Beta-glucan

Tổng quan

β-Glucan là hợp chất liên phân tử chỉ chứa glucose trong thành phần cấu tạo và được tạo nên từ các liên kết β-glycoside.
Về mặt tổng quát, sự khác biệt giữa liên kết α- and β-glycoside dựa vào các nhóm thế carbon định vị vòng oxy cùng hướng hay ngược hướng trong phân tử đường. Một liên kết α-glycoside của đường-D nằm ở mặt phẳng dưới, so với liên kết hydro (hoặc nhóm thế khác) gắn vào carbon ở vị trí trên mặt phẳng (cấu trúc đối lập), trong khi một liên kết β-glycoside nằm ở phẳng trên.
Các chỉ số 1,4 và 6 thể hiện nguyên tử carbon có liên kết glycoside. Việc đánh số bắt đầu ở vòng oxy kế tiếp.

Tính chất hóa học của Beta-glucan

Theo định nghĩa, β-Glucan là chuỗi của các liên phân tử đường D (D-glucose), tạo nên bởi liên kết loại β-glycoside. Vòng 6 D-glucose có thể gắn với phân tử khác theo các vị trí khác nhau của cấu trúc vòng D-glucose. Một vài hợp chất β-Glucan lại có cấu tạo lập lại của cấu trúc vòng D-glucose gắn tại một vị trí đặc biệt.
Tuy nhiên, β-glucan có thể khác nhiều so với phân tử như tinh bột. Ví dụ, một phân tử β-glucan có thể chứa cấu trúc lặp lại của các đơn nguyên D-glucose gắn với nhau qua liên kết β-glycoside tại một vị trí như tinh bột, nhưng có nhánh glucose gắn vào vị trí khác trên chuỗi D-glucose. Các chuỗi phân nhỏ này có thể tạo thành nhánh của trục chính β-glucan (trong trường hợp của tinh bột, trục chính có thể là chuỗi D-glucose gắn tại vị trí 1,4) tại vị trí khác giống như vị trí 3, 6. Ngoài ra, các chuỗi này có thể gắn kết với một phân tử loại khác, chẳng hạn như protein. Ví dụ loại β-glucan có protein gắn với nó đó là Poly saccharide-K.
Hình thức phổ biến nhất của β-glucan đó là chứa các đơn nguyên D-glucose với các liên kết 1,3 và với chuỗi D-glucose gắn vào vị trí 1,6. Các loại này tạo thành β-glucan 1,3 / 1,6. Một vài nhà nghiên cứu cho rằng tần suất, vị trí và chiều dài của chuỗi hơn là trục chính của các β-glucan quyết định hoạt tính đề kháng.
Một sự biến đổi khác đó là một vài hợp chất này tồn tại dưới dạng chuỗi sợi đơn, trong khi trục chính của những β(1,3)-glucans khác tồn tại ở dạng các chuỗi sợi đôi hoặc sợi ba. Trong một vài trường hợp, các protein gắn vào trục β(1,3)-glucans cũng có thể tạo nên hoạt tính kháng thể. Mặc dù các hợp chất này có tiềm năng để phát triển hệ thống kháng thể, tuy nhiên đó chỉ là những nghiên cứu sơ khai, và có nhiều ý kiến khác nhau về trọng lượng phân tử, hình dạng, cấu trúc và loại β(1,3)-glucans nào sẽ tạo ra hoạt tính sinh học mạnh nhất.

Nguồn β-glucan trong tự nhiên

Một trong những nguồn phổ biến chứa β(1,3)D-glucans được thu nhận từ thành tế báo của nấm men (Saccharomyces cerevisiae). Tuy nhiên, β(1,3)(1,4)-glucans cũng được chiết xuất từ vỏ cám của hạt yến mạch và lúa mạch, một ít từ lúa mạch đen và lúa mì. Các hợp chất Β(1,3)-glucan từ nấm men thường có thể hòa tan. Các chất được chiết xuất từ hạt thì bao gồm loại hòa tan và không hòa tan. Các nguồn khác bao gồm loại tảo biển, và một số loài nấm như nấm linh chi (Reishi), nấm hương (Shiitake) và Maitake.

