[Beta-glucan as a natural anticancer agent]

Share Embed


Descrição do Produto

Beta-glukan, jako naturalny antykarcynogen

217

Beta-glukan, jako naturalny antykarcynogen EWELINA JURCZYŃSKA1, JOLANTA SACZKO2, JULITA KULBACKA2, JOANNA KAWA-RYGIELSKA1, JÓZEF BŁAŻEWICZ1 1 2

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Katedra Technologii Rolnej i Przechowalnictwa, kierownik: dr hab. inż. J. Błażewicz; Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich, Katedra i Zakład Biochemii Lekarskiej, kierownik: prof. dr hab. A. Gamian

Beta-glukan, jako naturalny antykarcynogen 1

2

2

Beta-glucan as a natural anticancer agent 1

Jurczyńska E. , Saczko J. , Kulbacka J. , Kawa-Rygielska J. , Błażewicz J.1

Jurczyńska E.1, Saczko J.2, Kulbacka J.2, Kawa-Rygielska J.1, Błażewicz J.1

1

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Katedra Technologii Rolnej i Przechowalnictwa; 2Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich, Katedra i Zakład Biochemii Lekarskiej

1 Wroclaw University of Environmental and Life Scinces, Poland, Department of Food Storage and Technology; 2Medical University of Wroclaw, Poland, Department of Medical Biochemistry

Beta-glukany uczestniczą w procesach naprawczych, metabolicznych i detoksykacyjnych oraz wpływają na ogólną kondycję organizmu przeciwdziałając stanom patologicznym reaktywnych form tlenu i azotu a także procesów, w których uczestniczą. Reaktywne formy tlenu (ROS) i azotu (RNS) odgrywają istotną rolę w patogenezie wielu chorób. Wytwarzanie reaktywnych form tlenu jest nieodłącznym elementem tlenowego metabolizmu komórek. Reaktywne formy tlenu w stężeniach fizjologicznych odgrywają ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu wielu procesów komórkowych, a do ich nadprodukcji dochodzi podczas wywołanego stresu oksydacyjnego. Bardzo ściśle powiązany ze stresem oksydacyjnym jest stres nitrozacyjny. Tlenek azotu (NO) reaguje z tlenem cząsteczkowym, anionorodnikiem ponadtlenkowym i kationami metali, dając kolejne reaktywne formy tlenu. Reaktywne formy tlenu i azotu reagując z białkami powodują upośledzenie ich funkcji poprzez utlenienie bądź nitrozylację reszt aminokwasowych, co może skierować komórki na drogę apoptozy. Ponadto tlenek azotu, wzmacnia efekt indukowany przez cyklooksygenazy i staje się mediatorem stanu zapalnego.

Beta-glucans participate in the processes of repair, metabolism and detoxification, and affect the overall health of the body counteract the pathological conditions of reactive oxygen and nitrogen and the processes in which they participate. Reactive oxygen species (ROS) and nitrogen (RNS) play an important role in the pathogenesis of many diseases. Production of ROS is an integral part of aerobic metabolism of cells. Physiological concentrations of ROS play an important role in proper functioning of many cellular processes, and their overproduction occurs during induced oxidative stress. Very closely associated with oxidative stress is nitrosative stress. Nitric oxide (NO) reacts with molecular oxygen, superoxide anion radical and metal cations to give more reactive oxygen species. Reactive oxygen and nitrogen react with proteins to cause impairment of their function by oxidation or nitrosylation of amino acid residues, which can direct the path of apoptotic cells. In addition, nitric oxide enhances the effect induced by cyclooxygenase and becomes a mediator of inflammation.

