Beta-glukan - co to jest? Właściwości, działanie

Niektórym osobom węglowodany kojarzą się z nadwagą i cukrzycą, co prowadzi do unikania tych składników w diecie. Warto jednak wiedzieć, że istnieją węglowodany, które nie dostarczają kalorii, a oferują wiele korzyści. Przykładem takich węglowodanów są beta-glukany, które, mimo że nie dostarczają energii, mają liczne prozdrowotne właściwości. Beta-glukany znajdują się w zróżnicowanych źródłach, takich jak zboża, drożdże i grzyby. Różnią się one budową chemiczną w zależności od pochodzenia, co wpływa na ich funkcjonalność.

1. Charakterystyka beta-glukanu
2. Funkcje beta-glukanu
3. Trawienie beta-glukanów
4. Utrzymanie zdrowia i poprawa kondycji jelit
5. Działanie beta-glukanów
6. Beta-glukany a cholesterol
7. Beta-glukany a metabolizm węglowodanów
8. Metaboliczne efekty beta-glukanu zaobserwowane w wybranych publikacjach.
9. Beta-glukany a odporność i wydolność fizyczna

Charakterystyka beta-glukanu

Beta-glukan to rodzaj cukru złożonego, który składa się z wielu cząsteczek glukozy połączonych specjalnymi wiązaniami. Możemy go znaleźć w różnych źródłach, takich jak zboża (np. owies i jęczmień) oraz drożdże i grzyby. W zależności od pochodzenia, beta-glukany różnią się swoją budową. Na przykład, beta-glukan z owsa ma inne wiązania chemiczne niż beta-glukan z drożdży.

Te różnice w budowie wpływają na ich właściwości, takie jak rozpuszczalność w wodzie i zdolność do tworzenia żelów. Beta-glukan z owsa jest rozpuszczalny w wodzie i może nadać potrawom gęstość, podczas gdy beta-glukan z drożdży nie ma takich właściwości. Proces produkcji beta-glukanów obejmuje różne metody ekstrakcji i oczyszczania, które mogą obejmować użycie wody, alkoholu lub innych substancji.

Funkcje beta-glukanu

Dzięki beta-glukanowi, komórki drożdży, grzybów i roślin są lepiej przystosowane do radzenia sobie z wyzwaniami środowiskowymi, co pozwala im na skuteczne funkcjonowanie i rozwój. Beta-glukan pełni istotną funkcję w komórkach drożdży, grzybów i roślin, odpowiadając za integralność i wytrzymałość ścian komórkowych. Jako główny składnik tych struktur, wzmacnia je i zapobiega ich uszkodzeniom.

Jego obecność nadaje ścianom komórkowym również elastyczność, umożliwiając adaptację do zmieniających się warunków środowiskowych. Dodatkowo beta-glukan może brać udział w ochronie komórek przed patogenami. Pomiary poziomów różnych frakcji beta-glukanów w krwiobiegu wykorzystuje się w diagnostyce niektórych infekcji.

Trawienie beta-glukanów

Beta-glukan, w przeciwieństwie do wielu innych węglowodanów, nie jest trawiony w tradycyjny sposób w przewodzie pokarmowym. Po spożyciu przechodzi przez górną część przewodu pokarmowego stosunkowo nienaruszony, ponieważ enzymy trawienne, takie jak amylaza ślinowa, nie są w stanie skutecznie rozkładać jego specyficznych wiązań beta-glikozydowych.

Utrzymanie zdrowia i poprawa kondycji jelit

Gdy beta-glukan dociera do jelita grubego, ulega fermentacji przez bakterie jelitowe, co prowadzi do produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), takich jak kwas masłowy, propionowy i octowy. Pełnią one bardzo ważne funkcje w utrzymaniu i poprawie zdrowia jelit, gdyż odżywiają komórki wyściełające jelito grube oraz wspierają układ odpornościowy.

Działanie beta-glukanów

Kwestia działania beta-glukanów w organizmie ludzkim jest stosunkowo dobrze poznana. W 34 badaniach zaobserwowano, że najczęściej stosowanymi źródłami beta-glukanów są grzyby Saccharomyces cerevisiae (drożdże piekarskie), Aureobasidium pullulans, Pleurotus ostreatus (boczniak ostrygowaty), Lentinula edodes (shiitake) i Ganoderma lucidum (reishi).

Bezpieczne, dobrze tolerowane i skuczne

W populacji ludzi zdrowych beta-glukan określono jako środek bezpieczny i dobrze tolerowany. Poza tym, do tej pory opublikowano kilka przeglądów badań z udziałem ludzi, zarówno w kontekście zdrowia metabolicznego, jak i odporności. Pierwsze przesłanki wskazują na potencjalnie korzystne efekty u sportowców.

Beta-glukany a cholesterol

Dzięki swojemu specyficznemu wpływowi na stan mikrobioty jelitowej i funkcjonowanie przewodu pokarmowego beta-glukany wykazują ciekawe właściwości z punktu widzenia zdrowia metabolicznego. Beta-glukan, podobnie jak inne węglowodany, które działają jak błonnik i prebiotyki dla rozwoju cennych dla zdrowia bakterii jelitowych, mogą wchłaniać cholesterol i ułatwiać jego wydalanie z przewodu pokarmowego. W przeglądzie dotyczącym wpływu beta-glukanu z owsa na poziom cholesterolu przeanalizowano 28 badań.

Stwierdzono, że przyjmowanie co najmniej 3 gramów beta-glukanu dziennie obniżyło poziom lipoprotein niskiej gęstości, czyli cholesterolu LDL, o około 9,65 mg/dL oraz całkowitego cholesterolu o około 11,6 mg/dL w porównaniu z grupą kontrolną. Co ważne, gdy porównano beta-glukan z owsa do zwykłych produktów owsianych okazało się, że efekty beta-glukanu były nieco bardziej wyraźne.

