Бета-глюканы и иммунитет - НП Курсив (812) 363-06-28
НП Курсив (812) 363-06-28

+7 (812) 363-06-28


Бета-глюканы и иммунитет

Леонид Бер

Бета-1,3-глюкан имеет долгую научную историю, которая началась в 1940 году, когда Louis Pillemer с коллегами выделили и описали неочищенный препарат клеточных стенок обычных хлебопекарских дрожжей – зимозан. Оказалось, что зимозан стимулирует неспецифический иммунитет.

В то время еще не было известно, какой именно элемент неочищенного препарата, представляющего собой смесь протеинов, липидов и полисахаридов, запускает иммунный ответ. Разгадка пришла позже, в 60-х годах, когда Nicholas DiLuzio из Туланского университета изучал действие полисахарида бета-1,3-глюкана. В 80-х годах Goldman, а затем Joyce Czop из Гарвардского университета открыли специфический рецептор на поверхности макрофагов, связывание которого с бета-1,3-глюканом является пусковым звеном в последующей иммунной реакции.

 

Макрофаги играют исключительную роль в инициации и дальнейшем развитии иммунного ответа. С эволюционной точки зрения, макрофаги – самые старые и наиболее стойкие клетки иммунной системы. Они имеются не только у людей и высших животных, но и у примитивных беспозвоночных, таких, как гидра, у которой, кстати, являются единственными иммунными клетками. Чтобы эффективно функционировать, макрофаги должны пройти через стадию активации. Эта стадия заключается в определенных морфологических изменениях, в результате которых вырабатываются особые вещества – цитокины, являющиеся внутренними регуляторами иммунной системы.

Известно несколько типов Бета-глюканов с разным уровнем активности. Большинство из них инертны и используются как простые пищевые фильтры. Наиболее активной формой является Бета-1,3-глюкан, выделяемый из клеточных стенок хлебопекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Как любой другой глюкан, он состоит из связанных друг с другом глюкозных единиц. Цепи бета-глюкана в большей или меньшей степени разветвлены. Степень разветвленности и молекулярный вес бета-1,3-глюкана видоспецифичны и, в конечном счете, влияют на его активность и способность стимулировать макрофаги.

Механизм действия бета-1,3-глюкана

Рецептор на поверхности макрофагов может связываться только с неразветвленным участком молекулы бета-глюкана. Этот участок состоит примерно из семи сахарных единиц и имеет характерную спиралевидную конфигурацию. Рецептор представляет собой гликопротеиновый комплекс, который появляется на поверхности макрофагов в процессе их дифференцировки еще в костном мозге. Примечательно, что только небольшое число глюкозных остатков, расположенных определенным образом, могут активировать этот рецептор. В отличие от бета-глюканов, бета-глюканы (крахмал) такой способностью не обладают.

Интересным является и тот факт, что рецепторы для таких полисахаридных участков имеются на поверхности самых старых клеток иммунного каскада. бета-1,3-глюкан – наиболее распространенный в природе неспецифический активатор макрофагов. Аналогичные механизмы активации найдены у животных, птиц, рыб и даже растений. Когда бета-1,3-глюкан связывается с рецептором, макрофаг переходит в активное состояние. Каким образом это происходит, до сих пор не известно. Вероятно, при связывании клеточная мембрана деформируется, что приводит к запуску целого ряда процессов. С одной стороны, активизируется фагоцитарная функция макрофага (то есть его способность “заглатывать” чужеродные тела). С другой стороны, начинают усиленно синтезироваться и высвобождаться такие вещества, как:

 

  • цитокины (интерлейкины, интерферон), являющиеся сигналом для других клеток иммунной системы, например, Т-лимфоцитов;
  • фактор роста эпидермальных клеток;
  • фактор ангиогенеза.

