Lompat ke isi

Glukan beta

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Glukan beta (β-glukan) terdiri dari sekelompok polisakarida β-D-glukosa (glukan) yang secara alami terdapat di dinding sel serealia, bakteri, dan fungi, dengan sifat fisikokimia yang sangat berbeda tergantung pada sumbernya. Biasanya, β-glukan membentuk kerangka linier dengan 1–3 ikatan β-glikosidik tetapi bervariasi sehubungan dengan massa molekul, kelarutan, viskositas, struktur percabangan, dan sifat gelasi, yang menyebabkan beragam efek fisiologis pada hewan.

Selulosa adalah contoh (1→4)-β-D-glukan yang terdiri dari unit glukosa

Pada tingkat asupan makanan minimal 3 g per hari, β-glukan serat gandum menurunkan kadar kolesterol LDL dalam darah dan dengan demikian dapat mengurangi risiko penyakit kardiovaskular.[1] β-glukan adalah gom alami dan digunakan sebagai bahan pembentuk tekstur dalam berbagai produk nutrasetikal dan kosmetik, dan sebagai suplemen serat larut.

Sejarah

[sunting | sunting sumber]

Produk sereal dan jamur telah digunakan selama berabad-abad untuk tujuan pengobatan dan kosmetik; namun, peran spesifik β-glukan tidak dieksplorasi hingga abad ke-20. β-glukan pertama kali ditemukan pada lumut kerak, dan tak lama kemudian pada barli. Minat khusus terhadap β-glukan oat muncul setelah efek penurunan kolesterol dari dedak oat dilaporkan pada tahun 1981.[2]

Pada tahun 1997, FDA menyetujui klaim bahwa asupan setidaknya 3,0 g β-glukan dari oat per hari menurunkan penyerapan kolesterol makanan dan mengurangi risiko penyakit jantung koroner. Klaim kesehatan yang disetujui kemudian diubah untuk memasukkan sumber-sumber β-glukan ini: oat gulung (oatmeal), dedak oat, tepung oat utuh, oatrim (fraksi larut dari dedak oat terhidrolisis amilase alfa atau tepung oat utuh), bijian barli utuh dan serat barli beta. Contoh klaim label yang diizinkan: "Serat larut dari makanan seperti oatmeal, sebagai bagian dari diet rendah lemak jenuh dan kolesterol, dapat mengurangi risiko penyakit jantung. Satu porsi oatmeal mengandung 0,75 gram dari 3,0 g serat larut β-glukan yang dibutuhkan per hari untuk mencapai efek ini." Bahasa klaim tersebut terdapat dalam Federal Register 21 CFR 101.81 Klaim Kesehatan: "Serat larut dari makanan tertentu dan risiko penyakit jantung koroner (PJK)".[3]

Struktur

[sunting | sunting sumber]

Glukan tersusun dalam cincin D-glukosa bersisi enam yang terhubung secara linear pada posisi karbon yang bervariasi tergantung pada sumbernya, meskipun β-glukan umumnya memiliki ikatan glikosidik 1-3 pada rantai utamanya. Meskipun secara teknis β-glukan adalah rantai polisakarida D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik tipe-β, berdasarkan konvensi tidak semua polisakarida β-D-glukosa dikategorikan sebagai β-glukan.[4] Selulosa secara konvensional tidak dianggap sebagai β-glukan, karena tidak larut dan tidak menunjukkan sifat fisikokimia yang sama dengan β-glukan sereal atau khamir lainnya.[5]

Molekul glukosa, menunjukkan notasi penomoran karbon dan orientasi β.

Beberapa molekul β-glukan memiliki rantai samping glukosa bercabang yang melekat pada posisi lain pada rantai D-glukosa utama, yang bercabang dari tulang punggung β-glukan. Selain itu, rantai samping ini dapat melekat pada jenis molekul lain seperti protein, seperti pada polisakarida-K.