β-glucan và hệ thống kháng thể

β-glucan được biết đến như là chất bổ sung sinh học nhờ vào khả năng kích thích hệ thống kháng thể. Các nhà nghiên cứu miễn dịch tại Đại học Louisville đã phát hiện ra rằng một cơ quan cảm quan trên bề mặt tế bào kháng thể bẩm sinh được gọi là cơ quan cảm quan bổ sung 3 (CR3 hoặc CD11b/CD18) giữ vai trò liên kết β-glucan, cho phép tế bào kháng thể nhận ra chúng như "non-self". Các nghiên cứu đã phát hiện ra ảnh hưởng của β-glucan trên các lớp cholesterol LDL, làm lành vết thương, kháng khuẩn và hình thành khối u.
Beta-glucan còn được cho là có công dụng kích thích hệ miễn dịch tự nhiên, tăng cường sức khỏe hô hấp. Beta-glucan giúp tăng cường hoạt động của các đại thực bào và kích thích tăng tiết nhiều cytokines (chất hoạt hóa tế bào) nhằm tiêu diệt các mầm bệnh xâm nhập từ bên ngoài, giúp giảm hệ số chuyển đổi thức ăn, kích thích tiêu hóa, phòng các bệnh đường ruột, nhiễm trùng do vi khuẩn, vi rút.

Ảnh hưởng đến khối u, bướu

Trong môi trường thí nghiệm và nghiên cứu động vật cho thấy beta-glucan có thể có chống lại khối u và ung thư. Trong một nghiên cứu trên chuột, beta-1,3 glucan kết hợp với interferon gamma có thể ức chế các khối u gan di căn. Trong một số nghiên cứu, beta-1, 3 glucans nâng cao hiệu quả của hóa trị.Trong một thử nghiệm về ung thư trên chuột, sự kết hợp của cyclophosphamide cùng với beta-1, 3glucans có nguồn gốc từ nấm men dẫn đến tỷ lệ tử vong giảm. Ở những bệnh nhân ung thư dạ dày hoặc đại trực tràng, sử dụng beta-1, 3 glucans có nguồn gốc từ nấm shiitake, kết hợp với hóa trị liệu đem lại một kết quả tốt kéo dài.

Phòng chống nhiễm trùng

Alpha-Beta Technologies đã tiến hành một loạt các thử nghiệm trên người vào những năm 1990 để đánh giá tác động của β-glucan đến việc kiểm soát nhiễm khuẩn ở bệnh nhân có nguy cơ cao khi phẫu thuật. Bệnh nhân được sử dụng PGG-glucan ít bị biến chứng lây nhiễm hơn hẳn so với nhóm giả dược (1,4 nhiễm trùng cho mỗi bệnh nhân bị nhiễm bệnh với nhóm PGG-glucan so với 3,4 nhiễm trùng cho mỗi bệnh nhân bị nhiễm với nhóm giả dược). Các dữ liệu từ các thử nghiệm lâm sàng cũng cho thấy có giảm sử dụng kháng sinh tiêm tĩnh mạch và rút ngắn thời gian nơi các bệnh nhân chăm sóc đặc biệt có sử dụng PGG-glucan so với bệnh nhân nhận giả dược.

Chứa lành vết thương

Hoạt động thực bào được biết là đóng vai trò quan trọng trong việc chữa lành vết thương sau phẫu thuật hoặc chấn thương. Trong cả hai nghiên cứu trên động vật và con người, việc điều trị với glucan-Beta đem lại những kết quả tốt như nhiễm trùng ít hơn, tỷ lệ tử vong giảm, các mô sẹo tăng độ bền.