Beta-glukan

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

β-glukani so naravni polisaharidi[1][2] , ki se nahajajo v celični steni kvasovk in bakterij, najdemo pa jih tudi v gobah, žitaricah in morskih algah [1] [3]. Gre za linearno molekulo, ki jo sestavljajo glukozne enote med seboj povezane z 1-3 vezmi. Osnovna veriga pa je preko 1-6 ali 1-4 vezi razvejana z oligosaharidnimi stranskimi verigami[1][3][4].

Fizikalno-kemijske lastnosti β-glukanov[uredi | uredi kodo]

Struktura β-glukanov se med seboj razlikuje po molekulski masi, dolžini in razvejanosti [1][3], posledično pa tudi v primarni, sekundarni in terciarni strukturi [1]. Stranske verige so pripete z 1-4 ali 1-6 vezmi na osnovno verigo in dajejo s tem specifičnost β-glukanom. Tako najdemo v bakterijah 1-4 povezave, v glivah pa 1-6. V vodni raztopini so β-glukani v trojni ali enojni vijačnici oziroma v naključni spirali[3]. Te fizikalno-kemijske razlike vplivajo na biološko aktivnost β-glukanov [1][3]. Vpliv β-glukanov na imunski sistem je odvisen od njihove konformacijske kompleksnosti. Višja kot je kompleksnost, močnejši je imunomodulatorni in protirakavi učinek [3].

Analizne metode[uredi | uredi kodo]

Strukturo β-glukanov ugotavljamo s tekočinsko kromatografijo (LC), masno spektrometrijo (MS), tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti (HPLC) ter X- žarkovno rentgensko kristalografijo. Zaradi kemijskih modifikacij prihaja do sprememb v konformaciji, zato s temi metodami ne moremo povsem potrditi odnos med strukturo in delovanjem. Zato je bolj primerna metoda obarvanja z anilinom, ki ohrani naravno konformacijo β-glukanov. Ta metoda ima dobro specifičnost, njena omejitev pa je, da meri le 1-3 vezi [3].

Farmakokinetika in farmakodinamika[uredi | uredi kodo]

Za večino β-glukanov velja, da so neprebavljivi. V GIT-u jih črevesna mikroflora pri fermentaciji cepi na manjše enote. Porazdeljevanje β-glukanov po telesu (farmakokinetika) in načine njihovega učinkovanja (farmakodinamika) so proučevali pri živalih in ljudeh [3].

Študije na živalih[uredi | uredi kodo]

Podganam so dajali radioaktivno označen β-glukan ter proučevali absorbcijo in tkivno porazdelitev. Ugotovljeno je bilo, da se 5 minut po zaužitju večina β-glukana nahaja v dvanajstniku in želodcu. Kljub majhni koncentraciji v krvi (0.5 %) pride do efektivnih imunomodulatornih učinkov, ki zajamejo humoralni in celični imunski odziv. Intravensko aplicirane β-glukane, pa so proučevali s kovalentno vezanim fluoroforom. Ugotovitve so pokazale, da molekulska masa, razvejanost in konformacija vplivajo na t1/2 eliminacije, Vd in klirens [3].

Študije na ljudeh[uredi | uredi kodo]

Proučevali so varnost in toleranco peroralno zaužitih β-glukanov. Primerjali so različne jakosti dnevno zaužitih β-glukanov 4 dni zapored in ugotovili, da ni prišlo do nobenih neželenih učinkov [3].

Biološka aktivnost in uporaba β-glukanov[uredi | uredi kodo]

