Бета-глюкан як стимулятор імунітету в морських акваріумах

Неминуче, як рифівники, ми робимо речі, які викликають стрес у наших риб і безхребетних: приносячи нових тварин, переміщуючи їх з резервуара в резервуар, додаючи нових мешканців або подібне. Стрес є ворогом здорових риб, оскільки він знижує імунну функцію, дозволяючи інфекціям та паразитам легко пересуватися. Однією з речовин, що використовується в харчовому рибальстві для підвищення імунітету, є бета-глюкан – складний вуглевод природного походження. Давно відомий як імуностимулятор у тварин, від креветок до людей, він використовується для лікування ран, раку та діабету. Тут ми розвінчаємо науковий міф і покажемо, як бета-глюкан може допомогти вам підтримувати здоров’я рифового акваріума.

Що таке бета-глюкан?

Бета-глюкан – це молекула вуглеводу, що складається з довгих ланцюжків молекул глюкози, подібно до целюлози. У той час як целюлоза утворює довгі нерозгалужені лінійні ланцюги, які можуть лежати упакованими разом (і які надають деревині міцність), кільця в бета-глюкані утворюють “перегини”, які надають молекулі циліндричну форму. Ні целюлоза, ні бета-глюкан не перетравлюються, і тому вони або повинні дифундувати через шкіру або травну систему, щоб бути утилізованими організмом, або виводяться як відходи.

Целюлоза, основний компонент деревини та рослинних волокон, складається з ланцюжків молекул глюкози, що з’єднують вуглець №1 однієї глюкози з вуглецем №4 наступної. Бета-глюкан використовує ті ж самі зв’язки, але з випадковими 1-3 зв’язками, що додають молекулі закрученість.

Бета-глюкан зустрічається в багатьох місцях, особливо в висівках трав, таких як ячмінь, овес і жито, і в клітинних стінках грибів, водоростей і дріжджів. Особливо хорошим джерелом бета-глюкану є звичайні пекарські дріжджі, Saccharomyces cerevisiae, і це джерело багатьох безрецептурних добавок бета-глюкану, які можна знайти в магазинах вітамінів.

Трохи історії та використання

У 1940-х роках було вперше показано, що сирий екстракт клітинної стінки дріжджів під назвою “Зимосан” стимулює імунну систему людини для боротьби з бактеріальними, грибковими, вірусними та паразитарними інфекціями, а також допомагає боротися з раком. Звучить як чудодійний препарат, чи не так? На жаль, Зимосан також викликав небажані побічні ефекти, і його застосування впало в немилість. Через двадцять років активна молекула в Зимозані була виділена і ідентифікована як бета-глюкан, а дослідження і застосування почалися всерйоз і тривають донині.

Переваги бета-глюкану для здоров’я людини широко відомі і науково визнані, проте бета-глюкан все ще знаходиться на кордоні між загальноприйнятим медичним лікуванням і “нутрицевтиком”. Він показав свою ефективність у зниженні рівня холестерину: для того, щоб ваша ранкова упаковка пластівців мала етикетку “Heart Healthy”, вона повинна містити щонайменше 750 міліграмів бета-глюкану на порцію. Він використовується у хворих на цукровий діабет для регулювання рівня глюкози в крові, у пацієнтів з опіками для прискорення загоєння ран, а також у хворих на рак для стимулювання імунної системи для знищення ракових клітин. У рибному господарстві та аквакультурі він вже давно використовується в поєднанні з вакцинами для підвищення їх ефективності, а також багато років використовується в декоративних акваріумах, особливо утримувачами морських коників, як анекдотичний засіб. Мабуть, його найбільшою претензією як до людей, так і до тварин є його дія як неспецифічного стимулятора імунітету. Щоб з’ясувати, що саме це означає, давайте коротко розглянемо імунну систему хребетних тварин.