Bentuk β-glukan yang paling umum adalah yang terdiri dari unit D-glukosa dengan ikatan β-1,3. β-glukan khamir dan fungi mengandung 1-6 cabang samping; sementara β-glukan sereal mengandung ikatan tulang punggung β-1,3 dan β-1,4; tetapi tidak memiliki percabangan β-1,3. Rumput laut terdiri dari tulang punggung yang utamanya adalah β-1,3-glukan, tetapi dengan beberapa β-1,6-glukan di tulang punggung serta di rantai samping.[6]

Frekuensi, lokasi, dan panjang rantai samping mungkin berperan dalam imunomodulasi. Perbedaan berat molekul, bentuk, dan struktur β-glukan menentukan perbedaan aktivitas biologisnya.[7][8]

Secara umum, ikatan β-1,3 dibentuk oleh 1,3-glukan beta sintase, dan ikatan β-1,4 dibentuk oleh selulosa sintase. Proses yang mengarah pada ikatan β-1,6 masih kurang dipahami: meskipun gen-gen penting dalam proses tersebut telah diidentifikasi, belum banyak yang diketahui tentang fungsi masing-masing gen.[9]

Sttuktur glukan beta berdasarkan sumber
Sumber (contoh) Tulang punggung Percabangan Kelarutan dalam air
Bakteri (kurdlan)
Tidak Tidak larut[10]
Fungi
Percabangan β-1,6 pendek Tidak larut[11]
Khamir
Percabangan β-1,6 panjang Tidak larut[8]
Sereal (glukan beta oat)
Tidak Larut[7]

Tipe β-glukan

[sunting | sunting sumber]

β-glukan membentuk komponen alami dinding sel bakteri, jamur, khamir, dan sereal seperti oat dan barli. Setiap jenis glukan beta memiliki kerangka molekul, tingkat percabangan, dan berat molekul yang berbeda, yang memengaruhi kelarutan dan dampak fisiologisnya. Salah satu sumber β(1,3)D-glukan yang paling umum untuk penggunaan suplemen berasal dari dinding sel khamir roti (Saccharomyces cerevisiae). β-glukan yang ditemukan di dinding sel khamir mengandung kerangka 1,3 glukosa dengan cabang 1,6 glukosa yang memanjang.[12] Sumber lain termasuk rumput laut[13] dan berbagai jamur seperti lingzhi, shiitake, Inonotus obliquus, dan maitake, yang masih dalam penelitian awal untuk potensi efek imunnya.[14]

Serat yang dapat difermentasi

[sunting | sunting sumber]

Dalam pola makan, β-glukan merupakan sumber serat larut yang dapat difermentasi (juga disebut dengan serat prebiotik) yang menyediakan substrat bagi mikrobiota di dalam usus besar, meningkatkan jumlah feses dan menghasilkan asam lemak rantai pendek sebagai produk sampingan dengan aktivitas fisiologis yang luas.[15] Fermentasi ini memengaruhi ekspresi banyak gen di dalam usus besar,[16] yang selanjutnya memengaruhi fungsi pencernaan dan metabolisme kolesterol dan glukosa, serta sistem kekebalan tubuh dan fungsi sistemik lainnya.[15][17]

Oatmeal merupakan sumber makanan umum β-glukan

Sereal

[sunting | sunting sumber]

β-glukan sereal dari oat, barli, gandum, dan gandum hitam telah dipelajari efeknya terhadap kadar kolesterol pada orang dengan kadar kolesterol normal dan pada mereka yang mengalami hiperkolesterolemia.[1] Asupan β-glukan oat dalam jumlah harian minimal 3 gram menurunkan kadar kolesterol total dan kolesterol lipoprotein densitas rendah sebesar 5 hingga 10% pada orang dengan kadar kolesterol darah normal atau tinggi.[18]

Oat dan barli berbeda dalam rasio ikatan trimer dan tetramer 1-4. Barli memiliki lebih banyak ikatan 1-4 dengan derajat polimerisasi lebih tinggi dari 4. Namun, sebagian besar blok barli tetap berupa trimer dan tetramer. Pada gandum, β-glukan ditemukan terutama di endosperma biji gandum, terutama di lapisan luar endosperma tersebut.[7]

Absorpsi β-glukan

[sunting | sunting sumber]