Słowa kluczowe: beta-glukany, terapie przeciwnowotworowe

Key words: beta-glucans, anticancer therapy

Pol. Merk. Lek., 2012, XXXIII, 196, 217

Mimo postępu w medycynie oraz mimo dynamiki rozwoju technik biochemicznych i biotechnologicznych, coraz częściej sięga się do źródeł medycyny naturalnej. Ziołolecznictwo, zasady racjonalnego żywienia wzbudzają rosnące zainteresowanie, jako alternatywne drogi leczenia i wspomagania terapii farmakologicznych. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie wykorzystaniem roślin do produkcji związków farmakologicznych [15, 26, 33]. Obecnie prowadzone są poszukiwania nowych związków pochodzenia roślinnego, a także zawartych w grzybach, które mogą być wykorzystane w leczeniu chorób przewlekłych lub nieuleczalnych [21, 26]. W ostatnich latach badania wykazały, że składniki pochodzenia roślinnego i pochodzące z grzybów, poza wartościami odżywczymi, mogą zapobiegać chorobom cywilizacyjnym, szczególnie nowotworowym. Przy zastosowaniu metod farmakodynamicznych i analitycznych, które służą do oceny właściwości leczniczych uzyskanych substancji i ich działania, uzyskujemy coraz więcej danych na temat skuteczności terapeutycznej tych preparatów [4, 15, 26]. Naturalne związki pozyskane ze źródeł roślinnych oraz grzybów charakteryzują się wysoką koncentracją biologicznie czynnych składników, do których należą m.in. beta-glukany [26]. Uczestniczą one w procesach naprawczych, metabolicznych i detoksykacyjnych oraz wpływają na ogólną kondycję organizmu przeciwdziałając stanom patologicznym [15, 26, 33].

Pol. Merk. Lek., 2012, XXXIII, 196, 217

DZIAŁANIE PRZECIWUTLENIAJĄCE Prowadzone w ostatnich latach badania dotyczą m.in. testowania właściwości przeciwutleniających grzybów oraz związków pochodzenia roślinnego. Ma to na celu znalezienie naturalnych antyoksydantów egzogennych, które opóźniają postęp wielu chorób [26]. Oprócz oceny przeciwutleniającego działania tych związków, zwraca się uwagę na ich właściwości przeciwnowotworowe [13, 26]. Ich działanie przeciwnowotworowe może polegać na ochronie komórek przez aktywację mechanizmów przeciwutleniających lub na bezpośrednim unieszkodliwieniu kancerogenów oraz na hamowaniu proliferacji komórek nowotworowych, np. poprzez inhibicję kinaz tyrozynowych, na pobudzeniu apoptozy komórek, które uległy transformacji lub na ograniczeniu rozwoju naczyń krwionośnych wokół guza nowotworowego. Wynikiem przeciwutleniających zdolności składników pochodzenia roślinnego i znajdujących się w grzybach jest działanie chemioprewencyjne. Reaktywne formy tlenu – ROS (ang. reactive oxygen species) i azotu RNS (ang. reactive nitrogen species) mogą mieć wpływ na etapy karcynogenezy od fazy inicjacji do fazy progresji. Powstawanie wolnych rodników hamuje naturalne przeciwutleniacze, które również obniżają aktywność enzymów katalizujących reakcje, w których powstają wolne rodniki [26, 29].

218

BETA-GLUKANY Beta-glukany są to związki pozyskiwane z grzybów lub z roślin, i mają właściwości przeciwutleniające i chemioprewencyjne. Zależnie od pochodzenia beta-glukany są dzielone na kilka różnych grup, podstawą ich podziału jest głównie budowa strukturalna związana z występowaniem wiązań glikozydowych [12]. Beta-glukan to polisacharyd naturalnie występujący w organizmach prokariotycznych i eukariotycznych, który jest polimerem glukozy. Może być składnikiem ścian komórkowych roślin, grzybów oraz wielu mikroorganizmów [19, 26]. Występuje pod postacią długołańcuchowej, trójwymiarowej cząsteczki polisacharydów z bocznymi łańcuchami zbudowanymi z cząsteczek glukozy [32].

