Sienipolysakkaridit ovat monimutkaisia hiilihydraatteja, jotka on johdettu soluseinistä ja sienien solunsisäisistä matriisit, kuten sienien, hiivaen ja muottien. Nämä biopolymeerit ovat herättäneet kasvavaa tieteellistä huomiota niiden kykyyn vaikuttaa glukoosin aineenvaihduntaa, tarjoavat luonnollisen keinon hallita aineenvaihduntahäiriöitä, kuten tyypin 2 diabetesta ja insuliiniresistenssiä. Toisin kuin yksinkertaiset sokerit, sienipolysakkaridit kestävät ruoansulatusta ruoansulatuskanavan yläosassa ja sen sijaan vaikuttavat systeemisesti immuunimoduloinnin, suoliston mikrobiota-vuorovaikutusten ja suorien signaalien välittämisen reitit. Tässä artikkelissa tarkastellaan sienipolysakkaridien tyyppejä, mekanismeja, joilla ne muuntavat glukoosin homeostaasia, prekliinisten ja kliinisten tutkimusten nykyistä näyttöä sekä käytännön vaikutuksia toiminnallisiin elintarvikkeisiin ja hoitoihin.

Sienipolysakkaridien tyypit

Sienipolysakkaridit ovat rakenteeltaan erilaisia, ja niiden biologinen aktiivisuus riippuu usein molekyylipainosta, haarautumisasteesta ja liukoisuudesta. Tutkituimpia ryhmiä ovat β-glukaanit, α-glukaanit, kitiini, mannaanit ja heteropolysakkaridit. Jokaisella luokassa on erilliset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, jotka vaikuttavat siihen, miten se vaikuttaa isäntään.

β-Glukaanit

β-Glukaanit ovat runsaimpia ja tutkituimpia sienipolysakkarideja. Ne koostuvat D-glukoosimonomeereista, jotka on yhdistetty β-(1→3) ja β-(1→6) glykosidisidoksilla. Tämä koostumus löytyy []]Ganoderma liceum[]] (reishi) []Lentinula edodes[[]] (shitake), []] [Gripola forondosa[[[[]] (maitake)]) ja [[[Pleurotus ostreatus[[ (oystesterien sieni).

α-Glukaanit

Toisin kuin β-glukaanit, α-glukaaneilla on α-(1→3) tai α-(1→4) sidoksia, ja ne ovat vähemmän yleisiä sienissä. Jotkut sieni-α-glukaanit, kuten []] Agaricus bisporus[[] (yleinen nappisieni), joilla on prebioottisia ominaisuuksia ja jotka voivat välillisesti vaikuttaa glukoosin metaboliaan muuttamalla suoliston mikrobikoostumusta.

Chitin ja Chitosan

Ktiini, N-asetyyliglukosamiinin polymeeri, on sienen soluseinien rakenteellinen komponentti. Sen deasetyylisoitunut johdannainen, kitosaani, on vesiliukoinen ja on osoittanut eläinmalleissaan olevan hypoglykeemisiä vaikutuksia. Chitosan voi sitoutua ruokavalioon lipideihin ja sappihappoihin, mikä saattaa vähentää aterianjälkeisiä glukoosipiikkejä, vaikka sen suoraa roolia glukoosin metaboliassa tutkitaan edelleen.

Mannat ja galactomannit

Mannaanit ovat mannoosipolymeerejä, joita esiintyy usein hiivasoluseinissä (esim. ]Saccharomyces cerevisiae). Niillä on immunomodulatorinen vaikutus ja ne voivat parantaa insuliiniherkkyyttä suoliston maksa-akselin kautta. Galaktomannanit yhdistävät galaktoosin ja mannoosin ja niitä esiintyy tietyissä sienissä; niiden vaikutus glukoosin hävittämiseen näyttää välittyvän hiilihydraattien imeytymisen viivästymisen kautta.

Heteropolysakkaridit

Nämä monimutkaiset polysakkaridit sisältävät useita monosakkaridiyksikköjä, kuten glukoosia, galaktoosia, mannoosia, fukoosia ja ksyloosia. Esimerkkejä ovat proteoglykaanit ja peptidiglykaanit Cordyceps sinensis[ ja [] trametes versicolor[. Niiden monitoiminen luonne mahdollistaa niiden toiminnan samanaikaisesti useilla väylillä, mikä tekee niistä lupaavia aineenvaihduntaterveyteen.

