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Polysaccharide
Überblick: Polysaccharide bilden eine Untergruppe der Kohlenhydrate. Es gibt Tausende versschiedener Polysaccharide. Eine Untergruppe der Polysaccharide, die 1,3-1,6-Beta-D-Glukane oder kurz Beta-Glukane, werden nur von Pilzen hergestellt. Sie haben eine Vielzahl von Wirkungen im Körper: sie wirken adaptogen, antiviral, antibakteriell, antientzündlich, antitumoral und antmetastatisch. Stärke ist ebenfalls ein Polysaccharid, darum ist Vorsicht geboten bei Herstellerangaben zum Gehalt an Polysacchariden.
Die zur Unterstützung der Gesundheit wichtigsten Inhaltsstoffe der Vitalpilze sind die pilzspezifischen Polysaccharide 1.
Ein kleiner Exkurs in die Chemie
Polysaccharide (auch als Glykane bezeichnet), bilden eine Unterklasse der Kohlenhydrate. Polysaccharide sind langkettige Mehrfachzucker, die aus unzähligen Monosaccharideinheiten bestehen. Mehrere Monosaccharide (z. B. Glukose oder Fruktose) bilden eine Kette und stellen dann ein Biopolymer dar. Polysaccharide sind zum Beispiel Energiespeicher wie Glycogen und Stärke, oder Strukturgeber wie Chitin, Pektin, und Zellulose. Sie spielen für Pflanzen, Tiere und natürlich auch Menschen eine wichtige Rolle. Es gibt Tausende unterschiedliche Polysaccharide.
Die Polysaccharide sind also chemisch betrachtet zusammengesetzte Mega-Moleküle, die eine jeweils spezifische Raumstruktur einnehmen. Diese dreidimensionalen Raumstrukturen sind ausschlaggebend für ihre Verstoffwechslung und bei einigen für ihre pharmakologische Wirkung im Körper. Zu den Polysacchariden gehören auch die pflanzliche Stärke (aus Getreide z.B.), sogenannte α-Glukane, und das für Menschen unverdauliche Chitin, aus dem die Zellwände der Pilze bestehen. Auch im Hafer, in der Hirse und in anderen Getreidesorten findet man einen hohen Gehalt an Polysacchariden, die α-Glukane, oder einfach gesagt: Stärke.
Pharmakologische Bedeutung von Polysacchariden
Während viele Polysaccharide als Energielieferanten dienen und andere als Strukturmoleküle in den Zellwänden von Pflanzen und Pilzen gewissermassen als Baumaterial, sind nur wenige Untergruppen der Polysaccharide pharmakologisch von Bedeutung. Aus diesem Grund ist es wichtig, pilzspezifische von anderen Polysacchariden zu unterscheiden. Diese pilzspezifischen Polysaccharide sind namentlich die Untergruppe der β-1,3-1,6- oder auch 1,3-1,6-Beta-Glukane.
Die nun äusserst interessanten und bedeutsamen immunstimulierenden und immunmodulierenden Wirkungen dieser pilzspezifischen Untergruppen der 1,6-β-Glukane, die β-1,3-D-Glukane, gründen in deren Molekularstruktur. Aufgrund ihrer molekularen Formung sind die pilzspezifischen Glukane von höherer Bioverfügbarkeit als die pflanzlichen und entfalten im Metabolismus spezifische Wirkungen (im Gegensatz zur Stärke, die als Energielieferant verstoffwechselt wird). Man geht davon aus, dass diese Glukane auf vielerlei Weise bei der Kommunikation zwischen den Zellen wichtig sind.
Dank ihrer Form reagieren die unverzweigten Beta-Glukane mit Rezeptoren der körpereigenen Immunität, indem sie z.B. an Krebszellen «andocken» und diese für Killerzellen «sichtbar» machen 2.
Pilzspezifische β-Glukane begünstigen die Heilung von viralen und bakteriellen Krankheiten.
Ausserdem lagern sie sich direkt an die Rezeptoren von Makrophagen und Dendritischen Zellen, was im Immunsystem eine erhöhte Alarmbereitschaft induziert und die Zytotoxizität der Effektorzellen erhöht 3. Die Anlagerung der Glukane an Makrophagen, Killerzellen und zytotoxische T-Lymphozyten erhöht deren Aktivität gegenüber Keimen, chronisch infizierten Zellen und Tumorzellen. Binden sich die Glukane an die Oberflächen von Krebszellen, wird die Erkennbarkeit und dadurch die Letalität (Apoptose) der Krebszellen durch immunkompetente Zellen erhöht 4. Einfacher gesagt, sie erkennen Krebszellen und aktivieren das eingebaute Selbstzerstörungsprogramm der krankhaften Zellen. Aus diesem Grund spielen β-Glukane eine wichtige Rolle in der Behandlung von Krebserkrankungen. Sie können das Wachstum von Tumorzellen hemmen und die Bildung von Metastasen einschränken. Aus der Zellkultur weiss man, dass einige β-Glukane auch direkt zellvergiftend auf entartete Zellen wirken 5,6,7.
