Estudio sobre Beta Glucan Health Aid

In 1942, a non-starch glucose similar to Icelandic lichenin was isolated and extracted from oats. Its structure is different from that of barley − -glucan. In 1986, it was named β-glucan, i.e. oat β-glucan, and research on oat β-glucan began. Beta-glucans are divided into water-soluble beta-glucans and non-water-soluble beta-glucans. The water solubility is mainly affected by the beta-(1→3) glycosidic bond and the degree of polymerization. Oat beta-glucan is a viscous non-starch polysaccharide in the cell walls of oat aleurone and subaleurone [2]. is a linear macromolecule formed by β-D-glucopyranose units linked by 70% β-(1→4) glycosidic bonds and 30% β-(1→3) glycosidic bonds. The continuous β-(1→4) glycosidic bonds are separated and linked by a single β-(1→3) glycosidic bond [5]. Oat β-glucan is mainly found in the bran, and under conditions of uniform concentration, the β-glucan molecule weight (MW) and viscosity in oat bran are greater than those in the endosperm. Therefore, oat bran is mostly used as the raw material for extracting oat β-glucan.

1. 1 propiedades físicas y químicas

Los efectos fisiológicos de OAT − -glucan se logran principalmente mediante el aumento de la viscode los jugos digesen el intestino, que se ve afectada por diversos factores como la estructura química de la avena, MW, velocidad y grado de disolución, reología de la solución, crecimiento, condiciones de almacenamiento, procesamiento y extracción [1]. La longitud de la cadena natural de OAT − -glucan es de aproximadamente 20.000 unidades de glucosa, y el MW es tan alto como 3 millones de g/mol. Un rango bastante amplio de MWs promedio o pico de OAT − -glucano ha sido reportado en la literatura [5].

El MW promedio varía de 1 × 106 a 2 × 106 g/mol, sin embargo, debido a que la cadena de piranosa se rompe fácilmente por hidrólisis enzimo química, corte mecánico o tratamiento térmico, el MW en alimentos comerciales está entre 0,4 × 106 y 2 × 106 g/mol. La administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA) recomienda que el consumo de 3 g de OAT − -glucano por día puede ayudar a reducir los lípidos en la sangre, pero la visco, solubilidad, MW y dosis son igualmente importantes y son la base de su actividad reducde colesterol [6-7]. La viscoes la principal razón para el efecto fisiológico del OAT − -glucano, y la viscoestá estrechamente relacionada con la dosis, el MW, y la matriz alimentaria (solubilidad) [5,7]. Dado que ha habido controversia sobre la dosis, MW, método de administración, y los efectos de OAT − -glucan en diferentes grupos étnicos, diferentes estudiosos han llegado a conclusiones diferentes. Un experimento in vitro [7] confirmó la repetibilidad y reproducibilidad de la solubilidad, viscoy MW del − -glucan en diferentes alimentos de avena.

1.1.1 MW afecta los efectos hipolipemiantes

La viscoy el efecto reducde colesterol de OAT − -glucan están correlacionados positivamente con su MW. El MW de OAT − -glucan debe ser de al menos 1.200 kDa para producir un efecto reducdel colesterol [2]. En un ensayo clínico multicéntrico realizado por Wo Lever et al. [1] se mostró que los sujetos que recibieron beta-glucano de avena con MW medio A alto tuvieron una reducción significativa del cLDL de 4,8 A 6,5%, sin diferencias raciales, mientras que los sujetos que recibieron MW bajo no tuvieron un efecto significativo. Cuanto mayor es la MW, mayor es la visco, y más significativo es el efecto hipolipemiante.

1.1.2 la solubilidad influye en el efecto hipolipemiante

Cuando OAT − -glucan se administra en forma de leche, zumde fruta o bebidas, cada gramde − -glucan puede reducir significativamente el LDL-C sérico en 0,063, 0,052 y 0,050 mmol/L. La adición de beta-glucano de avena a un vehículo líquido puede aumentar su efecto de disminución de ld. En contraste, la adición de beta-glucano de avena a alimentos sólidos, incluyendo pan y galletas, ha producido resultados contradictorios [2].

1.2 seguridad

1.2.1 no tóxico para las células normales

Un estudio de 2018 realizado por Roman → ka et al. [8] mostró esoEl beta-glucano de avena no tiene efecto citotóxicoEn células normales, pero tiene un efecto citotóxico en células cancerosas, y la citotoxicidad aumenta con la concentración de beta-glucano. El uso a largo plazo de fármacos hipolipemiantes puede tener un efecto a largo plazo en personas con trastornos del metabolismo lipídico en la sangre, especialmente cuando se usan en combinación con estatinas y fibratos [2]. Por lo tanto, su seguridad es mejor que la de las estatinas.

