Ti år med beta-1,3/1,6-glukan i fiskefôret

Av Jan Raa, Rolf Engstad og Sjur Tveite I årene som har gått, har denne måten å tenke på blitt svært sentral i utviklingen av fôr til alle husdyr, og det blir stadig oftere lansert nye produkter som hevdes å bedre dyrehelsen. Beta-1,3/1,6-glukan står her i en særklasse fordi stoffets kjemiske natur er godt beskrevet og virkemåten på immunsystemet er godt kjent. Ikke bare hos fisk, men i hele rekken av dyr fra de enkleste livsformer og opp til mennesket. Bruk av beta-1,3/1,6-glukan som immunstimulant har dessuten en solid forankring i moderne medisinsk vitenskap, og med mange interessante anvendelser. Norsk fiskeoppdrett er i fremste linje når det gjelder å dra nytte av slik kunnskap. Hva er et beta-1,3/1,6-glukan? For mer enn 40 år siden ble det oppdaget at et gjærcellepreparat kalt zymozan, hadde en bemerkelsesverdig evne til å stimulere sykdomsforsvaret hos mennesker, og at det også bidro til å hemme utviklingen av kreftsvulster. Amerikanske forskere fant etter hvert ut at den aktive bestanddelen i dette preparatet er et beta-1,3/1,6-glukan. Dette er den kjemiske betegnelsen på et stoff som består av lange forgrenede kjeder av glukose (druesukker)-molekyler, hektet sammen i det som kalles beta-1,3- og beta-1,6-bindinger (se figur 1). I naturen finnes det en rekke stoffer som med rette kalles glukaner (stoffer med glukose som eneste byggesten), f.eks. stivelse, glykogen og cellulose. Men i slike glukaner er glukosemolekylene hektet sammen i andre bindingstyper (alfa-1,4 og beta-1,4). Siden de derfor har en helt annen romlig form enn et beta-1,3/1,6-glukan, er de helt uten evne til å stimulere sykdomsforsvaret. Hvilken virkning har beta-1,3/1,6-glukan? I løpet av de siste 30 år har det vært gjennomført svært omfattende forskning på virkemåten av beta-1,3/1,6-glukanet som finnes i gjær. Forskningen har omfattet alt fra kliniske utprøvinger med mennesker og dyr til grunnleggende biokjemiske studier av hvordan ulike celletyper reagerer på beta-1,3/1,6-glukan. Denne forskningen har skapt stor interesse for beta-1,3/1,6-glukan til en rekke ulike anvendelser innen medisin, veterinærmedisin, husdyrbruk og akvakultur. Forskningen har vist at beta-1,3/1,6-glukan styrker forsvaret mot infeksjon av virus, bakterier, sopp og parasitter hos alle dyregrupper som har vært undersøkt. Det er også vist at stoffet kan stoppe utviklingen av kreftvev hos mennesker, og at det kan motvirke giftvirkningen av stoffer som utskilles fra bakterier (LPS), stimulere sårheling og beskytte celler mot skader som skyldes stråling. Når noen hevder at en og samme forbindelse har positiv virkning på så mange områder som dette, og mot så mange forskjellige lidelser, kunne man ha grunn til å være skeptisk til påstandene. Men når det gjelder beta-1,3/1,6-glukan har dette blitt grundig dokumentert i en mengde vitenskapelige publikasjoner opp gjennom tiden. Årsaken til at akkurat dette stoffet har såpass vidt forskjellige effekter, er at det virker inn på svært grunnleggende biologiske mekanismer som styrer en rekke prosesser i organismen, prosesser som er felles for samtlige dyregrupper. Hvordan virker beta-1,3/1,6-glukan? De hvite blodcellene som utgjør frontlinjen i forsvaret mot sykdom (makrofager, granulocytter, og naturlige drepeceller) har egne mottakssteder (reseptorer) som gjenkjenner beta-1,3/1,6-glukan-molekylet og binder det til seg. Denne kontaktreaksjonen fører til at cellene begynner å produsere og utskille anti-mikrobielle stoffer. Samtidig som de blir mer aktive i å tilintetgjøre mikroorganismer, kreftceller og døde kroppsceller. Når de hvite blodcellene binder beta-1,3/1,6-glukan, sender de også ut signalstoffer (cytokiner og chemokiner) som styrer en rekke prosesser i organismen. Noen av disse signalstoffene stimulerer f.eks. nydanning av hvite blodceller. Andre aktiverer de cellene som lager antistoff, og andre virker som motgifter til bakterieprodukter som ellers ville gitt feber og nedsatt appetitt. Dette er grunnen til at beta-1,3/1,6-glukan ikke bare styrker sykdomsforsvaret generelt, men også forbedrer virkningen av