Glukoosi Metabolia: Lyhyt alkuaine

Glukoosiaineenvaihduntaan kuuluu ruokavalion hiilihydraattien, hormonien säätelyn imeytyminen insuliinin ja glukagonin kautta, soluunotto, varastointi glykogeenina ja endogeenisen tuotannon kautta glukoneogeneesin. Terveillä henkilöillä veren glukoosin lisääntyminen laukaisee insuliinin erityksen haiman β-soluista, mikä edistää glukoosin soluunottoa lihakseen ja rasvakudokseen GLUT4-kuljettajaproteiinin translokaation kautta. Insuliini myös vähentää maksan glukoosin tuotantoa. Insuliiniresistenteissä olosuhteissa näistä prosesseista tulee toimintahäiriöitä, mikä johtaa hyperglykemiaan. Sienipolysakkaridit voivat puuttua useisiin paikkoihin tässä järjestelmässä.

Vaikutusmekanismit

Sienipolysakkaridit muokkaavat glukoosin metaboliaa useiden hyvin tunnettujen mekanismien avulla. Nämä reitit eivät sulje toisiaan pois; yksi polysakkaridilaji voi toimia useiden reittien kautta.

Insuliinin signaalin parantaminen

Useiden sienten β-glukaanien on osoitettu lisäävän fosfatidylaatiota 3-kinaasi (PI3K) ja proteiinikinaasi B (ACT) signating kascade. Insuliiniresistenttien solujen malleissa MAitake-johdettu β-glukaani lisäsi aktin fosforylaatiota, mikä johti suurempaan GLUT4-translokaatioon ja glukoosin soluunottoon. Tämä vaikutus näyttää olevan riippumaton insuliinista itsestään, mikä viittaa siihen, että sienipolysakkaridit voivat toimia insuliinin herkistiminä. AMP-aktivoitujen proteiinikinaasien (AMPK) aktivoituminen on toinen keskeinen mekanismi. AMPK toimii soluenergiasensorina, aktivoidessaan se stimuloi glukoosin soluunottoa ja rasvahappon hapetusta estäessään glukoneogeneesia. Polysakkaridien on raportoitu lisäävän AMPK-fosforyylaatiota hepatosyyteissä ja myotubeissa.

Kroonisen tulehdustulehduksen vähentäminen

Insuliiniresistenssi liittyy läheisesti matala-asteiseen krooniseen tulehduson, joka johtuu osittain pro- inflammatorisista sytokiinien, kuten kasvaimenekroositekijä-α:n (TNF-α) ja interleukiini-6:n (IL-6) vaikutuksesta. Sienipolysakkarideilla, erityisesti beeta- glukaaneilla ja heteropolysakkarideilla, on tulehdusta estäviä ominaisuuksia. Ne voivat estää ydintekijä-κB:n (NF-κB) reitin, joka vähentää tulehdusvälittäjäaineiden ilmentymistä. Systeemisen tulehduksen alentamalla nämä yhdisteet auttavat palauttamaan insuliiniherkkyyden.

Muokkaavat Gut Microbiota

Suolistomikrobiotalla on keskeinen rooli isäntämetaboliassa. Sienipolysakkaridit ovat ihmisen entsyymien nielemiä, mutta ne toimivat substraatteina suotuisalle suolistobakteerille. Näiden kuitujen fermentaatio tuottaa lyhytketjuisia rasvahappoja (SCFA) kuten asetaattia, propionaattia ja butyraattia. SCFA-tekrytointi voi lisätä insuliiniherkkyyttä, stimuloida glukagonin kaltaisten peptidien -1- (GLP-1) eritystä enteroendokriinista L-soluista ja vähentää maksan glukoosituotantoa. Lisäksi polysakkaridien on osoitettu lisäävän Lactobacillus[ ja lajien määrää ja vähentävän niiden suhdetta .

α-glukosidaasin ja α-amylaasin esto

Jotkut sienipolysakkaridit, erityisesti ne, joilla on suuri molekyylipaino ja erityiset glykosidisidokset, voivat estää kilpailevasti hiilihydraattien imeviä entsyymejä. Hidastamalla monimutkaisten hiilihydraattien hydrolyysiä imeytyviksi monosakkarideiksi nämä yhdisteet vähentävät aterianjälkeisiä veren glukoosipiikkejä. Tämä vaikutus vastaa akarboosin, farmaseuttisen α-glukosidaasin estäjän, vaikutusta, mutta sillä on luonnollinen alkuperä ja usein laajempi turva-ikkuna.