Beta-glukany a metabolizm węglowodanów

Działanie beta-glukanu w przewodzie pokarmowym odzwierciedla się nie tylko w kontekście przetwarzania tłuszczu i cholesterolu. Kolejna grupa substancji odżywczych, których metabolizm może ulec zmianie pod wpływem omawianej substancji, to węglowodany. Aby zweryfikować, czy obserwacje z organizmów zwierzęcych można przenieść na ludzi, przeanalizowano 10 artykułów dotyczących wpływu beta-glukanu na zdrowie osób z cukrzycą typu 1 i 2.

Zaobserwowano, że dawki około 6 gramów dziennie przez co najmniej 4 tygodnie mogą poprawiać zarówno poziomy glukozy we krwi, jak i parametry lipidowe. W kolejnym przeglądzie pacjenci z cukrzycą typu 2, którzy przyjmowali beta-glukan z owsa w dawkach od 2,5 do 3,5 g dziennie przez 3 do 8 tygodni, mieli znacząco niższy poziom glukozy na czczo w osoczu o około 9,36 mg/dL oraz niższy poziom hemoglobiny glikowanej (HbA1c) o 0,21% w porównaniu z grupą kontrolną. Co ważne, podobne efekty obserwowano u osób zdrowych.

Metaboliczne efekty beta-glukanu zaobserwowane w wybranych publikacjach.

Beta-glukany a odporność i wydolność fizyczna

Jednym z prawdopodobnych efektów działania omawianej substancji w zakresie odporności jest stymulacja rozwoju korzystnych dla zdrowia bakterii jelitowych. Podobnie jak w przypadku stosowania probiotyków, również przy suplementacji beta-glukanem zaobserwowano pewne korzyści w stosunku do częstotliwości, ciężkości i długości trwania infekcji górnych dróg oddechowych.

Pierwsze efekty poprawiające wydolność fizyczną odnotowano w kilku badaniach z udziałem ludzi oraz w większej ilości eksperymentów z udziałem zwierząt. W jednym z badań suplementacja beta-glukanem z drożdży piekarskich przez 28 dni po maratonie związana była ze zmniejszoną liczbą dni z objawami przeziębienia i grypy o 37% w porównaniu z grupą placebo. Potwierdzono to w innym badaniu, w którym zmierzono poziomy przeciwciał w ślinie po wysiłku.

Źródła:

• Shen, X. L., Zhao, T., Zhou, Y., Shi, X., Zou, Y., & Zhao, G. (2016). Effect of Oat β-Glucan Intake on Glycaemic Control and Insulin Sensitivity of Diabetic Patients: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutrients, 8(1), 39. https://doi.org/10.3390/nu8010039
• de Morais Junior, A. C., Schincaglia, R. M., Viana, R. B., Armet, A. M., Prado, C. M., Walter, J., & Mota, J. F. (2023). The separate effects of whole oats and isolated beta-glucan on lipid profile: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Clinical nutrition ESPEN, 53, 224–237. https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2022.12.019
• Vlassopoulou, M., Yannakoulia, M., Pletsa, V., Zervakis, G. I., & Kyriacou, A. (2021). Effects of fungal beta-glucans on health - a systematic review of randomized controlled trials. Food & function, 12(8), 3366–3380. https://doi.org/10.1039/d1fo00122a
• Whitehead, A., Beck, E. J., Tosh, S., & Wolever, T. M. (2014). Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan: a meta-analysis of randomized controlled trials. The American journal of clinical nutrition, 100(6), 1413–1421. https://doi.org/10.3945/ajcn.114.086108
• Mah, E., Kaden, V. N., Kelley, K. M., & Liska, D. J. (2020). Soluble and Insoluble Yeast β-Glucan Differentially Affect Upper Respiratory Tract Infection in Marathon Runners: A Double-Blind, Randomized Placebo-Controlled Trial. Journal of medicinal food, 23(4), 416–419. https://doi.org/10.1089/jmf.2019.0076
• McFarlin, B. K., Carpenter, K. C., Davidson, T., & McFarlin, M. A. (2013). Baker's yeast beta glucan supplementation increases salivary IgA and decreases cold/flu symptomatic days after intense exercise. Journal of dietary supplements, 10(3), 171–183. https://doi.org/10.3109/19390211.2013.820248
• Zurbau, A., Noronha, J. C., Khan, T. A., Sievenpiper, J. L., & Wolever, T. M. S. (2021). The effect of oat β-glucan on postprandial blood glucose and insulin responses: a systematic review and meta-analysis. European journal of clinical nutrition, 75(11), 1540–1554. https://doi.org/10.1038/s41430-021-00875-9
• Yu, J., Xia, J., Yang, C., Pan, D., Xu, D., Sun, G., & Xia, H. (2022). Effects of Oat Beta-Glucan Intake on Lipid Profiles in Hypercholesterolemic Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutrients, 14(10), 2043. https://doi.org/10.3390/nu14102043
• Francelino Andrade, E., Vieira Lobato, R., Vasques Araújo, T., Gilberto Zangerônimo, M., Vicente Sousa, R., & José Pereira, L. (2014). Effect of beta-glucans in the control of blood glucose levels of diabetic patients: a systematic review. Nutricion hospitalaria, 31(1), 170–177. https://doi.org/10.3305/nh.2015.31.1.7597
• Zhong, K., Liu, Z., Lu, Y., & Xu, X. (2021). Effects of yeast β-glucans for the prevention and treatment of upper respiratory tract infection in healthy subjects: a systematic review and meta-analysis. European journal of nutrition, 60(8), 4175–4187. https://doi.org/10.1007/s00394-021-02566-4