β-Glukane sind zudem sogenannte BRM, Biological Response Modifiers oder Adaptogene. Das bedeutet, dass sie die Immunantwort zugunsten des Gleichgewichtes verschieben 8. Wenn das Immunsystem geschwächt ist, wirken sie stimulierend. Bei einer Überreaktion des Immunsystems wie im Falle einer Allergie wirken sie drosselnd, also insgesamt stets ausgleichend. Adaptogene sind einzigartige und seltene Substanzen von ausserordentlichem Wert für die Gesundheit.
Durch die Ähnlichkeit stark verzweigter β-1,6-Glukane mit der Oberfläche von Bakterien und Viren bzw. deren Zellmembranen lösen sie ausserdem eine unspezifische Aktivitätserhöhung aller immunkompetenten Zellen aus. Dies ermöglicht im Falle einer bestehenden Infektion z.B. eine schnellere und gezieltere Antwort des Immunsystems (TH1/TH2 Shift) 9. Einige Vitalpilze sind auch in der Lage, das Immunsystem nach einer Überreaktion (allergische Reaktion z.B.) wieder auszubalancieren (TH1/TH2-Rebalancierung durch Coriolus, Xiao et al. 1994).
β-Glukane wirken global-immunstimulierend, spezifisch immunstimulierend und antitumoral 10,11,12
Sie aktivieren ausserdem in den Zellen des mukosalen Immunsystems (die Immunschranke in den Schleimhäuten) entsprechende Rezeptoren und wirken somit auch stabilisierend auf die Darmschleimhaut 13. Durch die Stärkung der Schleimhautbarriere im Darm gegen Erreger sind sie von grundlegender therapeutischer Bedeutung.
Spezifische biochemische Variationen von β-Glukanen bei Vitalpilzen
Die pilzspezifischen Polysaccharide haben jedoch noch weitere Wirkungen im menschlichen Organismus. Der Reichtum der Vitalpilze im Gegensatz zu reinen β-1,3-1,6-D-Glukanprodukten aus Bäckerhefe besteht in den Variationen, welche die Vitalpilze natürlich ausbilden. So hat jeder Vitalpilz zusätzlich seine eigenen, spezifischen β-Glukane, wie beispielsweise das Grifolan beim Maitake (Grifola frondosa), das Lentinan beim Shiitake (Lentinula edodes), die Polysaccharidopeptide PSK und PSP beim Coriolus (Trametes versicolor), aus denen in Asien jeweils Krebsmedikamente hergestellt werden. Der Reishi (Ganoderma lucidum, Lackporling) beispielsweise enthält über 400 bioaktive Stoffe, denen zahlreiche medizinische Effekte attestiert werden 14,15. Die pilzspezifischen Polysaccharide des Reishi wirken blutzuckersenkend, lipidsenkend, entzündungshemmend 16, immunstimulierend 17, tumorhemmend, leberprotektiv, als einzige bekannte natürliche Substanz neben der Mariendistel Leberzellen erneuernd, Proteinsynthese fördernd und Herz stärkend.
Polysaccharide anderer Pilze wiederum wirken diuretisch, durchblutungsfördernd, blutverdünnend, antidiabetisch, antihypertensiv, Fettstoffwechsel regulierend oder Blutdruck senkend(ref). Die vielfältigen Wirkungen der Pilzglukane auf diverse Stoffwechselprozesse unterstützen ausserdem die für die Gesundheit wesentliche pH-Regulierung im Gewebe (Lindequist 1990). Daraus lässt sich erkennen, dass Vitalpilze eine entsäuernde Wirkung im Metabolismus haben und den Basenhaushalt positiv beeinflussen. Abschliessend können wir festhalten, dass die Immunmodulation sich positiv bei belastenden körperlichen und geistigen Prozessen unterstützt, wie dem Leistungssport oder dem Studium (Mizuno und Nishitani 2013).