 

Экспериментальная блокада макрофагов приводит к тому, что иммунный ответ не развивается вовсе. Это свидетельствует об исключительной роли макрофагов в иммунитете. При многих болезненных состояниях организма оказывается необходимым стимулировать иммунную систему. И делать это можно, активируя первое звено иммунитета – макрофаги. По идее, активаторами макрофагов могут выступать разные вещества, например, эндотоксины, бактерии, вирусы, химикаты. Однако, эти агенты обычно слишком опасны и использовать их в качестве активаторов иммунной системы не стоит. бета-1,3-глюкан, напротив, абсолютно безопасен и нетоксичен, и его можно применять как перорально, так и наружно. Эта особенность бета-глюкана и обуславливает его широкое применение в медицинской практике.

Использование бета-1,3-глюкана при лечении кожных патологий и в качестве косметического ингредиента

бета-1,3-глюкан способствует скорейшему заживлению ран. В экспериментах с глюкан-обработанными ранами показано, что в начальной стадии заживления число макрофагов в ране увеличивается. И реэпителизация, и фиброплазия начинаются гораздо раньше, чем в контроле. Спустя 5 дней после обработки глюканом раны частично затянулись. На 10 день глюкан-обработанные раны полностью реэпителизовались, а через месяц исчезли явления грануломатоза (Leibovich, 1980). У человека местное применение глюкана приводит в 73% случаев к значительному улучшению изъязвленных участков кожи и полной эпителизации в 27%.

Важным является и то, что во время обработки раны оставались чистыми, без присоединения инфекции (DiLuzio, 1984). Надо отметить, что исходная форма бета-1,3-глюкана нерастворима. Взвесь частиц размером 0.2 мкм применяется для обработки ран, где материал должен оставаться на поверхности, а также в вакцинах в качестве адъюванта, где важны прежде всего хемотаксические свойства и способность активировать макрофаги.

Существует и водорастворимая форма. Именно она нашла применение в косметике. В комбинации с Aloe vera она используется в ночных и дневных кремовых композициях, вместе с гиалуроновой кислотой – в кремах от морщин, с салициловой кислотой (так называемая “кислая линия” – the Н+-line) как эксфолиант. Кроме того, ее вводят в увлажняющие и солнцезащитные средства. бета-1,3-глюкан является идеальной добавкой в том плане, что он не снижает эффективность других компонентов, а во многих случаях даже способствует их проникновению через кожный барьер.

В косметике используется и другая форма этого материала – суспензия нерастворимого глюкана в сорбитоле. Нерастворимый глюкан используется также в пудрах. Как было сказано выше, бета-1,3-глюкан является очень эффективным активатором макрофагов. Эффективная доза для нерастворимой формы при пероральном и внутривенном введении составляет 0.001–0.01 мг/кг веса. В большинстве косметических препаратов концентрация глюкана равна 0.015–0.05 мг/мл (как для растворимой, так и для нерастворимой формы).

Наша кожа постоянно повреждается. Причин этому множество – это и действие окружающей среды (температурные колебания, ветер, пыль и проч.), и результат нашей собственной деятельности (бритье, бытовая химия, косметика и т.п.). В любой момент у каждого из нас есть ссадины, трещины, порезы. Для успешного заживления ран требуется выполнение ряда условий. Одно из них – отсутствие инфекции. Эта задача стоит перед макрофагами, которые обязательно присутствуют в коже.

Кожные макрофаги известны как клетки Лангерганса. У них имеются длинные отростки (дендриты), которые они протягивают в самые поверхностные слои эпидермиса. Глюкан связывается с рецепторами в поверхностных слоях эпидермиса, а далее по сети отростков может даже достигать дермы. Как только клетки Лангерганса контактируют с глюканом, запускается местная иммунная реакция.

Макрофаги фагоцитируют патогенные микроорганизмы и мертвые клетки, а также посредством цитокинов привлекают другие иммунные клетки. Кроме того, макрофаги выделяют ряд веществ, способствующих заживлению раны. Среди них фактор роста эпидермальных клеток (стимулирует образование коллагена и эластина) и фактор ангиогенеза (отвечает за формирование кровеносных капилляров). Этим, в частности, объясняется разглаживающее действие бета-1,3-глюкана на мелкие морщины.

