Svojstva i djelovanje beta 1,3 glukana

Email facebook twitter LinkedIn gbuzz
Autorica članka: Adrijana Ćosić, dipl. ing.

Svojstva i djelovanje

Prema neovisnim istraživanjima in vivo, beta-1,3 D glukan dobiven iz kvasca pokreće pri jednakoj dozi 8 do 160 puta jaču imunološku reakciju nego slični biljni preparati na tržištu

Svojstva i djelovanje beta 1,3 glukana

Pojava mnoštva mikroorganizama otpornih na antibiotike potaknula je potragu za alternativnim i prirodnim terapijama, pogotovo u području osnaživanja imuniteta. Tako su se, između ostalih, već 1960. počela provoditi istraživanja na beta glukanima. Od tada, pa do današnjih dana provedena su i objavljena brojna istraživanja koja su, kao jednu od najvažnijih aktivnosti beta-glukana, potvrdila njegovu sposobnost regulacije imunološkog sustava.

Beta glukan je homopolimer glukoze koji se nalazi u kvascu, gljivama, ječmu, zobi te u bakterijama. To je višelančani polisaharid (vlakno) koji se sastoji od molekula glukoze, lančano povezanih različitim kemijskim vezama (npr.1,3; 1,6; 2,3; ili 3,6 vezom).

 

Saccharomyces cerevisiae

Najlakše dostupan izvor beta-1,3 glukana je stanična stijenka pivskog kvasca - Saccharomyces cerevisiae.  Stanice kvasca Saccharomyces cerevisiae su okruglog do ovalnog oblika, promjera 5-10 mikrometara. To je soj kvasca koji ima sposobnost razmnožavanja pupanjem, tj. procesom diobe koji se naziva pupanje.5

Vjerojatno najkorisniji soj kvasca koristi se zbog svoje upotrebe u pekarstvu i pivarstvu koristi se još od prastarih vremena. To je mikroorganizam koji je odgovoran za najuobičajeni tip fermentacije.

Pretpostavlja se da je prvotno izoliran s opne bobice grožđa (može se vidjeti kao tanka bijela prevlaka na opnama plodova tamnijeg voća kao što su grožđa i šljive - nalazi se u vosku kutikule).

Kao što je u molekularnoj biologiji i biologiji stanice Escherichia coli najintenzivnije proučavan modelni organizam za prokariote, tako je Saccharomyces cerevisiae  jedan od najintenzivnije proučavanih modelnih  organizama za eukariote. Saccharomyces cerevisiae  se lako uzgaja, pa je je vrlo koristan za proučavanje staničnog ciklusa, a kao eukariot dijeli istu kompleksnu strukturu stanice s biljkama i životnjama.

Genom kvasca Saccharomyces cerevisiae je prvi eukariotski genom koji je do kraja sekvencioniran. Genomska mapa kvasca vrlo je detaljno izvedena i kao takva služi za razvoj osnovnog znanja o funkciji i organizaciji eukariotske genetike te stanične fiziologije.

Vrlo važna baza podataka o S. cerevisiae čuva se u MIPS centru (Munich Information Center for Protein Sequences). Genom se sastoji od oko 13.000.000 parova baza i 6.275 gena organiziranih u 16 kromosoma. Samo za njih 5.800 smatra se da su funkcionalni geni. Procijenjeno je da kvasac dijeli 23% svog genoma s genomom čovjeka.

 

Izoliranje i svojstva beta glukana

Beta glukan se dobiva iz Saccharomyces cerevisiae postupkom odgorčavanja lužinom - 5 minuta pri 60 °C, autolizacijom tijekom 36 sati pri 50°C, te izolacijom alkalnom ekstrakcijom 2 sata na 90°C. Nakon ispiranja vodom i sušenja taloga dobivenog glukana na zraku, u liofilizatoru i u komori za raspršivanje dobivaju se po izgledu različiti preparati beta glukana, koji se podvrgavaju različitim i mnogobrojnim analizama.9

Za topljivost, način djelovanja i ukupnu biološku aktivnost beta glukana značajne su razlike između veza i kemijska struktura.

Znanstveno je dokazano da je kao imunomodulator biološki najaktivniji beta glukan u kojemu je glukoza povezana vezom 1,3: beta-1,3 D glukan. Ta vrsta beta glukana se izolira iz stanične stijenke pekarskog kvasca,  a brojnim je istraživanjima dokazano njegovo dobro imunomodulacijsko djelovanje na imunološki sustav čovjeka i životinja.

Istraživanja su također pokazala da netopljiv (1,3/ 1,6) beta glukan ima veću biološku aktivnost nego njegov solubilni oblik (1,3/ 1,4).

