Подготовка, характеристика и биологические свойства
бета-глюканов
Preparation, characterization, and biological properties of
β-glucans
Сандип
Raharaff1
Gaurav Свами1
Navneet
Nagpalaff1
Лара Дутта A.
Nagpalaff1
Гаган Шах
Сингхaff1
Кафедра Фармацевтической Химии, B.I.S. фармацевтический
колледж, Гагра (Мога), Индия
1КТ-фармацевтический колледж, шахпура, Джаландхар, Пенджаб,
Индия
Корреспонденция: Адрес для переписки: Проф. Сандип Rahar, BIS
фармацевтический колледж, Гагра (Мога)., Пенджаб, Индия. E-mail:
[email protected]
β-Глюканов растворимые волокна с физиологических функций, таких как, нарушение
всасывания сахаров и снижение уровня липидов в сыворотке крови. β-глюканов
встречаются в самых разных видов, например, Rhynchelytrum repens, Lentinus edodes,
Grifola frondosa), Tremella mesenterica, Tremella aurantia, Zea может, Agaricus blazei,
Phellinus baummi, Saccharomyces cerevisae (дрожжи), и Agaricus blazei murell (гриб).
Анализ фракций показывает наличие арабинозы, глюкозы, ксилозы, и следы
rhamnose и галактозы. Наличие бета-глюкана в этих фракций подтверждается
гидролизуют полимеров с эндо-бета-глюканазы из Bacillus subtilis, сопровождаемый
высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) анализ характерных
олигосахариды производится. 4 М КО фракций из разных тканей подвергаются гельпроникающей хроматографии на Sepharose 4B, с разделением полисахариды, с
разной степенью полимеризации, наибольшую молекулярную массу (выше 2000 кДа)
встречается в молодых листьях. Молекулярная масса листовой пластинки полимеров
похож (250 кДа), кукурузы колеоптилях бета-глюкана, которые использовались для
сравнения. 4 М КО фракции вводили крысам с streptozotocin-индуцированным
диабетом, показали, гипогликемической активности, снижении уровня сахара в крови
до нормального уровня в течение примерно 24 часов. Этот спектакль лучше, чем
полученный с чистой бета-глюкана из ячменя, который снижает уровень сахара в
крови в течение примерно четырех часов. Эти результаты позволяют предположить,
что активности бета-глюканов не несет ответственности за использование данного
растительного экстракта в качестве гипогликемического препарата в Народной
медицине. .
ВВЕДЕНИЕ
β-Глюканов и углеводы (сахара), которые находятся в клеточной стенки бактерий,
грибков, дрожжей, водорослей, лишайников и растений, таких, как овес и ячмень.
Они принимаются в качестве лекарственных средств растительного происхождения
для профилактики и лечения рака, снижает уровень холестерина, вирус
иммунодефицита человека (ВИЧ), и диабет, и для повышения иммунной системы.
Другие названия β-Глюканов включают: Бета-Гликанов, бета-1, 3-глюкан, а также бета1, 3/1, 6-glycan. бета-глюкана-растворимых волокон, полученных от стенки клеток
водорослей, бактерий, грибов, дрожжей и растений. бета-глюкана нашел у дрожжей
и грибов содержит 1, 3-глюкан связей и изредка 1, 6 связей, принимая во внимание,
что бета-глюканов из зерен (т.е., овес и ячмень) содержит 1, 3 и 1, 4 связей (1; 2).
Дрожжи-производные бета-1, 3/1, 6 глюкан, якобы, обладает большей биологической
активностью, чем 1,3/1, 4 коллегами. Разные бета-глюкана взаимосвязи показаны Рис.
1.[1]
Углеводы являются широко используется в качестве пищи для людей и животных. Они
очень важны как источники сырья для алкогольной продукции, как пищевые добавки,
а также в фармацевтической промышленности. Завод углеводы присутствуют в
потребленных продуктах питания людей и животных содержат растворимой и
нерастворимой клетчатки-как полимеров.[2] Существует два типа пищевых волокон: и
Нерастворимые соли, которые можно отличить по их Растворимость в водных
растворах. Хотя нерастворимые волокна (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы и
некоторые), нерастворимый в воде, растворимый (гемицеллюлозы и пектины) виде
вязких растворов в воде. Растворимые волокна, позволяют сформировать unstirred
слоя воды в кишечнике, что уменьшает всасывание сахара и липидов. Таким образом,
до некоторой степени, растворимые волокна могут быть использованы, чтобы
предотвратить повышение уровня глюкозы после приема пищи, являясь, таким
образом, полезны для лечения диабета на определенных уровнях.[3]
β-Глюканов завода гемицеллюлозы полисахариды (растворимые волокна), которые
распознаются как hypocholesterolemic соединений.[4, 5] Было показано, у людей,
которые hyperlipidemic лиц может быть снижение до 7,5% в сыворотке крови
холестерина.[6] β-Глюканы, а также несколько других вязких растительных
полисахаридов (напр., гуар, саранча фасоли, и пектин), дисплей физиологические
эффекты, которые, как правило, связаны снижение постпрандиальной глюкозы в
сыворотке крови. Этот эффект был связан с собственностью этого полимера
сформировать unstirred слоя воды, который сопротивляясь конвективного
последствия сокращений кишечника, снижает сахар всасывание в тонком
кишечнике.[7] Этот эффект также был связан с продуктами питания, такие как овес,
ячмень, бобы, и десен, которые, как известно, накапливается относительно большие
количества бета-глюканы.[8-11]
Многие тропические виды трав, особенно из стран Африки, таких как Rhynchelytrum
repens (Willd.) Э. Хубб. (Poaceae), были рассмотрены захватчиков американской
природных заповедников[12], потому что они способны заменить аборигенных
видов.[13] Растение применяют в народе как фитотерапевтическое средство для
лечения диабета в Бразилии, и в недавнем докладе осадок водный настой Р. repens
как было показано, значительно снизить уровень глюкозы в плазме крови при приеме
внутрь для диабетических крыс.[14] Как высокомолекулярных полимеров, как
ожидается, будут преобладать в спирте осадок фракций, полимеры, такие как бетаглюкана считаются вероятными кандидатами на дисплей биологической активности.
СТРУКТУРА И РАЗМЕР КОЛЬЦА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ b-ГЛЮКАНОВ
(1, 2), связанная D-glucosyl магистральную структуру циклический, B-(1, 2)-глюканов на
Rhizobium и Agrobacterium видов впервые раскрыла анализ метилирования, которая
уступила 3, 4, 6-три - О-метил-D-глюкозы как только метилированных продукта.
Продукция периодат окисления и Смит деградации были также приняты в
соответствии с 1(1, 2), связанная позвоночника. В макроциклических, ветвящиеся
форме была предложена по причине отсутствия сокращения и, не снижая
терминальных остатков. Циклический характер глюканов однозначно была создана с
помощью 13С ЯМР-спектроскопии и быстро atom бомбардировки массспектрометрии. Бета-аномерный конфигурация C-1 атомов углерода предложил
оптического вращения и подтверждено ‘H и 13С ЯМР-спектроскопии. Предлагаемая
структура симметричной циклических b-(1, 2)-глюкан, содержащий 18 остатков
глюкозы показано в Рис. 2. Предлагаемая структура bradyrhizobial циклического 3глюкан (DP = 13) показан на Рис. 3. Таблица 1 показано сравнение кольцо размер
дистрибутива циклического 3-(1, 2)-глюканов из различных Agrobacterium и Rhizobium
видов.[15]
ДОБЫЧА
Растения Rhynchelytrum repens (Willd.) Э. Хубб. (Poaceae) выращиваются в теплице при
средней температуре + 26С. После 20 дней, побеги растения собраны и подвергнуты
экстракции и фракционирования клеточной стенки углеводов. Побеги Rhynchelytrum
repens делятся на расширение листовые пластинки, оболочки, стебель, и молодые
листья. Такой же порядок установлен и одновременно выступал с колеоптилях
кукурузы, будет использоваться в качестве стандартной.[16, 17] Кукурузы (Zea mays Л)
зерновка, вымачивают в проточной водой в течение 15 часов, села на лотки с
влажными вермикулит, и выдерживают в темноте при температуре 30 градусов
Цельсия в течение двух дней. Верхние две трети колеоптилях собираются и
используются для клеточной стенки экстракции и фракционирования.
Различные части Р. repens растения и кукурузы колеоптилях последовательно
извлекаются в 20 мл 0,5% оксалата аммония (pH 7,0), 0,1 М КО, 1 КО М и 4-М КОХ, при
температуре окружающей среды под N2 атмосфера, при непрерывном
перемешивании. Все экстракты выполняются за один час, за исключением 4-х М КО
фракционирования, которая длится в течение 15 часов. После каждого извлечения
получить быстрее компонентов клеточной стенки являются гранулированные путем
центрифугирования, и отстоянную воду фильтруют через нейлоновой сетки.
Щелочнорастворимых фракций охлажденным до температуры льда и подкислить с
ледяной уксусной кислоты до рН 5.0. Все фракции диализовали широко против
деионизированной воды и лиофилизированные. Каждая фракция проанализированы,
чтобы колориметрический тест-системы для определения уроновые кислоты и общих
сахаров.[18]
ПИЩЕВАРЕНИЕ С ЭНДО-бета-ГЛЮКАНАЗЫ
Клеточные стенки от акцизного колеоптилях и из различных частей растений
Rhynchelytrum repens приостанавливаются в 100 мкл воды и 20 мкл препарат B. subtilis
эндо-бета-глюканазы в 20 мм натрия ацетат, и 20 мм NaCl, pH 5.5. Пробы инкубируют
в течение трех часов при 37 градусов C. продукция, выпущенная с пищеварением
очищенной бета-глюкана, в основном, cellobiosyl-(1перед 3)-бета-d-глюкозы и
cellotriosyl-(1перед 3)-бета-d-глюкозы, но в меньших количествах cellotetraosyl(1перед 3)-бета-d-глюкозы и cellopentaosyl-(1перед 3)-бета-d-глюкозы.
Ферментативные реакции остановил Отопление в течение двух минут в кипящую
водяную баню, с последующим охлаждением до температуры окружающей среды и
центрифугирование на 10 000 g в течение пяти минут.[19]
ХРОМАТОГРАФИЯ
В олигосахариды от переваривания in vitro продукты реакции разделены на карбоPack PA1 анионообменных столбца, в равновесии с 0.5 N NaOH, и используя в качестве
элюента линейный градиент натрия ацетата 0,5 N NaOH, как описано Gibeaut и Carpita
и обнаруженные с пульсирующим амперометрического сенсора-детектора.[20] Для
гель-хроматографии, щелочных экстрактов применяются к 2,5 х 40 см Sepharose 4B
столбца (Sigma, Сент-Луис, Миссури, США) в равновесии с McIlvaine буфер 50 мм
(лимонная кислота-100 мм Na2HPO4), pH 5.5. Фракции (3 мл) собираются и 500 мкл
каждого анализируемый для сахара с использованием фенола и серной кислоты
методом.[19]
Чтобы проверить наличие бета-глюкана в отвар р. repens побеги, водорастворимый
экстракт подвергается осадков с этанолом (в трех томах) при температурах от 5 с в
течение 18 часов. Материал центрифугируют в течение 15 минут в 18000 г; гранулыэто solubilized в 80% этанола и перемешивают и центрифугируют, как упоминалось
ранее. Эта процедура повторяется еще раз. Осадок фракций сосредоточены при
пониженном давлении для полного высыхания, ресуспендировали в
дистиллированной воде, и представлен ферментативного гидролиза,
сопровождаемый высокой производительности с помощью ионообменной
хроматографии с импульсным амперометрический обнаружения анализа.
На основании результатов, полученных с последовательной экстракции из разных
частях растений, гипогликемическое действие изучаются только в сочетании с 4-х М
КО фракций, как эти самые богатые бета-глюкана с содержанием фракций. Все 4 М КО
freeze-dried фракций в пул, solubilized в горячей воде, а потом вводили
внутрибрюшинно в белых крыс с streptozotocin-индуцированным диабетом.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ бета-ГЛЮКАНОВ
Содержание бета-глюканов в ячменя могут быть затронуты генетических и
экологических факторов, но, как правило, приходится на период между 3 и 6%.
Содержание arabinoxylans может быть одинаково высоким в ячменя (3 - 6%). βГлюканов являются ветвящиеся гомополимеров D-Glcp, связанных через β-1перед 3 и
бета-1перед 4 связей. Связь договоренность не полностью неправильные;
последовательных блоков бета-1перед 4 связей, как правило, два или три, но иногда
до 20, разделяются одной β-1перед 3 связей случайно. β-глюканы, извлеченные при
более высокой температуре (65 C или 95°C), как правило, имеют более высокий
коэффициент бета(1→4)/(1→3) связи, чем те, извлеченного при 40 C. соотношение
cellotriose к cellotetraose DP3/я запускал DP4 на ядре и наличие дольше виолончели
олигосахариды (DP > 9) выше, в бета-глюканы, извлеченные при более высоких
температурах.
Мы показали, что частично деградировавших β-глюканов способны формировать
гелеобразной структуры сети. Такие структуры, которые не обнаруживаются в
растворах нетронутыми β-глюканов. Такое поведение объясняется обобщения
цепочки вдоль целлюлозы-обрывки цепей бета-глюканы. При солодоращении,
большинство бета-глюканов получает деградировали. Мы изучили содержание и
состав некрахмальных полисахаридов в коммерческих солод, полученный из резюме.