Enterosit memfasilitasi pengangkutan β(1,3)-glukan dan senyawa serupa melalui dinding sel usus ke dalam getah bening, tempat mereka mulai berinteraksi dengan makrofag untuk mengaktifkan fungsi imun.[19] Studi berlabel radioaktif telah memverifikasi bahwa fragmen β-glukan baik yang kecil maupun besar ditemukan dalam serum, yang menunjukkan bahwa mereka diserap dari saluran usus.[20] Sel M di dalam bercak Peyer secara fisik mengangkut partikel glukan utuh yang tidak larut ke dalam jaringan limfoid terkait usus.[21]

Kegunaan medis (1,3)-β-D-glukan

[sunting | sunting sumber]

Suatu pengujian untuk mendeteksi keberadaan (1,3)-β-D-glukan dalam darah dipasarkan sebagai cara untuk mengidentifikasi infeksi jamur invasif atau diseminata.[22][23][24] Tes ini harus ditafsirkan dalam konteks klinis yang lebih luas, karena tes positif tidak memberikan diagnosis, dan tes negatif tidak menyingkirkan infeksi. Positif palsu dapat terjadi karena kontaminan jamur dalam antibiotik kombinasi amoksisilin/asam klavulanat[25] dan piperasilin/tazobaktam. Positif palsu juga dapat terjadi dengan kontaminasi spesimen klinis dengan bakteri Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, dan Alcaligenes faecalis, yang juga menghasilkan (1→3)β-D-glukan.[26] Tes ini dapat membantu dalam mendeteksi Aspergillus, Candida, dan Pneumocystis jirovecii.[27][28][29] Tes ini tidak dapat digunakan untuk mendeteksi Mucor atau Rhizopus, jamur yang bertanggung jawab atas mukormikosis, karena mereka tidak menghasilkan (1,3)-beta-D-glukan.[30]