ŹRÓDŁA BETA-GLUKANU Najczęstszym źródłem pozyskiwania beta-glukanu są ziarna zbóż, takie jak: jęczmień, owies, pszenica. Innym źródłem są grzyby: a) z klasy podstawczaków: – chińskie – Reishi i Shiitake, – japońskie – Maitake i Hiratake, – hodowane także w naszym kraju – boczniaki. b) z klasy workowców, do których należy Saccharomyces cereviviae. Występowanie beta-glukanu odnotowano także, w bambusie, algach oraz ścianach niektórych patogennych bakterii [12, 26, 32]. Beta-glukany występujące w ścianach komórkowych drożdży składają się z linearnych form glukanu i mannanu połączonych wiązaniami beta-(1,3)-(1,6) glikozydowymi. Grzyby z klasy podstawczaków, a dokładniej ich ściany komórkowe, zawierają polisacharydy złożone z cząsteczek glukozy, które są połączone różnymi typami wiązań (1,3)-(1,6), jak i wiązaniami glikozydowymi (1,3)-(1,4). Natomiast w roślinach zbożowych znajdują się rozgałęzione cząsteczki glukanu o wiązaniach glikozydowych beta-(1,3)-(1,4) [32]. Koncentracja beta-glukanu w zależności od źródła jego pochodzenia jest zróżnicowana. W grzybach z klasy podstawczaków jest bardzo mała i wynosi od 0,21 do 0,53 g/100 g suchej masy. Najwięcej beta-glukanu w odniesieniu do suchej masy zawierają ziarna owsa, tj. od 4 do 7%. Żeby uzyskać beta-glukan o podobnej aktywności biologicznej do wyżej wymienionych trzeba byłoby użyć pięćdziesiąt razy więcej podstawczaków [30, 32]. Różnorodność materiału, z którego można pozyskiwać beta-glukan, otwiera możliwości na uzyskanie dużej liczby preparatów beta-glukanowych o podobnych lub o odmiennych właściwościach [10]. Metoda ekstrakcji tej substancji oraz surowiec, z czym jest też związana budowa przestrzenna cząsteczki, warunkują rozpuszczalność uzyskanego produktu oraz właściwości. Beta-glukan z drożdży stanowi frakcję nierozpuszczalną, także otrzymany z grzybów beta-glukan z klasy podstawczaków w 53–83% jest frakcją nierozpuszczalną. Beta-glukan pochodzący z owsa to głównie frakcja rozpuszczalna, dlatego wydaję się być jednym z lepszych materiałów biologicznie aktywnych [30].

BETA-GLUKAN Z OWSA Owies, jest zbożem uprawianym od tysięcy lat. Zawiera optymalny zestaw składników odżywczych, korzystny w żywieniu człowieka i zwierząt. Jest szczególnym rodzajem rośliny zbożowej, gdyż w istotny sposób różni się od innych zbóż swoim niepowtarzalnym składem chemicznym i kombinacją występujących w nim składników odżywczych [5, 14]. Ziarno owsa jest uboższe w skrobię w porównaniu z innymi roślinami zbożowymi, natomiast jest bogatym źródłem rozpuszczalnej

