¿Es el Beta Glucan bueno para ti?
Eldextranes el tipo más común de cadena polisacáripolipolimérica en la naturaleza, que se forma por la polimerización de monómeros de glucosa. Utiliza D-glucosa piranosa como su unidad básica, y su estructura es diversa. Hay tres tipos de enlaces glicosídicos: (1 − 3), (1 − 4) y (1 − 6). Se divide en los tipos α y i[1-2]. El dextrantiene una estructura de cadena simple similar a una cinta, extendiéndose alo largo del eje de la fibra y básicamente no es biológicamente activo. Las sustancias representativas selel almidón, que proporciona al cuerpo su principal fuente de energía. El beta-glucano es un polímero formado por la catálisesenzimdel precursor sintético uridina difosfaade glucosa [3-4].
En los últimos años, el beta-glucanse ha convertido en un foco de investigación en la industria alimentaria debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas. En particular, cella aplicación de nuevas técnicas de investigación como el aislamiento y la purificación, la identificación estructural, y la caracterización funcional, la actividad fisiológica especial y el valor medicinal del beta-glucantambién se han descubierto continuamente. Este artículo introduce el estado actual de la investigación del − -glucanen términos de sus funciones biológicas en los últimos años, centrándose en sus efectos reguladores sobre la glucosa sanguínea y los lípidos, la inmunidad, el desarrollo de los nervios y la función intestinal, etc., proporcionando una referencia teórica para el desarrollo posterior y la utilización del − -glucan.
1. Fuentes y relaciones estructura-actividad de − -glucan
El − -glucanestá ampliamente disponible y se puede obtener de una variedad de plantas naturales como algas marinas, trigo, avena, cebada, y microorganismos como la levadura, alcalinos y hongos comestibles [5]. El − -glucano de diferentes fuentes difiere en términos de tipo de enlace glicosídico, estructura moleculary posición de rami(ver tabla 1). Los residuos de glucosa en las moléculas de cereales − -glucanos están Unidos por enlaces glicosídicos − -(1 − 4), a menudo separados por un único enlace glicosídico − -(1 − 3), formando trisacáridos de fibra (DP3) y fragmentos de tetrasacáride de fibra (DP4). La relación entre DP3 y DP4 también se convierte en una característica estructural importante del Cereales cereales− -glucan [6].
Los − -glucanos microbia menudo están vinculados por enlaces glicosídicos − -(1 − 3) y − -(1 − 6) [7]. Los beta-glucanos aislados de hongos como la levadura y Hericium erinaceus generalmente tienen estructuras moleculares similares, es decir, una cadena principal compuesta de residuos de glucosa Unidos por enlaces glicosídicos − -(1 − 3) y ramas formadas por enlaces glicosídicos − -(1 − 6). El Curdlan de Agrobacterium es un − -glucano lineal senramas y compuesto sólo de enlaces glicosídicos − -(1 − 3) [8]. Polisacárido [8]. El contenido de enlaces glicosídicos y el grado de polimeritambién afectan a la solubilidad, peso molecular y otras propiedades fisicoquímicas del glucan. La relación de − -(1 − 3) a − -(1 − 4) enlaces glicosídicos en solubles en agua − -glucanos es 1: (2.3~2.6), mientras que la relación correspondiente en no-soluen en agua − -glucanos es de aproximadamente 1:4.2 [9]. El peso molecular del − -glucano suele distribuirse entre aproximadamente 103 y 106 kDa, y la variedad, origen, método de extracción y método de medición, y hay ciertas diferencias [10].
