Co jsou to beta glukany

b-glukany jsou tedy homopolymery glukózy, kde jsou jednotlivé glukózové jednotky seřazeny jako lisované skleněné korálky do hlavního řetězce např. tvorbou vazby mezi uhlíky C1 a C3 (-1,3-glukany), nebo C1 a C4 (-1,4-glukany), ale navíc jsou schopny se dále řetězit do bočních řetězců další volnou hydroxylovou skupinou (např. na uhlíku C6). Vznikají tak větvené b-glukany a podle čísel uhlíků, které jsou spojeny vazbou do řetězce, pak označované b-1,3/1,6- nebo b-1,4/1,6- příp. b-1,3/1,4-glukany.

Průměrný počet glukózových jednotek v bočním řetězci ku průměrnému počtu glukózových jednotek v hlavním řetězci pak udává stupeň větvení b-glukanů. Z hlediska imunostimulačních vlastností b-glukanů se za ideální považuje stupeň větvení 0,20 - 0,33, tzn. poměr glukózových jednotek v bočním řetězci ku počtu glukózových jednotek v hlavním řetězci 1:5 až 1:3 .

Logickým důsledkem zřetězení glukózových jednotek do b-glukanového řetězce je úbytek reaktivních center (hydroxylových -OH vazeb), který se z původních 5 volných reaktivních –OH skupin u glukózy sníží podle stupně větvení b-glukanů na max. 3 (např. u lineárně řetězeného kurdlanu) nebo na průměrně 2,67–2,80 volných –OH skupin u b-glukanů s ideálním stupněm větvení 0,20-0,33.

Z uvedeného vyplývá, že pod pojmem glukany rozumíme širokou skupinu homopolysacharidů, které se podle zdroje, který je vytvořil, od sebe liší způsobem řetězení, mírou a typem větvení, délkou řetězců (hlavního i vedlejšího).

2. Kde se glukany nacházejí

V přírodě jsou beta-glukany spolu s proteiny a chitinem hlavní složky buněčných stěn rostlinných tkání, navzájem spojených vazbami do pevných struktur, přičemž platí, že daná struktura beta-glukanu je charakteristická pro určitý druh rostlinných tkání, z nichž v řadě případů latinský název jejich zdroje dává danému glukanu jméno. Pleuran je tak beta-glukan hlívy ústřičné (Pleurotus ostreatus), lentinan houževnatce jedlého (Lentinus edodes) aj.

3. Imunomodulační schopnosti b-glukanů

Imunitní systém člověka je neuvěřitelně sofistikovaná a komplexní soustava mnoha prvků a mechanizmů, které účinným způsobem na několika frontách působí k ochraně a správnému fungování organismu. Velmi rychle dokáže lokalizovat, rozpoznat a usmrtit jakoukoliv ohrožující cizorodou látku nebo třeba i poškozenou a nefunkční vlastní buňku. Děje se tak především aktivitou tzv. makrofágů a bílých krvinek a za pomoci mnoha dalších látek, které tvoři imunitní systém. 

Nejvýraznějším účinkem beta-glukanů je zesílení aktivity fagocytujících buněk, - tj. buněk, pohlcujících organismu cizorodé látky – granulocytů, monocytů, makrofágů a dendritických buněk. Makrofágy jsou považovány za základní buňky, které hrají důležitou roli v obraně organismu proti bakteriím, virům, parazitům, nádorovým buňkám i proti chybně vytvořeným buňkám vlastním.  Beta-glukany jsou po perorální aplikaci zachyceny v tenkém střevě makrofágy v Peyerových plátech, kde jsou zpracovány na kratší fragmenty a transportovány do kostní dřeně, kde se uvolní. Uvolněné fragmenty jsou následně vychytány granulocyty, monocyty a dendritickými buňkami, které se aktivují. Jedná se o celou řadu současně probíhajících mechanismů, ale hlavní roli v tomto procesu hraje receptor dektin-1 (viz obr.), který spouští kaskádu reakcí zasahujících makrofágy, neutrofily, monocyty, NK-buňky a dendritické buňky. Výsledkem je zvýšení produkce cytokinů, interleukinů, leukotrinů a TNF-α (tumor nekrotizujícího faktoru). Takto vysoce aktivované makrofágy jsou schopny pohltit a zničit vše, co do organismu nepatří a ohrožuje jej. Od různých bakterií, virů až po opotřebované nebo zmutované vlastní buňky.

Je nutné zdůraznit, že beta-glukany byly označeny americkým Federálním úřadem pro léky (Federal Drug Administration, FDA) jako zcela „bezpečné látky“ – GRAS (Generally Recognized as Safe) – a doposud u nich nebyly pozorovány žádné nežádoucí vedlejší účinky.