Харрингтон. Мы определили, что солод, содержащиеся на 0,5%, бета-глюканы, из
которых 0.23% растворим, принимая во внимание, что примерно 0.38% остались не
растворим в воде, но могут быть извлечены с помощью щелочи.[21]
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ бета-ГЛЮКАНОВ
СЕК-Calcofluor Обнаружения
Высокопроизводительный эксклюзионная хроматография системы (HPSEC) была
поставлена определение, основанное на специфическом связывании Calcofluor на
бета-Глюканов для определения количества и молекулярная масса бета-глюканов в
разных зерновых экстракты. Для калибровки HPSEC системы, очищенная β-глюканов
являются фракционированного в узкую молекулярный вес диапазона и средней
молекулярной массы определяется, прежде чем анализ на HPSEC системы. Отклика
детектора похож на β-глюканов из овса и ячменя, и, кажется, быть независимым от
молекулярного веса. Четыре различных методов извлечения бета-Глюканов из разных
зерновые продукты были протестированы: Две щелочные, с горячей водой и
добавила, амилазы, и один с водой и добавил, ксиланазы. Инактивации эндогенных
глюканазы имеет решающее значение для стабильности фрагментов, даже при
извлечении при высокой температуре или рН. Доходность варьируется между
различными методами экстракции, но и средней молекулярной массы и
молекулярно-массовое распределение похожи. Экстракция с натрия гидроксид, как
правило, дают более высокий урожай, а молекулярная масса бета-Глюканов в
экстракты.[22]
IN VIVO ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ STREPTOZOTOCIN МОДЕЛИ
Индукция диабета и животного лечебные процедуры основаны на исследовании
Pepato et al. Самцов крыс линии Вистар массой 180 - 200 г используются для этого
эксперимента. Животные располагаются в отдельных клетках, в помещении с 12/12
час светлый/темный цикла и температуре 22-25°C. Они питаются коммерческих
запасов диета, содержащая (Вт/Вт) 9% волокон, 23% белка, 65% углеводов, а также
содержит достаточное количество витаминов и минеральных веществ. Животные
используются для эксперимента после акклиматизации период, по крайней мере, за
одну неделю до экспериментальных сессиях. Индукция диабета проводится с
помощью инъекций streptozotocin (40 мг/кг массы тела; Sigma) растворяют в
лимоннокислый буфер, рН 4.5, в спинной вен полового члена крыс ранее постился в
течение 14-16 часов. После инъекции животные помещаются в метаболизма клеток
при свободном доступе к воде и тот же тип пищи, которую они получили перед
применением препарата.
В экспериментальных группах non-диабетический контроль крыс, streptozotocinиндуцированной диабетический контроль крыс, streptozotocin-индуцированной
диабетических крыс, получавших пула часть 4 КО М и streptozotocin-индуцированной
диабетических крыс, получавших чистого ячменного бета-глюкана (DGLUC) приобрели
у " Сигма". Уровень глюкозы в плазме крови определяется метод энзиматический
(глюкоз-оксидаза) до и два, четыре, шесть, восемь, и 24 часов после применения
экстрактов. В обеих процедур, 4 КО М и DGLUC животные получали инъекции 100 мг
экстракта на килограмм массы тела и номера-диабетический контроль крыс и
streptozotocin-индуцированной диабетический контроль крыс получил
физиологическим раствором. Все экстракты вводили внутрибрюшинно.
Данные обрабатываются статистически методом дисперсионного анализа (ANOVA) и
значимость оценивается по Тьюки тест, и P значения менее чем на 0,05 считаются
значительными. Данные представлены как средство±SEM для каждой группы
(N=10).[21, 22]
КАК РАБОТАЕТ бета-ГЛЮКАНА РАБОТЫ?
бета-глюкана, принятые в устной форме отличается от других пищевых веществ. Этот
тип glucan кислотостойкой так оно проходит через желудок, практически не
изменились. Макрофаги в слизистой оболочки кишечной стенки забрать бета-глюкан
частиц через рецепторы бета-глюкан. Немедленное включение этих клеток образом,
и они потом смог перенестись в местных лимфатических узлов (Плательщика Patch)
как часть их природный антиген-презентирующими функции, высвобождение
цитокинов и порождают систематические активации иммунной системы. β-глюканов
может снизить уровень холестерина в крови, предотвращая всасывание холестерина
из пищи в желудке и кишечнике, при помощи рта. Когда путем инъекции, бетаглюканов может стимулировать иммунную систему, увеличивая химических веществ,
которые предотвращают инфекции.
ПОГЛОЩЕНИЕ бета-ГЛЮКАНА
Для достижения наилучших результатов, бета-1, 3-D-глюкан следует принимать на
пустой желудок. Энтероцитов, по сообщениям облегчения транспортировки бета-1, 3
глюканов и родственных соединений через кишечной стенки клеток в лимфатических
где они начинают взаимодействовать с макрофагов, чтобы активировать функцию
иммунной системы. Радио-меткой исследования подтвердили, что как малые, так и
большие фрагменты бета-глюканов найдены в сыворотке крови, что указывает на то,
что они всасываются из желудочно-кишечного тракта. М клетки в пределах
Плательщика Патчи физически транспорта нерастворимого целом глюкан частиц в
кишечнике, лимфоидной ткани (GALT).[23]
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
β-глюканов как иммуномодуляторы
β-глюканов являются мощными иммуномодуляторов с эффекты как врожденного и
адаптивного иммунитета. Способность врожденной иммунной системы быстро
распознавать и реагировать на вторжения патогена являются неотъемлемыми для
контроля над инфекцией. Dectin-1, тип II трансмембранного белка рецептора,
который связывает β-1,3-и бета-1,6 глюканы, способных инициировать и регулировать
врожденного иммунного ответа.[24-26] Он признает β-глюканов найти в
бактериальной или грибковой клеточной стенки, с тем преимуществом, что βглюканов отсутствуют в клетках человека. Затем он триггеры эффективного иммунного
ответа, в том числе фагоцитоз и провоспалительных факторов производства, ведущие
к ликвидации инфекционных агентов.[27, 28] Dectin-1 выражается на клетки,
отвечающие за врожденного иммунного ответа и был найден в макрофаги,
нейтрофилы и дендритные клетки.[29] Dectin-1 цитоплазматической хвост содержит
immunoreceptor тирозин активации на базе motif (ИТПМ), что сигналы через тирозинкиназы в сотрудничестве с Toll-подобные рецепторы 2 и 6 (TLR-2/6).[27, 30, 31] Весь
сигнального пути вниз по течению, чтобы dectin-1 активации еще не была полностью
наметили, но несколько сигнальных молекул, как сообщается, в этом участие. Они NFκB (через Syk-посредником пути), сигнализация адаптер белка CARD9, и ядерный
фактор активированных Т-клеток (NFAT).[32-34] Конечном итоге это приведет к
высвобождение цитокинов, включая интерлейкины (IL)-12, ИЛ-6, фактора некроза
опухоли (ФНО)-Альфа -, и ИЛ-10. Некоторые из этих цитокинов может играть важную
роль в терапии рака. С другой стороны, дендритные клетки-конкретные, ICAM-3хватать, Курение на всей территории интегрина гомолог, ЗНАК связанных 1 (SIGNR1),
является еще одной серьезной манноза рецепторов на макрофаги, что сотрудничает с
Dectin-1 в non-опсонической признание бета-глюканов для фагоцитоза.[35] Кроме
того, установлено, что блокирование TLR-4 может подавлять продукцию IL-12 p40 и IL10, вызванных очищенная Ganoderma глюканов (PS-G), что свидетельствует о важной
роли TLR-4 сигнальных в глюкан-индуцированной созревания дендритных клеток.
Такой эффект также управлять с помощью увеличения IĸB киназы, NF-ĸB
деятельности, и MAPK фосфорилирования.[36]
Активация иммунной системы, Индуцированных β-глюканов
β-глюканов может действовать на различных мембранных рецепторов найти на
иммунные клетки. Они могут действовать в одиночку или в сочетании с другими
лигандов. Различных сигнальных путей активизации и их соответствующих
упрощенный вниз по течению сигнальных молекул показаны. Реактор клеткам
относятся моноциты, макрофаги, дендритные клетки, естественных клеток-киллеров
и нейтрофилов. Иммуномодулирующей функции, индуцированных β-глюканов
вовлечь как врожденного и адаптивного иммунного ответа. β-глюканов также
повысить опсонической и не опсонической фагоцитоз и вызвать каскад
высвобождения цитокинов, таких, как фактор некроза опухолей (TNF-a) и различных
типов интерлейкины (ILs).
Другие возможные рецепторов и сигнальных путей, индуцированных β-глюканов
являются менее определенными в данный момент. Например, lentinan, форма гриба
производных β-глюканы, был найден, чтобы привязать к падальщик рецепторов на
поверхности миелоидных клеток, и триггеров фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K),
Akt киназы, и p38 митоген-активированный протеин киназы (MAPK) сигнальных
путей. Однако, никаких конкретных β-глюканов старьевщик рецепторов были
определены до сих пор.[37] Candida albicans производные β-глюканы, но не других
форм патогенных грибковых β-глюканы, можно привязать к LacCer рецепторов и
активировать PI-3К пути в управление миграции нейтрофилов. но у такого пути
активации могут быть вовлечены другие молекулы Candida производных βглюканов.[38]
Кроме того, два других рецепторов известный как старьевщик и lactosylceramide
также связывают β-глюканов и может вызвать различные ответы. β-глюканов может
повысить эндотоксин оформления через старьевщик рецепторов, посредством
уменьшения TNF производства, ведущих к повышению выживаемости у крыс,
перенесших Escherichia coli сепсис.[39-42] β-глюканов привязки к lactosylceramide
рецепторов может повысить миелоидной прародителя распространения и
нейтрофилов окислительного взрыва ответ, что приводит к увеличению числа
лейкоцитов, антимикробной активности. Это также связано с активацию NF-ĸB в
нейтрофилов человека.[43]
β-глюканов действовать по разнообразию, связанных с иммунной рецепторов, в
частности, в Dectin-1 и CR3, и может вызвать широкий спектр иммунных реакций.
Целевые клетки иммунной системы бета-глюканов включают макрофаги,
нейтрофилы, моноциты, NK-клеток, и дендритные клетки. Иммуномодулирующей
функции, индуцированных β-глюканов вовлечь как врожденного и адаптивного
иммунного ответа. β-глюканов также повысить опсонической и не опсонической
фагоцитоз. Ли β-глюканов поляризовать Т-клетки к подмножество определенном
направлении еще предстоит изучить.
Сахарный диабет
Обоих флотах и грибковых β-глюканов снижению концентрации глюкозы в крови
после перорального применения, как показано в опытах на животных и клинических
испытаний. При диабетической крысы, перорально в организм плодовые тела и
кислых полисахаридов, как Tremella mesenterica и Т. aurantia снижение глюкозы в
крови концентрации. β-глюканы, подготовленный горячей воды добыча Agaricus
blazei basidiocarps посмотреть antihyperglycemic, antihypertriglyceridaemic,
antihypercholesterolemic, и antiarteriosclerotic деятельности в диабетических крыс.
Овес β-глюканов были использованы в нескольких клинических испытаниях для
снижения уровня глюкозы. Исследования показывают, что овес бета-глюкана
уменьшает постпрандиальную гликемию. Кроме того, было показано, что овсяные
отруби, мука является более эффективным, чем овсяные отруби хрустящие,
объясняется три раза выше, бета-глюкана контента в овсяных отрубей, муки.
Гипертония
бета-глюкана видели, чтобы уменьшить гипертензии. В генетически
смоделированных крыс со спонтанным гипертензия (ГТК), диеты, содержащей 5%
Шиитаке (Lentinus edodes) или майтаке (Grifola frondosa) вызывает снижение среднего
системного артериального давления. Кроме того, потребление цельного майтаке
basidiocarps и водорастворимый экстракт также привело к снижению артериального
давления в Цукер жирных крыс, в сахарным диабетом крысиной модели.
Гипертриглицеридемия
Диабет, связанный дислипидемии является основным фактором риска развития ССЗ.
В дислипидемии, вызванное как инсулинорезистентность или adipocytokines. В связи
с диабетом, жировой клетки, инсулин-упорный, таким образом, инсулинопосредованного поглощения свободных жирных кислот в скелетных мышц
нарушается. Увеличение циркулирующих свободных жирных кислот потока печени, в
результате чего повышается синтез триглицеридов и сборка очень липопротеинов
низкой плотности (ЛПОНП). Таким образом, характерной дислипидемии у пациентов
с диабетом, гипертриглицеридемия. Гипергликемия и низким инсулина, может
способствовать и ЛПОНП производства (Hobbs 2006). В связи с диабетом,
адипонектин, уменьшается, что увеличивает мышечную-свободные жирные кислоты
и уменьшает поглощение " плазма-свободные жирные кислоты. Этот механизм
является независимым от инсулин-резистентности. Кроме того, липопротеинов
высокой плотности (ЛПВП) может уменьшаться. бета-глюкана было показано, что
снижение уровня холестерина ЛПНП и повысить уровень ЛПВП, возможно, облегчить
дислипидемии и снизить заболеваемость ССЗ.
