, které se váží na bílkoviny a sacharidy a mohou přenášet informace získané těmito receptory, a tím ovlivnit produkci cytokinů. Neutrofil: Jsou nejběžnější bílé krvinky. Reagují na buněčné signály ze zranění, zánětu a chorobné buňky. Neutrofily jsou podobné makrofágům v tom, že pohlcují poškozené buňky. Cizí: Jakákoli buňka nebo molekula, která nemá původ v našem těle. Patogen: je mikroorganismus nebo virus, který působí onemocnění. Fagocyt: Pohlcují jak vlastní, tak cizí buňky a odpad prostřednictvím procesu zvaného fagocytóza. Fagocyty mohou patogeny zabít tím, že je pozřou, a některé mohou přenášet důležité molekuly z patogenu zpátky na povrch buňky a ukázat je ostatním buňkám. Respirační vzplanutí: Metoda využívaná mimo jiné k zabití patogenů, jejíž součástí je uvolnění vysoce reaktivních kyslíkových molekul, jako peroxid vodíku a/nebo oxid dusnatý. T buňka: Jsou bílé krvinky, které mají množství rolí v adaptivní imunitě. Některé si pamatují patogeny pro budoucí invazi; některé zabíjejí patogeny a zhoubné buňky v odpovědi na podněty přirozené imunity; některé aktivují jiné buňky a pomáhají dozrávat B buňkám; jiné regulují imunitní systém potlačováním imunitní odpovědi, když už není zapotřebí. Terpenoidy: Jsou molekuly, které jsou stavebními kameny mnoha důležitých biologických molekul včetně veškerých steroidů, nejen těch anabolických. Bylo prokázáno, že terpenoidy reagují s bílkovinami, například těmi zodpovědnými za replikaci HIV. Virus: Infekční původce, který pro svou replikaci vyžaduje hostitele.

VYBRANÉ VÝZKUMY A ÚRYVKY:

Vetvicka, V. (2011). Receptory pro b-glukan. Biologie a chemie beta glukanu díl 1.: Beta glukany – mechanismy účinku. (pp. 19-36). Oak Park: Bentham Science Publishers. „Dativní větev imunitního systému spoléhá na lymfocyty, které rozpoznávají antigeny konkrétních patogenů pomocí svých antigenních receptorů, což vede ke spuštění klonální expanze, buněčné diferenciace a produkce specifických protilátek.“ „Bylo prokázáno, že dectin-1 vyvolává celou řadu buněčných odpovědí v reakci na rozpoznání B-glukanu včetně pohlcování ligandů prostřednictvím fagocytózy a endocytózy, respiračního vzplanutí, produkce metabolitů kyseliny arachidonové, dozrávání dendritických buněk a zvýšení počtu cytokinů a chemokinů.“ Lee, H., Lee, J., Cho, J., Kim, Y., & Hong, E. (2009). Studie imunostimulačního působení makrofágů ošetřených čištěným polysacharidem z tekuté kultury a plodnic druhu Lentinus edodes. Journal of microbiology and biotechnology, 19(6), 566-572. „Fagocytóza je prvním krokem reakce makrofágů na patogeny. Během tohoto procesu makrofágy zpracují a předají antigeny lymfocytům tak, že pozřou a stráví útočící patogeny, což následně zvyšuje přirozenou imunitní odpověď.“ „Zjistili jsme, že všechny polysacharidy zvýšily pohlcování buněk RAW264.7 fagocyty. Makrofágy se navíc mohou bránit proti útoku patogenů vylučováním cytokinů, jako například faktor nekrózy α (TNF-α), a mediátorů zánětu, jako například NO.“ „Během aktivace makrofágy zahájí fagocytickou aktivitu a zvýší sekreci různých látek, jako jsou cytokiny a oxid dusnatý (NO), které způsobují nespecifické imunitní odpovědi. Fagocytický proces je zahájen zesíťováním takzvaných receptorů rozeznávajících vzorce (PRR), řady specializovaných povrchových receptorů, které jsou přirozeně schopné rozpoznávat cizí struktury, jako například molekulární vzorce náležející patogenům (PAMP).“ Akbar, R., & Yam, W. K. (2011). Působení kyseliny ganoderové (pozn.jedna ze složek Reishi) na cíl související s HIV: studie molekulového dokování. Bioinformation, 7(8), 413-417. „Tato studie odhalila čtyři vodíkové vazby vytvořené mezi modelem34 kyseliny ganoderové B a 1HVR. Vodíkové vazby v komplexu 1HVR-Model34 byly vytvořeny prostřednictvím residuí ILE50, ILE50′, ASP29 a ASP30. Je zajímavé, že podobné interakce byly pozorovány také v ligandu vlastním 1HVR. Dříve bylo navíc zjištěno, že interakce zahrnující residua ILE50 a ILE50′ hrají důležitou roli v interakcích HIV-1 proteáza-ligand. Nejen že tyto pozorované interakce naznačují, že HIV-1 proteáza je obecně vhodným cílem pro kyselinu ganoderovou B,

ukazují také na velký potenciál objevení léku na HIV založeného na této sloučenině.“

