所有生命体都有着共同的目标:活下去,把基因传给后代。有些植物,比如果树,采取的策略可能是把种子包裹在硬壳中,动物吃掉果实之后还能将种子完整地随粪便排出去;也有的种子会长得特别大,让动物无法吞吃。这些植物的种子在落进土壤之前是需要动物的帮助的,要么被吃掉后排出,要么被咬开果实露出种子,这样就能在远离母株的地方落地生根,减少对阳光、水分和其他养分的竞争。但种子外保护层要变厚变硬到足够保护种子是需要时间的,在保护层足够坚硬之前种子不希望被吃掉,所以在此阶段的果实颜色和成熟期不同,以此标识“还没到时间”。未熟透的果实也常常会有更强的毒性,这样就不容易被吃掉了。
而另一些植物比如草、谷物是生长在相对肥沃的开阔地区的,可以随意生长不需要避开竞争,那就不需要动物来帮忙播种了。所以这类植物的种子往往没有坚硬的外壳保护自己不被消化掉,而是会产生化学物质,让吃了种子的动物变得虚弱、失去行动能力、生病,那吃过苦头的动物之后就不会再吃这类种子了。这些化学物质包括肌醇六磷酸(phytate),阻碍矿物质的吸收;胰蛋白酶抑制剂(trypsin inhibitors),抑制消化功能;凝集素(lectin),扰乱细胞间信息传递,造成肠道高渗透,麸质就是一类在小麦种发现的凝集素。全谷物中的麸皮和种皮中不光富含纤维素,还同时存在这三类化学物质。还有在茄科植物(nightshade family) [1] 的茎叶中发现的单宁酸(tannin)和生物碱(alkaloid),也是植物进化策略的产物。
种子、谷物、种皮、麸皮和植物叶片中都存在凝集素;家禽家畜的肉、奶、蛋中也有凝集素,就连养殖鱼类中都有凝集素——因为饲料中使用了含有凝集素的大豆和玉米。这是一类具有“黏性”的蛋白质,会和特定的碳水化合物片段结合在一起。植物会利用凝集素来结合动物体内的某些碳水化合物、蛋白质和细胞(表面有特定的糖蛋白),引发动物体内的炎症反应,阻碍细胞间信号传递,有时还能帮助病毒和细菌与宿主细胞更好地结合,提升病毒和细菌感染的风险。
鼻腔中的黏液和口腔中唾液就含有可以结合凝集素的碳水化合物。在食物下行到胃的过程中,这些黏液还能为食道提供保护层。
胃酸可以消化掉一部分凝集素。
在人体口腔和肠道中有一些细菌是以凝集素为食的。
人体的肠壁就像一堵坚实的墙,能挡住凝集素。
穿过肠壁——前述任何一处或几处防御变弱的话,凝集素就能穿透阻碍,透过肠壁进入到身体其他部位。一旦发生了这种状况就会引发免疫和炎症反应,这一点和其他外源性蛋白质类似。
模拟其他分子来欺骗免疫系统——有些凝集素的分子结构(片段)和你的自体蛋白长得很像,有可能导致免疫系统攻击自体蛋白。
扰乱细胞通信——有些凝集素可以与细胞表面受体结合,扰乱细胞间通信。例如WGA(wheat germ agglutinin,麦胚凝集素)和胰岛素分子一样可以同细胞表面的胰岛素锚定点结合,但与真正的胰岛素不同的是,WGA毕竟不是货真价实的激素,一旦与受体结合就很难再分离了。这就导致细胞无法正常工作,带来肌肉量减少、脑和神经细胞供能不足、脂肪增多等问题。
凝集素这种模拟能力和扰乱细胞通信的能力正是许多严重健康问题的祸首,可以引发过敏、哮喘、痴呆、心脏病、糖尿病、癌症以及肥胖。
[1] 茄科的拉丁学名应为 Solanaceae ,nightshade一词单独出现时通常指龙葵。