Мікрофотографія макрофагів риби (які дуже схожі на макрофаги людини) (люб’язно надано B. Allam)

Роль в імунній системі

Зручний спосіб подивитися на імунну систему хребетних – розділити її на два рукава: вроджений імунітет і набутий імунітет. Вроджений імунітет охоплює всі способи, якими організм здатний захищати себе при народженні: у нас є шкіра, щоб запобігти проникненню патогенів в організм, шлункові кислоти, щоб знищити бактерії і грибки, які ми неминуче проковтуємо, і багато хімічних сполук, які циркулюють в нашій крові і борються із загарбниками. Набутий імунітет – це той, який ваш організм виробляє у відповідь на специфічні подразники з навколишнього середовища: антитіла. Так як же бета-глюкан вписується в цю систему? Жодна активність не пояснює всі речі, про які повідомляється, що він робить, але одна з них добре відома і охарактеризована: активація макрофагів. Макрофаги (з грецької, що означає “великий пожирач”) – це клітини, які знаходяться в наших тканинах і діють як фагоцити, або “клітини, що їдять”. По суті, вони функціонують як команда прибиральників організму, поглинаючи чужорідний матеріал і старі відмерлі клітини і або перетравлюючи його, або виводячи подалі від решти тіла. Навіть безхребетні добре оснащені макрофагоподібними клітинами, які неспецифічно утилізують все, що вони розпізнають як чужорідне.

Макрофаги оточують мертві та інфекційні тканини, утворюючи гранульому у риби з мікобактеріями. (з люб’язного дозволу М. Фаста)

Але для того, щоб почати свою роботу, макрофаг повинен бути активований. На його поверхні клітина містить рецепторні молекули, які слугують док-станціями для чужорідних матеріалів. Коли патоген, наприклад, бактерія, зустрічається з макрофагом, він зв’язується зі специфічним рецептором, приводячи макрофаг у стан бойової готовності. Потім цей макрофаг може поглинути цю бактерію, і, що важливо, він виділяє сполуки, які попереджають інші клітини імунної системи про те, що зловмисник знаходиться на волі. Незабаром після цього багато частин імунної системи отримують сигнал тривоги і готові до боротьби.

Бета-глюкан здатний так ефективно активувати макрофаги, тому що на макрофагах (і на фагоцитах у безхребетних) є рецептор, який підходить до бета-глюкану, як замок до ключа. Як тільки макрофаг “бачить” бета-глюкан (молекула бета-глюкану зв’язується з рецептором на поверхні клітини), він діє так, ніби є інфекція, і активує себе і імунний каскад. Для чого на імунній клітині є рецептор до поліпептиду вівса? Пам’ятайте, що бета-глюкан міститься і в багатьох інших місцях, в тому числі на поверхні грибів, тому, коли макрофаг стикається з бета-глюканом, він діє так, ніби він стикається з грибковим патогеном, і активується. Цікаво, що було виявлено, що бета-глюкан імітує сполуку, що виробляється видами Vibrio, поширеними морськими бактеріями, тому це може пояснити, чому бета-глюкан корисний для запобігання бактеріальним інфекціям. Цей рецептор для бета-глюкану добре зберігається: він був знайдений на фагоцитарних клітинах креветок і креветок, крабів, риб і ссавців.

Застосування у морських тварин

Ще до того, як цей спосіб дії був визначений, рибники та аквакультуристи використовували бета-глюкан для стимуляції імунної функції, а за останні три роки було проведено багато досліджень, які доводять ефективність бета-глюкану для креветок, молоді та дорослої риби. Чим більше грошей можна заробити (і втратити), тим більше людей готові інвестувати в дослідження здоров’я тварин, і тому харчове рибальство значно випереджає декоративну торгівлю у використанні бета-глюкану. Тож як, і що більш важливо, коли ми повинні використовувати бета-глюкан в морських акваріумах? Зазвичай він доступний у магазинах вітамінів та здорового харчування у формі таблеток або порошку. Застереження: читайте етикетки! Харчові добавки не дуже добре регулюються, і часто продукт, який стверджує, що “500 г бета-глюкану!” містить трохи 1,3 бета-глюкану, але основна частина – це інші форми, які можуть мати або не мати такої ж активності. Якщо ви купуєте таблетки, ви можете просто подрібнити їх, подбавши про те, щоб видалити будь-яке покриття, яке може бути на таблетці (це, швидше за все, нічого не зашкодить, але може вплинути на розчинність).