Овес был впервые выявлен уровень холестерина, снижение эффекта и активный
компонент был идентифицирован как β-глюканов. Овес сократил сыворотке крови
общего холестерина и ХС ЛПНП, по сравнению с контролем. В 20 пациентов-мужчин с
повышенным уровнем холестерина, овсяных отрубей было видно лучше, чем
пшеничные отруби в понижает уровень холестерина. Ячмень также было отмечено,
что аналогичный эффект (Davy et al.).[44]
Рак
β-глюканы, как lentinan (производный от Шиитаке) и полисахариды-K, были
использованы в качестве immunoadjuvant терапия рака с 1980 года, в основном в
Японии. Есть большая коллекция исследования, которые показывают, что β-глюканов
обладают противоопухолевой и противораковых мероприятий. В мышиной модели
исследования, бета-1,3 глюкан в сочетании с интерфероном гамма подавлял опухолей
и метастазов печени. [22] В некоторых исследованиях, бета-1,3 глюканов
расширенные эффекты химиотерапии. В онкологическом эксперимент, с помощью
мыши модель, администрация циклофосфамид в сочетании с бета-1,3 глюканы,
полученная из дрожжей, привело к снижению смертности.[23] В человеческом
пациентов с продвинутой желудка и колоректального рака, администрация бета-1,3
глюканы, полученных из шиитаке в сочетании с химиотерапией в результате
продолжительного времени выживания.
Доклинические исследования показали, что растворимые дрожжи бета-глюкана
продукта, Imprime ПГУ, когда используются в сочетании с monoclonal антитела или
вакцины против рака, предлагает значительные улучшения в долгосрочное
выживание против моноклональных антител в одиночку. Это благо, однако, не
является результатом Betafectin повышение убийство конкретных действий антитела.
Противоопухолевой активности обусловлено уникальным убийство механизм,
который включает нейтрофилов, готовые с Betafectin и, как правило, не участвует в
борьбе с раком. Недавние исследования, проведенные Hong et al., показано, что этот
механизм действия, эффективен против широкого спектра онкологических
заболеваний при использовании в сочетании со специфическими моноклональными
антителами, которые активируют либо что-либо дополнить, чтобы быть привязан к
опухоли.[45]
Международный исследовательский успешно продемонстрировали, что устная
форма дрожжей β-1,3-D-глюкан, имеет аналогичные защитные эффекты, как вводят
версии, в том числе защиты от инфекционных заболеваний и рака.[46-49] Поздно,
устное глюкан был найден значительно увеличить активации пролиферации и
моноцитов в периферической крови больных с раком молочной железы. Технология
имеет широкое применение в терапии рака. Каждая форма раковой опухоли ячейка
имеет специфических антигенов на поверхности клеток, некоторые из которых
являются общими для других типов рака. (напр., Муцина 1 присутствует на около 70%
всех типах раковых клеток). Различных видов иммунотерапии ориентированы на
различные антигены, за связывание с моноклональными антителами к опухолевым
клеткам. Это привело к разработке сотен моноклональные антитела, многие
предназначенные для различных специфического антигена на раковые клетки. В
рамках научных исследований, Betafectin повысила эффективность дополняют
активации моноклональных антител проверены, в том числе молочной железы,
печени, легких и рака легких (данные компании). Величина успеха зависит от
специфических моноклональных антител и используется тип рака.
Профилактика Инфекции
Были проведены многочисленные исследования и клинические испытания,
проводимые с растворимые дрожжи β-глюканов и весь глюканов частиц. Эти
исследования варьировались от воздействия бета-глюканов на пост-хирургической
внутрибольничных инфекций роль дрожжей β-глюканов в лечении Сибирской язвы
инфекции. Послеоперационные инфекции являются серьезным вызовом следующие
основные операции, с оценками 25-27% - инфекции после операции. Альфа-Бета
Технологий провели серию клинических испытаний в 1990-е годы, чтобы оценить
влияние бета-глюкана на контроле терапии инфекций высокого риска хирургических
больных. В испытательным 34 пациенты были случайным образом (двойное слепое,
плацебо-контролируемое) назначается лечение или группы плацебо. У пациентов,
получавших ПГУ-глюкан, было значительно меньше инфекционных осложнений по
сравнению с группой плацебо (1.4 инфекций в инфицированного пациента, для ПГУглюкан-группа против 3.4-инфекции на инфицированного пациента, для группы
плацебо). Дополнительные данные клинических исследований показали, что там
было снижено использование внутривенных антибиотиков и сократить сроки
пребывания в отделении интенсивной терапии (ICU) для пациентов, получающих ПГУглюкан против пациентов, получавших плацебо.
Там были исследования, с людей и животных моделей, которые в дальнейшем
поддерживать эффективность бета-глюкана в борьбе с различными инфекционными
заболеваниями. Одно человеческое исследование показало, что употребление
оральных целом глюкан частиц повышает способность иммунной клетки потребляют
бактериальная нагрузка (фагоцитоз). Общее количество фагоцитарных клеток и
эффективности фагоцитоза в здоровое человеческое исследование участников
возросло, когда коммерческие частиц дрожжей бета-глюкана было потреблено в
которой указаны возможные для дрожжей бета-глюкана, чтобы увеличить скорость
реакции иммунной системы, инфекционных проблем. Исследование показало, что
пероральный потребление цельного глюкан частиц, представленных на то, что это
была хорошая enhancer естественного иммунитета.[49, 50]
Антимикробное Действие
бета-Глюкана из овса, продемонстрировало противомикробное действие в
отношении E. coli и B. subtilis. По сравнению катионных и родной β-глюканы,
последнее было видно, подавляют рост бактерий примерно на 35%, в то время как
катионных одно, как представляется, причиной 80% случаев в обеих
микроорганизмов, указывая, что бета-глюкана аминирования способствует
противомикробным действием. В этом же исследовании, катионных бета-глюкана,
как представляется, быть более эффективными в борьбе с E. coli (Грамотрицательных), чем B. subtilis (Грам-положительных), что можно объяснить
взаимодействием polycations с отрицательно заряженной поверхности
бактериальных, изменение проницаемости мембраны, и, тем самым, препятствуя
росту.[51]
Облучение
бета-глюкана-известный модификатор биологического ответа (BRM), изолированных
от дрожжей полисахаридов клеточной стенки и состоит исключительно из глюкозы '
(1,3), связанных вместе в линейных цепях с переменной частотой бета (1,6), связанная
боковых цепей. Конкретного кроветворную деятельность была впервые
продемонстрирована с бета-глюкана в середине 1980-х годов, аналогичным
способом, как гранулоцитарный моноцитарно-макрофагального
колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). По антиинфекционной активности бетаглюкан в сочетании с его кроветворения стимулирующее мероприятие вылилось в
увеличение выживаемости мышей, получив смертельную дозу 900-1200 сГр
излучения. In vitro исследования показали, что бета-глюкана могли бы повысить
гранулоцитов и макрофагальномегакариоцитарных колониеобразования
гемопоэтических прогениторных клеток в сочетании с ГМ-КСФ и интерлейкин-3 (IL-3),
соответственно.
Септический Шок
бета-глюкана снижает септический шок в механизмах иммунной развитие
способности. В более ранних исследованиях по Onderdonk et al. исследована
способность дрожжей бета-глюкана, чтобы уменьшить септических инфекций с
помощью in vivo модели. Onderdonk et al. обнаружили, что у мышей с оспаривали E.
coli или S. aureus бактерии защищены от септических инфекций, когда они вводятся с
ПГУ-глюкан четыре-шесть часов до того, как инфекция. Дополнительные
исследования в очередной раз подтверждает, что дрожжи бета-глюкана снижает
септический шок, убивая бактерии, присутствующие в крови.[50] Исследования
Kernodle et al. показал, что профилактическая дозировка дрожжей бета-глюкана, до
инфицирования S. aureus, предотвратить сепсис в морскую свинку модели. Научные
исследования по использованию дрожжей бета-глюкана иммуномодуляторов как
средство лечения и профилактики бактериального сепсиса хорошо документирован.
Последние отчеты глюканового и сепсис, выявили еще один возможный механизм глюкан защищает от окислительного орган травмы.[52]
Chemoprotective Эффекты
В последнее время, несколько in vitro исследования показали, что β-глюканов
различного происхождения эффективное защитное действие по отношению к
различным мутагенных агентов. Ячмень бета-глюкана, было установлено, что
защитный эффект против повреждений, вызванных метил метансульфонат (MMS), в
СНО-К1 клеточной линии (недостаточная метаболизма лекарственных препаратов).
Влияние индукторов MMS и 2-aminoanthracene (2AA) в HTC клеточной линии
(proficient метаболизма лекарственных препаратов), используя различные протоколы
лечения (до начала лечения, одновременно, одновременно с предварительной
инкубации и после лечения), показали, что одновременное протокола с
преинкубации при условии, наибольшее сокращение повреждения ДНК, можно
предположить, что бета-глюкана, могут вступать в реакцию с мутагенными
факторами, препятствующими их взаимодействия с ДНК.[53] Защитный эффект против
2AA и MMS, в более низких концентрациях, можно было видеть в СНО-К1, в
присутствии или отсутствии ингибитором ДНК-полимеразы (Ara-C).[54]
Хирургия
Были проведены многочисленные исследования и клинические испытания,
проводимые с растворимые дрожжи бета-глюкана частиц и весь глюкан частиц.
Иммуномодуляторы, которые улучшают функцию макрофагов, как было показано,
чтобы быть полезной в организме человека, а также в животных моделях. Одно из
таких исследований, которые смотрели на это соотношение осмотрел рану прочность
и биосинтез коллагена, и положительных эффектов не наблюдалось.
Заживление РАН
Активность макрофагов, как известно, играют ключевую роль в процессе заживления
РАН от операции или травмы. В обоих животных и человека, исследования, терапия с
бета-глюкана позволило улучшить, такие как уменьшение числа инфекций, снижение
смертности, и все сильнее прочность соединительной ткани.
Аллергический Ринит
Этой болезни, вызванной IgE-опосредованных аллергических воспаление слизистой
оболочки носа. Перорально дрожжей глюкан снижает уровни IL-4 и IL-5 цитокинов
ответственность за клинические проявления этого заболевания, в то время как она
повышает уровень ИЛ-12. Основываясь на этих исследованиях, глюкан, могут играть
роль в качестве дополнения к стандартной терапии у больных с аллергическими
заболеваниями.
Артрит
С помощью ЭПР и ЯМР спектроскопия, дрожжи-производные глюкан обнаружено, что
причиной снижения окислительного повреждения тканей в ходе выполнения артрита,
болезней, предложив роль в лечении артрита.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
Известно, что круп, грибов, дрожжей и облегчения моторики кишечника и могут быть
использованы в улучшении кишечных проблем, в частности, запор. Номера
удобоваримый β-глюканы, образуя замечательная часть этих материалов, также
способны модулировать иммунитет слизистой оболочки желудочно-кишечного
тракта. В Центральной нервной системе, бета-глюканов активации клеток микроглии.
Эти клетки действовать в качестве поглотителей клетки мозга от мусора и играть
позитивную роль в болезни Альцгеймера, СПИД, ишемии травм, рассеянный
склероз.[55, 56]
Влияние отдельных зерновых культур (ячмень, овес) и съедобных грибов на снижение
уровня холестерина в сыворотке крови и печени, липопротеинов очень низкой
плотности, привести к понижению атеросклероза и сердечно-сосудистых
заболеваний опасности, которые также при посредничестве β-глюканов.[57] Известно,
что круп, грибов, дрожжей и облегчения моторики кишечника и могут быть
использованы в мелиорации кишечных проблем, в частности, обстипация.[58, 59]
Номера удобоваримый β-глюканы, образуя замечательная часть этих материалов,
также способны модулировать иммунитет слизистой оболочки желудочно-кишечного
тракта.[60]
Исследования показали, что β-глюканов найти в пекарских дрожжей и некоторые
грибы обладают антиканцерогенными свойствами. В Японии, бета-глюканы, как
Lentinan и Полисахарид-K, изолированный от определенных лекарственных грибов
применяются уже более 20 лет в инъекционными формами и одобрены для
использования в качестве дополнения к химиотерапии. Есть испытания III фазы в
США, используя β-глюканов с другими противоопухолевыми препаратами. В это
время, не β-глюканов были одобрены FDA для использования в комплексной терапии
заболевания. Другим b-глюканы, таких как β-D-глюкан, могут играть важную роль в
диагностике токсичных микозы, вызванные грибками, которые содержат соединения,
такие как : Кандида и Aspergillus видов. бета-глюкана поощряется также в качестве
пищевой добавки для снижения веса, эти жалобы не подтверждается
исследованиями, хотя β-глюканов может оказать некоторое влияние на эффективное
гликемический индекс и реакции на инсулин.
β-D-глюкан Роль в Диагностике
β-D-глюкан (известный как (1перед 3) + -D-глюкан, а также неправильно называют 1,
3-бета-D-глюкана или даже просто глюкан) является составной частью клеточной
стенки некоторых медицинской важных грибов, лекарственных грибов), особенно
Aspergillus и Agaricus видов. Анализ для обнаружения присутствия (1перед 3) + -Dглюкан в крови был подготовлен Fungitell и позиционируется как средство
диагностики инвазивных грибковых инфекций у пациентов. Одним из недостатков
метода является наличие грибковых загрязнителей в амоксициллин-клавуланат,
которая может привести к ложноположительным результатам в те пациенты,
получающие эти антибиотики.
Проблемы БЕЗОПАСНОСТИ С β-ГЛЮКАНОВ?
β-глюканов может быть безопасными для большинства взрослых, когда принимается
через рот или когда раствор для инъекций используется в течение короткого периода
времени. Инъекции микрочастиц, которые не являются безопасными. Не достаточно
информации, чтобы знать, является ли β-глюканов безопасна при нанесении на кожу.
Потенциальные побочные эффекты бета-глюканы, когда принимается через рот, не
известно. При использовании инъекций, бета-глюканов может вызвать озноб,
лихорадка, боль в месте инъекции, головная боль, боль в спине и боль в суставах,
тошнота, рвота, понос, головокружение, повышенное или пониженное кровяное
давление, приливы, сыпь, снижение числа белых клеток крови, мочи и увеличение.
