Table of Contents
Тези биополимери привличат нарастващото научно внимание за способността им да влияят на глюкозния метаболизъм, предлагайки естествен път за управление на метаболитни нарушения като диабет тип 2 и инсулинова резистентност. За разлика от простите захари, гъбични полизахариди, които се съпротивляват на храносмилането в горния гастро- интестинален тракт и вместо това оказват системен ефект чрез имунна модулация, взаимодействия на червата микробиота и директни сигнали. Тази статия изследва видовете гъбични полизахариди, механизмите, чрез които те модулират глюкозната хомеостаза, настоящото тяло на доказателства от предклинични и клинични проучвания и практическите последици за функционални храни и терапевтични средства.
Видове гъбички Полизахариди
Най-изследваните групи включват β-глюкани, α-глюкани, хитин, манани и хетерополизахариди. Всеки клас има различни физикохимични свойства, които влияят върху взаимодействието му с приемника.
β-глюкани
β-Glucans са най-разпространените и добре проучени гъбични полизахариди. Те се състоят от Düглюкозни мономери, свързани с β-(1→3) и β-(1→6) гликосидни връзки. Тази конфигурация се намира в клетъчните стени на Ganoderma lucidum (реиши), Lentinula edodes (шитаке), Grifola frondosa[ (майтаке), и Pleurotus ostreatus (ойстерна гъба). β-Glucans са известни с активиране на имунни клетки чрез dectucit-0] рецептори, но също така влияят на метаболитни тъкани като черен дроб, скестенни мускули и адиоста тъкан.
α-глюкани
За разлика от β-глюканите, α-глюканите имат α-(1→3) или α-(1→4) връзки и са по-малко чести при гъбите. Някои гъбични α-глюкани, като тези от Agaricus bisporus (често срещани гъбички), показват пребиотични свойства и могат косвено да повлияят метаболизма на глюкозата чрез промяна на микробния състав на червата.
Читин и Хитосан
Хитинът, полимер на Nьацетилглукозамин, е структурно съединение на гъбичните клетъчни стени. Деацетилираният му дериват, хитозан, е водоразтворим и е показал хипогликемичен ефект при животински модели. Хитозан може да се свърже с диетичните липиди и жлъчни киселини, потенциално намаляващи следпрандиалните глюкозни шипове, въпреки че пряката му роля в глюкозния метаболизъм остава под разследване.
Манани и галактоманани
Мананите са полимери на манозата, често се срещат в стените на мая клетки (напр. Saccharomyces cerevisiae). Те имат имуномодулаторна активност и могат да подобрят чувствителността на инсулина през оста на черния дроб. Galactomannans комбинират галактоза и маноза и присъстват в определени гъби; техният ефект върху освобождаването на глюкозата се появява медииран от забавена абсорбция на въглехидрати.
Хетерополизахариди
Тези сложни полизахариди съдържат множество монозахаридни единици, включително глюкоза, галактоза, маноза, фукоза и ксилоза. Примерите включват протеогликани и пептидогликан от Кордицепс sinensis и Траметес versicolor. Тяхната многофункционална природа им позволява да действат едновременно по няколко пътя, което ги прави обещаващи за метаболитно здраве.
Глюкоза Метаболизъм: кратък Праймер
Метаболизмът на глюкозата включва абсорбция на диетични въглехидрати, хормонално регулиране от инсулин и глюкагон, клетъчна абсорбция, съхранение като гликоген и ендогенна продукция чрез глюконеогенеза. При здрави индивиди, повишаване на кръвната захар води до инсулинова секреция от панкреаса β- клетките, което насърчава усвояването на глюкозата в мускулите и мастната тъкан чрез транслокация на GLUT4 транспортерите. Инсулинът също потиска чернодробната глюкоза. В инсулиноустойчиви състояния тези процеси стават нефункционални, което води до хипергликемиемия.
Механизъм на действие
Гъбичните полизахариди модулират глюкозния метаболизъм чрез няколко добре характеризирани механизми. Тези пътища не са взаимно изключващи се; един полизахариден вид може да действа по няколко начина.
Усилване на сигнала на инсулин
Доказано е, че няколко гъбични β- глукана са показали повишаване на фосфатидилинозитол 3 гона (PI3K) и протеин киназа B (Akt) сигнализираща каскада. В инсулин- устойчиви клетъчни модели, лечение с маитаке- получени β- глутам повишаване на фосфорилацията на Акт, което води до по- голямо GLUT4 транслокация и усвояване на глюкоза. Този ефект изглежда е независим от самия инсулин, предполагайки, че гъбични полизахариди могат да действат като инсулинови сенсибилизатори. Активиране на АМП- активирания протеин киназа (AMPK) е друг ключов механизъм. AMPK действа като клетъчен енергиен сензор; когато се активира, стимулира усвояването на глюкоза и окисление на мастни киселини, като същевременно инхибира глюконе на глюконеогенезата. Полизахаридите от риши и кордцепса са докладвани за увеличаване на AMPK фосфорацията в хепатоцитите и миотуби.