Глюкан проявляет и солнцезащитные свойства. Его добавление в соответствующие препараты уменьшает повреждающее действие солнца на кожу. Активированные клетки Лангерганса запускают местную иммунную систему, которая начинает работать не только против инфекции, но и против образования опухолевых клеток. Риск возникновения меланомы прямо пропорционален времени нахождения на солнце. Использование некоторых солнечных фильтров, таких как PABA, могут фактически увеличить вероятность развития солнечных кератозов и злокачественных новообразований.

Дело в том, что фильтры уменьшают воспалительную реакцию, связанную с передозировкой солнечных ванн (а также боль от солнечных ожогов). При этом они никак не предохраняют клетки Лангерганса – главную защиту от развития новообразований. Получается, что благодаря тому, что порог болевой чувствительности снижен солнечными фильтрами, человек может дольше пребывать на солнце. При этом страдает его кожный иммунитет, а значит, увеличивается риск возникновения злокачественных опухолей. Глюкан же не только активизирует иммунную защиту в результате стимуляции клеток Лангерганса, но одновременно служит фильтром и уменьшает боль от ожогов.

Одним из наиболее распространенных инфекций кожи являются акне. Глюкан может быть использован в косметических композициях с действием против акне. Механизм действия глюкана в этих случаях аналогичен описанному выше: он стимулирует иммунные клетки на борьбу с инфекцией, являясь одновременно очищающим и заживляющим агентом.

Выводы

бета-1,3-глюкан – полисахарид, состоящий из глюкозы – выделяется из клеточной стенки дрожжей Saccaromyces cerevisiae. бета-1,3-глюкан активирует макрофаги, связываясь с соответствующим рецептором на их поверхности. Активированные макрофаги являются первым звеном в каскаде иммунных реакций. Они не только “убирают” чужеродные тела (фагоцитоз), но и продуцируют цитокины, являющиеся регуляторами иммунной системы.

Активация иммунной системы бета-1,3-глюканом неспецифическая. Это послужило основанием использовать бета-глюкан как в профилактических целях, так и в качестве вспомогательного лекарственного средства (адъюванта) при различных заболеваниях, сопровождающихся общим снижением иммунитета.

Введенный подкожно или в составе косметических композиций, бета-1,3-глюкан запускает местную иммунную реакцию, которая заключается в активации кожных макрофагов – клеток Лангерганса. Клетки Лангерганса осуществляют защиту кожи не только от локальной инфекции, но и от злокачественных новообразований. При этом макрофаги выделяют ряд факторов, способствующих скорейшему заживлению ран (фактор роста эпителиальных клеток, фактор ангиогенеза). В солнцезащитных композициях бета-1,3-глюкан используется и как фильтр, и как защита макрофагов от повреждающего действия солнечного излучения.

Список литературы


1. Czop JK, Kay J. “Isolation and characterisation of
бетаglucan receptores on human mononuclear phagocytes”. J Exp Med 1991; 173:1511–1520.

2. Okazaki M, Adachi Y, Ohno N, Yadomae T. “Structure-activity relationship of 1,3-beta-D-glucans in the induction of cytokine production from macrophages, in vitro”. Biol Pharm Bull 1995; 18(10):1320–1327.

3. Thornton BP, Pitman M, Goldman RC, Ross GD. “Analysis of the sugar specifity and molecular location of the бетаglucanbinding lectin site of complement receptoe type 3 (CD11b/ CD18)”. J Immunol 1996; 156 (3):1235–1246.

4. DiLuzio NR, Riggi SJ. “The development of a lipid emulsion for the mesuarement of reticuloendothelial function”. J Reticuloendothel Soc 1964, 1:136–149.

5. Elmets CA, Vargas A, Oresajo C. “Photoprotective effets of sunscreens in cosmetics on sunburn and Langerhans cell photodamage”. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1992; 9:113–120.

6. Wolf P, Donawho CK, Kripke ML. “Effect of sunscreens on UV radiation-induced enhancement of melanoma growth in mice”. J Nat Cancaer Inst 1994; 86:99–105.

оригинал статьи находится на сайте    www.woomen-journal.ru статья от 04.02.2009

 
Санкт-Петербург, Большой пр.П.С. 29 а, офис 401 , тел. (812) 363-06-28
Free joomla themes
Extensions by Siteground Web Hosting