β-glukany to polisacharydy, które naturalnie występują w tkankach roślinnych i ścianach komórkowych grzybów i drożdży. Tworzą one trójwymiarowe struktury o wysokiej masie cząsteczkowej sięgającej do 40 MDa¹. Podstawową jednostką β-glukanów jest cząsteczka glukozy. W zależności podochodzenia metod ekstrakcji, struktura tych polisacharydów może być różna. β-glukany pozyskiwane z drożdży Saccharomyces cerevisiae charakteryzują się rozgałęzioną formą, składającą się z łańcucha głównego i bocznych podjednostek. Łańcuch główny jest zbudowany z merów glukozy połączonych między sobą wiązaniami β-(1→3)-glikozydowymi, a rozgałęzienia tworzone są poprzez wiązania β-(1→6)². β-glukan stanowi główny składnik strukturalny ściany komórkowej drożdży i występuje tam w ilości 50-60%, przy czym frakcja β-(1→3) glukanu stanowi nawet do 90%³. Polisacharydy z S. cerevisiae w większości są nierozpuszczalne (53-83%), a mniej niż połowa rozpuszcza się w wodzie⁴. O aktywności biologicznej β-glukanów decyduje właśnie ich rozpuszczalność oraz masa cząsteczkowa¹ i stopień rozgałęzienia (DB)⁷. Uważa się, że najbardziej aktywne formy to te o wartości DB na poziomie 0,2-0,3⁷ i są to β-glukany ekstrahowane z grzybów Shiitake i S.cerevisiae⁵. Wpływ tych polisacharydów na zdrowie ludzi, szczególnie w kontekście chorób cywilizacyjnych, jest dobrze udokumentowane, m.in. przez Komisję Kodeksu Żywieniowego i Żywności w Żywieniu Specjalnym. Wymienia się wśród tych schorzeń cukrzycę typu II, nadciśnienie, wysoki poziom cholesterolu, nadwagę, choroby naczyniowo-sercowe i nowotwory^6,7. Glukanom β-(1→3)/(1→6) przypisuje się również funkcje związane z modulowaniem i stymulowaniem układu immunologicznego, poprzez wspieranie odporności zarówno wrodzonej, jak i nabytej^2,5,7. Dostępne jest też wiele badań naukowych opisujących działanie antyoksydacyjne², przeciwzapalne², antybakteryjne⁵ i przeciwwirusowe⁵.

β-glukany wykazują działanie immunostymulujące w wyniku ingerencji w trzy różne mechanizmy: aktywację makrofagów, limfocytów T i układ dopełniacza⁷. W związku z tym, poprawie ulega odporność nabyta oraz odpowiedź komórkowa i humoralna organizmu. Istotnym mechanizmem β-glukanów jest aktywacja układu dopełniacza, ponieważ wiąże się to z aktywnością przeciwnowotworową tego polisacharydu⁵. Dopełniacz posiada w swej strukturze fragment C3b, który opłaszcza patogeny. Ulega on spontanicznemu rozpadowi do iC3b, który z kolei przyłącza opłaszczone patogeny do specjalnych receptorów CR3 na powierzchni m.in. monocytów i komórek NK. W kolejnej reakcji następuje fagocytoza z udziałem monocytów lub cytotoksyczna degranulacja przez komórki NK. Oprócz patogenów, również komórki nowotworowe, w tym raka piersi, podlegają opłaszczeniu przez fragmenty iC3b⁷. Suplementacja β-glukanem wywołuje zwiększone wytwarzanie właśnie fragmentów iC3b, co optymalizuje eliminację komórek nowotworowych i patogenów na drodze nieswoistej odpowiedzi układu immunologicznego⁵. Ponadto, aktywacja dopełniacza i połaszenie komórek rakowych wykazuje synergistyczny efekt w połączeniu z terapią przeciwciałami monoklonalnymi^5,7. Zjawisko to, prowadzące do regresji nowotworu, było obserwowane w licznych badaniach naukowych, gdzie stosowano β-glukany wraz z przeciwciałami monoklonalnymi skierowanymi przeciwko receptorom na powierzchni nerwiaka niedojrzałego, chłoniaka i raka jelita grubego⁸. W kolejnych badaniach wykazano wpływ polisacharydów z drożdży na hamowanie proliferacji komórek nowotworowych oraz działanie radioprotektywne, polegające na przyspieszaniu leczenia stanów zapalnych w miejscach poddawanych radioterapii⁹.

β -glukan jest jednym z najsilniej działających immunostymulatorów, co sprawia, że naukowcy szeroko badają jego wpływ na ludzki organizm, mechanizmy jego działania i metabolizm. Co więcej, poszukuje się też naturalnych związków wykazujących synergistyczne działanie z tym polisacharydem. Już 20 lat temu odkryto, że witamina C wzmaga aktywność β-glukanu. Późniejsze badania udowodniły z kolei, że połączenie β-glukanu z kwasem askorbinowym i resweratrolem powodują znacząco podwyższoną stymulację odpowiedzi komórkowej i humoralnej układu odpornościowego oraz zwiększone działanie przeciwnowotworowe. Ponadto, jedne z najnowszych doniesień, mówią o synergii polisacharydu z koenzymem Q10 w aktywności fagocytarnej, przeciwzapalnej i przeciwnowotworowej¹⁰.

Bibliografia:

1. Du B., Xu B. Oxygen radical absorbance capacity (ORAC) and ferric reducing antioxi­dant power (FRAP) of β-glucans from different sources with various molecular weight. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre 2014, 3(1), 11-16.
2. Jaehrig S.C., Rohn S., Kroh L.W., Wildenauer F.X., Lisdat F., Fleischer L.-G., Kurz T. Antioxidative activity of (1→3), (1→6)-β-ᴅ-glucan from Saccharomyces cerevisiae grown on different media. LWT 2008, 41, 868-877.
3. Bowman S.M., Free S.J. The structure and synthesis of the fungal cell wall. Bioessays 2006, 28 (8), 799-808.
4. Manzi P., Pizzoferrato L. Beta glucans in edible mushrooms. Food Chemistry 2000, 68, 315–318.
5. Chen J., Seviour R. Medicinalimportance of fungal β-(1→3), (1→6)-glucans. Mycological Research 2007, 111, 635–652.
6. Codex Committee, 2009. Codex committee on nu­trition and foods for special dietary uses. Thir­ty first session. Düsseldorf, Germany.
7. Krupińska P., Zegan M. β-glukan-wybrane korzyści zdrowotne ze swzczególnym uwzględnieniem jego wpływu na gospodarkę lipdową. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna 2013, 46 (2), 162-170.
8. Cheung N.K., Modak S., Vickers A., Knuckles B. Orally administered beta-glucans enhance anti-tumor effects of monoclonal antibodies. Cancer Immunology Immunotherapy 2002, 51(10), 557-564.
9. Zhang M., Cui S.W., Cheung P.C.K., Wang Q. Antitumor polysaccharides from mushrooms: a review on their isolation process, structural characteristics and antitumor activity. Trends in Food Science & Technology 2007, 18, 4–19.
10. Vetvicka V., Vetvicko J.Combination therapy with glucan and coenzyme Q10 inmurine experimental autoimmune disease and cancer. Anticancer Research 2018, 38, 3291-3297.