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. 1 2 Ho, H. V; Sievenpiper, J. L; Zurbau, A; Blanco Mejia, S; Jovanovski, E; Au-Yeung, F; Jenkins, A. L; Vuksan, V (2016). "The effect of oat β-glucan on LDL-cholesterol, non-HDL-cholesterol and apoB for CVD risk reduction: A systematic review and meta-analysis of randomised-controlled trials". British Journal of Nutrition. 116 (8): 1369–1382. doi:10.1017/S000711451600341X. PMID 27724985.
  2. ↑ Kirby RW, Anderson JW, Sieling B, Rees ED, Chen WJ, Miller RE, Kay RM (1981). "Oat-bran intake selectively lowers serum low-density lipoprotein cholesterol concentrations of hypercholesterolemic men". Am. J. Clin. Nutr. 34 (5): 824–9. doi:10.1093/ajcn/34.5.824. PMID 6263072.
  3. ↑ https://www.ecfr.gov/cgi-bin/retrieveECFR?gp=1&SID=4bf49f997b04dcacdfbd637db9aa5839&ty=HTML&h=L&mc=true&n=pt21.2.101&r=PART#se21.2.101_181 21 CFR 101.81 Health Claims: Soluble fiber from certain foods and risk of coronary heart disease (CHD)
  4. ↑ Zeković, Djordje B. (10 October 2008). "Natural and Modified (1→3)-β-D-Glucans in Health Promotion and Disease Alleviation". Critical Reviews in Biotechnology. 25 (4): 205–230. doi:10.1080/07388550500376166. PMID 16419618. S2CID 86109922.
  5. ↑ Sikora, Per (14 June 2012). "Identification of high b-glucan oat lines and localization and chemical characterization of their seed kernel b-glucans". Food Chemistry. 137 (1–4): 83–91. doi:10.1016/j.foodchem.2012.10.007. PMID 23199994.
  6. ↑ Nakashima A, Yamada K, Suzuki K (2018). "β-Glucan in Foods and Its Physiological Functions". Journal of Nutritional Science and Vitaminology. 64 (1): 8–17. doi:10.3177/jnsv.64.8. PMID 29491277.
  7. 1 2 3 Chu, YiFang (2014). Oats Nutrition and Technology. Barrington, Illinois: Wiley Blackwell. ISBN 978-1-118-35411-7.
  8. 1 2 Volman, Julia J (20 November 2007). "Dietary modulation of immune function by β-glucans". Physiology & Behavior. 94 (2): 276–284. doi:10.1016/j.physbeh.2007.11.045. PMID 18222501. S2CID 24758421.
  9. ↑ Ruiz-Herrera J, Ortiz-Castellanos L (May 2010). "Analysis of the phylogenetic relationships and evolution of the cell walls from yeasts and fungi". FEMS Yeast Research. 10 (3): 225–43. doi:10.1111/j.1567-1364.2009.00589.x. PMID 19891730.
  10. ↑ Mcintosh, M (19 October 2004). "Curdlan and other bacterial (1→3)-β-D-glucans". Applied Microbiology and Biotechnology. 68 (2): 163–173. doi:10.1007/s00253-005-1959-5. PMID 15818477. S2CID 13123359.
  11. ↑ Han, Man Deuk (March 2008). "Solubilization of water-insoluble β-glucan isolated from Ganoderma lucidum". Journal of Environmental Biology.
  12. ↑ Manners, David J. (2 February 1973). "The Structure of a β-(1→3)-D-Glucan from Yeast Cell Walls". Biochemical Journal. 135 (1): 19–30. doi:10.1042/bj1350019. PMC 1165784. PMID 4359920.
  13. ↑ Teas, J (1983). "The dietary intake of Laminarin, a brown seaweed, and breast cancer prevention". Nutrition and Cancer. 4 (3): 217–222. doi:10.1080/01635588209513760. ISSN 0163-5581. PMID 6302638.
  14. ↑ Vannucci, L; Krizan, J; Sima, P; Stakheev, D; Caja, F; Rajsiglova, L; Horak, V; Saieh, M (2013). "Immunostimulatory properties and antitumor activities of glucans (Review)". International Journal of Oncology. 43 (2): 357–64. doi:10.3892/ijo.2013.1974. PMC 3775562. PMID 23739801.
  15. 1 2 McRorie Jr, J. W; McKeown, N. M (2017). "Understanding the Physics of Functional Fibers in the Gastrointestinal Tract: An Evidence-Based Approach to Resolving Enduring Misconceptions about Insoluble and Soluble Fiber". Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics. 117 (2): 251–264. doi:10.1016/j.jand.2016.09.021. PMID 27863994.
  16. ↑ Keenan, M. J.; Martin, R. J.; Raggio, A. M.; McCutcheon, K. L.; Brown, I. L.; Birkett, A.; Newman, S. S.; Skaf, J.; Hegsted, M.; Tulley, R. T.; Blair, E.; Zhou, J. (2012). "High-Amylose Resistant Starch Increases Hormones and Improves Structure and Function of the Gastrointestinal Tract: A Microarray Study". Journal of Nutrigenetics and Nutrigenomics. 5 (1): 26–44. doi:10.1159/000335319. PMC 4030412. PMID 22516953.