Людей, больных СПИДом, которые принимают бета-глюканов разработали утолщение
кожи рук и ног.[55, 56]
ЛЕКАРСТВЕННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
β-Глюканов имеют лекарственное взаимодействие с диклофенак [Cataflam(R),
Вольтарен(R)]; etodolac [умеренные количества кетоновых тел(R)]; fenoprofen
[Nalfon(R)]; флурбипрофен [Ansaid(R)]; ибупрофена [Motrin(R)]; индометацин
[Indochron E-R(R), Indocin(R)]; Кетопрофен [Orudis(R), Oruvail(R)]; кеторолака
[Toradol(R)]; meclofenamate [Meclomen(R)]; Nabumetone [Relafen(R)]; напроксен
[Anaprox(R), Naprelan(R), Naprosyn(R)]; oxaprozin [Daypro(R)]; пироксикам[Feldene(R)];
сулиндак [Clinoril(R)]; tolmetin [Tolectin(R)]; и Аспирин [Disprin(R), Бафферин (R)].
ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ
β-глюканов имеют побочных эффектов, таких как проблемы с дыханием или
стеснение в горле или груди, боль в груди, кожи, крапивница, сыпь или зуд или
опухание кожи.[61]
ВЫВОДЫ
β-глюканов являются сахаров, которые находятся в клеточные стенки бактерий,
грибков, дрожжей, водорослей, лишайников и растений, такие как овес и ячмень.
Они иногда используются в качестве лекарства. β-глюканов используются для того,
высокий уровень холестерина, диабет, рак и ВИЧ/СПИД. β-глюканов используются
также для укрепления иммунной системы у людей, чьи тела Оборона была ослаблена
такие условия, синдром хронической усталости, или физического и эмоционального
напряжения; или процедуры, такие как лучевая или химиотерапия. β-глюканов также
используются для простуды (насморк), грипп (грипп), H1N1 (свиного гриппа),
аллергии, гепатита, болезни Лайма, астма, инфекции уха, старение, язвенный колит и
болезнь крона, фибромиалгия, ревматоидный артрит и рассеянный склероз. Иногда
медики дают β-глюканов на IV (внутривенно) или путем инъекции в мышцу, для
лечения рака, а также для укрепления иммунной системы у людей с ВИЧ/СПИД и
связанные с ними условия. β-глюканов также дается IV, чтобы предотвратить
заражение людей, после операции. Иногда медики дают бета-глюканов через
выстрел под кожу (подкожно) для лечения и уменьшения размера опухоли кожи в
результате рака, который распространился. В обрабатывающей промышленности,
бета-глюканов используются в качестве пищевых добавок в продукты, такие как
салатов, замороженных десертов, сметана, сыр и спреды. Существует несколько бетаглюкана дополнение к продуктам, которые утверждают, что β-глюканов принимается
через рот может быть поглощенным только если продукт подготовлен специальный
запатентованный процесс, который ‘micronizes’ бета-глюкана частицы размером в
один микрон и менее. Однако нет никаких достоверных доказательств в поддержку
такого утверждения.
Примечания
Источником Поддержки: Nil
Конфликт Интересов: Nil.
ССЫЛКИ
1. Естественным эталоном Нижней Строке Монографии,
Авторское право 2009Last доступ на 2011 фев 25 с:
http://www.naturalstandard.com.
2. Buckeridge MS,Районных C,Урбанович B,Tiné MAS,Carpita
NC. Смешанные связи (1,3-1,4) ' -D-глюкан из
grassesinternational архивного журналаГод: 20038111527
3. Андерсон JW,Akanji АО. Шпиллер GATreatment диабета с
высоким содержанием клетчатки dietHandbook Пищевых
Волокон в Питании ЧеловекаГод: 1993Ist edUSA Boca Raton,
FLCRC Press2257
4. Андерсон JW,История L,Sieling B,Чэнь WJ,Петр MS,История J.
Hypocholesterolemic эффект овсяных отрубей или фасоли
доза для повышенным уровнем холестерина, Менам-J Clin
NutrГод: 1984401146556095635
5. Андерсон JW,Густафсон Нью-Джерси. Hypocholesterolemic
эффекты овса и бобов productsAm J Clin NutrГод:
198848749532843029
6. Дженкинс DJ,Wolever ТМ,РАО AV,Hegele РА,Митчелл
SJ,Выкуп TP,et al. Влияние на уровень липидов в крови
очень высокий уровень потребления клетчатки диеты с
низким содержанием насыщенных жиров и cholesterolN
Eng J MedГод: 1993329216
7. Würsch P,Pi-Sunyer FX. В ролях вязких растворимые волокна
в метаболического контроля диабета:обзорный, с особым
акцентом на злаки, богатые бета-glucanDiabetes УходГод:
1997201774809353622
8. Ньюмен РК,Льюис SE,Ньюмен CW,Boik RJ,Ramage РТ.
Hypocholesterolemic эффект ячмень продукты здорового
menNutr Рэп IntГод: 19893974954
9. Калон TS,чау-FI,Костяшки БЫТЬ,Chiu ММ. снижения
Холестерина в Хомяков, бета-глюкан-обогащенного ячменя
фракции, dehulled целом ячменные, рисовые отруби,
овсяные отруби и их combinationsinternational архивного
журналаГод: 19937043542
10. Дэвидсон MH,Дуган LD,Ожоги д.х., Бова J,История
K,Drennan КБ. В hypocholesterolemic эффекты бета-глюкана
в овсяной крупы и овсяных отрубей: доза контролируемого
studyJAMAГод: 19912661079801865536
11. Ranhotra GS,Gelroth JA,лайнен SD,Bhatty RS. Ответной дозы,
растворимые волокна в ячменя в снижении уровня
липидов в крови в hamsterPlant Продукты Гул NutrГод:
1998523293610426120
12. Мантовани W. Composição e similaridade florística, fenologia
e espectro biológico сделать cerrado да reserva biológica деMoji Guaçu, " Эстадо де Сан Paulo.Master диссертацииГод:
1983BrazilCampinas, SP, Unicamp235
13. Pivello VR,Шида CN,Meirelles S. Чужеродных трав в
Бразилии savannasBiodiversity и СохраненияГод:
19998128194
14. Соуза,Де Паула переменного тока,Figueiredo-Рибейро RC.
Влияние освещенности на неструктурных углеводов, роста
и гипогликемической активности Rhynchelytrum repens
(Willd.) Э. Хубб. (Poaceae)БрАЗ J BiolГод:
20046469770615620010
15. Breedveld МВт,Миллер КДЖ. Циклические в-глюканов
членов семьи rhizobiaceaeMicrobiol ред.Год:
1994145618078434
16. Carpita NC. Фракционирование из полуцеллюлозы из
кукурузы клеточных стенок с увеличением концентрации
alkaliPhytochemistryГод: 198423108993
17. Де Паула переменного тока,Соуза RV,Figueiredo-Рибейро
RC,Buckeridge г-ЖА Гипогликемической активности
полисахаридов фракций, содержащие в-глюканов из
экстрактов Rhynchelytrum repens (Willd.) Э. Хубб.,
PoaceaeBraz J Med Биол ResГод: 2005388859315933782
18. Filisetti-Cozzi ТМ,Carpita NC. Измерение уроновых кислот,
без вмешательства со стороны нейтральных sugarsAnal
BiochemГод: 1991197157621952059
19. Дюбуа М,Жиль,Гамильтон JK,Rebers ПА,F. Smith
Колориметрический метод определения сахаров и
связанных substancesAnal ChemГод: 19562835055
20. Gibeaut DM,Carpita NC. Синтез(1→3), (1→4)-2 - D-глюкан в
аппарат Гольджи кукурузы coleoptilesProc Natl Acad Sci U S
AГод: 199390385048483902
21. Marta S,Izydorczyk,Александр W. Макгрегор, Определение
Биохимических и Функциональных Свойств бета-Глюканов
и Arabinoxylans в Ячменя и Солода, которые Вызывают
Проблемы в Процессе Обработки Солодовенной и
Пивоваренной. ARDI Проекта: #98-187 (Манитоба сельского
хозяйства, продовольствия и сельского инициативы)
22. Лена Rimsten Туве Стенберг,Роджер Андерсон,Annica
Андерсон,В Åman. Определение бета-Глюканов
Молекулярный Вес СЕК с Использованием Calcofluor
Обнаружения Зерновых ExtractsCereal ChemГод:
20038048590
23. Томпсон IM,Спенс CR,Lamm DL,DiLuzio NR.
Immunochemotherapy карцинома мочевого пузыря с
глюканового и cyclophosphamideAm J Med SciГод:
19872942943003425579
24. Солнце Л,Ю Чжао биологической роли dectin-1 в иммунной
responseInt Rev ImmunolГод: 2007263496418027205
25. Браун GD,Herre J,Уильямс DL,Willment JA,КАК
Маршалл,Гордон S. Dectin-1 является посредником
биологические эффекты бета-glucansJ Exp MedГод:
200319711192412719478
26. Herre J,gordon'S,Коричневый GD. Dectin-1 и его роль в
признании бета-глюканов на macrophagesMol ImmunolГод:
2004408697614698225
27. Schorey JS,Lawrence C. распознавание образов рецепторов
Dectin-1: Из грибов mycobacteriaCurr лекарственных
препаратовГод: 200891232918288963
28. Браун GD. Dectin-1:сигнализации, Курение на всей
территории TLR распознавания receptorNat Rev ImmunolГод:
20066334316341139
29. Тейлор PR,Коричневый GD,Рид DM,Willment JA,МартинесPomares L,gordon'S,et al. Бета-глюкан рецепторов, dectin-1, в
частности проявляется на поверхности клеток
моноцитарно/макрофагов и нейтрофилов lineagesJ
ImmunolГод: 200216938768212244185
30. Gantner МЛРД,Симмонс RM,Canavera SJ,Акира S,Андерхилл
DM. Совместная индукция воспалительных реакций на
dectin-1 и Толл-подобный рецептор 2J Exp MedГод:
200319711071712719479
31. Herre J,КАК Маршалл,Caron E,Эдвардс Н.Э., Уильямс
DL,Schweighoffer E,et al. Dectin-1 использует новаторские
механизмы для дрожжей фагоцитоз в
macrophagesBloodГод: 200410440384515304394
32. Гудридж HS,Симмонс RM,Андерхилл DM. Dectin-1
стимуляции дрожжей Candida albicans или zymosan
триггеры NFAT активации макрофагов и дендритных cellsJ
ImmunolГод: 200717831071517312158
33. Валовой O,Gewies,Палец K,Шафер М,Sparwasser T,Пешеля C
et al. Card9 управления не TLR сигнального пути для
врожденное анти-грибковых immunityNatureГод:
2006442651616862125
34. Роджерс NC,Слабину ЕС,Эдвардс AD,Нольте МА,Шульц
O,Schweighoffer E,et al. Syk-цитокин-зависимые индукции
Dectin-1 показывает, Роман распознавания образов путь
для типа C lectinsImmunityГод: 2005225071715845454
35. Тейлор PR,Коричневый GD,Herre J,Уильямс DL,Willment
JA,Гордон S. роль SIGNR1 и бета-глюкан рецепторов (dectin1) в nonopsonic признание дрожжей конкретных
macrophagesJ ImmunolГод: 200417211576214707091
36. Лин YL,Лян YC,ли SS,Чианг BL. Очищенный полисахарид из
Ganoderma lucidum индуцированных активации и
созревание человека моноцитарные дендритных клеток
NF-kappaB и p38 митоген-активированный протеин киназы
pathwaysJ Leukoc биолГод: 2005785334315894585
37. Рис PJ,Келли JL,Коган Г,Ensley ОН,Kalbfleisch JH,Браудер IW,et
al. Человека моноци-старьевщик рецепторы находятся
рецепторы для распознавания образов (в 1 - >3)-бета-DglucansJ Leukoc биолГод: 200272140612101273
38. Сато T,Iwabuchi K,Нагаока я,адачи Y,оно N,Тамура H,et al.
Индукция человека хемотаксис нейтрофилов Candida
albicans-производные бета-1,6-долго гликозид боковой
цепи разветвленными β-glucanJ Leukoc биолГод:
2006802041116670126
39. Душкин М.И., Сафина AF,Верещагин Е.И., Шварц YS.