1.2.2 la fibra dietdentro del rango de consumo recomendado no afecta a la absorción de otros nutrientes

Diferentes rangde ingesta de − -glucan producen diferentes efectos. En 2002, la asociación dietética americana (ADA, por sus siglas en inglés) [9] declaró que el consumo excesivo de fibra dietética tiene posibles efectos negativos, como la reducción de la absorción de vitaminas, minerales, proteínas y energía. Sin embargo, es poco probable que la fibra dietconsumida dentro del intervalo de ingesta recomendado cause problemas de absorción de nutrientes en adultos sanos. En 2005, el Institute of Medicine [10] propuso que, como parte de una dieta equilibrada, dentro del rango recomendado de ingesta de fibra, no se había encontrado ningún efecto significativo de la fibra de cereal en la absorción de minerales (como hierro, zinc, calcio y magnesio). Por lo tanto, se recomienda consumir fibra dietdentro del rango de ingesta recomendado.

1.2.3 alergenicidad

En 2007, Rashid et al. [11] sugirieron que la avena y los productos de avena pueden causar reacciones alérgicas en un pequeño número de personas alérgicas y que la avena no se debe permitir en una dieta sin gluten. Sin embargo, un estudio realizado por Hoffmanov a et al. [12] mostró que las personas con enfermedad celíaca en remisión pueden tolerar la avena como parte de una dieta sin gluten. Las proteínas de avena son más fáciles de digerir por las proteasas que las proteínas de otros cereales como el trigo. Estas propiedades reducen significativamente su inmunogenicidad y toxicidad para personas con enfermedad celíaca. Las personas con enfermedad celíaca pueden comer avena pura que no esté contaminada con otros cereales como el trigo. Sin embargo, la sensibilidad individual al OAT − -glucan no puede ser descartada. La alergenicidad potencial del − -glucan en sí ha sido estudi, pero no se ha encontrado evidencia. Para comprobar la sensibilidad potencial de los pacientes celíacos a una dieta de avena, es necesario desarrollar métodos adecuados para evaluar el riesgo de variedades individuales de avena en pacientes celíacos. Además, el − -glucan no está incluido en la lista 2010 de la FDA de los 8 alérgenos alimentarios más importantes.

Esto demuestra queoat beta-glucan is safe for human application. In clinical studies, subjects did not experience significant gastrointestinal symptoms, except for mild and transient gastrointestinal effects such as flatulence and abdominal discomfort [13]. It is feasible to apply it in patients with elevated blood lipid abnormalities, and it has a wide range of applications and high safety compared to lipid-lowering drugs. Samples containing soluble β-glucan mainly produce a feeling of smoothness, fineness and a viscous residue, and this palatability makes patients more compliant with a gluten-free diet [14-15].

1.3 aplicación de OAT − -glucano

Además de reducir la hiperlipidemia, OAT − -glucan también se puede utilizar de muchas otras maneras, como la reducción de azúcar en la sangre, efectos antioxidantes, inmunomoduladores y efectos antitumorales, mejorando el medio ambiente intestinal y aumentar la saciedad.

1.3.1 reducción del azúcar en la sangre

Un estudio realizado por Tosh [16] mostró que la respuesta máxima de glucosa en sangre (PGR) es A menudo más sensible que el área bajo la curva (AUC) o el índice glucémico (ig). Después del tratamiento con 4 g de -glucan, el AUC de la PBY la insulina se redujeron significativamente. La insulina no aumentó significativamente ni en el grupo experimental ni en el grupo de control, lo que indica que la respuesta a la insulina postprandial no se incrementó desproporcionadamente, y el OAT − -glucano redujo la glucosa sanguínea postprandial de una manera dependiente de la dosis. Oat β-glucan forma un ambiente altamente viscoen el intestino, que rápidamente atrapa los alimentos de alto índice glicémico, formando una capa protectora que retarla la absorción de glucosa, reduce las concentraciones de insulina postprandial y mejora la sensibilidad a la insulina. Sin embargo, la ingestión de -glucan no tiene efecto significativo sobre la glucosa sanguínea en ayunas o las concentraciones de insulina en pacientes hipercolesterolémicos [17].