 

Djelovanje beta-glukana

Glukan, moćni retikuloendotelijski agens, djelomično manifestira imunobiološku aktivnost i putem povećanja broja i funkcije makrofaga.

Beta-1,3 D glukan djeluje na dva sasvim različita načina :                              

  •  potiče stvaranje koštane srži, a time i proizvodnju leukocita i trombocita koji su prva crta obrane organizma;
  •  aktivira makrofage - stanice koje čine energetsku centralu imunološke aktivnosti i time izaziva cijeli niz obrambenih reakcija u organizmu.

Aktivirani makrofagi sposobni su pronaći, prepoznati i uništiti uzročnike bolesti i sve ono što ne pripada samom organizmu. Oni također kontroliraju aktivnost drugih stanica imunološkog sustava.

Aktiviranje ključnih komponenti imunološkog sustava počinje sa stanicama makrofaga, granulocita, neutrofila i NK-stanica (engl. Natural Killers - prirodne stanice ubojice) koje čine prvu crtu obrane našeg organizma protiv virusnih, bakterijskih i gljivičnih napada. Makrofagi imaju sposobnost prepoznavanja, proždiranja i uništavanja svih vrsta uzročnika bolesti (bakterija, virusa, gljivica te mrtvih, mutiranih ili tumorskih stanica).

Kada beta-1,3 D glukan dođe u kontakt s receptorom makrofaga, stanice makrofaga se aktiviraju i postaju čak do 7 puta djelotvornije u prepoznavanju i uništavanju uzročnika bolesti. Aktivacijom makrofaga započinje produkcija čitavog niza pomoćnih supstancija u procesu imunološkog odgovora organizma. Proizvode se protuupalni citokini (IL-1, IL-6), TNF-alfa (engl. tumor necrosis factor - proteini koji pomažu u uništavanju kancerogenih stanica), interferon i dr. Makrofagi osim toga aktiviraju fibroblaste, što potiče zacjeljivanje rana.

Istraživanja su pokazala da beta-1,3 D glukan povećava imunološku aktivnost za 50-120% unutar prvih 3-5 dana peroralnog uzimanja.1 Ukratko, aktiviranje makrofaga rezultira kompletnom imunološkom reakcijom.2,3,4
Beta-1,3 D glukan stimulira i proizvodnju matičnih stanica koštane srži te time ubrzanu produkciju leukocita, trombocita i eritrocita, pa je indiciran i kod bolesti krvi.

Istraživanjima je dokazano da pomaže u redukciji razine šećera u krvi koji raste nakon obroka tako što oblikuje viskoznu otopinu u probavnom sustavu, usporavajući apsorpciju glukoze poslije jela, pomažući održavanju dobrog odnosa glukoze i inzulina u krvi.

Također, jedan je od važnih faktora za snižavanje kolesterola u krvi.

Nakon uzimanja beta-1,3 glukana osobe oboljele od lupusa i reumatoidnog artritisa također svjedoče o smanjenju bolova, općem poboljšanju zdravstvenog stanja i porastu energije.

 

Istraživanja

Do danas je na najpoznatijim svjetskim sveučilištima i istraživačkim institutima kao što su Harward, Oxford, Mayo, Brown Cancer Center i drugima, provedeno više od 1600 studija o djelovanju beta-1,3-D glukana.

U sažetku studije "Način djelovanja imunopotencijatora beta-1,3 D Glukana", autora Huntera, Gaulta i Jordana s Odjela mikrobiologije Medicinskog fakulteta Sveučilišta Nevada, iz siječnja 2001. navodi se:
" Pokazalo se da beta-1,3 D glukan utječe na uništavanje i fagocitozu (proždiranje) patogenih mikroorganizama koji uzrokuju infektivne bolesti. Beta 1,3 / 1,6 glukan dodatno pojačava sposobnost makrofaga, jednih od najvažnijih stanica imunosustava da ubiju stanice tumora. Laboratorijska istraživanja su otkrila da je beta-1,3 D glukan izrazito učinkovit u aktiviranju makrofaga i preko njih čitave imunološke kaskade uključujući T-stanice i B-stanice."

Gradska bolnica grada Ottawa, u Kanadi navodi: "Prehrana bogata beta glukanom može koristiti u reguliranju glukoze u plazmi kod dijabetesa tipa 2", te kao zaključak istraživanja o utjecaju beta glukana na kolesterol iznosi: "Glavni sastojak topivog vlakna iz zobi - beta glukan, značajno je reducirao ukupni i LDL kolesterol kod odraslih osoba s povišenom razinom kolesterola, bez promjene HDL kolesterola."10

Državno sveučilište Istočnog Tenesee-ja iz SAD-a, o zacjeljenju rana: "...Ovi podaci pokazuju da moduliranje makrofaga glukan fosfatom povećava elastičnost kod eksperimentalnih povreda debelog crijeva i kože."