Carboxymethylated бета-1,3-глюкан ингибирует связывание
и деградации ацетилированного липопротеинов низкой
плотности в макрофагах, так и in vitro и модулирует их
плазменный клиренс in vivoСотовый Biochem FunctГод:
199614209178888575
40. Циммерман JW,Lindermuth J,Рыбы ПА,дворец GP,Стивенсон
TT,DeMong ДЕ. Роман углеводов-glycosphingolipid
взаимодействия между бета-(1-3)-глюкан
иммуномодулятор, ПГУ-глюкан, и lactosylceramide человека
leukocytesJ Biol ChemГод: 199827322014209705343
41. Iwabuchi K,Нагаока I. Lactosylceramide-обогащенного
glycosphingolipid сигнализации домена является
посредником супероксид поколения от человека
neutrophilsBloodГод: 200210014546412149231
42. Верещагин Е.И., Ван Lambalgen А.А., Душкин М.И., Шварц
Ю.С., поляков Л,хемскерк A,et al. Растворим глюкан
защищает от эндотоксинов в шок крыса: роль мусорщика
receptorShockГод: 1998919389525326
43. Wakshull E,Brunke-Риз D,Lindermuth J,Fisette L,Nathans
RS,Кроули JJ,et al. ПГУ-глюкан, а водорастворимый бета(1,3)-глюкан, усиливает окислительные взрыв ответ,
микробицидности деятельности, а также активация NFкаппа-как фактор человеческой PMN: Доказательства
glycosphingolipid бета-(1,3)-глюкан
receptorImmunopharmacologyГод: 1999418910710102791
44. Чэнь J,Рэймонд к. β-глюканов в лечении сахарного диабета
и сопутствующих сердечно-сосудистых risksVasc Риска для
Здоровья ManagГод: 2008412657219337540
45. Hong F,Ян J,баран JT,Allendorf DJ,Хансен RD,Острофф ГР., et
al. Механизм, с помощью которого перорально (бета-1,3глюканов повышения tumoricidal противоопухолевой
активности мышиных моноклональных антител в опухоли
модель sj ImmunolГод: 195017379780615240666
46. Hong F,Хансен RD,Ян J,Allendorf DJ,баран JT,Острофф ГР., et
al. бета-глюкана функций в качестве вспомогательного
средства для моноклональных антител иммунотерапии
путем привлечения tumoricidal гранулоцитов, как убийца
cellsCancer ResГод: 20036390233114695221
47. Торнтон ВР,Vĕtvicka V,Pitman М,Goldman RC,Росс GD. Анализ
сахара специфичность и молекулярной расположение бетаглюкана-привязка лектин сайта комплемента рецепторами
типа 3 (CD11b/CD18)J ImmunolГод: 19961561235468558003
48. Gelderman КА,Томлинсон S,Росс GD,Gorter а Дополняют
функции в МАБ-опосредованной рака
immunotherapy.Trends в иммунологии EnglandTrends
ImmunolГод: 2004251586415036044
49. Vetvicka V,Terayama K,Mandeville R,бруссау P,Kournikakis
B,Острофф г. Экспериментального Исследования: Устно,
административные функции которых выполняет Дрожжей
β-1,3-глюкан Профилактически Защищает От Инфекции
Сибирской Язвы и Рака в MiceJ Am Nutr AssocГод: 2002559
50. Onderdonk AB,Cisneros RL,Hinkson P,Острофф г.
антиинфекционных эффект поли-бета-1-6-glucotriosyl-бета1-3-глюкопиранозы глюкан in vivo: Инфекции и
immunityInfect ImmunГод: 199260164271548086
51. Shin MS,lee'S,KY Lee Lee HG. Структурные и биологической
характеристики aminated-derivatized овса β-glucanJ Agric
Food ChemГод: 2005535554815998113
52. Kernodle DS,Ворота H,Кайзер AB. Профилактическое
антибактериальное активность поли-[1-6]-бета-Dглюкопиранозил-[1-3]-бета-D-glucopryanose глюкан в
морскую свинку модель стафилококковой раневой
инфекции: Антимикробные агенты и
chemotherapyAntimicrob Агентов ChemotherГод:
19984254599517930
53. Оливейра RJ Рибейро LR,Сильва AF,Matuo R,Мантовани гЖА Оценки антимутагенная активность и механизмы
действия бета-глюкана из ячменя, в СНО-К1 и HTC
клеточных линий с помощью мыши testToxicol In VitroГод:
20062012253316716562
54. Анджели JP Рибейро LR,Гонзага МЛ,Соарес SA,Рикардо
MP,Tsuboy MS,et al. Защитные эффекты бета-глюкана,
извлеченные из Agaricus brasiliensis против химически
индуцированных повреждений ДНК в человеческих
lymphocytesCell биол ToxicolГод: 2006222859116802105
55. Der Marderosian Aβ-glucansThe Обзор Натуральных
ПродуктовГод: 2000St Louis, MO USAFacts и Сравнения
Inc305
56. Такахаси H,оно N Адати Y,Yadomae т ассоциации
иммунологических нарушений в смертельных побочных
эффектов НПВП на бета-глюкана, административные
функции которых выполняет miceFEMS Immunol Med
МикробиологияГод: 20013111411476975
57. Кео GF,Купер ГДж,Mulvey ТБ,Макардль BH,Coles GD,Монро
JA,et al. Рандомизированном контролируемом
перекрестном исследовании влияния высоко бета-глюканаобогащенного ячменя на факторы риска сердечнососудистых заболеваний в умеренно повышенным уровнем
холестерина, Менам-J Clin NutrГод: 200378711814522728
58. Dongowski G,Хут М,Гебхардт E,Flamme W. Пищевых волокон,
богатых ячмень продукты благотворно влияет на состояние
желудочно-кишечного тракта из ratsJ NutrГод:
200213237041412468611
59. Battilana P,Орнштейна K,Minehira K,Шварц JM,Ачесон
K,Schneiter P,et al. Механизмы действия бета-глюкана в
постпрандиальной глюкозы в здоровом menEur J Clin
NutrГод: 2001553273311378805
60. Tsukada C,Yokoyama Ч,Miyaji C,исимото Y,Кавамура Ч,Або т.
Immunopotentiation интраэпителиальных лимфоцитов в
кишечнике путем устного администраций бета-glucanCell
ImmunolГод: 20032211512742376
61. Йошиока S,Ohno N Миура T,адачи Y,Yadomae т.
Иммунотоксичность растворимых β-глюканы,
индуцированных индометацин treatmentFEMS Immunol
Med МикробиологияГод: 19982117199718206
Цифры
Рис. 1
Бета-глюкан связей
[Рисунок ID: F1]
Рис. 2
[Рисунок ID: F2]
Минимальное потребление энергии, максимальная
симметрия конформации нейтрального циклических b-(1,
2)-глюкан (DP = 18.). Пунктирные линии показывают,
водородные связи
Рис. 3
[Рисунок ID: F3]
Предлагаемая структура для незамещенных циклических b
-(1,6)-бета-(1, 3)-глюкан б japonicum, содержащий 13
остатков глюкозы
Таблицы
[TableWrap ID: T1] Таблица 1
Свойства ассоциированных с мембраной glucosyltransferases из Rhizobiaceae,
связанных с циклической, 3-глюкан биосинтез
Preparation, characterization, and biological properties of β-glucans.
INTRODUCTION
β-Glucans are carbohydrates (sugars) that are found in the cell walls of bacteria, fungi, yeasts,
algae, lichens, and plants such as oats and barley. They are taken as herbal medicines, to prevent
and treat cancer, lower cholesterol, human immunodeficiency virus (HIV), and diabetes, and to
increase the immune system function. Other names for β-Glucans include: Beta Glycans, beta-1, 3glucan, and beta-1, 3/1, 6-glycan. β-glucan is a soluble fiber derived from the cell walls of algae,
bacteria, fungi, yeast, and plants. β-glucan found in yeast and mushrooms contains 1, 3-glucan
linkages and occasionally 1, 6 linkages, whereas, the β-glucans from grains (i.e., oats and barley)
contains 1, 3 and 1, 4 linkages (1; 2). The yeast-derived beta-1, 3/1, 6 glucan purportedly has
greater biological activity than the 1,3/1, 4 counterparts. Different β-glucan linkages are shown
Figure 1.[1]
Carbohydrates are extensively used as food for humans and animals. They are very important as
sources of raw materials for alcoholic beverages, as food additives, and also in the pharmaceutical
industry. Plant carbohydrates present in the food consumed by humans and animals contain soluble
or insoluble fiber-like polymers.[2] There are two types of dietary fibers: Insoluble and soluble,
which can be distinguished by their solubility in aqueous solutions. Although the insoluble fibers
(cellulose, lignin, and some hemicelluloses) are insoluble in water, the soluble ones (hemicelluloses
and pectin) form viscous solutions in water. Soluble fibers can form an unstirred water layer in the
gut, which decreases absorption of sugars and lipids. Thus, to some extent, soluble fibers can be
used to prevent the postprandial increase of glucose, being therefore useful for the treatment of
diabetes at certain levels.[3]
β-Glucans are plant hemicelluloses polysaccharides (soluble fibers) that are recognized as
hypocholesterolemic compounds.[4, 5] It has been demonstrated in humans that hyperlipidemic
individuals may have a decrease of up to 7.5% in serum cholesterol.[6] β-Glucans, as well as
several other viscous plant polysaccharides (e.g., guar, locust bean, and pectin), display
physiological effects that are typically attributed to a decrease in postprandial glucose levels in the
serum. This effect has been related to the property of this polymer to form an unstirred water layer,
which by resisting the convective effects of intestinal contractions, decreases sugar absorption by
the small intestine.[7] This effect has also been associated with foods such as oats, barley, beans,
and gums, which is known to accumulate relatively large amounts of β-glucans.[8–11]
Many tropical grass species, especially those from Africa, such as Rhynchelytrum repens (Willd.)
C.E. Hubb. (Poaceae), have been considered invaders of the American natural reserves[12] because
of their capacity to replace the native species.[13] The plant is used popularly as a phytotherapeutic
remedy for the treatment of diabetes in Brazil, and in a recent report the precipitate of the aqueous
extract of R. repens has been shown to significantly reduce plasma glucose levels when
administered to diabetic rats.[14] As high molecular weight polymers are expected to predominate
in alcohol precipitate fractions, polymers such as β-glucan are thought to be probable candidates to
display biological activity.
STRUCTURE AND RING SIZE DISTRIBUTION OF THE CYCLIC β-GLUCANS
The (1, 2)-linked D-glucosyl backbone structure of the cyclic, B-(1, 2)-glucans of the Rhizobium
and Agrobacterium species was first revealed by methylation analysis, which yielded 3, 4, 6-tri - Omethyl-D-glucose as the only methylated product. The products of periodate oxidation and Smith
degradation were also consistent with a 1-(1, 2)-linked backbone. A macrocyclic, unbranched form
was proposed because of the absence of reducing and non-reducing terminal residues. The cyclic
character of the glucans was unequivocally established by 13C nuclear magnetic resonance
spectroscopy and fast atom bombardment mass spectrometry. The β-anomeric configuration at the
C-1 carbon atoms was suggested by optical rotation and confirmed by ‘H and 13C nuclear magnetic
resonance spectroscopy. A proposed structure of the symmetrical cyclic β-(1, 2)-glucan containing
18 glucose residues is shown in Figure 2. The proposed structure of the bradyrhizobial cyclic 3glucan (DP = 13) is shown in Figure 3. Table 1 shows the comparison of the ring size distribution of
cyclic 3-(1, 2)-glucans from a variety of Agrobacterium and Rhizobium species.[15]
EXTRACTION
Plants of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb. (Poaceae) are cultivated in a greenhouse at an
average temperature of 26˚C. After 20 days, the shoots of the plants are collected and subjected to
extraction and fractionation of the cell wall carbohydrates. Shoots of Rhynchelytrum repens are
divided into expanding leaf blades, sheath, stem, and young leaves. The same procedure is
simultaneously performed with coleoptiles of maize, to be used as a standard.[16, 17] Maize (Zea
mays L.) caryopsis are soaked in tap water for 15 hours, sown on trays of moist vermiculite, and
incubated in the dark at 30°C for two days. The upper two-thirds of the coleoptiles are collected and
used for cell wall extraction and fractionation.
Different parts of R. repens plants and maize coleoptiles are sequentially extracted with 20 ml of
0.5% ammonium oxalate (pH 7.0), 0.1 M KOH, 1 M KOH, and 4 M KOH, at ambient temperature
under an N2 atmosphere, with continuous stirring. All extractions are performed for one hour,
except for the 4 M KOH fractionation, which lasts for 15 hours. After each extraction, the
unextracted cell wall components are pelleted by centrifugation, and the supernatant is filtered
through nylon meshes. Alkali-soluble fractions are chilled to ice temperature and acidify with
glacial acetic acid to pH 5.0. All fractions are dialyzed extensively against deionized water and
freeze-dried. Each fraction is analyzed to colorimetric assays for uronic acid and total sugars.[18]
DIGESTION WITH ENDO-β-GLUCANASE
Cell walls from excise coleoptiles and from different plant parts of Rhynchelytrum repens are
suspended in 100 μl of water and 20 μl of a preparation of B. subtilis endo-β-glucanase in 20 mM
sodium acetate, and 20 mM NaCl, pH 5.5, is added. The samples are incubated for three hours at
37°C. The products released from the digestion of purified β-glucan are mainly cellobiosyl-(1→3)β-d-glucose and cellotriosyl-(1→3)-β-d-glucose, with smaller amounts of cellotetraosyl-(1→3)-β-dglucose and cellopentaosyl-(1→3)-β-d-glucose. Enzyme reactions are stopped by heating for two
minutes in a boiling water bath followed by cooling to ambient temperature and centrifugation at
10,000 g for five minutes.[19]
CHROMATOGRAPHY
The oligosaccharides from digestion of the in vitro reaction products are separated on a Carbo-Pack
PA1 anion exchange column, equilibrated with 0.5 N NaOH, and eluted with a linear gradient of
sodium acetate in 0.5 N NaOH, as described by Gibeaut and Carpita and detected with a pulsed
amperometric detector.[20] For gel chromatography, the alkali extracts are applied to a 2.5×40 cm
Sepharose 4B column (Sigma, St. Louis, MO, USA) equilibrated with McIlvaine's buffer (50 mM
citric acid-100 mM Na2HPO4), pH 5.5. Fractions (3 ml) are collected and 500 μl of each is assayed
for sugar using the phenol-sulfuric acid method.[19]
In order to check for the presence of β-glucan in the decoction of R. repens shoots, the watersoluble extract is subjected to precipitation with ethanol (three volumes) at 5°C for 18 hours. The
material is centrifuged for 15 minutes at 18,000 g; the pellet is solubilized in 80% ethanol, and
stirred and centrifuged as mentioned earlier. This procedure is repeated once more. The precipitated
fractions are concentrated under reduced pressure for complete drying, resuspended in distilled
water, and submitted to enzymatic hydrolysis, followed by high-performance anion exchange
chromatography with pulsed amperometric detection analysis.