antioxidante

Después de que el beta-glucano de avena fue alimentado a ratas con hiperlipidemia, podría reducir el malondialdehído sérico (MDA), el contenido de lipofuscin cerebral, y también reducir la actividad del suero superóxido dismutasa (SOD), mejorar la actividad de SOD en el cuerpo, y aumentar la actividad de la capacidad antioxidante total del suero (capacidad antioxidante total, T-AOC) actividad. Al reducir la producción de radicales libres de oxígeno, eliminar los peróxidos, proteger las membranas biológicas e inhibide la peroxidlipí, puede prevenir las lesiones ateroscleróticas inducidas por la hiperlipidemia [18]. Los beta-glucanos de avde bajo y alto peso molecular mostraron actividad antioxidante tanto en el hígado como en el estómago, resultando en una reducción en la producción de especies reactivas de oxígeno. Los beta-glucanos de alto peso molecular parecen ser más antioxidantes in vivo, especialmente en presencia de inflamación en el tracto gastrointestinal. Por lo tanto, los alimentos ricos en beta-glucanos de avena son considerados fármacos efectivos para el tratamiento de enfermedades inflamdel tracto gastrointestinal [19].

1.3.3 regulación inmune y efectos antitumorales

El beta-glucano es un modificador de la respuesta biológica con posibles propiedades antitumorales que modula tanto la respuesta inmune innata como la adaptativa [20]. Pan et al. [21] mostraron que el beta-glucano de la avena puede inducir a los monocitos a aumentar la expresión y producción del factor de necrosis tumoral (FNT - -) y el ARNm de la interleucina 6 (IL-6) mediante la reprogramación metabólica después de la estimulación con lipopolisacárido o Pam 3C SK4.

In addition, consumption of oat beta-glucan powder can lead to transactivation of the nuclear factor NF-κB in intestinal leukocytes (such as dendritic cells (DCs)) and specific intestinal cells (such as M cells), which protects them from stronger attacks during pathogen infection, thereby affecting the intestinal immune response and preventing inflammation [22]. Oat β-glucan induces innate immunity and activates intestinal immune cells through metabolic reprogramming, providing important evidence that dietary fiber can maintain the long-term reactivity of the innate immune system and improve immunity, which may be beneficial for the prevention of infectious diseases or cancer. β-glucan can also exert an anti-tumor effect by activating dendritic cells through contact with Dectin-1 receptors [20]. However, the mechanism by which beta-glucan destroys cancer cells is very complex and not yet fully understood. A study [8] showed that the immunomodulatory and anticancer effects of glucan are related to its structure, MW and conformation.

1.3.4 mejora el medio ambiente intestinal

Oat beta-glucan changes the microflora, promotes the formation of short-chain fatty acids (acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.) in the intestine, which lowers the intestinal pH. The acidic environment formed inhibits the growth and reproduction of pathogenic bacteria and saprophytes, reducing the number of pathogenic bacteria and saprophytes in the intestine. This reduces the growth of carcinogens in the intestine at the source, increases the number of probiotics, alters the potential for bile acid metabolism, and can be used as a prebiotic for the human body [23]. Oat β-glucan may be the first choice for dietary interventions to maintain cardiovascular and metabolic health in the long term, and the microbiome reinforces this [24].

1.3.5 aumento de la saciedad

Oat − -glucan puede afectar la sacimediante el aumento de la visco. Cuando aumenta la visco, la expresión de ARNm del neuropéptido Y en el núcleo arquedel hipotálamo disminuye, las hormonas gastroanoréxicos aumentan, Y aumenta la saci. Sin embargo, debido a la falta de un método estandaripara medir la viscoy las sustancias inherentes que afectan el apetito, es difícil localizar el efecto de OAT → -glucan en la saciedad. En general, tiene un efecto positivo sobre el aumento de la saci[5]. Si el OAT − -glucano aumenta la saciedad y reduce el apetito, lo que afecta la ingesta de alimentos en la siguiente comida, ha dado lugar a nuevas investigaciones.

Evidencia previa ha demostrado que la avena puede promover el control del peso al reducir el apetito subjetivo y la ingesta de alimentos en la comida posterior. Sin embargo, no todos los estudios son consistentes. Zaremba et al. [25] mostraron que 4 g de beta-glucano de avena de alto MW retrasel vacigástrico y la reducción del apetito, pero no afectó la cantidad de alimento consumido por los sujetos. Wolever et al. [26] demostraron en 2020 que el beta-glucano de avena puede retrasar el vaciamiento gástrico. Esto es consistente con hallazgos de investigaciones anteriores, y no se encontró ningún efecto significativo del OAT − -glucano sobre el apetito, la ingesta de alimentos o las hormonas gastrointestinales que afectan el apetito en comparación con el grupo de control. Esto indica que en las condiciones experimentales actuales, ni la dosis ni el MW de OAT − -glucan afectaron el apetito o la ingesta de alimentos en comparación con el grupo de control. Por lo tanto, se necesitan estudios adicionales para demostrar el efecto de diferentes viscosidades sobre el apetito y la ingesta de alimentos a través de métodos estandaripara medir la viscosidad.