Намаляване на хроничната възпаляване
Инсулиновата резистентност е тясно свързана с нискостепенно хронично възпаление, отчасти водено от про големни цитокини като туморна некроза фактора горкоα (TNF горчица) и интерлевкинйно (6 (IL-6). Гъбичните полизахариди, особено β- глутамини и хетерополизахариди, имат противовъзпалителни свойства. Те могат да инхибират пътя на ядрения фактор гофриращ κB (NF- κB), намалявайки експресията на възпалителните медиатори. Чрез намаляване на системното възпаление, тези съединения помагат за възстановяване на чувствителността към инсулин. Този механизъм е демонстриран както при клетъчни проучвания, така и при модели на гризачи на диетата, индуцирана от затлъстяване.
Модификация на Gut Microbiota
Гъбните полизахариди са неделими от човешките ензими, но служат като субстрати за полезни чревни бактерии. Ферментацията на тези влакна произвежда късите (шайни мастни киселини (SCFA) като ацетат, пропионат и бутират. SCFA могат да повишат инсулиновата чувствителност, да стимулират секрецията на глюкагононово подобни на пептиди (FLP/1) от ентероендокрин L-клетки и да намалят производството на чернодробна глюкоза. Освен това, полизахариди от шийтаке и стриди гъби са показали, че намаляват количеството на Lactococcus и и Bifidobacterium, като същевременно намаляват съотношението на
Инхибиране на α-глюкозидаза и α-Амилаза
Някои гъбични полизахариди, особено тези с високо молекулно тегло и специфични гликосидни връзки, могат конкурентно да инхибират въглехидратите-дигизиращи ензими. Чрез забавяне на хидролизата на сложни въглехидрати в абсорбиращи монозахариди, тези съединения намаляват следпрандиалните шипове кръвна захар. Този ефект е аналогичен на този на акарбоза, фармацевтичен α-глукосидаза инхибитор, но с естествен произход и често по-широк прозорец за безопасност.
Регулиране на Глюкоза Транспортер Изражение
В чревните епителни клетки, някои манани и глюкони са показали, че понижават глицеринната карбоксикиназа (PEPCK) и глюкозо- ≤ 6 фталатаза (G6Pase), като променят чернодробния поток към съхранение на гликоген, вместо освобождаването на глюкоза.
Научни доказателства
Тялото от доказателства, подкрепящи глюкозо-модулиращите ефекти на гъбични полизахариди, е получено от in vitro експерименти, проучвания върху животни и нарастващ брой клинични изпитвания при хора.
In Vitro and Animal Studies
В клетъчни тестове различни гъбични полизахариди са показали способността за увеличаване на усвояването на глюкозата в L6 миотуб и 3T3-L1 адипоцити. Например, бета-глюканови фракции от Grifola frondosa (майтаке) стимулира консумацията на глюкоза с до 45% в инсулиноустойчиви клетъчни линии в сравнение с контролите. Проучванията при животни, използващи високомаслени горни храни мишки или стрептутоцин индуцирани диабетни плъхове, които постоянно съобщават намаляване на кръвната захар на гладно, подобрена глюкозна поносимост и по- ниско ниво на гликиран хемоглобин (HbA1c) след перорално приложение на гъбени полизахариди. Дозите обикновено варират от 50 до 500 mg/ kg телесно тегло дневно, с ефекти, които се наблюдават след 4 - 0, 8 седмици лечение.
Клинични изпитвания при хора
Произволизирани, двойно- слепи, плацебо контролирани проучвания, включващи 100 лица с диабет тип 2, установиха, че ежедневното добавяне на 1, 5 g маитаке горно бета- глутам в продължение на 12 седмици намалява глюкозата на гладно с 11, 2% и HbA1c с 0, 8% в сравнение с плацебо. Друго проучване с 72 пациенти преди диабета, които са взели полизахариден екстракт от Ganoderma lucidum (reishi) в продължение на 12 седмици показва подобрение на чувствителността към инсулин (HOMA- IR) и значително понижение на нивата на глюкозата след хранене. Трето проучване изследва полизахаридите на инсулина и намаляващия протеин (CRP), което показва както метаболитни, така и противовъзпалителни ползи.
Въпреки че тези резултати са обещаващи, ограниченията включват малки размери на пробите, кратки периоди и променливост в полизахаридния състав и дозировка. Много проучвания използват цели екстракти от гъби, а не пречистени полизахариди, което прави трудно да се припишат ефекти само на полизахаридната фракция. Въпреки това, съгласуваността на находките в различните гъбични видове поддържа истински биологичен ефект.
Метаанализи и системни прегледи
А 2020 систематичен преглед и метаанализ на рандомизирани контролирани проучвания върху гъби базирани интервенции (включително и полизахаридни (научни) екстракти) установи, че като цяло, добавяне на гъби значително намалява кръвната захар на гладно (стандартизирана средна разлика = −0.48) и подобрена чувствителност към инсулин. Прегледът изисква по-големи, по-дългосрочни изпитвания със стандартизирана полизахаридизация за укрепване на базата данни на доказателствата.