E. Jurczyńska i wsp.

frakcji błonnika [5, 11]. Owies wzbudza coraz większe zainteresowanie na świecie, ponieważ jednym z najważniejszych składników owsa jest beta-glukan. Ta rozpuszczalna frakcja błonnika jest największym odkryciem ostatnich lat [14]. Substancja ta jest nieskrobiowym polisacharydem i jednym z trzech głównych nieskrobiowych węglowodanów występujących w ziarnach zbóż. Beta-glukan jest składnikiem ścian komórkowych roślin zbożowych. W reakcji barwnej z kalcofluorem w obecności beta-glukanu tworzą się niebieskobarwne kompleksy, za pomocą, których można określić dokładne rozmieszczenie beta-glukanu w ziarniaku. Oceniając tę reakcję można stwierdzić, że występuje on głównie w zewnętrznej warstwie, czyli warstwie aleuronowej [10–12, 23]. W roślinach zbożowych najwięcej beta-glukanu znajduję się w owsie, ich zawartość w całym ziarnie to około 4–7%, natomiast w otrębach 6–9%, a 80% beta-glukanów z owsa to substancje rozpuszczalne w wodzie [10, 11, 23]. Należy jednak pamiętać, że w zależności od odmiany owsa oraz warunków agrotechnicznych, zawartość beta-glukanów jest zróżnicowana [10, 11]. Budowa chemiczna beta-glukanu z owsa Do dokładnego określenia budowy chemicznej beta-glukanów stosuję się bardzo specyficzny w działaniu enzym zwany lichenazą. Jest to (1®3,1®4)-beta-D-glukano-4-glukanohydrolaza. Enzym ten izoluje się z Bacillus subtilis, powoduje on fragmentację cząsteczki beta-glukanów do oligocukrów. W wyniku trawienia enzymatycznego, ilość powstałych oligocukrów, a szczególnie stosunek zawartości trójcukrów do czterocukrów jest testem charakteryzującym różnice w chemicznej budowie beta-glukanów pochodzących z różnych materiałów pierwotnych [23]. Beta-glukan z owsa jest linowym homopolisacharydem reszt D-glukopiranozylowych, w którym jednostki D-glukozy połączone są za pomocą wiązań beta-(1,3), beta-(1,4) glikozydowych. Połączenia te występują w formie sekwencji – po każdym wiązaniu beta-(1,3) występują najczęściej dwa lub trzy połączenia typu beta-(1,4). Są to segmenty oligomerycznej celulozy [14, 11]. Chociaż większość celulozowych segmentów zawiera trzy i cztery identyczne monomery, to długie jednostki celulodekstryn występują także w łańcuchach polimerów [14]. Zbożowy beta-glukan wykazuje zróżnicowaną budowę. Analiza ilościowa HPLC oligosacharydów przy użyciu lichenazy wykazuje, że beta-glukan z owsa jest strukturalnie odmienny od innych beta-glukanów roślin zbożowych. Lichenaza w beta-glukanie rozszczepia na trzecim podstawniku reszt glukozy wiązania (1,4) glikozydowego, tym samym poddając trzem stopniom polimeryzacji (DP) oligomery. Główne produkty hydrolizy to 3-0-beta-celulobiozyloD-glukoza (DP3) i 3-0-beta-celulotriozylo-D-glikoza (DP4), których ilość i wzajemny stosunek są zróżnicowane w zależności od pochodzenia beta-glukanu [14, 20]. Na przykład najmniejsza ilość jednostek (DP3) została stwierdzona w owsie (53–61%), a największa w pszenicy (67–72%). Największy udział frakcji (DP4) odnotowano w owsie (34–41%), a najmniejszy w pszenicy (21–24%). Najczęściej stosunek frakcji (DP3) i (DP4) jest przedstawiony w formie ilorazu uważanego za wskaźnik struktury beta-glukanu [11]. Iloraz ten decyduje o właściwościach fizycznych, takich jak: własności reologiczne w roztworze i stanie żelowym oraz rozpuszczalność [11, 14, 20]. Innym wskaźnikiem, który wpływa na wyżej wymienione właściwości jest masa cząsteczkowa. Największą masą cząsteczkową spośród innych roślin zbożowych charakteryzuje się beta-glukan z owsa, mieści się ona w zakresie 65–3100 × 103 [20, 10, 11, 12, 14]. Przyczyny rozbieżności w określeniu masy cząsteczkowej beta-glukanu z owsa mogą być spowodowane różnicami gatunkowymi oraz czynnikami środowiskowymi, a także mogą być uzależnione od metody izolacji beta-glukanu, na który wpływ mają rozpuszczalniki, temperatura, oczyszczanie i zjawisko depolimeryzacji oraz agregacji [14].

Beta-glukan, jako naturalny antykarcynogen

Kolejnymi wskaźnikami są stężenie i temperatura. Beta(1,3)-(1,4)-D-glukan dobrze rozpuszcza się w wodzie, szczególnie ciepłej, a powyżej 50°C rozpuszcza się całkowicie [11]. W czasie rozpuszczania beta-glukan wchłania duże ilości wody, tworząc gumy o znacznej lepkości, które w trakcie przechowywania tracą swą lepkość wskutek zmian zachodzących w strukturze cząsteczkowej [2, 7, 10, 12].

WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE BETA-GLUKANÓW Beta-glukany mają właściwości prozdrowotne oraz przeciwnowotworowe. Istnieje również możliwość wykorzystania tych polisacharydów w technologii przemysłu spożywczego. Do właściwości prozdrowotnych należy m.in. obniżanie zawartości cholesterolu. Beta-glukan wykazuje zdolność do obniżania stężenia triglicerydów we krwi oraz frakcji LDL cholesterolu. Utrudnia syntezę i przyswajanie cholesterolu oraz tłuszczy. Obniża stężenie cukru w krwi obwodowej, zmniejsza ilość przyswojonej glukozy a także opóźnia moment pojawienia się piku cukrowego. Ma zdolności obniżające efektywną kaloryczność oraz indeks glikemiczny posiłku, a także powoduje uczucie sytości. Ma także właściwości probiotyczne, co zapobiega chorobom jelita grubego oraz układu pokarmowego. Beta-glukan wpływa na przyśpieszenie procesu gojenia się ran pooparzeniowych, zmniejsza ból, polepsza gojenie i zabliźnianie się ran. Beta-glukan może być wykorzystywany także w przemyśle kosmetycznym oraz farmaceutycznym, jako suplement diety. Wykorzystaniem właściwości beta-glukanu zainteresowany jest też przemysł spożywczy. Beta-glukan jest stosowany, jako alternatywny czynnik zagęszczający do potraw. Może odgrywać rolę w polepszeniu struktury miękiszu chleba przez stabilizację pęcherzyków powietrza w cieście i zapobieganie ich łączenia się ze sobą. Beta-glukan dodawany jest do napojów mleczno-owsianych, jogurtów, lodów, gdzie działa, jako czynnik bioaktywny, stabilizator oraz składnik ulepszający teksturę [14]. Z hydrolizatów owsianych Inglet otrzymał preparaty OATRIM, ze zróżnicowaną zawartością beta-glukanów. Hydrolizat ten bogaty w beta-glukan znajduje zastosowanie w produkcji żywności niskokalorycznej w wielu gałęziach przemysłu spożywczego, a zwłaszcza w przemyśle mleczarskim, koncentratów spożywczych, mięsnym, a nawet w barwieniu sosów stosowanych do żywności przygotowanej w kuchenkach mikrofalowych [10, 12]. Jednym z najciekawszych zastosowań technologicznych, jest zastosowanie beta-glukanu jako biodegradowalnego, jadalnego materiału do pakowania jedzenia [14]. W przemyśle piwowarsko-słodowniczym, beta-glukan jest substancją zmniejszającą wydajność brzeczki, skuteczność filtrowania, a także powodującą powstawanie zmętnienia i wytworzenie osadów. Choć w przemyśle tym nie jest to pożądane, to jednak drożdże pofermentacyjne mogą być bogatym źródłem beta-glukanu [23, 24]. Bardzo interesująca jest możliwość zastosowania betaglukanu w terapii nowotworowej. Choroby nowotworowe, które polegają na niekontrolowanym wzroście komórek, obecnie są zaliczane, obok chorób układu krążenia, do chorób cywilizacyjnych XXI wieku. W przeprowadzonych badaniach naukowcy odnotowali aktywność przeciwnowotworową betaglukanu [14]. W terapii nowotworów piersi, a także w miejscach po amputacji poddanych naświetlaniu po zastosowaniu beta-glukanu uzyskano szybsze wyleczenie stanów zapalnych. Dzięki beta-glukanowi w miejscach tych pojawiła się zdrowa niezmieniona nowotworowo tkanka skórna [8–10, 12, 22, 27]. W piśmiennictwie zanotowano także, że beta-glukany mogą zapobiegać rakowi jelita grubego i okrężnicy. Wiele prac dowodzi, że frakcja rozpuszczalnego błonnika obniża ryzyko powstania oraz zapobiega tym nowotworom. Pod wpływem