2. elFunciones fisiológicas de − -glucan
Cella mejora de las personas#39;s los niveles de vida y la popularidad de las culturas dietéticas de estilo occidental celalto contenido de grasa y azúcar, la incidencia de las enfermedades metabólicas crónicas está en constante aumento, y los métodos para mejorar las funciones corporales a través del control dietético están recibiendo una atención cada vez mayor. Celel fende promover la construcción de una China sana y mejorar la salud del pueblo, China's "Healthy China 2030" esquema propuesto en 2016 señaló que la intervención nutricional debe utilizarse para resolver gradualmente el problema de la desnutrición y la sobrenutrición que coexisten en algunas personas. Los estudios han demostrado que el − -glucan puede desempeñar un papel clave en la mejora de la salud y la prevención de enfermedades crónicas no transmisibles (como la diabetes, la hipercolesterolemia, la obesidad, el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas) [27]. La administración de alimentos y medicamentos de Estados Unidos aprobó el − -glucancomo aditivo alimentario seguro en 2007 [28], y actualmente 45 países, incluyendo China, Japón, Estados Unidos y Australia, han aprobado su uso [10]. La investigación sobre la correlación entre las propiedades moleculares del glucan y la nutrición de precisión y el desarrollo de alimentos funcionales se han convertido en un tema candente en los campos de la nutrición y la farmacología en varios países.
2.1 investigación sobre el papel del -glucano en la regulación del azúcar en la sangre
El tipo y la fuerza de las funciones fisiológicas del -glucan se atribuyen generalmente a su estructura molecular (composición de la cadena lateral principal, conformación tridimensional, peso molecular, etc.) y a sus propiedades fisicoquímicas (solubilidad, retención de agua, hinch, visco, fermentabilidad, etc.) [29]. Un gran número de estudios han demostrado que el glucan tiene un buen efecto hipoglic. El mecanismo potencial puede ser el siguiente: interferencia celel cuerpo's absorción de nutrientes dietéticos: la interacción de − -glucan celmoléculas de agua aumenta la viscode la solución y el espesor de la capa de agua en la superficie de la mucosa intestinal, reduciendo la velocidad del químo que pasa a través del intestino delgado y ralentila Unión de nutrientes (tales como azúcares, aminoácidos, etc.) a sustrenzimdiges[29-31]; Además, el -glucan también adsorcalcio, plasma y materia orgánica, afectando así el nivel metabólico de estas sustancias. La viscoy concentración de − -glucan están estrechamente relacionadas celsu peso molecular relativo. Cuanto mayor es la visco(mayor es el peso molecular), mayor es el potencial para reducir el azúcar en la sangre [32]. Wood etAl.encontraron que el − -glucano con un peso molecular entre 1 − 105 y 8 − 105 tiene un efecto más fuerte en la regulación del azúcar en la sangre [33].
El Beta-glucan también puede reducir la glucosa sanguínea al proteger las células beta pancree inhibiendo las enzimas relacionadas con el metabolismo de la glucosa [34]. Shen etAl.encontraron que el beta-glucano de la avena regula el metabolismo de la glucosa y los lípidos al aumentar la secreción de insulina y el péptido 1 similar al glucag, reduciendo la resistencia a la insulina en ratones diabéticos [35]. Liu etAl.encontraron que el beta-glucano de la avena repara y mejora la integridad de las células beta pancrey la integridad de la estructura de los tejidos, protege el metabolismo hepático de la glucosa y mejora la tolerancia a la glucosa en ratones con diabetes tipo 2 [36]. Además, estudios realizados por Yokoyama etAl.y Juorch etAl.han demostrado que el β-glucan puede reducir significativamente los niveles de glucosa sanguínea e insulina postprandial en personas sanas [37-38]. Zheng etAl.encontraron que el fármaco Oatrim (que contiene beta-glucano de avena) puede reducir efectivamente las concentraciones de glucosa sanguínea postprandial y los niveles de insulina en pacientes con diabetes tipo I y tipo II, lo que puede estar relacionado con la inhibición del beta-glucano sobre las actividades de la alfa amilasa, alfa glucosidasa e invertasa [39-40].
2.2 investigaciones sobre el papel del beta-glucano en la regulación del metabolismo lipídico
Desde 1963, cuando los científicos holandeses Groot etAl.señalaron que el -glucan puede efectivamente reducir la síntesis de colesterol en el cuerpo, un gran número de experimentos en animales y estudios clínicos en humanos han confirmado esta conclusión [41]. El principal efecto del -glucan sobre el colesterol es que puede reducir significativamente el colesterol total y el colesterol de lipoproteínas de baja densidad en el plasma sanguíneo, mientras que no tiene un efecto significativo sobre las lipoproteínas de alta densidad y los triglic, y tampoco afecta la proporción de colesterol en la relación de lipoproteínas [42].