Nestle-ov istraživački centar iz Švicarske objavio je da je "...prehrana bogata beta glukanom korisna za dijabetičare."

Jedna studija na životinjama testirala je učinke beta-1,3 D glukana injektiranog miševima kojima su prethodno date agresivne stanice tumora koji se proširio na njihova jetra. Posebnoj skupini miševa injektirane su bile samo stanice tumora. Pokazalo se da su životinje tretirane beta-1,3 D glukanom imale manje metastaza na jetrima u usporedbi s kontrolnom skupina životinja. Kontrolne životinje uginule su unutar 42 dana, a miševi tretirani beta-1,3 D glukanom imali su stopu preživljavanja od 28%.

Ti rezultati govore da beta-1,3 D glukan pomaže kod jačanja imunološkog udara na kancerozne stanice i reduciranja njihove sposobnosti da metastaziraju.

1975. godine Journal of the National Cancer Institute objavio je rezultate humane studije o učincima beta-1,3 D glukana na devetoro osoba oboljelih od karcinoma. Pacijentima koji su imali karcinom kože, pluća i dojke u tumorske je stanice injektiran beta-1,3 D glukan. U svim slučajevima došlo je do smanjenja veličine tumora unutar pet dana, a taj se rezultat povezuje s infiltracijom stanica imunološkog sustava u kancerozno područje i s uništenjem stanica raka.

Prema istraživanjima, beta-1,3 D glukan se može uzimati kroz dulji period, pogotovo kod virusnih infekcija, i to - ako je potrebno - tijekom 3 mjeseca do dvije godine.

 

Beta-glukani u dodacima prehrani

FDA (Agencija za lijekove u SAD) svrstala je beta glukan na osnovu studija u potpuno bezopasne biološki aktivne supstancije (GRAS - Generally recognized as safe), jer nema podataka o neželjenim učincima u kombinaciji s lijekovima ili ljekovitim biljkama.

Kao dodatak prehrani, na tržištu su beta glukani dostupni u tekućoj formi, kapsulama ili tabletama, uglavnom u dozama između 100 i 500 mg.11,12

S obzirom na različite koncentracije beta glukana, važno je na ambalaži proizvoda uvijek provjeriti koncentraciju u postotku biološki aktivne veze (1,3;1,6) unutar kompleksa beta glukana, jer se na temelju toga određuju točno doziranje te učinkovitost na imunološki sustav. Stoga je za proizvode s beta glukanom koji imaju nižu koncentraciju, tj. niži postotak aktivnih veza, potrebna veća količina supstancije (više kapsula) za isti biološki učinak.

 

Literatura:

  1. Dr. Russel Peel. Past, Present and Potential Uses for Superplus Brewery Yeast
  2.  Czop JK. The role of beta-glucan receptors on blood and tissue leukocytes in phagocytosis and metabollic activation. Pathol Immunopathol Res 1986; 5: 286-96.
  3.  Wakshull E, Brunke-Reese D, Lindermuth J, et al. PGG-glucan, a soluble beta-1,3-glucan, enhances the oxidative burt response, microbicidal activity, and activates an NF-kappa B-like factor in human PMN: evidence for a glycosphingolipid beta-(1,3)-glucan receptor.
  4.  Czop JK, Kay J., Isolation and characterization of beta glucan receptors on human mononucleor phagocytes. J Exp Med 1991; 173: 1511-20.
  5.   Estrada A, Yun CH, Van Kessel A, et al. Immunomodalotory activites of oat beta-glucan in vitro and in vivo. Microbiol Immunol 1997; 41: 991-8.
  6.  Bell S, Goldman VM, Bistrian BR, et al. Effect of beta-glucan from oats and yeast on serum lipids. Crit Rev Food Sci Nutr 1999;39: 189-202.
  7.  Nicolosi R, Bell SJ, Bistrian BR, et al. Effect of beta-glucan fiber from yeast. Am J Clin Nutr 1999; 70: 208-12.
  8.  Behall KM, Scholfield DJ, Hallfrisch J, Effect of beta-glucan level in oat fiber extracts on blood lipid in men and woman. J Am Coll Nutr 1997; 16;46-51.
  9. www.mayoclinic.com
  10. www.pubmedcentral.nih.gov
  11. www.cancer.gov/.../drugdictionary.aspx
  12.  http://www.jbc.org/cgi/content/abstract/263/24/12056

 


Email facebook twitter LinkedIn gbuzz