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Beta glucano

La celulosa es un ejemplo de (1→4)-β- D -glucano compuesto de unidades de glucosa .

Betaglucanos , los β-glucanos comprenden un grupo de polisacáridos de β- D -glucosa ( glucanos ) que se encuentran naturalmente en las paredes celulares de cereales , bacterias y hongos , con propiedades fisicoquímicas significativamente diferentes según la fuente. Normalmente, los β-glucanos forman una columna vertebral lineal con 1 a 3 enlaces β-glucosídicos , pero varían con respecto a la masa molecular, la solubilidad, la viscosidad, la estructura ramificada y las propiedades de gelificación, lo que provoca diversos efectos fisiológicos en los animales.

En niveles de ingesta dietética de al menos 3 g por día, el β-glucano de fibra de avena disminuye los niveles sanguíneos de colesterol LDL y, por lo tanto, puede reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares . [1] Los β-glucanos son gomas naturales y se utilizan como agentes texturizantes en diversos productos nutracéuticos y cosméticos , y como suplementos de fibra soluble .

Historia

Los productos de cereales y hongos se han utilizado durante siglos con fines medicinales y cosméticos; sin embargo, el papel específico del β-glucano no se exploró hasta el siglo XX. Los β-glucanos se descubrieron por primera vez en los líquenes y poco después en la cebada. Un interés particular en el β-glucano de avena surgió después de que en 1981 se informara sobre el efecto reductor del colesterol del salvado de avena. [2]

En 1997, la FDA aprobó la afirmación de que la ingesta de al menos 3,0 g de β-glucano de avena al día disminuía la absorción del colesterol dietético y reducía el riesgo de enfermedad coronaria . La declaración de propiedades saludables aprobada se modificó posteriormente para incluir estas fuentes de β-glucano: copos de avena (avena), salvado de avena, harina de avena integral, avena (la fracción soluble del salvado de avena hidrolizado con alfa-amilasa o harina de avena integral), cebada integral. y fibra beta de cebada. Un ejemplo de una afirmación permitida en la etiqueta: "La fibra soluble de alimentos como la avena, como parte de una dieta baja en grasas saturadas y colesterol, puede reducir el riesgo de enfermedades cardíacas. Una porción de avena proporciona 0,75 gramos de los 3,0 g de β -Fibra soluble en glucano necesaria al día para tener este efecto. El lenguaje de la afirmación se encuentra en el Registro Federal 21 CFR 101.81 Declaraciones de Salud: "Fibra soluble de ciertos alimentos y riesgo de enfermedad coronaria (CHD)". [3]

Estructura

Los glucanos están dispuestos en anillos de D -glucosa de seis lados conectados linealmente en diferentes posiciones de carbono según la fuente, aunque lo más común es que los β-glucanos incluyan un enlace glicosídico 1-3 en su columna vertebral. Aunque técnicamente los β-glucanos son cadenas de polisacáridos de D -glucosa unidas por enlaces glicosídicos de tipo β , por convención no todos los polisacáridos de β- D -glucosa se clasifican como β-glucanos. [4] La celulosa no se considera convencionalmente un β-glucano, ya que es insoluble y no exhibe las mismas propiedades fisicoquímicas que otros β-glucanos de cereales o levaduras. [5]

Molécula de glucosa, que muestra la notación de numeración de carbonos y la orientación β.

Algunas moléculas de β-glucano tienen cadenas laterales de glucosa ramificadas unidas a otras posiciones en la cadena principal de D -glucosa, que se ramifican del esqueleto de β-glucano. Además, estas cadenas laterales se pueden unir a otros tipos de moléculas, como proteínas, como en el polisacárido-K .

Las formas más comunes de β-glucanos son aquellas que comprenden unidades de D -glucosa con enlaces β-1,3. Los β-glucanos de levadura y hongos contienen de 1 a 6 ramas laterales, mientras que los β-glucanos de cereales contienen enlaces principales β-1,3 y β-1,4. La frecuencia, ubicación y longitud de las cadenas laterales pueden desempeñar un papel en la inmunomodulación. Las diferencias en el peso molecular, la forma y la estructura de los β-glucanos dictan las diferencias en la actividad biológica. [6] [7]