4. Podmínky biologické aktivity beta-glukanů

Základní parametrem, ovlivňujícím biologickou aktivitu beta-glukanů je jejich struktura. Beta-glukany získané z obilí (především ovsa a ječmene) s lineárním řetězením -1,3- nebo -1,4- se ukazují jako minimálně imunomodulačně účinné, naopak z řady různě větvených beta-glukanů vykazují nejsilnější imunomodulaci glukany řetězené -1,3/1,6- se stupněm větvení 0,20-0,33).

Druhým důležitým parametrem, ovlivňujícím biologickou aktivitu pevných beta-glukanů je velikost částic, která ovlivňuje jejich biologickou dostupnost. Za ideální je možno považovat částice do velikosti 100mm. Pro splnění tohoto požadavku je výhodné využívat při přípravě čistého substrátu metodu mikronizace částic.

Třetím parametrem je velikost molekuly v jednotlivých částicích pevných beta-glukanů; ideálně se pohybuje mezi 5000-10000 daltonů (30-50 glukózovými jednotkami).

Čtvrtým z hlavních podmínek, rozhodujících o biologické aktivitě, je čistota beta-glukanu. Je to tak důležitý parametr, že mu věnujeme vlastní oddíl.

 

 

5. Vliv čistoty substrátu na biologickou aktivitu beta-glukanů

Beta-glukany si syntetizují zdrojové organismy do řetězců pomocí reakce mezi volnými hydroxylovými skupinami. Současně zbývající volné –OH skupiny (cca 2,75 volných –OH skupin na glukózovou jednotku) využijí k dalším reakcím s proteiny a chitinem pro výstavbu pevných a přitom i pružných buněčných stěn. Tak pevných, že živočišné druhy s jedním žaludkem (monogastři, patří mezi ně člověk, ale i pes, prase, opice apod.) mají jen minimální, nebo téměř žádnou, schopnost je ze zdrojových buněčných struktur eliminovat, vstřebat a využít. Proto nečištěné nebo nedostatečně čištěné rostlinné tkáně, např. obsahující pouze sušenou a rozdrcenou hlívu ústřičnou, mají minimální (pokud vůbec nějakou) účinnost. Totéž platí i v případě kvasnic, které jsou nejčastěji používaným zdrojem beta-glukanů (hlavně kvasinky Saccharomyces cerevisiae se stupněm větvení 0,03-0,2 a průměrnou velikostí molekuly 240 000 daltonů), jinak by bylo čisté droždí již dávno lékem. Musí být tedy izolace beta-glukanů z primárního zdroje a jejich čištění nedílnou součástí přípravy účinného substrátu. Přitom je důležité si uvědomit, že cena čištění surového substrátu je nejvyšší položkou, tvořící jeho cenu. Proto může být i cena přípravků s beta-glukanovým substrátem prvním vodítkem jejich účinnosti. Ty levné budou mít i velmi omezenou účinnost.

Cílem izolace a čištění suroviny je uvolnění aktivních center (volných –OH skupin) v beta-glukanech, neboť to jsou právě ta místa a aktivní centra molekul glukanů, pomocí kterých jsou atakovány receptory makrofágů živočichů.

Není tedy jen uvedení obsahu beta-glukanů v substrátu plně vypovídající veličinou. Představme si hypotetický 100% čistý substrát. Pokud jej smícháme s neutrální látkou (např. mikrokrystalickou celulózou) v poměru 1:1 (směs má 50% obsahu beta-glukanů), potom dvojnásobné množství takové směsi bude mít stejnou účinnost jako dané množství 100% substrátu samotného. Pokud ale použijeme beta-glukanový substrát o obsahu 50% beta-glukanů a těch 50 nečistot budou tvořit zbytky buněčných stěn (proteiny, chitin), které váží -OH skupiny glukanů, nemusí být k dispozici žádné volné –OH skupiny pro vazbu na makrofág a takový substrát může být i zcela neúčinný. U beta-glukanů je tedy důležité znát nejen jejich obsah v substrátu, ale i typ nečistot, která substrát obsahuje.

 

 

6. Kvalita substrátu, používaného v přípravcích společnosti MYVET R&D

Pleuran (beta-glukan 98^®) je beta-glukan izolovaný z hlívy ústřičné (Pleurotus ostreatus).

 

Fyzikální parametry	Požadavek	Metoda analýzy
čistota (obsah)	93 ± 2 (% w/w)	enzymatická
obsah v sušině	min. 98 (% w/w)	gravimetrie + výpočet
velikost částic	max. 100 mm	sítová zkouška

 

vzhled	jemný prášek	senzorická
barva	bílá až slabě béžová	senzorická
vůně	slabě po houbách	senzorická
sušina	94 -96 (% w/w)	gravimetrie
obsah dusíku	max. 1,0 (% w/w)	volumetrie/Kjeldahl
obsah vlhkosti	max. 6,0 (% w/w)	gravimetrie

 

Optimum účinnosti mikronizovaného substrátu: 2-5 mg na 1 kg hmotnosti