219

beta-glukanu następuje rozproszenie związków kancerogennych, do których należą nitrozaminy, krezole, estrogeny, wtórne kwasy żółciowe, fenole oraz indole. beta-glukany poprawiają właściwości reologiczne masy treści jelita grubego. Ponadto beta-glukany mogą zapobiegać nowotworom żołądka, płuc, krtani, gardła, przełyku, sutka, jajników oraz gruczołu krokowego [10–12]. W doświadczeniach na zwierzętach Beta-glukany wykazały zmienną aktywność przeciwko mięsakom, gruczolakom, nowotworom sutka oraz nowotworom okrężnicy i niektórym leukemiom. Jednym z opatentowanych suplementów jest ekstrakt z Lentinus edodes o nazwie Lentinan, zawierający beta-glukan. Lentinan skutecznie zapobiega nowotworom gastrycznym i jest również pierwszym preparatem użytecznym w powstrzymywaniu sarkomy 180 [11, 31, 28]. W piśmiennictwie występują także informacje na temat badań wskazujących na niszczenie komórek nowotworowych, poprzez zahamowanie rozwoju guzów, co związane jest z właściwościami antyproliferacyjnymi i proapoptotycznym działaniem beta-glukanu wyodrębnionego z Pleurotus ostreatus wobec komórek HT-29 – nowotwór jelita grubego. W ostatnim czasie beta-glukany przedstawione są też jako ciała niszczące cytotoksyny antymutagenne i wykazujące działanie przeciwnowotworowe. Mogą one stać się również obiecującym promotorem zdrowia [6, 11]. Beta-gkulan także odgrywa rolę adjuwanta w chemio- i radioterapii. Cytotoksyczność wobec komórek nowotworowych tego polisacharydu z wymienionymi poprzednio wiązaniami potwierdzają Kim i wsp. Prowadzili oni badania na liniach komórkowych SNU-C4 (nowotwór okrężnicy). W przeprowadzonym teście MTT przeżywalność komórek nowotworowych przy dawce 200 mg/ml była o połowę niższa niż w grupie kontrolnej. Twierdzą oni, że żywotność komórek nowotworowych jest zależna od zastosowanej dawki beta-glukanu. Według Kim i Hong zastosowanie beta-glukanu wobec komórek nowotworowych indukuje apoptozę oraz hamuje proliferację, a także prowadzi do zmian morfologicznych, takich jak skurcz i nieregularność komórek [18]. Także Harasym w swoich publikacjach, wspomina o wykorzystaniu beta-glukanu z owsa w terapii przeciwnowotworowej. Myszom z modelowymi nowotworami podawano beta-glukan z paszą lub bezpośrednio do żołądka, obserwując zmniejszenie się zmian nowotworowych. Beta-glukany osłaniają ludzkie DNA, i mogą odgrywać ogromną rolę w prewencji wielu schorzeń nowotworowych oraz wszędzie tam, gdzie występuje narażenie na mutageny i karcynogenny wpływ środowiska. Gibiński dodaje, że beta-glukan z owsa wprowadzony do organizmu wywołuje wzmożony stan aktywności makrofagów, który trwa około 72 godziny [10, 12].

AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA BETA-GLUKANU Beta-glukan o wiązaniach (1,3) glikozydowych jest modulatorem immunologicznej odpowiedzi komórkowej i humoralnej organizmu oraz aktywatorem funkcji układu siateczkowo-śródplazmatycznego. Zaobserwowano, że beta-glukan ma wpływ na zwiększenie odporności organizmu przeciw infekcjom powodowanym przez wirusy, bakterie, grzyby oraz komórki nowotworowe [17, 26]. Beta-glukan został określony jako „biologiczny modyfikator odpowiedzi” dzięki swojej dużej zdolności pobudzania układu immunologicznego [25, 26]. W wyniku przyłączenia beta-glukanu do specyficznych receptorów występujących na powierzchni komórek efektorowych, czyli makrofagów, monocytów, limfocytów T i B oraz neutrofilów, wykazuje swoje immunostymulujące działanie. Komórki efektorowe rozpoznają strukturę beta-glukanów dzięki swoistym receptorom, co jest początkiem kaskady odpowiedzi immunologicznej zarówno typu komórkowego, jak i humoralnego. W odpowiedzi na pobudzenie komórek efektorowych dochodzi do sekrecji cytokin, które następnie wzmagają aktywacje limfocytów T i makrofagów, co prowadzi do

220

fagocytozy patogenu, jakim dla organizmu mogą być komórki nowotworowe, oraz do wytwarzania przeciwciał. Beta-glukan aktywuje głównie makrofagi tworząc tak zwaną pierwszą linie obronną organizmu, której zadaniem jest pochłanianie i niszczenie obcych komórek w organizmie. Obcymi komórkami w ludzkim organizmie mogą być np. wcześniej wspomniane komórki nowotworowe lub inne patogeny [26]. Aktywacja makrofagów oprócz sekrecji cytokin prowadzi także do aktywacji czynnika martwicy nowotworu TNF-a (ang. tumor necrosis factor) oraz czynników prozapalnych, do których należą tlenek azotu (NO·) i nadtlenek wodoru (H2O2). Związek ten aktywując makrofagi pobudza układ odpornościowy, co odgrywa znaczącą rolę w chorobach nowotworowych [3, 26]. Beta-glukan, oprócz aktywacji komórek T oraz komórek NK (ang. natural killer), aktywuje wcześniej wspomniane makrofagi, które rozkładają polisacharydy glukozowe na mniejsze cząsteczki i uwalniają je w czasie od 24 do 36 godzin [26]. Te aktywne fragmenty wiążą się z powierzchnią neutrofilów – najliczniejszych komórek odpornościowych w organizmie. Aktywują układ dopełniacza poprzez alternatywny szlak aktywacji. Dochodzi do opłaszczenia składnikiem C3 dopełniacza, dokładniej jego fragmentem C3b, patogenów aktywujących dopełniacz. W wyniku działania czynnika I surowicy fragment C3b ulega proteolizie do fragmentu iC3b, służącego do przyłączenia opsonizowanych patogenów do receptorów iC3 komórek fagocytarnych i komórek NK [1, 26]. Beta-glukan stymuluje komórki odpornościowe organizmu, co potwierdza jego właściwości przeciwnowotworowe. Wykazano, że nie tylko makrofagi, ale również inne komórki układu immunologicznego mają receptory, które mogą być aktywowane przez beta-glukan. Ponadto makrofagi pochłaniają obumarłe komórki, w wyniku czego następuje zmniejszenie guza nowotworowego [16, 30].