On the basis of the results obtained with the sequential extractions of different plant parts, the
hypoglycemic effects are studied only with the combined 4 M KOH fractions, as these are the
richest β-glucan containing fractions. All 4 M KOH freeze-dried fractions are pooled, solubilized in
hot water, and then injected intraperitoneally into Wistar rats with streptozotocin-induced diabetes.
IDENTIFICATION OF BIOCHEMICAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF β-GLUCANS
The content of β-glucans in barley can be affected by genetic and environmental factors, but
generally falls between 3 and 6%. The content of arabinoxylans can be equally high in barley (3 –
6%). β-Glucans are unbranched homopolymers of D-Glcp, linked via β-1→3 and β-1→4 linkages.
The linkage arrangement is not completely irregular; consecutive blocks of β-1→4 linkages,
generally two or three, but sometimes up to 20, are separated by single β-1→3 linkages randomly.
β-glucans extracted at higher temperature (65°C or 95°C) generally have a higher ratio of β
(1→4)/(1→3) linkages than those extracted at 40°C. The ratio of cellotriose to cellotetraose
DP3/DP4 and the presence of longer cello oligosaccharides (DP > 9) is higher in β-glucans
extracted at higher temperatures.
We have demonstrated that partially degraded β-glucans are capable of forming a gel-like network
structure. Such structures are not detected in solutions of intact β-glucans. This behaviour is
attributed to aggregation of the chains along the cellulose-like fragments in the chains of β-glucans.
During malting, a majority of β-glucans gets degraded. We have examined the content and
composition of non-starch polysaccharides in the commercial malt obtained from cv. Harrington.
We have determined that the malt contained only 0.5% of β-glucans out of which 0.23% is soluble,
whereas, approximately 0.38% remained insoluble in water, but could be extracted with alkali.[21]
DETERMINATION OF MOLECULAR WEIGHT OF β-GLUCANS
SEC-Calcofluor Detection
A high-performance size-exclusion chromatography system (HPSEC) has been set up, with
detection based on the specific binding of Calcofluor to β-Glucans for determination of the amount
and molecular weight of β-glucans in different cereal extracts. To calibrate the HPSEC system,
purified β-glucans are fractionated into a narrow molecular weight range and the average molecular
weight is determined before analysis on the HPSEC system. The detector response is similar for βglucans from oats and barley and appears to be independent of the molecular weight. Four different
methods for extraction of β-Glucans from different cereal products have been tested: Two alkaline,
one with hot water and added amylase, and one with water and added xylanase. Inactivation of the
endogenous glucanase is crucial for the stability of the extracts, even when extracting at high
temperature or pH. Yields have varied widely between the different extraction methods, but the
average molecular weight and molecular weight distribution are similar. Extractions with sodium
hydroxide generally give a higher yield and molecular weight of β-Glucans in the extracts.[22]
IN VIVO STUDY USING A STREPTOZOTOCIN MODEL
The induction of diabetes and the animal treatment procedures are based on the study by Pepato et
al. Male Wistar rats weighing 180 – 200 g are used for this experiment. The animals are housed in
individual cages in a room with a 12/12 hour light/dark cycle and an ambient temperature of 22–
25°C. They are fed a commercial stock diet containing (w/w) 9% fibers, 23% protein, 65%
carbohydrates, and also containing adequate amounts of vitamins and mineral nutrients. The
animals are used for the experiment after an acclimatization period of at least one week before the
experimental sessions. Induction of diabetes is performed by injection of streptozotocin (40 mg/kg
body weight; Sigma) dissolved in a citrate buffer with pH 4.5, into the dorsal vein of the penis of
rats previously fasted for 14–16 hours. After the injection the animals are placed in metabolic cages
with free access to water and to the same type of food they had received before administration of
the drug.
The experimental groups are non-diabetic control rats, streptozotocin-induced diabetic control rats,
streptozotocin-induced diabetic rats treated with a pooled fraction of 4 M KOH, and streptozotocininduced diabetic rats treated with pure barley β-glucan (DGLUC) purchased from Sigma. Plasma
glucose is determined by an enzymatic method (glucose-oxidase) before and two, four, six, eight,
and 24 hours after administration of the extracts. In both treatments, 4 M KOH and DGLUC, the
animals received injections of 100 mg extract per kg body weight and non-diabetic control rats and
streptozotocin-induced diabetic control rats received saline solution. All extracts were administered
intraperitoneally.
Data are analyzed statistically by analysis of variance (ANOVA) and the significance is assessed by
the Tukey test, and P values of less than 0.05 are considered significant. Data are reported as
means±SEM for each group (N=10).[21, 22]
HOW DOES β-GLUCAN WORK?
β-glucan taken orally differs from other food substances. This type of glucan is acid resistant so it
passes through the stomach virtually unchanged. Macrophages in the mucous lining of the intestinal
wall pick up the beta glucan particles through the beta glucan receptors. Immediate activation of
these cells follows, and they are later able to travel back to the local lymph nodes (Payer's Patch) as
part of their natural antigen-presenting function, to release cytokines and induce systematic immune
activation. β-glucans may lower blood cholesterol by preventing the absorption of cholesterol from
food in the stomach and intestines, when it is taken by mouth. When given by injection, beta
glucans may stimulate the immune system by increasing chemicals, which prevent infections.
ABSORPTION OF β-GLUCAN
For best results, β-1, 3-D glucan should be taken on an empty stomach. Enterocytes reportedly
facilitate the transportation of β-1, 3 glucans and similar compounds across the intestinal cell wall
into the lymph where they begin to interact with macrophages to activate immune function. Radiolabeled studies have verified that both small and large fragments of β-glucans are found in the
serum, which indicates that they are absorbed from the intestinal tract. M cells within the Payer's
Patches physically transport the insoluble whole glucan particles into the gut-associated lymphoid
tissue (GALT).[23]
CLINICAL APPLICATIONS
β-glucans as Immunomodulating Agents
β-glucans are potent immunomodulators with effects on both innate and adaptive immunity. The
ability of the innate immune system to quickly recognize and respond to an invading pathogen is
essential for controlling infection. Dectin-1, which is a type II transmembrane protein receptor that
binds β-1,3 and β-1,6 glucans, can initiate and regulate the innate immune response.[24–26] It
recognizes β-glucans found in the bacterial or fungal cell wall, with the advantage that β-glucans
are absent in human cells. It then triggers effective immune responses including phagocytosis and
proinflammatory factor production, leading to the elimination of infectious agents.[27, 28] Dectin-1
is expressed on cells responsible for the innate immune response and has been found in
macrophages, neutrophils, and dendritic cells.[29] The Dectin-1 cytoplasmic tail contains an
immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) that signals through the tyrosine kinase in
collaboration with Toll-like receptors 2 and 6 (TLR-2/6).[27, 30, 31] The entire signalling pathway
downstream to dectin-1 activation has not yet been fully mapped out, but several signalling
molecules have been reported to be involved. They are NF-κB (through Syk-mediate pathway),
signalling adaptor protein CARD9, and the nuclear factor of activated T cells (NFAT).[32–34] This
will eventually lead to the release of cytokines including interleukin (IL)-12, IL-6, tumour necrosis
factor (TNF)-α, and IL-10. Some of these cytokines may play an important role in the cancer
therapy. On the other hand, the dendritic cell-specific, ICAM-3-grabbing, non-integrin homolog,
SIGN-related 1 (SIGNR1), is another major mannose receptor on macrophages that cooperates with
Dectin-1 in the non-opsonic recognition of β-glucans for phagocytosis.[35] Furthermore, it has been
found that blocking of TLR-4 can inhibit the production of IL-12 p40 and IL-10, induced by
purified Ganoderma glucans (PS-G), suggesting a vital role of TLR-4 signalling in glucan-induced
dendritic cell maturation. Such an effect is also operated via the augmentation of the IĸB kinase,
NF-ĸB activity, and MAPK phosphorylation.[36]
Immune Activation Induced by β-glucans
β-glucans can act on a variety of membrane receptors found on the immune cells. They may act
singly or in combination with other ligands. Various signalling pathways are activated and their
respective simplified downstream signalling molecules are shown. The reactor cells include
monocytes, macrophages, dendritic cells, natural killer cells and neutrophils. The
immunomodulatory functions induced by β-glucans involve both innate and adaptive immune
responses. β-glucans also enhance opsonic and non-opsonic phagocytosis and trigger a cascade of
cytokines release, such as tumour necrosis factor (TNF-α) and various types of interleukins (ILs).
Other possible receptors and signalling pathways induced by β-glucans are less definite at the
moment. For example, lentinan, a form of mushroom derived β-glucans, has been found to bind to a
scavenger receptor found on the surface of myeloid cells, and triggers phosphatidylinositol-3 kinase
(PI3K), Akt kinase, and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling pathways.
However, no specific β-glucans scavenger receptor has been identified so far.[37] Candida albicans
derived β-glucans, but not other forms of pathogenic fungal β-glucans, can bind to the LacCer
receptor and activate the PI-3K pathway in controlling the neutrophil migration. but such an
activation pathway may involve other molecules found in the Candida derived β-glucans.[38]
Furthermore, two other receptors known as scavenger and lactosylceramide also bind β-glucans and
can elicit a range of responses. β-glucans can enhance endotoxin clearance via the scavenger
receptors, by decreasing TNF production, leading to improved survival in rats subjected to
Escherichia coli sepsis.[39–42] β-glucans binding to a lactosylceramide receptor can enhance
myeloid progenitor proliferation and neutrophil oxidative burst response, leading to an increase in
leukocyte anti-microbial activity. It is also associated with the activation of NF-ĸB in human
neutrophils.[43]
β-glucans act on a diversity of immune-related receptors particularly in Dectin-1 and CR3, and can
trigger a wide spectrum of immune responses. The targeted immune cells of β-glucans include
macrophages, neutrophils, monocytes, NK cells, and dendritic cells. The immunomodulatory
functions induced by β-glucans involve both innate and adaptive immune responses. β-glucans also
enhance opsonic and non-opsonic phagocytosis. Whether β-glucans polarize the T cells subset
toward a particular direction remains to be explored.
Diabetes
Both oat and fungal β-glucans reduce blood glucose concentrations after oral administration, as
seen in animal experiments and clinical trials. In diabetic rats, orally ingested fruiting bodies and
the acidic polysaccharides of both Tremella mesenterica and T. aurantia reduce blood glucose
concentrations. β-glucans prepared by hot water extraction of Agaricus blazei basidiocarps show
antihyperglycemic, antihypertriglyceridaemic, antihypercholesterolemic, and antiarteriosclerotic
activity in diabetic rats. Oat β-glucans have been used in several clinical trials to reduce glucose.
Studies show that oat β-glucan lowers postprandial glycemia. It has also been shown that oat bran
flour is more effective than oat bran crisp, explained by the thrice higher β-glucan content in oat
bran flour.
Hypertension
β-glucan has been seen to reduce hypertension. In genetically modeled rats with spontaneous
hypertension (SHR), a diet containing 5% Shiitake (Lentinus edodes) or maitake (Grifola frondosa)
causes a decrease in the mean systemic blood pressure. Moreover, consumption of whole maitake
basidiocarps and the water-soluble extract also led to a decrease in blood pressure in Zuker fatty
rats, in a diabetes rat model.
Hypertriglyceridemia
Diabetes-associated dyslipidemia is a major risk factor for CVD. The dyslipidemia is caused either
by insulin resistance or adipocytokines. In diabetes, the adipose cells are insulin-resistant, thus, the
insulin-mediated uptake of free fatty acids in skeletal muscles is impaired. Increased circulating free
fatty acids flux to the liver, resulting in increased triglyceride synthesis and the assembly of very
low-density lipoprotein (VLDL). Thus, the characteristic of dyslipidemia in patients with diabetes is
hypertriglyceridemia. Hyperglycemia and low insulin may also contribute to VLDL production
(Hobbs 2006). In diabetes, adiponectin is reduced, which increases the muscle-free fatty acid uptake
and reduces the plasma-free fatty acid level. This mechanism is independent of insulin-resistance.
In addition, high-density lipoprotein (HDL) may also decrease. β-glucan has been shown to
decrease LDL cholesterol and increase HDL, to possibly alleviate dyslipidemia and reduce CVD.
Oats was first found to have a cholesterol-lowering effect and the active component was identified
as β-glucans. Oats reduced both serum total cholesterol and LDL cholesterol compared to the
control. In 20 hypercholesterolemic male patients, oat bran was seen to be better than wheat bran in
lowing cholesterol. Barley was also seen to have a similar effect (Davy et al.).[44]
Cancer
β-glucans, like lentinan (derived from the Shiitake mushroom) and Polysaccharide-K, have been
used as an immunoadjuvant therapy for cancer since 1980, primarily in Japan. There is a large
collection of research, which demonstrates that β-glucans possess anti-tumor and anti-cancer
activities. In a mouse model study, beta 1,3 glucan in conjunction with interferon gamma inhibited
tumors and liver metastasis. [22] In some studies, β-1,3 glucans enhanced the effects of
chemotherapy. In a cancer experiment, using a mouse model, administration of cyclophosphamide
in conjunction with beta-1,3 glucans derived from yeast resulted in reduced mortality.[23] In human
patients with advanced gastric or colorectal cancer, the administration of beta-1,3 glucans derived
from shiitake mushrooms in conjunction with chemotherapy resulted in prolonged survival time.