El beta-glucano de 2 avena mejora la dislipidemia

2. El beta-glucano de 1 avena mejora los diferentes marcadores de lípidos en la sangre

En 2016, la universidad de Toronto en Canadá y el European Journal of Clinical Nutrition realizaron un meta-análisis de 58 ensayos clínicos con 3.974 participantes para evaluar el efecto de OAT − -glucan en los factores de riesgo de enfermedad cardiovascular (LDL-C, non-HDL-C, apoB). Se señaló que un promedio de 3,5 g/d OAT → -glucan durante 6 semanas tuvo un efecto global de mejoría sobre los lípidos sanguíneos, con LDL-C reducido en 4,2%, no-hdl-c reducido en 4,8%, y apo B reducido en 2. 3 % [27]. Un ensayo cruzado aleatori, doble ciego en 2020 en pacientes con hipercolesterolemia moderada mostró que la ingesta de beta-glucano de OAT redujo significativamente los niveles de TC, LDL-C o no-hdl-c, y después de unas pocas semanas del período de lavado, debido A la falta de suplementcontinua con beta-glucan de OAT, las concentraciones de CT y LDL-C tendían A regresar A los valores basales, lo que destaca la importancia de la suplementregular y sostenida con beta-glucan de OAT [14]. Los estudios anteriores muestran que el beta-glucano de la avena puede mejorar los indicadores de lípidos en la sangre en diversos grados, y que el beta-glucano de la avena debe complementarse regular y continuamente.

2.2 la relación dosis-respuesta entre el beta-glucano de avena y los lípidos sanguíneos

En un metanálisis se dio por primera vez una relación dosis-respuesta entre la ingesta de fibra y una reducción del TC sérico, es decir, una media de 0,045 mmol/L y 0,057 mmol/L para el TC y el cLDL, respectivamente, por gramde fibra diet[28]. No existe una relación dosis-respuesta clara entre la fibra soluble y los cambios en las concentraciones de HDL-C o de triglicéridos (TG). En el 60% al 70% de los ensayos, un alto consumo de fibra soluble se asoció con una reducción significativa de TC y LDL [14]. Sin embargo, cuanto mayor sea la dosis, más pronunciada no es necesariamente la reducción de los lípidos sanguíneos. El modelo dosis-respuesta muestra que el TC disminuye con el aumento de dosis de beta-glucano, pero hay una no linealidad significativa a dosis altas, lo que puede deberse a una disminución de la adhesión o un máximo biológico a dosis más altas. No hay aumento en el efecto cuando la ingesta diaria de − -glucan excede 3 g [29]. Esto también apoya la propuesta de la FDA de los EE.UU. desde 1997 de consumir alimentos que contengan OAT − -glucano en cantidades de más de 3 g por día con el fin de reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares [2].

2.3 efecto de la concentración inicial de lípidos en sangre sobre el efecto hipolipemiante

Un análisis de subgrupos de las concentraciones iniciales de colesterol [28] mostró que el CT de las personas con hipercolesterolemia moderada o grave (concentración > 6,20 mmol/L o > 240 mg/dL) disminuyó solo ligeramente más que el de las personas con concentraciones más bajas de colesterol. Hay controversia en cuanto a si la reducción de las concentraciones de colesterol en personas con lípidos normales en la sangre es beneficioso. Chen et al. [30] en un ensayo aleatoricontrolado realizado en 2006, Chen et al. [30] mostraron que el aumento de la ingesta de fibra dietde salvado de avena no redujo significativamente las concentraciones séride colesterol en individuos sin hipercolesterolemia. Por lo tanto, para las personas con alto riesgo de hiperlipidemia, el aumento de la ingesta de fibra dietmientras se reduce la ingesta de grasas satury colesterol se puede utilizar para prevenir la hiperlipidemia.