Риба-ангел, заражена лімфоцистозом. Доведено, що бета-глюкан підвищує імунітет риб до лімфоцистису.

Бета-глюкан можна вводити в будь-який час, коли тварина хвора, перебуває у стресовому стані або незабаром зазнає стресу (наприклад, перед переміщенням або пересадкою). У разі інфекції його можна додавати до схеми прийому антибіотиків. Антибіотик вб’є збудника, а бета-глюкан допоможе, активуючи макрофаги, щоб прибрати мертві клітини. Бета-глюкан можна вводити шляхом занурення, ін’єкцій або годування. Для занурення його можна додавати безпосередньо в акваріум після змішування з водою в акваріумі на рівні 0,5 ppt (0,5 грама/літр або приблизно 1,9 грама/галон). Це можна зробити у виставковому або карантинному акваріумі. У більшості успішних досліджень сполука вводилася безпосередньо в корм. Якщо ви виготовляєте власний заморожений корм для риб, ви можете додати 0,1% бета-глюкану до суміші перед заморожуванням, а потім годувати як зазвичай. Його також можна додавати в заморожений упакований корм, розморозивши корм, посипавши порошок в корм і годуючи як зазвичай. Крім того, ви можете завантажувати живих артемій (розсільних креветок) у кишечник: змішайте бета-глюкан з культурою артемій за день до згодовування рибам. Це особливо зручний спосіб введення бета-глюкану нещодавно виловленим рибам: багато з них ще не приймають готову або заморожену їжу, тому, використовуючи розсільні креветки, щоб відучити їх від замороженого або сухого корму, ви також можете допомогти їхній імунній системі.

Хоча передозування бета-глюканом навряд чи можливе, але зловживати ним, безумовно, можна. Тварина має обмежену кількість енергії, яку вона може витратити на метаболічні та інші функції в будь-який момент часу. Якщо її імунна система буде перевантажена, то це буде за рахунок росту або репродуктивної здатності. Крім того, поки що невідомо, чи стає організм “толерантним” до бета-глюкану; можливо, що після тривалого впливу імунна система не реагує так сильно, як при першій зустрічі. Деякі дослідження, проведені на молюсках, показують згубний ефект при тривалому вживанні. Інші дослідження підтримують графік дозування 6 тижнів увімкнено, 2 тижні вимкнено, але вони були проведені в харчовому рибальстві, де тварини, ймовірно, перебувають у постійному стресі. Наразі ефекти невідомі, тому, щоб бути обережними, краще вводити бета-глюкан тільки тоді, коли це необхідно: під час хвороби або стресу, або перед стресом. Я б не радив використовувати рибні корми з бета-глюканом в якості звичайного корму (знову ж таки, читайте етикетки!). Прибережіть їх для тварин на карантині або госпіталізованих.

Використання бета-глюкану в морських акваріумах не є новим, але, на жаль, здебільшого вважалося анекдотичним, недоведеним і з невідомим механізмом дії. Насправді ми знаємо принаймні один спосіб, яким бета-глюкан діє на риб та безхребетних, і він може мати інші способи дії, як і на людину. Звернувшись до наших колег з аквакультури та харчового рибальства, ми можемо знайти багато добре відомих, добре досліджених способів поліпшення здоров’я наших тварин, включаючи подальші дослідження щодо використання бета-глюкану.

Source: reefs.com