vaksiner. Det forklarer kanskje også at beta-1,3/1,6-glukan reduserer infeksjonstrykket i tarmen og dermed stimulerer vekst hos husdyr. Den samme reseptoren som binder beta-1,3/1,6-glukan er involvert i en hel rekke andre sentrale funksjoner hos de hvite blodcellene. Såsom i bekjempelse av kreftceller, i å finne frem til infeksjonsområder, i gjenkjennelse av mikroorganismer, i fibrinolyse m.m. Her ligger også forklaringen på hvorfor beta-1,3/1,6-glukan har så vidt mange biologiske effekter. Universalmiddel? Det er et bemerkelsesverdig faktum at reseptoren som binder beta-1,3/1,6-glukan på makrofager og naturlige drepeceller, finnes i hele dyreriket, fra kråkebolle og reke til mennesket. Uansett nivå i utviklingsrekken har beta-1,3/1,6-glukanet samme evne til å stimulere disse cellene til økt aktivitet. Dette er grunnen til at beta-1,3/1,6-glukan er et like aktuelt sykdomsforebyggende middel til bruk i oppdrett av reker og fisk, som i medisin og veterinærmedisin. Hvor finnes beta-1,3/1,6-glukan? Bakegjær er en svært god kilde til beta-1,3/1,6-glukan med høy virkningsgrad. I den levende gjærcellen danner beta-1,3/1,6-glukanet en nettliknende pose som holder celleinnholdet på plass. Denne posen av beta-1,3/1,6-glukan er dekket på utsiden av et sukkerholdig protein (mannoprotein). Dette er grunnen til at gjær som sådan ikke virker stimulerende på sykdomsforsvaret: Mannoproteinene som dekker overflaten, må fjernes i en kostbar og vanskelig teknologisk prosess for å få ut beta-1,3/1,6-glukanet i aktiv form (se figur 2). Ølgjær er en dårlig kilde til beta-1,3/1,6-glukan, for det første fordi innholdet er lavt. For det andre fordi beta-1,3/1,6-glukanet som finnes der, har en struktur med lite forgreninger og derfor svært lav biologisk virkning. Hattsopper som har vært i bruk i asiatisk medisin er derimot gode kilder til virksomme beta-1,3/1,6-glukaner. Virkningsgraden er likevel lavere enn for beta-1,3/1,6-glukan fra bakegjær, og den kjemiske strukturen litt annerledes. Det er tankevekkende for folk preget av vestlig vitenskap og tankegang for øvrig: At beta-1,3/1,6-glukan-holdige ekstrakter av medisinske hattsopper har vært benyttet i kinesisk medisin i mer enn 2000 år som en styrkende «livseliksir», som motvirker infeksjoner, kreft og feber. Bruk av beta-1,3/1,6-glukan i akvakultur Forskere i Tromsø har vært pionerer i arbeidet med å klarlegge hvordan beta-1,3/1,6-glukanet MacroGard(r) fra bakegjær virker på fisk og reker i oppdrett. Denne forskningen har klarlagt hvordan MacroGard(r) virker på immunsystemet, og hvilken virkning stoffet har på sykdomsresistens og vekst. Allerede i 1990 begynte selskapet Biotec ASA i Tromsø å produsere MacroGard(r) til bruk i fiskevaksiner. Noe senere ble det tatt i bruk av Skretting AS som et sykdomsforebyggende middel i fôr til laks. Forskning og utviklingsarbeid utført ved universiteter og forskningsinstitutter, og av vaksineprodusenter og fôrfirma, har vist at MacroGard(r) i fôr forsterker effekten av vaksiner, gir økt sykdomsresistens samt forbedret vekst og fôrutnyttelse. Styrking av immunforsvaret med beta-1,3/1,6-glukanet MacroGard(r) har vist seg å være en god forsikring i utsatte livsfaser for laks og ørret, som for eksempel: ? Ved startfôring ? Før vaksinering ? Ved fysiologiske endringer (smoltifisering, kjønnsmodning) ? Før transport og håndtering ? Ved temperatur- og miljøendringer ? Før og under perioder hvor det kan forventes økt forekomst av sykdomsfremkallende mikroorganismer eller parasitter. Nye anvendelser av beta-1,3/1,6-glukanet MacroGard(r) Biotec ASA i Tromsø har i en årrekke finansiert grunnleggende forskning på virkemåten av beta-1,3/1,6-glukan og i de senere år bygget opp et produksjonssystem for MacroGard(r) til mange nye anvendelser. De mest spennende er som sykdomsforebyggende middel som kan komme til erstatning for antibiotika i dyrefôr. Med utgangspunkt i en meget omfattende dokumentasjon av virkemåte og virkning på dyr har Biotec ASA i det siste også igangsatt studier, med tanke på å bruke spesialpreparater av MacroGard(r) i vaksiner til mennesker og dyr samt i preparater til bruk i hudkosmetikk.