3 mecanismo por el cual el beta-glucano de avena mejora la dislipidemia

3.1 diferencias individuales en el efecto hipolipemiante del beta-glucano

Wang et al. [31] mostraron que el efecto reducdel colesterol del beta-glucan también puede depender de las características genéticas individuales. Los datos muestran que los individuos que llevan el alelo para el polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) rs3808607 en la región promotora del gen CYP7A1 de la familia 7 miembro de la subfamilia 1 del citocromo P450 son más sensibles al efecto reducde colesterol de alta MW − -glucan que los portadores de TT. CYP7A1 codifica el colesterol 7 − -hidroxilasa (CYP7A1), que es la enzima limitante en la vía de síntesis de ácidos bili.

3.2 inhibide la síntesis del colesterol

Los microorganismos en el intestino fermentar las fibras para producir ácidos grasos de cadena corta (como el ácido acético, ácido butírico y ácido propiónico), que se absorben en la vena porta. Esto limita la actividad de la 3-hidroxi3-metilglutaril-coa reductasa (HMG-CoA) y aumenta el catabolismo de LDL-C para inhibir la síntesis de colesterol en el hígado [23].

3.3 inhila la absorción de colesterol

El beta-glucano de avena forma una película de agua alrededor de partículas de alimentos en el tracto digestivo, creando un ambiente de alta visco. Esto no sólo dificulta físicamente la reabsorción de grasas, colesterol y ácidos biliares en el tracto digestivo, aumentando así la sensibilidad a la insulina y la sensación de saci[2], sino que también altera los niveles circulantes de ácidos biliares. La fermentación de esteroles en el colon aumenta la producción de ácido ursodesoxicólico terapéutico, inhila la absorción del tóxico ácido biliar ácido chenodesoxicólico y reduce la probabilidad de absorción de colesterol al convertir el ácido chenodesoxicólico en un esterol neutro no absorbible [32].

3.4 aumento de la excreción de colesterol

Oat − -glucan se une a los ácidos biliares en el intestino, reduciendo su reabsorción y aumentando la excreción, reduciendo así los niveles de ácidos biliares. Para compensar esta pérdida, el cuerpo sinteácidos biliares de novo, la activación de CYP7A1. El colesterol aumenta la síntesis de ácidos biliares y la excrefecal de esteroles neuy colesterol bajo la acción de esta enzima limitante de la velocidad, reduciendo así las concentraciones de colesterol [2,6].

3.5 disminución del LDL-C y elevación del HDL-C

Oat − -glucan puede promover la síntesis de novo de los ácidos biliares en el cuerpo, upregulate LDL-C receptores, proporcionar sustrpara la síntesis de ácidos bili, aumentar la eliminación de LDL-C, y las concentraciones más bajas de LDL-C. Además, otros estudios [14] han mostrado que el OAT − -glucan también puede regular el microbioma para lograr una reducción de LDL-C además de intervenir en la vía de síntesis de ácidos biliares. Aún no está claro el mecanismo por el cual el betalglucano de avena aumenta las concentraciones de colesterol HDL, pero algunos estudios [33] han mostrado que la cantidad de betalglucano en la dieta es un factor en el aumento de las concentraciones de colesterol HDL.

Se puede observar que el beta-glucano de avena puede reducir la síntesis y absorción de colesterol, aumentar la excreción de colesterol, y también disminuir los niveles de LDL-C, reduciendo así la ocurrde eventos cardiovasculares.

4 conclusión

En los últimos años, el beta-glucano de avena ha sido analizado desde múltiples ángulos, en múltiples niveles, y en múltiples niveles, incluyendo experimentos con animales y ensayos clínicos, que han producido una gran cantidad de datos científicos que confirman su significativo efecto hipolipemiante. En Europa y Estados Unidos, el beta-glucano de avena se ha convertido en un aditivo alimentario y se utiliza ampliamente en intervenciones hipolipemiantes.

In 2014, the Chinese health authorities agreed to designate oat beta-glucan as a new resource food. Current research faces the following problems: 1) Oat beta-glucan is safe and reliable, and has an important role in disease prevention and control, lowering blood lipids and blood sugar, and improving the intestinal environment. It has important application prospects and research value. Early studies have shown that the effect of fiber may be greater than that shown in the meta-analysis. However, methodological problems such as small sample sizes, incomplete dietary measures, and insufficient control of important confounding factors make it difficult to isolate the effect independently of other dietary components. 2) Existing clinical trials have investigated the short-term lipid-lowering effect of oat beta-glucan administered to relatively small samples of the population, and few have involved pregnant patients. During pregnancy, elevated blood lipids can lead to an increased risk of pregnancy complications, affecting the mother and child. In the future, interventions can be carried out in patients with pathological abnormalities of blood lipids during pregnancy, providing a new treatment approach for patients with pathological increases in blood lipids during pregnancy.

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