Глюкани та холестерин (огляд)
Петро Сіма
1 Лабораторія імунотерапії, Інститут мікробіології Чеської академії наук, 14220 Прага 4, Чеська Республіка
Лука Ваннуччі
1 Лабораторія імунотерапії, Інститут мікробіології Чеської академії наук, 14220 Прага 4, Чеська Республіка
Вацлав Ветвічка
2 Кафедра патології, Університет Луїсвілля, Луїсвілл, KY 40202, США
Анотація
Гіперхолестеринемія є одним із основних факторів ризику серцево-судинних захворювань, разом із метаболічним синдромом, гіпертонією та діабетом. Незважаючи на прогрес, пошук нових методів профілактики та лікування дисліпідемії триває, і сучасні методи лікування серцево-судинних захворювань викликають різні побічні ефекти. β-глюкани - це лінійні нерозгалужені полісахариди, що містяться в різних природних джерелах, таких як гриби. Завдяки своїй структурі вони здатні взаємодіяти з вродженими рецепторами імунітету, однак вони також діють як харчові волокна в травному тракті. Оскільки існують дві форми β-глюканів, нерозчинні та розчинні форми, вони здатні взаємодіяти з ліпідами та жовчними солями в кишечнику і, отже, знижувати рівень холестерину. Отже, їх можна розробити як підходящий терапевтичний варіант для лікування пацієнтів з дисліпідемією, оскільки вони є природними молекулами, які не викликають значних побічних ефектів. Поточний огляд обговорює факти, що підтверджують вплив β-глюканів на рівень холестерину.
Вступ
За статистичними даними, опублікованими Всесвітньою організацією охорони здоров’я, серцево-судинні захворювання (ССЗ) є провідною причиною смертності та захворюваності у всьому світі (1). У період з 1980 по 2014 рік поширеність ожиріння у всьому світі подвоїлася. В даний час майже 40% дорослих у віці ≥18 років (
2 мільярди людей) мають надлишкову вагу і
Схематичне зображення основної молекулярної структури молекули глюкану. N і N * представляють кількість конкретних повторень кожної структури.
Було продемонстровано, що β-глюкани знижують рівень фракції ліпопротеїдів-холестерину (не HDL-C), що не містить високої щільності, яка містить LDL-C, не впливаючи на рівень HDL-C або тригліцеридів (35,38–40). β-глюкани використовуються для зниження рівня холестерину в крові з 1960-х років (41). β-глюкани також використовуються для підвищення ефективності імунної системи (42,43).
3. β-глюкани та імунітет
Спрощене уявлення про вплив β-глюкану на імунітет та баланс холестерину. (A) β-глюкани взаємодіють з рецепторами, експресованими на поверхні вроджених імунних клітин, та з комплексом комплементу iC3b/CR3 опсонізованих клітин, що призводить до імунної стимуляції, що включає вроджений та адаптивний імунітет. (В) Припускають, що, діючи як волокна, β-глюкани можуть утворювати гель на поверхні слизової оболонки кишечника. Це пригнічує розсмоктування жовчних солей, стимулюючи неосинтез жовчної солі в печінці. Підвищений вміст жовчних солей активізує утилізацію холестерину, що циркулює, зменшуючи таким чином його рівень у крові. NK, природні клітини-кілери; CR3, тип рецептора комплементу.
Спочатку під час досліджень впливу β-глюканів оцінювали нерозчинні β-глюкани; дослідження, що оцінювали взаємодію β-глюкан-рецептор, були проведені пізніше. Серед найважливіших рецепторів, які взаємодіють з β-глюканами, є дектин-1, рецептор комплементу типу 3 [CR3; також відомий як кластер диференціації (CD) 11b/CD18] та лангерин. Дектин-1 є трансмембранним білком типу II, присутнім у лейкоцитах, з найвищим рівнем експресії у нейтрофілах, макрофагах та дендритних клітинах (57). Лангерин складається з двох основних частин: домену, що розпізнає вуглеводи, та області, яка може утворювати тримери, і цей рецептор найчастіше експресується в клітинах Лангерганса (58). CR3 є рецептором, який є частиною сімейства β2 інтегрину. В основному він міститься в нейтрофілах, макрофагах та природних клітинах-кілерах, але також присутній у клітинах-попередниках кісткового мозку (59). Спеціальна конфігурація, яку приймає рецептор CR3 після взаємодії з комплементом iC3b на опсонізованих клітинах-мішенях, опосередковує цитотоксичну активацію (60). Важливість CR3 у зв’язуванні та дії β-глюкану підтверджена стійкістю мишей-нокаутерів CR3 до β-глюкану (61). Більш детальна інформація щодо молекулярних взаємодій β-глюканів з їх рецепторами була задокументована в недавньому всебічному огляді (62).
4. Холестерин і жовчні кислоти як незамінні молекули
Холестерин є джерелом біологічно активних речовин, важливих для виживання організмів і виконує ключову роль в організмі; отже, холестерин не слід засуджувати в односторонньому порядку. Разом з іншими фосфоліпідними речовинами холестерин утворює основні структурні компоненти клітинних мембран і бере участь в їх біохімічній активності. Меншою мірою холестерин також знаходиться в мембранах внутрішньоклітинних органел і в ліпопротеїнах, що знаходяться в плазмі крові, де 70% холестерину етерифікується жирними кислотами з утворенням ефірів холестерилу. Мозкова тканина містить