Zusammenfassung:
• Polysaccharide sind eine Untergruppe der Kohlenhydrate
• Polysaccharide sind natürlich vorkommende Mehrfachzucker
• Es gibt Tausende unterschiedlicher Polysaccharide
• Polysaccharide können Energiespeicher sein wie Stärke, oder Strukturgeber wie Chitin
• Pharmakologisch interessant sind fast nur die sogenannten β-Glukane, diese kommen spezifisch nur in Pilzen (inkl. Hefepilzen) vor
• β-Glukane sind starke Adaptogene, sie stärken das Immunsystem aus und gleichen es aus
• β-Glukane wirken auf unterschiedliche Weise antibakteriell, antiviral und antitumoral
• β-Glukane stärken die Schleimhautbarriere insgesamt und spezifisch im Darm
• β-Glukane beeinflussen den Basenhaushalt positiv
• β-Glukane unterstützen bei geistiger und körperlicher Anstrengung
• Vitalpilze bilden zudem ihre jeweils eigenen, sortenspezifischen β-Glukane aus, die pharmakologisch bedeutungsvoll sind
Quellenangaben:
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Xu, Z., Chen, X., Zhong, Z., Chen, L. & Wang, Y. Ganoderma lucidum polysaccharides: immunomodulation and potential anti-tumor activities. Am. J. Chin. Med. 39, 15–27 (2011)
-
Haitao Pan, Yujie wang, Ying Wang, Mingyan Li, Zhenhao Li, Jing Xu, and Xingya Wang. Ganoderma lucidum polysaccharides induce cytotoxicity in colorectal cancer cells through inducing autophagosome accumulation and inhibiting autophagic flux (2019)
-
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Palanimuthu Vasanth Raj, Shanthi Dhanaraj, Syed Atif Ali et al. Anti-proliferative Effect of Ganoderma Lucidum Polysaccharide and Triterpenoid Fractions against Cancer Cells (2017)
5,6,7 N Bhardwaj, P Katyal et al. Suppression of inflammatory and allergic responses by pharmacologically potent fungus Ganoderma lucidum (2014)
8 Wu, C. et al. Ling Zhi-8 mediates p53-dependent growth arrest of lung cancer cells proliferation via the ribosomal protein S7-MDM2-p53 pathway. Carcinogenesis 32, 1890–1896 (2011)
9 Lin, Y. et al. An immunomodulatory protein, Ling Zhi-8 induced activation and maturation of human monocyte-derived dendritic cells by the NF-κB and MAPK pathways. J. Leukoc. Biol. 86, 877–889 (2009)
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8,9,10,11,12 Wasser, S.P. Current findings, future trends, and unsolved problems in studies of medicinal mushrooms. Appl Microbiol Biotechnol 89, 1323–1332 (2011). https://doi.org/10.1007/s00253-010-3067-4
11 Antitumor Effects of a Refined Polysaccharide Peptide Fraction Isolated from Coriolus versicolor: In vitro and in vivo Studies Ying Dong, Chiu-Yin Kwan, Zhi-Nan Chen and Mabel Mel-Po Yang Department of Physiology, Faculty of Medicine, The University of Hong Kong 5 Sassoon Road, Pokfulam, Hong Kong 1996
12 Kino, K. et al. An immunomodulating protein, Ling Zhi-8 (LZ-8) prevents insulitis in non-obese diabetic mice. Diabetologia 33, 713–718 (1990)
13 L Liu, M Li, M Yu, M Shen, Q Wang, Y Yu. Natural polysaccharides exhibit anti-tumor activity by targeting gut microbiota (2018)
14 Zhi-bin Lin, Hui-na Zhang. Anti-tumor and immunoregulatory activities of Ganoderma lucidum and its possible mechanisms (2004)
15 Cör D, Knez Z, Knez Hrnčič M: Antitumour, antimicrobial, antioxidant and antiacetylcholinesterase effect of Ganoderma Lucidum terpenoids and polysaccarides: A review. Molecules, publ. 13.03.2018
16 T Fathima, M Reenaa. Anticancer and Antibacterial Activity of Ganoderma lucidum (2016)
17 Boh, B., Berovic, M., Zhang, J. & Zhi-Bin, L. Ganoderma lucidum and its pharmaceutically active compounds. Biotechnol. Annu. Rev. 13, 265–301 (2007)
Der Polysaccharidanteil eines Produktes ist nur dann aussagekräftig, wenn es sich um wasserlösliche, bio-verfügbare Beta-Glukane handelt.
Schematische Struktur der Zellmembranen und –wände von Pilzen.
1: Zellmembran; 2: Ergosterol; 3: Chitin; 4: Ankerproteine; 5: β(1,3) Glukan; 6: β(1,6) Glukan; 7: Mannoproteine.