El-Mekkawy, S., Meselhy, M. R., Nakamura, N., Tezuka, Y., Hattori, M., Kakiuchi, N., et al. (1998). Látky s účinky proti HIV -1 a HIV-1-proteáze z houby Ganoderma lucidum. Phytochemistry, 49(6), 1651-1657. „Nový vysoce okysličený triterpen pojmenovaný kyselina ganoderová α byl izolován z metanolového výtažku z plodnic druhu Ganoderma lucidum společně s dvanácti známými sloučeninami. Struktury izolovaných sloučenin byly zjištěny spektroskopickými metodami zahrnujícími 2D-NMR. Bylo zjištěno, že ganoderiol F a ganodermanontriol jsou aktivními anti-HIV-1 činiteli“ Li, Y., & Wang, S. (2006). Účinky kyseliny ganoderové z houby Ganoderma lucidum proti hepatitidě B. Biotechnology Letters, 28(11), 837-841. „Kyselina ganoderová z houby Ganoderma lucidum při 8 lg/ml bránila replikaci viru hepatitidy B (VHB) v buňkách HepG2215 po dobu 8 dní. Produkce povrchového antigenu VHB a e antigenu VHB byla 20 a 44% oproti kontrolním subjektům bez kyseliny ganoderové. Samci KM myší byli značně chráněni před poškozením jater způsobeným tetrachlormethanem při sedmidenní terapii kyselinou ganoderovou při 10 mg a 30 mg/kgÆd (intravenózní injekcí). Kyselina ganoderová ve stejné dávce také značně chránila myši před poškozením jater způsobeným M. bovis BCG plus lipopolysacharidem (z Escherichia coli 0127:B8).“ Bisen, P., Baghel, R., Sanodiya, B., Thakur, G., & Prasad, G. (2010). Shiitake – Lentinus edodes: houba s farmakologickými účinky. Current Medicinal Chemistry, 17(22), 2419-2430. „Lentinan zlepšil odolnost hostitele proti infekcím způsobeným bakteriemi, plísněmi, parazity a viry včetně původce censored. Lentinan snižoval toxicitu azidothymidinu AZT (lék běžně užívaný k terapii nositelů HIV a pacientů s censored). Prevence nástupu symptomů censored prostřednictvím posílení obranyschopnosti hostitele se nyní zkoumá jak experimentálně, tak klinicky. Mimo lentinanu bylo preventivní působení prokázáno také u jiných látek z druhu L. edodes. Mechanismus jejich účinků je ve většině případů prostřednictvím podpoření interferonu.“

„Lentinan vykazoval také:

(a) antivirový účinek u myší proti VSV (virus vezikulární stomatitidy), viru encefalitidy, Abelsonovu viru, adenoviru typu 12; (b) stimuloval nespecifickou odolnost proti respiračním virovým onemocněním u myší; (c) dodával úplnou ochranu proti provokující dávce LD75 silně nakažlivé myší chřipky A/SW15; (d) zvýšenou odolnost proti parazitickým prvokům Schistosoma japanicum, Sch. mansoni; (e) účinek proti Mycobacterium tuberculosis bacilli odolnému proti antituberkulózním lékům, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Micrococcus lentos.“ „LEM a nová sloučenina bohatá na lignany „JLS-18“ odvozená od LEM u zvířat bránila uvolňování censoredho viru Herpes simplex.“ [1] Vetvicka, V. (2011). B-Glucan Receptors. Biology and Chemistry of Beta Glucan Vol. 1: Beta Glucans – Mechanisms of Action. (pp. 19-36). Oak Park: Bentham Science Publishers.[2] Lee, H., Lee, J., Cho, J., Kim, Y., & Hong, E. (2009). Study on immunostimulating activity of macrophage treated with purified polysaccharides from liquid culture and fruiting body of Lentinus edodes. Journal of microbiology and biotechnology, 19(6), 566-572.[4] Akbar, R., & Yam, W. K. (2011). Interaction of ganoderic acid on HIV related target: molecular docking studies. Bioinformation, 7(8), 413-417.[5] Lee, H., Lee, J., Cho, J., Kim, Y., & Hong, E. (2009). Study on immunostimulating activity of macrophage treated with purified polysaccharides from liquid culture and fruiting body of Lentinus edodes. Journal of microbiology and biotechnology, 19(6), 566-572.[6] Li, Y., & Wang, S. (2006). Anti-hepatitis B activities of Ganoderic acid from Ganoderma lucidum. Biotechnology Letters, 28(11), 837-841.[7] Bisen, P., Baghel, R., Sanodiya, B., Thakur, G., & Prasad, G. (2010). Lentinus edodes: a macrofungus with pharmacological activities. Current Medicinal Chemistry, 17(22), 2419-2430.