El mecanismo relevante no está claro actualmente, y hay cinco hipótesis: (1) − -glucan puede unirse a los ácidos biliares y excretarlos, promoviendo así la conversión del colesterol en ácidos biliares e inhibiendo la acumulación de colesterol en la sangre [43]; (2)− -glucan puede ser fermentado por los microorganismos intestinales para producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC), como el ácido acético y el ácido butírico, que pueden inhibir la síntesis de colesterol en el hígado [44]; − − -glucan puede regular la actividad de enzimas relacionadas con la síntesis de colesterol y el metabolismo, como los ácidos grasos y glicéridos, regular el metabolismo de los lípidos y el metabolismo del colesterol, y promover la descomposición del colesterol de lipoproteínas de baja densidad [45]; − − -glucan forma una solución altamente viscoen el intestino delgado, dificultando el efecto emulsionante de la biliy la reabsorción de ácidos biliares [45]; − − -glucan puede regular el metabolismo del colesterol modulando el eje macrófagos - colesterol [46].
Drozdowski etAl.encontraron que los i-glucanos de alta viscoaislados de avena y cebada cerosa pueden reducir la absorción Intestinal intestinalde ácidos grasos de cadena larga y colesterol mediante la regulación de la expresión de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y el metabolismo del colesterol [47]. Wang y Sunberg etAl.usaron la -glucanasa para verificar que el -glucan es el principal componente funcional que reduce el colesterol plasy los niveles de lipoproteínas de baja densidad se reducen en ratas y hámsters [48]. Thandapilly etAl.encontraron que la cebada de alto peso molecular − -glucan puede aumentar la excreción de ácidos bilien las heces y la concentración de SCFAs totales en pacientes con hipercolesterolemia leve [49].
2.3 investigación sobre los efectos inmunomoduladores del − -glucan
Estudios recientes han demostrado que el -glucan, como un inmunomodulador natural, puede unirse y activar las células inmunes para secretar citocinas, participar en el host's inmunidad específica e inespecífica, y por lo tanto mejorar el cuerpo's función inmune [50-51]. JenetAl.encontraron que OAT − -glucan puede regular la respuesta inmune, aumentar la inmunoglobulina sérica en ratones, y estimular la secreción de factores antiinflamatorios, mejorando así la inmunidad de los ratones [52]. Y0-51]. JenetAl.encontraron que OAT − -glucan puede regular la respuesta inmune, aumentar la inmunoglobulina sérica en ratones, y estimular la secreción de factores antiinflamatorios, mejorando así la inmunidad de los ratones [52]. Yun etal. encontraron que β-glucan puede cambiar efectivamente el número de células de los ganglios linfáticos mesentéricos y Peyer's los ganglios linfáticos de los ratones, y mejorar la resistencia de los ratones a la infección con Staphylococcus aureus o Escherichia coli [53]. Salah etal. encontraron que el β-glucan puede regular los genes inmunrelacionados de la tilapia para resistir la infección con Streptococcus fish [54].
Golisch et al. encontraron que el hongo β-glucan es internalizado por macrófagos y se une a neutrófilos. Los granulocitos activados resultantes pueden destruir algunas células tumorales [2].
2.4 investigación sobre el efecto del -glucan en la mejora de la función cerebral
Un gran número de estudios han encontrado que las fibras dietéticas tales como inulina, oligofructosa y sus metabolitienen efectos protectores potenciales del cerebro. Haider et al. mostraron que el -glucan puede aliviar los déficsucognitivos inducidos por escopolamina en ratas al inhibir la hidrólisis de acetilcolina en el sistema nervioso central [55]. Una dieta alta en grasa, baja en fibra causa la activación de la microglia y el daño sináptico en ratones, mientras que la suplementdietcon − -glucan puede optimizar la ultraestructura sináptica y las vías de señalización relacionadas en el cerebro, reduciendo la neuroinflamación y el deterioro cognitivo en ratones obesos [56-57]. Xu et al. mostraron que la levadura β-glucan mejoró la neuroinflamación y la resistencia a la insulina cerebral en ratones con modelos de demen[58]. Hu et al. demostraron que la suplementación a largo plazo con ultraestructura sináptica mejoró significativamente en la corteza prefrontal y mejoró la memoria de reconocimiento [59]. Más importante aún, los estudios clínicos han demostrado que los niños autistas de 3 a 18 años de edad que consumen un suplemento alimenticio que contiene -glucano mostraron mejoras significativas en su comportamiento (una disminución significativa en la puntuación de la escala de evaluación del autismo) y el nivel de expresión de -sirinucleina [60].