β-glukani so modifikatorji biološkega odziva z imunomodulatornim delovanjem [3], [1],[2]. Splošno imunomodulatorji delujejo kot imunostimulanti in imunosupresanti, β-glukani pa imajo le imunostimulativni učinek. Ta učinek je bil potrjen s študijami na različnih živalskih vrstah kot tudi na ljudeh [1]. Ko pride telo v stik z mikroorganizmom ( bakterija, gliva, virus, parazit) se aktivira prirojeni imunski sistem [3],[1]. Ta prepozna mikroorganizem preko receptorjev PRR, ki se nahajajo na makrofagih, dendritičnih celicah, nevtrofilcih in naravnih celicah ubijalkah. Ligandi za te receptorje so visoko ohranjene strukture mikroorganizmov, ki se imenujejo PAMP. β-glukani imajo vlogo PAMP-a, receptorji PRR pa so TLR-2, dektin-1 in CR3 [1]. Aktivacija receptorjev TLR-2 in dektin-1 poveča izločanje citokinov IL-2, IL-6, IL-10, IL-12 , IL-23 in TNF-α, ki so del pridobljenega imunskega sistema[3],[1]. Ti citokini aktivirajo B-celice, ki so odgovorne za humoralni imunski odziv ali pa aktivirajo receptorje CR3 na naravnih celicah ubijalkah, ki povzročijo lizo tarčnih celic. β-glukani z vezavo na receptorje CR3 na nevtrofilcih pa povzročijo fagocitozo tarčnih celic [3]. β-glukani, še posebej tisti, izolirani iz kvasovk, tako odstranjujejo povzročitelja bolezni (bakterija, virus, gliva, parazit) in lajšajo simptome okužb zgornjega respiratornega trakta ter izboljšajo splošno počutje [5].

β-glukani izolirani iz ječmena in gob uspešno znižujejo nevarnost ateroskleroze in srčno-žilnih bolezni [1], saj vežejo holesterol in žolčne kisline in s tem zmanjšajo njihovo absorbcijo in posledično njihovo koncentracijo v krvi [1],[6] . Črevesna mikroflora fermentira žolčne kisline na krajše maščobne kisline, ki se absorbirajo in inhibirajo sintezo holesterola v jetrih [6]. Ker so β-glukani pretežno neprebavljivi, olajšajo peristaltiko, izboljšajo črevesne težave in pomagajo pri obstipaciji [1].

β-glukani izolirani iz gliv in gob imajo vlogo dopolnilne terapije pri rakavih pacientih, ki se zdravijo s kemoterapijo ali radioterapijo [3],[1],[4],[2]. Delujejo radioprotektivno [1],[4], stimulirajo hematopoezo [1],[4],[2], z angiogenezo zavirajo proliferacijo tumorskih celic [2] in delujejo citostatično [3],[4]. Ščitijo rakave bolnike pred infekcijami z bakterijami in praživalmi [1]. β-glukani nimajo direktne citotoksičnosti. Delujejo posredno z vezavo na dektin-1 in TLR-2 receptor na makrofagih. Sledi razgraditev β-glukanov na manjše fragmente, ki se vežejo na CR3 receptor na granulocitih. Tako vezani β-glukani uničijo tumorske celice [3]. Narejena je bila študija na bolnikih, ki so prejemali hkrati kemoterapijo in β-glukane. Izkazalo se je, da noben pacient ni dobil nobenih novih simptomov, 60% pacientov je poročalo o dobrem splošnem počutju, 40% pacientov, ki so se zaradi kemoterapije počutili utrujeno pa so se počutili bolje. Pri pacientih so primerjali število krvnih celic v času, ko so prejemali le kemoterapijo in potem, ko so prejemali kombinirano terapijo z β-glukani. Izakazalo se je, da se je število krvnih celic močno povečalo, še posebej belih. Rakavi bolniki, dobro prenašajo β-glukane, saj niso poročali o nobenih neželenih učinkih ali toksičnosti [4].

Viri[uredi | uredi kodo]

  1. ^ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 M. Novak et al. Glucans as biological response modifiers. Endocrine, Metabolic and Immune Disorders- Drug targets, 2009,9,67-75
  2. ^ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Akramiene D et al. Effects of beta-glucans on the immune system. Medicina (Kaunas). 2007;43(8):597-606
  3. ^ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 3,16 Chan GC et al. The effects of beta-glucan on human immune and cancer cells. J Hematol Oncol. 2009 Jun 10;2:25
  4. ^ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Weitberg AB. A phase I/II trial of beta-(1,3)/(1,6) D-glucan in the treatment of patients with advanced malignancies receiving chemotherapy. J Exp Clin Cancer Res. 2008 Sep 19;27:40
  5. ^ Talbott S et al. Beta 1,3/1,6 glucan decreases upper respiratory tract infection symptoms and improves psychological wellbeing in moderate to highly-stressed subjects. Agro Food Industry Hi-Tech 2010, 21: 21-24
  6. ^ 6,0 6,1 Rondanelli M e tal. The biological activity of beta-glucans. Minerva Med. 2009 Jun;100(3):237-45