Потенциални приложения
Като се имат предвид натрупаните доказателства, гъбичните полизахариди предлагат няколко практически приложения за предотвратяване и управление на глюкозната дисрегулация.
Функционални храни и нуклеопреработващи вещества
За употреба на нутакраюти, стандартизирани екстракти с известно полизахаридно съдържание и молекулярно тегло профили са за предпочитане да се гарантира последователна биоактивност.
Приспособяване на терапията при лечение на диабет
Гъбичните полизахариди могат да допълват стандартните лекарства за диабет. Те могат да подобрят действието на метформин или сулфанилурейни продукти, потенциално позволяващи намаляване на дозата. Профилът им на безопасност изглежда благоприятен; честите странични ефекти са ограничени до леко стомашно-чревно подуване поради съдържанието на фибри. Въпреки това, пациентите на антикоагулантна терапия трябва да бъдат внимателни с някои екстракти от гъби (напр., reishi) поради потенциални антитромбоцитни ефекти.
Предизвикателствата и съображенията
Въпреки потенциала остават няколко препятствия. Биоинфлацибилизация е ключов въпрос: високомолекулярните полизахариди с тегло са слабо абсорбирани от червата. Техните системни ефекти вероятно са медиирани чрез метаболитите на червата и имунните сигнали, а не директното влизане в кръвообращението. Стандартизация на екстрактите е от решаващо значение, но трудно, тъй като нарастващи условия, гъбичния щам и методите на преработка оказват влияние върху полизахаридния състав. Индустрията липсва универсална рамка за контрол на качеството. Оптимизацията [ изисква повече работа; ефективната доза при хората изглежда варира от 1 до 3 g на ден на обогатен полизахариден материал, но индивидуалните реакции варират.
Бъдещи изследователски насоки
За да се придвижите гъбички полизахариди по-близо до клиничната основна употреба, няколко изследователски пътища изискват внимание.
Персонализирано хранене
Отделните разлики в състава на микробиота в червата, генетиката и метаболитното състояние вероятно влияят върху ефикасността на гъбични полизахариди. Бъдещите проучвания трябва да стратификатизират участниците чрез изходните профили на микробиома и инсулиновата чувствителност, за да идентифицират отговорилите и неоткриваемите.
Комбинирани терапии
Синергични ефекти между гъбички и други биоактивни съединения, като полифеноли, омега готварски мастни киселини или пробиотици, трябва да бъдат проучени. Например, сдвояването на β гофрирани с куркумин или ресвератрол може да усили противовъзпалителните и инсулиночувствителните ефекти. По същия начин, комбинирането на ?
Подобрения в дизайна на клинични изпитвания
Бъдещите клинични изпитвания трябва да приемат строги двойни, плацебо контролирани дизайни с адекватни размери на пробите, по-дълги интервенционни периоди (≥12 седмици) и стандартизирани крайни мерки, включително непрекъснат контрол на глюкозата. Характеризиране на полизахаридите с молекулярно тегло, степен на разклоняване и чистота е от съществено значение за неточностите. Освен това, изследване на ефектите в различните популации, като тези с гестационен диабет, полицитетичен синдром на яйчника, или необезкостен мастни чернодробни заболявания, . . . .
Безопасност и продължителна употреба
Въпреки че гъбичките имат дълга история на безопасна кулинарна употреба, данните за дългосрочна безопасност за концентрирани полизахариди са ограничени. Проучванията трябва да следят бъбречната и чернодробната функция, както и потенциалните взаимодействия с лекарства. Възможността за имунна свръхстимулация с много високи дози β-глутам също изисква внимателна оценка.
Заключение
Плесенните полизахариди представляват естествена, многоцелева стратегия за модулиране на глюкозния метаболизъм. Чрез повишаване на инсулина сигнализира, намаляване на възпалението, оформяне на червата микробиом, инхибиране на храносмилателните ензими, и регулиране на експресията на глюкозата транспортер, тези съединения могат да се справят с няколко основни дефекти в инсулиновата резистентност и диабет тип 2. Предклиничните данни са здрави, и ранните опити при хора показват смислено намаляване на глюкозата на гладно, HbA1c и възпалителни маркери. Въпреки това, областта трябва да преодолее предизвикателства, свързани със стандартизацията, бионаличността и клиничното валидиране. С продължаване на изследванията и разработването на продукта, гъбични полизахариди могат да се превърнат в ценен инструмент в диета за управление на метаболитни разстройства, предлагащи ползи, които се простират отвъд простия гликемичен контрол до цялостното метаболитно здраве.
Външни препратки за допълнително четене:
- Liu Y, et al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Chen Y, et al. год. .β. год. от Grifola frondosa Подобрете инсулиновата чувствителност във високотехнологичната диетична среда чрез AMPK Pathway. год. [[FLT: 2]Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018;66(47):12497/12507. https://doi.org/10.1021/acs.8b04472
- Wong KH, et al. по време на лечението на Ganoderma lucidum по Глюкоза Хомеостаза: A случайни Контролирано изпитване при пациенти с предиабет. годеж [[FLT: 2]]Фитотерапевтични изследвания[ 2019;33(5):1450 . https://doi.org/10.1002/ptr.6339