PODSUMOWANIE Na podstawie doniesień w piśmiennictwie naukowym można stwierdzić, że b-(1,3/1,4)-D-glukan ma właściwości cytotoksyczne względem komórek nowotworowych. Właściwości te zalicza się do działania przeciwnowotworowego. Jest aktywny biologicznie oraz przeciwdziała rozwojowi nowotworów. Beta-glukan pozyskany z ziarna owsa może stać się naturalnym lekiem w walce z chorobami nowotworowymi lub brać udział w chemoprewencji. W światowym piśmiennictwie brakuje jednak jednoznacznych wyników badań na temat wykorzystania tego polisacharydu w walce z nowotworami. Pozyskiwanie beta-glukanu z ziarna owsa wymaga kalkulacji ekonomicznej, porównania różnych metod pozyskiwania, a przede wszystkim kontynuacji badań nad jego przydatnością w leczeniu chorób nowotworowych. Beta-glukan może stać się nową nadzieją dla chorych w walce z chorobami nowotworowymi, ma także działanie prozdrowotne.

PIŚMIENNICTWO 1. Akramiene D., Anatolijus K., Dzidziapetriene J., Kevelitis E.: Effects of beta-glucans on the immune system. Medicina, 2007, 43, 597-606. 2. Autio K., Myllmaki O., Sourtti T. et al.: Physical properties of b-glucan isolated from finnish oat varieties. Food Hydrocoll., 1992, 5, 513. 3. Brown G.D., Gordon S.: Immune recognition. A new receptor for betaglucans. Nature, 2001, 413, 36-37. 4. Bułhak-Jahymczyk B., Niedźwiecka-Kącik D., Panczenko-Kresowska B. et al.: Normy żywienia człowieka-fizjologiczne podstawy, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2001, 1, 78.

