Od roślin do ludzi: jak równowaga aminokwasów i witamin łączy odporność roślin z padaczką
Badania zespołu naukowców z Martin-Gatton College of Agriculture, Food and Environment na Uniwersytecie Kentucky ujawniły zaskakujące powiązanie biochemiczne pomiędzy mechanizmami odpornościowymi roślin a zdrowiem neurologicznym człowieka.
Badacze odkryli, że szlaki metaboliczne regulujące homeostazę witaminy B6 — kluczowej w niektórych postaciach padaczki oraz dla funkcjonowania układu immunologicznego — są wspólne zarówno dla roślin, jak i ludzi.
Rezultaty tych badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Nature Plants”, a projekt wsparły finansowo amerykańska Narodowa Fundacja Nauki (National Science Foundation) oraz Narodowy Instytut Żywności i Rolnictwa (National Institute of Food and Agriculture) będący częścią Departamentu Rolnictwa USA.
Badania podkreślają znaczenie diety roślinnej jako źródła niezbędnych witamin i aminokwasów, wskazując na głębokie biochemiczne powiązania między odpornością roślin a zdrowiem człowieka.
Zrozumienie tych wspólnych szlaków metabolicznych otwiera nowe możliwości zarówno dla poprawy odporności upraw, jak i dla optymalizacji ludzkiego odżywiania.
Przedmiotem badania był katabolizm lizyny. Katabolizm, czyli proces rozpadu składników odżywczych, stanowi element metabolizmu — złożonego systemu reakcji chemicznych podtrzymujących życie. Lizyna to istotny aminokwas niezbędny do syntezy białek, tworzenia kolagenu, wchłaniania wapnia oraz produkcji enzymów, hormonów i przeciwciał.
Naukowcy wykazali, że rośliny w procesie rozkładu lizyny produkują kwas Δ1-piperideino-6-karboksylowy (P6C), co przypomina analogiczny proces u ludzi, w którym podwyższony poziom P6C wiąże się z padaczką zależną od pirydoksyny. W roślinach zwiększone stężenie P6C zaburzało równowagę witaminy B6, prowadząc do wyczerpania jej aktywnych form i osłabienia odporności systemicznej.
„Nasze odkrycia podkreślają głębokie procesy ewolucyjne kształtujące sygnalizację biochemiczną w różnych organizmach” — powiedział dr Huazhen Liu, główny autor badania i pracownik podoktorski w Katedrze Fitopatologii Martin-Gatton CAFE.
„Te same szlaki molekularne, które regulują odporność roślin, uczestniczą również w utrzymaniu zdrowia neurologicznego człowieka, co pokazuje, że podstawowe metabolity, takie jak witaminy i aminokwasy, zostały zachowane na przestrzeni ewolucji” — dodał Liu.
Badanie rzuca także nowe światło na ewolucyjne pochodzenie tych szlaków metabolicznych. Naukowcy ustalili, że niektóre enzymy uczestniczące w metabolizmie lizyny i proliny u roślin prawdopodobnie zostały pozyskane od bakterii w wyniku horyzontalnego transferu genów. Z czasem enzymy te przystosowały się do ochrony poziomu witaminy B6 oraz detoksykacji krótkotrwałych, wysokoenergetycznych cząsteczek nazywanych reaktywnymi pośrednikami metabolicznymi.
Poza implikacjami dla odporności roślin odkrycie to uwypukla szerszy wpływ diety na zdrowie człowieka. Witamina B6, obecna w wielu produktach roślinnych, jest niezbędna dla prawidłowego działania neuroprzekaźników, odpowiedzi immunologicznych oraz procesów metabolicznych. Badacze sugerują, że zaburzenia w metabolizmie aminokwasów mogą wywoływać dalekosiężne skutki w różnych układach biologicznych, tworząc nieoczekiwane powiązania między zdrowiem roślin i ludzi.
„Warto podkreślić, że suplementację witamin należy stosować ostrożnie, a najlepszym sposobem na pokrycie codziennego zapotrzebowania na składniki odżywcze jest dieta oparta na produktach roślinnych” — powiedział prof. Pradeep Kachroo z Katedry Fitopatologii Martin-Gatton CAFE, członek Amerykańskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Nauki (AAAS) oraz czołowy ekspert w dziedzinie odporności systemicznej roślin.
Źródło: Nature Plants
DOI: 10.1038/s41477-025-01906-0