En general, los enlaces β-1,3 son creados por la 1,3-beta-glucano sintasa y los enlaces β-1,4 son creados por la celulosa sintasa . El proceso que conduce a los enlaces β-1,6 no se comprende bien: aunque se han identificado genes importantes en el proceso, no se sabe mucho sobre lo que hace cada uno de ellos. [8]

tipos de β-glucano

Los β-glucanos forman un componente natural de las paredes celulares de bacterias, hongos, levaduras y cereales como la avena y la cebada. Cada tipo de betaglucano comprende una estructura molecular, un nivel de ramificación y un peso molecular diferentes, lo que afecta su solubilidad y su impacto fisiológico. Una de las fuentes más comunes de β(1,3)D-glucano para uso suplementario se deriva de la pared celular de la levadura de panadería ( Saccharomyces cerevisiae ). Los β-glucanos que se encuentran en las paredes celulares de la levadura contienen una columna vertebral de 1,3 glucosa con ramas alargadas de 1,6 glucosa. [11] Otras fuentes incluyen algas marinas , [12] y varios hongos, como lingzhi , shiitake , chaga y maitake , que están bajo investigación preliminar por sus posibles efectos inmunológicos . [13]

Fibra fermentable

En la dieta, los β-glucanos son una fuente de fibra soluble y fermentable , también llamada fibra prebiótica , que proporciona un sustrato para la microbiota dentro del intestino grueso , aumentando el volumen fecal y produciendo ácidos grasos de cadena corta como subproductos con una amplia gama de actividades fisiológicas. . [14] Esta fermentación afecta la expresión de muchos genes dentro del intestino grueso, [15] lo que afecta aún más la función digestiva y el metabolismo del colesterol y la glucosa, así como el sistema inmunológico y otras funciones sistémicas. [14] [16]

La avena es una fuente alimenticia común de β-glucanos

Cereal

Los β-glucanos de cereales de avena, cebada, trigo y centeno se han estudiado por sus efectos sobre los niveles de colesterol en personas con niveles normales de colesterol y en personas con hipercolesterolemia . [1] La ingesta de β-glucano de avena en cantidades diarias de al menos 3 gramos reduce los niveles de colesterol total y de lipoproteínas de baja densidad entre un 5 y un 10% en personas con niveles de colesterol en sangre normales o elevados. [17]

La avena y la cebada se diferencian en la proporción de enlaces trímeros y tetrámeros 1-4. La cebada tiene más enlaces de 1 a 4 con un grado de polimerización superior a 4. Sin embargo, la mayoría de los bloques de cebada siguen siendo trímeros y tetrámeros. En la avena, el β-glucano se encuentra principalmente en el endospermo del grano de avena, especialmente en las capas externas de ese endospermo. [6]

Absorción de β-glucano

Los enterocitos facilitan el transporte de β(1,3)-glucanos y compuestos similares a través de la pared celular intestinal hasta la linfa, donde comienzan a interactuar con los macrófagos para activar la función inmune. [18] Estudios radiomarcados han verificado que en el suero se encuentran fragmentos grandes y pequeños de β-glucanos, lo que indica que se absorben en el tracto intestinal. [19] Las células M dentro de las placas de Peyer transportan físicamente las partículas enteras de glucano insolubles al tejido linfoide asociado al intestino . [20]

(1,3)-β- D -glucano aplicación médica

Se comercializa un ensayo para detectar la presencia de (1,3)-β- D -glucano en la sangre como medio para identificar infecciones fúngicas invasivas o diseminadas. [21] [22] [23] Sin embargo, esta prueba debe interpretarse dentro del contexto clínico más amplio, ya que una prueba positiva no proporciona un diagnóstico y una prueba negativa no descarta una infección. Pueden producirse falsos positivos debido a contaminantes fúngicos en los antibióticos amoxicilina-clavulanato , [24] y piperacilina/tazobactam . También pueden producirse falsos positivos con la contaminación de muestras clínicas con las bacterias Streptococcus pneumoniae , Pseudomonas aeruginosa y Alcaligenes faecalis , que también producen (1→3)β- D -glucano. [25] Esta prueba puede ayudar en la detección de Aspergillus , Candida y Pneumocystis jirovecii . [26] [27] [28] Esta prueba no se puede utilizar para detectar Mucor o Rhizopus , los hongos responsables de la mucormicosis , ya que no producen (1,3)-beta- D -glucano. [29]

Ver también

Referencias

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