Preclinical studies have shown that a soluble yeast β-glucan product, Imprime PGG, when used in
combination with certain monoclonal antibodies or cancer vaccines, offers significant
improvements in long-term survival versus monoclonal antibodies alone. This benefit, however,
does not result from Betafectin enhancing the specific killing action of the antibody. The anti-tumor
activity is caused by a unique killing mechanism that involves neutrophils that are primed with
Betafectin and that are not normally involved in the fight against cancer. Recent research by Hong
et al., demonstrates that this mechanism of action is effective against a broad range of cancers when
used in combination with specific monoclonal antibodies that activate or cause the complement to
be bound to the tumor.[45]
Multinational research has successfully demonstrated that the oral form of yeast β-1,3-D glucan has
similar protective effects as the injected version, including defense against infectious diseases and
cancer.[46–49] Of late, orally delivered glucan has been found to significantly increase proliferation
and activation of monocytes in the peripheral blood of patients with advanced breast cancer. The
technology has wide applicability in cancer therapy. Each form of the cancerous tumor cell has
specific antigens on the cell surface, some of which are common to other types of cancer. (e.g.,
Mucin 1 is present on about 70% of all types of cancer cells). Different immunotherapies target
different antigens for binding monoclonal antibodies to tumor cells. This has resulted in the
development of hundreds of monoclonal antibodies, many targeting a different specific antigen on
cancer cells. In research studies, Betafectin has improved the effectiveness of all complement
activating monoclonal antibodies tested, including breast, liver, and lung cancer (company data).
The magnitude of success varies based on the specific monoclonal antibody used and the type of
cancer.
Prevention of Infection
There have been numerous studies and clinical trials conducted with soluble yeast β-glucans and the
whole glucans particulate. These studies have ranged from the impact of β-glucans on post-surgical
nosocomial infections to the role of yeast β-glucans in treating anthrax infections. Post-surgical
infections are a serious challenge following major surgery, with estimates of 25–27% infection rates
post-surgery. Alpha–Beta Technologies conducted a series of human clinical trials in the 1990s, to
evaluate the impact of β-glucan therapy on controlling infections in high-risk surgical patients. In
the initial trial 34 patients were randomly (double-blind, placebo-controlled) assigned to treatment
or placebo groups. The patients who received PGG-glucan had significantly fewer infectious
complications than the placebo group (1.4 infections per infected patient for the PGG-glucan group
vs. 3.4 infections per infected patient for the placebo group). Additional data from the clinical trial
revealed that there was decreased use of intravenous antibiotics and shorter stays in the intensive
care unit (ICU) for patients receiving PGG-glucan versus patients receiving placebo.
There have been studies with humans and animal models that further support the efficacy of βglucan in combating various infectious diseases. One human study demonstrated that the
consumption of oral whole glucan particles increased the ability of immune cells to consume a
bacterial challenge (phagocytosis). The total number of phagocytic cells and the efficiency of
phagocytosis in healthy human study participants increased when a commercial particulate yeast βglucan was consumed which shows the potential for yeast β-glucan to increase the reaction rate of
the immune system to infectious challenges. The study concluded that oral consumption of whole
glucan particles represented the fact that it was a good enhancer of natural immunity.[49, 50]
Antimicrobial Effect
β-Glucan from oats has been demonstrated to have antimicrobial effects against E. coli and B.
subtilis. On comparing cationic and native β-glucans, the latter has been seen to inhibit the growth
of these bacteria by approximately 35%, while the cationic one has been seen to cause 80%
inhibition in both microorganisms, indicating that β-glucan amination promotes antimicrobial
effects. In this same study, cationic β-glucan has been seen to be more effective against E. coli
(Gram-negative) than B. subtilis (Gram-positive), which can be explained by the interaction of the
polycations with the negatively charged bacterial surface, altering membrane permeability and
thereby inhibiting growth.[51]
Radiation Exposure
β-glucan is a well-known biological response modifier (BRM), isolated from the yeast cell wall
polysaccharides and is made up entirely of glucose β (1,3), linked together in linear chains with a
variable frequency of β (1,6)-linked side chains. A specific hematopoietic activity was first
demonstrated with β-glucan in the mid-1980s, in an analogous manner, as a granulocyte monocyte
colony stimulating factor (GM-CSF). The anti-infective activity of β-glucan combined with its
hematopoiesis stimulating activity resulted in the enhanced survival of mice receiving a lethal dose
of 900–1200 cGy of radiation. In vitro studies showed that β-glucan could enhance granulocyte and
megakaryocyte colony formation by hematopoietic stem progenitor cells when used in combination
with GM-CSF and interleukin-3 (IL-3), respectively.
Septic Shock
β-glucan reduces septic shock by the mechanisms of the immune enhancing ability. Early research
by Onderdonk et al. investigated the ability of yeast β-glucan to reduce septic infections using in
vivo models. Onderdonk et al. found that mice challenged with E. coli or S. aureus bacteria are
protected against septic infections when they are injected with PGG-glucan four to six hours prior
to infection. Additional research further supports that yeast β-glucan reduces septic shock by killing
bacteria present in blood.[50] A study by Kernodle et al. has demonstrated that preventative dosing
of yeast β-glucan, prior to infection with S. aureus, prevented sepsis in a guinea pig model.
Research on the use of yeast β-glucan immunomodulators as a means of treating and preventing
bacterial sepsis is well-documented. Recent reports on glucan and sepsis revealed another possible
mechanism – glucan protects against oxidative organ injury.[52]
Chemoprotective Effects
In recent times, several in vitro studies have demonstrated that β-glucans of different origin have
effective protective activity against different mutagenic agents. The barley β-glucan was found to
have a protective effect against damage induced by methyl methanesulfonate (MMS), in the CHOK1 cell line (deficient in drug metabolism). The effects of the inducers MMS and 2aminoanthracene (2AA) in the HTC cell line (proficient in drug metabolism), using different
treatment protocols (pre-treatment, simultaneous, simultaneous with pre-incubation and posttreatment), indicated that the simultaneous protocol with preincubation provided the greatest
reduction in DNA damage, suggesting that the β-glucan may react with mutagenic agents impeding
their interaction with the DNA.[53] The protective effect against 2AA and MMS, in lower
concentrations, was also seen in CHO-K1, in the presence or absence of a DNA polymerase
inhibitor (Ara-C).[54]
Surgery
There have been numerous studies and clinical trials conducted with the soluble yeast β-glucan
particle and the whole glucan particle. Immunomodulators that enhance macrophage function have
been shown to be beneficial in humans, as well as in animal models. One such study that looked at
this correlation examined wound tensile strength and collagen biosynthesis, and positive effects
were observed.
Wound Healing
Macrophage activity is known to play a key role in wound healing from surgery or trauma. In both
animal and human studies, therapy with β-glucan has provided improvements such as fewer
infections, reduced mortality, and stronger tensile strength of scar tissue.
Allergic Rhinitis
This disease is caused by an IgE-mediated allergic inflammation of the nasal mucosa. Orally
administered yeast glucan decreases the levels of IL-4 and IL-5 cytokines responsible for the
clinical manifestation of this disease, while it increases the levels of IL-12. Based on these studies,
glucan may have a role as an adjunct to standard treatment in patients with allergic diseases.
Arthritis
Using paramagnetic resonance spectroscopy, yeast-derived glucan is found to cause a decline in
oxidative tissue damage during the progress of arthritic diseases, suggesting a role in the treatment
of arthritis.
ADDITIONAL APPLICATIONS
It is known that cereals, mushrooms, and yeast facilitate bowel motility and can be used in the
amelioration of intestinal problems, particularly constipation. Non-digestible β-glucans, forming a
remarkable portion of these materials, are also able to modulate mucosal immunity of the intestinal
tract. In the central nervous system, β-glucans activate microglial cells. These cells act as
scavengers of the brain cell debris and play a positive role in Alzheimer's disease, AIDS, ischemia
injury, and multiple sclerosis.[55, 56]
Influence of certain cereals (barley, oats) and edible mushrooms on the decrease of the levels of
serum cholesterol and liver low-density lipoproteins, lead to lowering of atherosclerosis and
cardiovascular disease hazards, which is also mediated by β-glucans.[57] It is known that cereals,
mushrooms, and yeast facilitate bowel motility and can be used in amelioration of intestinal
problems, particularly obstipation.[58, 59] Non-digestible β-glucans, forming a remarkable portion
of these materials, are also able to modulate mucosal immunity of the intestinal tract.[60]
Studies have shown that β-glucans found in baker's yeast and certain fungi have anti-cancer
properties. In Japan, β-glucans like Lentinan and Polysaccharide-K, isolated from certain medicinal
mushrooms have been used for over 20 years in intravenous forms and are approved for use as
adjuncts to chemotherapy. There are phase III trials in the U.S. using β-glucans with other cancer
drugs. At this time, no β-glucans have been approved by the FDA for use in the treatment of
disease. Other β-glucans, such as β-D-glucan, can play an important role in the diagnosis of toxic
mycosis caused by fungi that contain compounds, such as, the Candida and Aspergillus species. βglucan is also promoted as a dietary supplement for weight loss, these claims are not well supported
by research although β-glucans can have some effect on the effective glycemic index and insulin
response.
β-D-glucan's Role in Diagnostics
β-D-glucan (properly known as (1→3) β-D-glucan, but also incorrectly called 1, 3-β-D-glucan or
even just glucan) forms part of the cell wall of certain medically important fungi (medicinal
mushrooms), especially the Aspergillus and Agaricus species. An assay to detect the presence of
(1→3) β-D-glucan in the blood has been produced by Fungitell and is marketed as a means of
diagnosing invasive fungal infection in patients. One of the limitations of the assay is the presence
of fungal contaminants in amoxicillin-clavulanate, which may result in false-positive results in
those patients receiving these antibiotics.
SAFETY CONCERNS WITH β-GLUCANS?
β-glucans may be safe for most adults when taken by mouth or when the injectable solution is used
for a short period of time. Injections that have microparticles are not safe. There is not enough
information to know whether β-glucans are safe when applied to the skin.
The potential side effects of β-glucans, when taken by mouth, are not known. When used by
injection, β-glucans can cause chills, fever, pain at the injection site, headache, back and joint pain,
nausea, vomiting, diarrhea, dizziness, high or low blood pressure, flushing, rashes, decreased
number of white blood cells, and increased urine. People with AIDS who take beta glucans have
developed thickening of the skin of the hands and feet.[55, 56]
DRUG INTERACTIONS
β-Glucans have drug interactions with diclofenac [Cataflam(R), Voltaren(R)]; etodolac [Lodine(R)];
fenoprofen [Nalfon(R)]; flurbiprofen [Ansaid(R)]; ibuprofen [Motrin(R)]; indomethacin [Indochron
E-R(R), Indocin(R)]; ketoprofen [Orudis(R), Oruvail(R)]; ketorolac [Toradol(R)]; meclofenamate
[Meclomen(R)]; Nabumetone [Relafen(R)]; naproxen [Anaprox(R), Naprelan(R), Naprosyn(R)];
oxaprozin [Daypro(R)]; piroxicam[Feldene(R)]; sulindac [Clinoril(R)]; tolmetin [Tolectin(R)]; and
Aspirin [Disprin(R), Bufferin (R)].
SIDE EFFECTS
β-glucans have the side effects such as, breathing problems or tightness in the throat or chest, chest
pain, skin hives, rash, or itchy or swollen skin.[61]
CONCLUSIONS
β-glucans are sugars that are found in the cell walls of the bacteria, fungi, yeasts, algae, lichens, and
plants, such as oats and barley. They are sometimes used as medicine. β-glucans are used for high
cholesterol, diabetes, cancer, and HIV/AIDS. β-glucans are also used to boost the immune system in
people whose body defense has been weakened by conditions such the chronic fatigue syndrome, or
physical and emotional stress; or by treatments such as radiation or chemotherapy. β-glucans are
also used for colds (common cold), flu (influenza), H1N1 (swine) flu, allergies, hepatitis, Lyme
disease, asthma, ear infections, aging, ulcerative colitis and Crohn's disease, fibromyalgia,
rheumatoid arthritis, and multiple sclerosis. Healthcare providers sometimes give β-glucans by IV
(intravenously) or by injection into the muscle, to treat cancer and to boost the immune system in
people with HIV/AIDS and related conditions. β-glucans are also given by IV to prevent infection
in people, after surgery. Healthcare providers sometimes give beta glucans via a shot under the skin
(subcutaneously) for treating and reducing the size of skin tumors resulting from cancer that has
spread. In manufacturing, β-glucans are used as food additives in products such as salad dressings,
frozen desserts, sour cream, and cheese spreads. There are several β-glucan supplement products
that claim β-glucans taken by mouth can only be absorbed if the product is prepared by a special
patented process that ‘micronizes’ β-glucan particles to a size of one micron or less. However, there
is no reliable evidence to support such a claim.
Notes
Source of Support: Nil
Conflict of Interest: Nil.
REFERENCES
1. Natural Standard Bottom Line Monograph, Copyright © 2009Last
accessed on 2011 Feb 25 Available from:
http://www.naturalstandard.com.