E. Jurczyńska i wsp.

5. Ciołek A., Makarska E., Makarski B.: The content of some selected nutrients components in black and yellow hull oats, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 3; (58); 80-88. 6. Davis J.M., Murphy E.A., Brown A.S.: Effects of oat beta-glucan in innate immunity and infection after exercise stress, Med. Sci. Sports Exerc. 2004, 36; (8); 1321-1327. 7. Dawkins N.L., Nnanna I.A.: Studies on oat gum (1,3)-(1,4)-b-glucan: composition, molecular weight estimation and rheological properties. Food Hydrocoll. 1995, 9, 1-7. 8. Di Luizio N.R., Williams D.L., McNamee R.B. et al.: Comparative evaluation of he tumor inhibitory and antibacterial activity of solubilized and particulate glucan. Recent Results Cancer Res. 1980, 75, 165-172. 9. Di Luzio N.R., McNamee R.B., Williams D.L., Gilbert K.M.: Induced inhibition of tumor growth and enhancement of survival in a variety of transplantable and spontaneous murine tumor models. Adv. Exp. Med. Biol. 1979, 121(A); 269-290. 10. Gibiński M.: Chemical and nutritional profiles of oat hydrolysates with low crystallization level. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008a, 6; (61); 65-76. 11. Gibiński M.: Rola b-glukanów w ochronie i kształtowaniu zdrowia. Osiągnięcia naukowo-techniczne w słodownictwie i browarnictwie, 2010, 45-55. 12. Gibiński M.: b-glukany owsa jako składnik żywności funkcjonalnej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008b, 2; (57); 15-29. 13. Greenwald P., Clifford C.K., Milner J.A.: Diet and cancer prevention. Eur. J. Cancer, 2001; 37; 948-965. 14. Harasym J.: Beta-Glukan z owsa – polisacharyd przyszłości, 2011, http:/ /www.biorafinacja.pl/pl_beta_glukan.php 15. Hasik J.: Usprawnienia dietetyczne procesów metabolicznych. Co to są witaminy? Postępy Fitoterapii, 2001; 6; 9-11. 16. Hiroiku Ueno M.D.: Beta-1,3-D-glucan it’s Immune Effect and it’s Clinical Use. Jap. J. Soc. Terminal Systemic Disease, 2000; 6; 151-154. 17. Hofer M., Pospisil M.: Glucan as stimulator of hematopoiesis in normal and gamma-irradiated mice. Int. J. Immunopharmac. 1997, 19; 607-609. 18. Kim M.J. Hong S.Y. Kim S.K. et al.: b-glucan enhanced apoptosis in human coloc cancer cells SNU-C4, Nutrition Research and Practice, 2009, 3(3): 180-184 19. Laroche C., Michaud P.: New developments and prospective applications for b-(1,3)-glucans. Recent Patents Biotechnol. 2007, 1, 59-73. 20. Lazaridou A., Biliaderis C.G.: Molecular aspects of cereal b-glucan functionality: physical properties, technological applications and physiological effects, J. Cereal Sci, 2007; 46; 101-118. 21. Makowska-Wąs J., Janeczko Z.: Bioavailability of plant polyphenols. Pos. Fitot., 2004; 13; 3. 22. Mansel P., Ichinose H., Reed R.J. et al.: Macrophage – mediated destruction of human Malignant Cells in vivo. J. Natl. Cancer Inst. 1975; 54; 571-580. 23. Michniewicz J., Gąsiorowski H.: b-glukany zbóż – ich rola w przemyśle i żywieniu człowieka. Post. Nauk Rol. 1/94, 41-49. 24. Podpora B., Świderski F.: Preparaty żywnościowe otrzymywane z odpadowych drożdży pofermentacyjnych, jako przykład innowacji, Post. Tech. Przetw. Spoż., 2010; 1; 95-99. 25. Sadula J., Kogan G., Kacurkova M. et al.: Microbial b-(1,3)-D-glucans, their preparation, physico-chemical characterization and immunomodulatory activity. Carbohyd. Polym., 1999; 38; 247-253. 26. Saluk-Juszczak J., Królewska K.: b-glucan from saccharomyces cerevisiae – the natura stimulator of immune system. Kosmos, 2010, 1-2; (286287); 151-160. 27. Slejelid R.: A water – soluble Aminated Beta-1-3-D-glucan derivative causes regression of solid tumors in mice. Biosci. Rep. 1986, 6; (9); 845-851. 28. Surenjev U., Zhang L., Xu X. et al.: Effects of molecular structure on antitumor activities of (1,3)-beta-D-glucans from difrient Lentinus Edoes. Carbohyd. Polym., 2006; 63; 97-104. 29. Szumiało J.: Protocatechuic acid in cancer prevention. Post. Hig. Med. Dośw. 2005; 59; 608-615. 30. Świderski F., Waszkiewicz-Robak B.: b-1,3/1,6-D-glukan nowy suplement wzmacniający układ immunologiczny. Przemysł Spożywczy, 2002; 4; 20-21. 31. Taguchi T., Furue H., Kimura T. et al.: End – point results of phase 111 study of Lentinan. Japan J. Cancer Chemother. 1985; 12; 366-371. 32. Waszkiewicz-Robak B., Karwowska W., Świderski F.: b-glukan jako składnik żywności funkcjonalnej. Bromat. Chem. 2005; 3; 301-306. 33. Wolski T., Karwat I.D.: Prophylaxis and therapy for the effect of incorrect nutrition. Post. Fitoter., 2004; 14; 4.

Praca sfinansowana z projektu Akademii Medycznej we Wrocławiu PBmn-2 oraz działalności statutowej Katedry i Zakładu Biochemii Lekarskiej AM. Adres: dr inż. Julita Kulbacka, Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra i Zakład Biochemii Lekarskiej, 50-368 Wrocław, ul. Chałubińskiego 10, tel. 71 784 13 87, fax: 71 784 00 85, e-mail: [email protected]

Lihat lebih banyak...

Comentários

Copyright © 2017 DADOSPDF Inc.