2.5 investigación sobre el efecto del − -glucano en el microambiente intestinal
El gran número de bacterias simbióticas en el intestino humano forma una barrera microbiana que puede resistir la invasión de bacterias patógenas y proporcionar una protección importante. Los cambios en la microbiota Intestinal intestinaltambién afectan significativamente a las funciones fisiológicas del huésped [27]. Como un prebióimportante, el − -glucan puede tener un efecto positivo sobre la microbiota en el estómago y los intestinos. Debido a la falta de − -glucanasa en el cuerpo humano, el − -glucan no puede ser digerido directamente por el tracto digestivo, pero puede ser degrady absorpor las glicosidassecretadas por probióticos en el intestino grueso. Por lo tanto, β-glucan estimula selectivamente la vitalidad y proliferación de probióticos. Al mismo tiempo, algunos probióticos producen ácido lácy otras sustancias en su propio metabolismo, lo que disminuye el pH del intestino e inhiel crecimiento y la reproducción de bacterias dañinas [61]. Por otro lado, los SCFAs producidos por el catabolismo de − -glucan por bacterias anaeróbicas en el El colonproporcionan nutrientes para las células de la mucosa colónica [62]y promueven la proliferación de células epiteliintestinales y células T intestinales [63]. Los SCFAs también pueden inhibir la actividad de los factores inducde cáncer intestinal como glucosidasa, glucuronosiltransferasa y urea, inhibila conversión de ácidos biliprimarios a ácidos bilisecundarios, y aumentar la excreción de ácidos bilibilisecundarios excreción de ácidos biliares, que tiene un efecto preventivo sobre el cáncer de colon [64-65].
Shen Ruiling et al. encontraron que OAT − -glucan puede promover la proliferación de bifidobacterias y lactobacilos en el intestino de ratón, inhibila reproducción de Escherichia coli, y mejorar el ambiente intestinal [66]. Pieper et al. encontraron que un alimento que contiene -glucan es beneficioso para la proliferación de probióticos productores de ácido butírico en los intestinos de lechones destetados [67]. El ácido butírico puede proporcionar energía para las células epiteliales intestinales, ayudar a mantener la integridad de la mucosa intestinal e inhibir la actividad de las células cancerosas en experimentos celulares [68]. Los SCFAs también pueden aumentar el grosor de la capa de moco en el colon de las ratas y mantener la función normal de los intestinos [69].
3 resumen
El Beta-glucan juega un papel importante en la promoción de la salud y la prevención de enfermedades. Tiene un efecto positivo en el control de la glucosa sanguínea postprandial y la reducción de la resistencia a la insulina, disminuyendo el colesterol y la hiperlipidemia, mejorando el cuerpo's sistema inmune y protección de la salud intestinal y cerebral, lo que le da un gran potencial de desarrollo en la industria de la salud, como alimentos funcionales, salud, aditivos alimentarios, etc. En los últimos años, la investigación se ha centrado en la fuente de materias primas − -glucan, métodos de procesamiento, tamaño o viscomolecular, etc., utilizando experimentos In Vitro vitroe In vivo para caracterizar los efectos nutricionales en términos de indicadores bioquímicos y regulación metabólica. Senembargo, la investigación sobre los diversos mecanismos de actividad biológica del − -glucano aún no está clara. La investigación futura puede combinar nuevos métodos técnicos como la metabolómica, la genómica y la transcriptómica para explicar mejor sus mecanismos nutricionales y proporcionar más evidencia científica para el desarrollo de nuevos alimentos para la salud.
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