  17. ↑ Simpson, H. L.; Campbell, B. J. (2015). "Review article: dietary fibre–microbiota interactions". Alimentary Pharmacology & Therapeutics. 42 (2): 158–79. doi:10.1111/apt.13248. PMC 4949558. PMID 26011307.
  18. ↑ Othman, R. A; Moghadasian, M. H; Jones, P. J (2011). "Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan". Nutrition Reviews. 69 (6): 299–309. doi:10.1111/j.1753-4887.2011.00401.x. PMID 21631511.
  19. ↑ Frey A, Giannasca KT, Weltzin R, Giannasca PJ, Reggio H, Lencer WI, Neutra MR (1 September 1996). "Role of the glycocalyx in regulating access of microparticles to apical plasma membranes of intestinal epithelial cells: implications for microbial attachment and oral vaccine targeting". The Journal of Experimental Medicine. 184 (3): 1045–1059. doi:10.1084/jem.184.3.1045. PMC 2192803. PMID 9064322.
  20. ↑ Tsukagoshi S, Hashimoto Y, Fujii G, Kobayashi H, Nomoto K, Orita K (June 1984). "Krestin (PSK)". Cancer Treatment Reviews. 11 (2): 131–155. doi:10.1016/0305-7372(84)90005-7. PMID 6238674.
  21. ↑ Hong, F; Yan J; Baran JT; Allendorf DJ; Hansen RD; Ostroff GR; Xing PX; Cheung NK; Ross GD (15 July 2004). "Mechanism by which orally administered β-1,3-glucans enhance the tumoricidal activity of antitumor monoclonal antibodies in murine tumor models". Journal of Immunology. 173 (2): 797–806. doi:10.4049/jimmunol.173.2.797. ISSN 0022-1767. PMID 15240666.
  22. ↑ Obayashi T, Yoshida M, Mori T, et al. (1995). "Plasma (13)-beta-D-glucan measurement in diagnosis of invasive deep mycosis and fungal febrile episodes". Lancet. 345 (8941): 17–20. doi:10.1016/S0140-6736(95)91152-9. PMID 7799700. S2CID 27299444.
  23. ↑ Ostrosky-Zeichner L, Alexander BD, Kett DH, et al. (2005). "Multicenter clinical evaluation of the (1→3)β-D-glucan assay as an aid to diagnosis of fungal infections in humans". Clin Infect Dis. 41 (5): 654–659. doi:10.1086/432470. PMID 16080087.
  24. ↑ Odabasi Z, Mattiuzzi G, Estey E, et al. (2004). "Beta-D-glucan as a diagnostic adjunct for invasive fungal infections: validation, cutoff development, and performance in patients with acute myelogenous leukemia and myelodysplastic syndrome". Clin Infect Dis. 39 (2): 199–205. doi:10.1086/421944. PMID 15307029.
  25. ↑ Mennink-Kersten MA, Warris A, Verweij PE (2006). "1,3-β-D-Glucan in patients receiving intravenous amoxicillin–clavulanic acid". NEJM. 354 (26): 2834–2835. doi:10.1056/NEJMc053340. PMID 16807428.
  26. ↑ Mennink-Kersten MA, Ruegebrink D, Verweij PE (2008). "Pseudomonas aeruginosa as a cause of 1,3-β-D-glucan assay reactivity". Clin Infect Dis. 46 (12): 1930–1931. doi:10.1086/588563. PMID 18540808.
  27. ↑ Lahmer, Tobias; da Costa, Clarissa Prazeres; Held, Jürgen; Rasch, Sebastian; Ehmer, Ursula; Schmid, Roland M.; Huber, Wolfgang (4 April 2017). "Usefulness of 1,3 Beta-D-Glucan Detection in non-HIV Immunocompromised Mechanical Ventilated Critically Ill Patients with ARDS and Suspected Pneumocystis jirovecii Pneumonia". Mycopathologia. 182 (7–8): 701–708. doi:10.1007/s11046-017-0132-x. ISSN 1573-0832. PMID 28378239. S2CID 3870306.
  28. ↑ He, Song; Hang, Ju-Ping; Zhang, Ling; Wang, Fang; Zhang, De-Chun; Gong, Fang-Hong (August 2015). "A systematic review and meta-analysis of diagnostic accuracy of serum 1,3-β-D-glucan for invasive fungal infection: Focus on cutoff levels". Journal of Microbiology, Immunology, and Infection = Wei Mian Yu Gan Ran Za Zhi. 48 (4): 351–361. doi:10.1016/j.jmii.2014.06.009. ISSN 1995-9133. PMID 25081986.
  29. ↑ Kullberg, Bart Jan; Arendrup, Maiken C. (8 October 2015). "Invasive Candidiasis". The New England Journal of Medicine. 373 (15): 1445–1456. doi:10.1056/NEJMra1315399. hdl:2066/152392. ISSN 1533-4406. PMID 26444731. S2CID 43788.
  30. ↑ Ostrosky-Zeichner, Luis; Alexander, Barbara D.; Kett, Daniel H.; Vazquez, Jose; Pappas, Peter G.; Saeki, Fumihiro; Ketchum, Paul A.; Wingard, John; Schiff, Robert (1 September 2005). "Multicenter clinical evaluation of the (1→3) beta-D-glucan assay as an aid to diagnosis of fungal infections in humans". Clinical Infectious Diseases. 41 (5): 654–659. doi:10.1086/432470. ISSN 1537-6591. PMID 16080087.

Pranala luar

[sunting | sunting sumber]
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Glukan_beta&oldid=28011527"