2. Buckeridge MS,Rayon C,Urbanowicz B,Tiné MAS,Carpita NC.
Mixed linkage (1,3-1,4) ß-D glucan of grassesinternational archival
journalYear: 20038111527
3. Anderson JW,Akanji AO. Spiller GATreatment of diabetes with high
fiber dietHandbook of Dietary Fiber in Human NutritionYear:
1993Ist edUSA Boca Raton, FLCRC Press2257
4. Anderson JW,Story L,Sieling B,Chen WJ,Petro MS,Story J.
Hypocholesterolemic effect of oat bran or bean intake for
hypercholesterolemic menAm J Clin NutrYear:
1984401146556095635
5. Anderson JW,Gustafson NJ. Hypocholesterolemic effects of oat and
bean productsAm J Clin NutrYear: 198848749532843029
6. Jenkins DJ,Wolever TM,Rao AV,Hegele RA,Mitchell SJ,Ransom
TP,et al. Effect on blood lipids of very high intakes of fiber in diets
low in saturated fat and cholesterolN Eng J MedYear: 1993329216
7. Würsch P,Pi-Sunyer FX. The roles of viscous soluble fiber in the
metabolic control of diabetes:a review with special emphasis on
cereals rich in β-glucanDiabetes CareYear: 1997201774809353622
8. Newman RK,Lewis SE,Newman CW,Boik RJ,Ramage RT.
Hypocholesterolemic effect of barley foods on healthy menNutr Rep
IntYear: 19893974954
9. Kahlon TS,Chow FI,Knuckles BE,Chiu MM. Cholesterol-lowering
effects in hamsters of β-glucan-enriched barley fraction, dehulled
whole barley, rice bran, and oat bran and their
combinationsinternational archival journalYear: 19937043542
10. Davidson MH,Dugan LD,Burns JH,Bova J,Story K,Drennan KB.
The hypocholesterolemic effects of β-glucan in oatmeal and oat bran:
A dose-controlled studyJAMAYear: 19912661079801865536
11. Ranhotra GS,Gelroth JA,Leinen SD,Bhatty RS. Dose response to
soluble fiber in barley in lowering blood lipids in hamsterPlant Foods
Hum NutrYear: 1998523293610426120
12. Mantovani W. Composição e similaridade florística, fenologia e
espectro biológico do cerrado da reserva biológica de Moji Guaçu,
Estado de São Paulo.Master's thesisYear: 1983BrazilCampinas, SP,
Unicamp235
13. Pivello VR,Shida CN,Meirelles S. Alien grasses in Brazilian
savannasBiodiversity and ConservationYear: 19998128194
14. Souza A,De Paula AC,Figueiredo-Ribeiro RC. Effects of irradiance
on non-structural carbohydrates, growth and hypoglycemic activity
of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb. (Poaceae)Braz J
BiolYear: 20046469770615620010
15. Breedveld MW,Miller KJ. Cyclic â-glucans of members of the family
rhizobiaceaeMicrobiol RevYear: 1994145618078434
16. Carpita NC. Fractionation of the hemicelluloses from maize cell
walls with increasing concentrations of alkaliPhytochemistryYear:
198423108993
17. De Paula AC,Sousa RV,Figueiredo-Ribeiro RC,Buckeridge MS.
Hypoglycemic activity of polysaccharide fractions containing âglucans from extracts of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb.,
PoaceaeBraz J Med Biol ResYear: 2005388859315933782
18. Filisetti-Cozzi TM,Carpita NC. Measurement of uronic acids without
interference from neutral sugarsAnal BiochemYear:
1991197157621952059
19. Dubois M,Gilles A,Hamilton JK,Rebers PA,Smith F. Colorimetric
method of determination of sugars and related substancesAnal
ChemYear: 19562835055
20. Gibeaut DM,Carpita NC. Synthesis of (1→3), (1→4)-2 – D-glucan in
the Golgi apparatus of maize coleoptilesProc Natl Acad Sci U S
AYear: 199390385048483902
21. Marta S,Izydorczyk,Alexander W. MacGregor, Identification of
Biochemical and Functional Properties of β-Glucans and
Arabinoxylans in Barley and Malt that Cause Processing Problems
During Malting and Brewing. ARDI Project: #98-187 (Manitoba
agriculture, food and rural intiatives)
22. Lena Rimsten,Tove Stenberg,Roger Anderson,Annica Anderson,Per
Åman. Determination of β-Glucans Molecular Weight Using SEC
with Calcofluor Detection in Cereal ExtractsCereal ChemYear:
20038048590
23. Thompson IM,Spence CR,Lamm DL,DiLuzio NR.
Immunochemotherapy of bladder carcinoma with glucan and
cyclophosphamideAm J Med SciYear: 19872942943003425579
24. Sun L,Zhao Y. The biological role of dectin-1 in immune responseInt
Rev ImmunolYear: 2007263496418027205
25. Brown GD,Herre J,Williams DL,Willment JA,Marshall AS,Gordon
S. Dectin-1 mediates the biological effects of β-glucansJ Exp
MedYear: 200319711192412719478
26. Herre J,Gordon S,Brown GD. Dectin-1 and its role in the recognition
of β-glucans by macrophagesMol ImmunolYear:
2004408697614698225
27. Schorey JS,Lawrence C. The pattern recognition receptor Dectin-1:
From fungi to mycobacteriaCurr Drug TargetsYear:
200891232918288963
28. Brown GD. Dectin-1:A signalling non-TLR pattern-recognition
receptorNat Rev ImmunolYear: 20066334316341139
29. Taylor PR,Brown GD,Reid DM,Willment JA,Martinez-Pomares
L,Gordon S,et al. The β-glucan receptor, dectin-1, is predominantly
expressed on the surface of cells of the monocyte/macrophage and
neutrophil lineagesJ ImmunolYear: 200216938768212244185
30. Gantner BN,Simmons RM,Canavera SJ,Akira S,Underhill DM.
Collaborative induction of inflammatory responses by dectin-1 and
Toll-like receptor 2J Exp MedYear: 200319711071712719479
31. Herre J,Marshall AS,Caron E,Edwards AD,Williams
DL,Schweighoffer E,et al. Dectin-1 uses novel mechanisms for yeast
phagocytosis in macrophagesBloodYear: 200410440384515304394
32. Goodridge HS,Simmons RM,Underhill DM. Dectin-1 stimulation by
Candida albicans yeast or zymosan triggers NFAT activation in
macrophages and dendritic cellsJ ImmunolYear:
200717831071517312158
33. Gross O,Gewies A,Finger K,Schafer M,Sparwasser T,Peschel C,et al.
Card9 controls a non-TLR signalling pathway for innate anti-fungal
immunityNatureYear: 2006442651616862125
34. Rogers NC,Slack EC,Edwards AD,Nolte MA,Schulz
O,Schweighoffer E,et al. Syk-dependent cytokine induction by
Dectin-1 reveals a novel pattern recognition pathway for C type
lectinsImmunityYear: 2005225071715845454
35. Taylor PR,Brown GD,Herre J,Williams DL,Willment JA,Gordon S.
The role of SIGNR1 and the β-glucan receptor (dectin-1) in the
nonopsonic recognition of yeast by specific macrophagesJ
ImmunolYear: 200417211576214707091
36. Lin YL,Liang YC,Lee SS,Chiang BL. Polysaccharide purified from
Ganoderma lucidum induced activation and maturation of human
monocyte-derived dendritic cells by the NF-kappaB and p38
mitogen-activated protein kinase pathwaysJ Leukoc BiolYear:
2005785334315894585
37. Rice PJ,Kelley JL,Kogan G,Ensley HE,Kalbfleisch JH,Browder
IW,et al. Human monocyte scavenger receptors are pattern
recognition receptors for (1- – >3)-beta-D-glucansJ Leukoc BiolYear:
200272140612101273
38. Sato T,Iwabuchi K,Nagaoka I,Adachi Y,Ohno N,Tamura H,et al.
Induction of human neutrophil chemotaxis by Candida albicansderived beta-1,6-long glycoside side-chain-branched β-glucanJ
Leukoc BiolYear: 2006802041116670126
39. Dushkin MI,Safina AF,Vereschagin EI,Schwartz YS.
Carboxymethylated beta-1,3-glucan inhibits the binding and
degradation of acetylated low density lipoproteins in macrophages in
vitro and modulates their plasma clearance in vivoCell Biochem
FunctYear: 199614209178888575
40. Zimmerman JW,Lindermuth J,Fish PA,Palace GP,Stevenson
TT,DeMong DE. A novel carbohydrate-glycosphingolipid interaction
between a beta-(1–3)-glucan immunomodulator, PGG-glucan, and
lactosylceramide of human leukocytesJ Biol ChemYear:
199827322014209705343
41. Iwabuchi K,Nagaoka I. Lactosylceramide-enriched
glycosphingolipid signalling domain mediates superoxide generation
from human neutrophilsBloodYear: 200210014546412149231
42. Vereschagin EI,van Lambalgen AA,Dushkin MI,Schwartz
YS,Polyakov L,Heemskerk A,et al. Soluble glucan protects against
endotoxin shock in the rat: The role of the scavenger
receptorShockYear: 1998919389525326
43. Wakshull E,Brunke-Reese D,Lindermuth J,Fisette L,Nathans
RS,Crowley JJ,et al. PGG-glucan, a soluble beta-(1,3)-glucan,
enhances the oxidative burst response, microbicidal activity, and
activates an NF-kappa B-like factor in human PMN: Evidence for a
glycosphingolipid beta-(1,3)-glucan
receptorImmunopharmacologyYear: 1999418910710102791
44. Chen J,Raymond K. β-glucans in the treatment of diabetes and
associated cardiovascular risksVasc Health Risk ManagYear:
2008412657219337540
45. Hong F,Yan J,Baran JT,Allendorf DJ,Hansen RD,Ostroff GR,et al.
Mechanism by which orally administered beta-1,3-glucans enhance
the tumoricidal activity of antitumor monoclonal antibodies in
murine tumor modelsJ ImmunolYear: 195017379780615240666
46. Hong F,Hansen RD,Yan J,Allendorf DJ,Baran JT,Ostroff GR,et al. βglucan functions as an adjuvant for monoclonal antibody
immunotherapy by recruiting tumoricidal granulocytes as killer
cellsCancer ResYear: 20036390233114695221
47. Thornton BP,Vĕtvicka V,Pitman M,Goldman RC,Ross GD. Analysis
of the sugar specificity and molecular location of the β-glucanbinding lectin site of complement receptor type 3 (CD11b/CD18)J
ImmunolYear: 19961561235468558003
48. Gelderman KA,Tomlinson S,Ross GD,Gorter A. Complement
function in mAb-mediated cancer immunotherapy.Trends in
immunology EnglandTrends ImmunolYear: 2004251586415036044
49. Vetvicka V,Terayama K,Mandeville R,Brousseau P,Kournikakis
B,Ostroff G. Pilot Study: Orally-Administered Yeast β-1,3-glucan
Prophylactically Protects Against Anthrax Infection and Cancer in
MiceJ Am Nutr AssocYear: 2002559
50. Onderdonk AB,Cisneros RL,Hinkson P,Ostroff G. Anti-infective
effect of poly-beta 1-6-glucotriosyl-beta 1-3-glucopyranose glucan in
vivo: Infection and immunityInfect ImmunYear:
199260164271548086
51. Shin MS,Lee S,Lee KY,Lee HG. Structural and biological
characterization of aminated-derivatized oat β-glucanJ Agric Food
ChemYear: 2005535554815998113
52. Kernodle DS,Gates H,Kaiser AB. Prophylactic anti-infective activity
of poly-[1-6]-beta-D-glucopyranosyl-[1-3]-beta-D-glucopryanose
glucan in a guinea pig model of staphylococcal wound infection:
Antimicrobial agents and chemotherapyAntimicrob Agents
ChemotherYear: 19984254599517930
53. Oliveira RJ,Ribeiro LR,Silva AF,Matuo R,Mantovani MS.
Evaluation of antimutagenic activity and mechanisms of action of βglucan from barley, in CHO-K1 and HTC cell lines using the
micronucleus testToxicol In VitroYear: 20062012253316716562
54. Angeli JP,Ribeiro LR,Gonzaga ML,Soares SA,Ricardo MP,Tsuboy
MS,et al. Protective effects of β-glucan extracted from Agaricus
brasiliensis against chemically induced DNA damage in human
lymphocytesCell Biol ToxicolYear: 2006222859116802105
55. Der Marderosian Aβ-glucansThe Review of Natural ProductsYear:
2000St Louis MO USAFacts and Comparisons Inc305
56. Takahashi H,Ohno N,Adachi Y,Yadomae T. Association of
immunological disorders in lethal side effect of NSAIDs on βglucan-administered miceFEMS Immunol Med MicrobiolYear:
20013111411476975
57. Keogh GF,Cooper GJ,Mulvey TB,McArdle BH,Coles GD,Monro
JA,et al. Randomized controlled crossover study of the effect of a
highly β-glucan-enriched barley on cardiovascular disease risk
factors in mildly hypercholesterolemic menAm J Clin NutrYear:
200378711814522728
58. Dongowski G,Huth M,Gebhardt E,Flamme W. Dietary fiber-rich
barley products beneficially affect the intestinal tract of ratsJ
NutrYear: 200213237041412468611
59. Battilana P,Ornstein K,Minehira K,Schwarz JM,Acheson K,Schneiter
P,et al. Mechanisms of action of β-glucan in postprandial glucose
metabolism in healthy menEur J Clin NutrYear:
2001553273311378805
60. Tsukada C,Yokoyama H,Miyaji C,Ishimoto Y,Kawamura H,Abo T.
Immunopotentiation of intraepithelial lymphocytes in the intestine by
oral administrations of β-glucanCell ImmunolYear:
20032211512742376
61. Yoshioka S,Ohno N,Miura T,Adachi Y,Yadomae T. Immunotoxicity
of soluble β-glucans induced by indomethacin treatmentFEMS
Immunol Med MicrobiolYear: 19982117199718206
Figures
Figure 1
Beta-glucan linkages
[Figure ID: F1]
Figure 2
[Figure ID: F2]
Minimum energy, maximum symmetry conformation of a neutral
cyclic β–(1, 2)-glucan (DP = 18.). Dotted lines indicate hydrogen
bonds
Figure 3
[Figure ID: F3]
Proposed structure for the unsubstituted cyclic β –(1,6)-β-(1, 3)glucan of B. japonicum, containing 13 glucose residues
Скачать

Подготовка, характеристика и биологические свойства бета