Glukoosikuljetinten lausekkeen sääntely

GLUT4-valmisteen lisäksi sienipolysakkaridit voivat vaikuttaa muihin glukoosin kuljettajaproteiiniin. Suolistossa epiteelisoluissa tiettyjen mannaanien ja glukaanien on osoitettu vähentävän SGLT1- ja GLUT2- ilmentymistä ja siten vähentävän glukoosin imeytymistä. Maksassa ne voivat säätää glukokinaasi- ja sub-regulaation keskeisiä glukoneogeneettisiä entsyymejä, kuten fosfonenolipyruvaattikarboksikinaasi (PEPCCK) ja glukoosi-6-fosfataasi (G6Pase), siirtää maksavirran kohti glykogeenin säilytystä glukoosin vapautumisen sijaan.

Tieteellinen näyttö

Todisteet sienipolysakkaridien glukoosipitoisuutta säätelevistä vaikutuksista on saatu in vitro -kokeista, eläinkokeista ja yhä useammista ihmisen kliinisistä tutkimuksista.

Vitro- ja eläintutkimuksissa

Solupohjaisissa määrityksissä useat sienipolysakkaridit ovat osoittaneet kyvyn lisätä glukoosin imeytymistä L6 myotubeissa ja 3T3-L1-adiposyyteissa. Esimerkiksi β-glukaanifraktio []:staGrifolia frondosa[[]:sta (maistake) stimuloi glukoosin kulutusta jopa 45 prosentilla insuliiniresistenteissä solulinjoissa verrattuna verrokkeihin. Eläinkokeet, joissa käytettiin runsaasti rasvaa sisältäviä hiiriä tai streptotsototosiinin indusoimia diabeetikkoja, ovat ilmoittaneet johdonmukaisesti paastoverensokerin, glukoosinsietokyvyn parantuneen ja alemman glykyloituneen hemoglobiinin (HbA1c) määrän pienenemisestä sienipolysakkarideja suun kautta annon jälkeen.

Kliiniset tutkimukset ihmisillä

Satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu tutkimus, johon osallistui 100 tyypin 2 diabetesta sairastavaa potilasta, osoitti, että päivittäinen lisäannos, jossa oli 1,5 g maitake-johdettua β-glukaania 12 viikon ajan, vähensi glukoosin paastopitoisuutta 11,2% ja HbA1c 0,8% verrattuna lumelääkkeeseen. Toisessa tutkimuksessa 72:lla esidiabetespotilaalla, jotka ottivat polysakkaridiuutetta []]Ganoderma liceum[] (reishi) 12 viikon ajan, todettiin insuliiniherkkyyden (HOMA-IR) parantumista ja aterianjälkeisen glukoosipitoisuuden huomattavaa laskua. Kolmannessa tutkimuksessa tutkittiin polysakkaridipitoista valmistetta ] Cordyceps militarnilla [.

Vaikka nämä tulokset ovat lupaavia, rajoituksia ovat pienet näytekoot, lyhyet kestot sekä polysakkaridien koostumuksen ja annostuksen vaihtelu. Monissa tutkimuksissa käytetään kokonaisia sieniuutteita eikä puhdistettuja polysakkarideja, minkä vuoksi vaikutuksia on vaikea määrittää yksinomaan polysakkaridifraktioon. Kuitenkin eri sienilajien löydösten johdonmukaisuus tukee aitoa biologista vaikutusta.

Meta-Analyses ja systemaattiset arvostelut

Vuonna 2020 tehdyssä satunnaistetuissa kontrolloiduissa sieniä koskevissa tutkimuksissa (myös polysakkaridipitoisissa uutteissa) havaittiin, että sienilisä vähensi merkittävästi paastoverensokeria (vakioitu keskiarvo = −0,48) ja paransi insuliiniherkkyyttä. Tarkastelussa vaadittiin suurempia, pidempikestoisia testejä standardoidulla polysakkaridilla, jotta voitaisiin vahvistaa näyttöpohjaa.

Mahdolliset sovellukset

Koska sienipolysakkaridit ovat keränneen näytön mukaan monissa käytännön sovelluksissa glukoosin häiriöiden ehkäisemiseksi ja hallitsemiseksi.

Toiminnalliset elintarvikkeet ja nutraceuticals

Sienipolysakkaridien sisällyttäminen päivittäisiin elintarvikkeisiin . Kuten leipä, pasta, juomat ja välipalat .Sienjauheet, beeta-glukaanitiivisteet ja fermentoidut sienituotteet ovat jo saatavilla joillakin markkinoilla. Mutraseettisessa käytössä on suositeltavaa standardoida uutteet, joissa on tunnettu polysakkaridipitoisuus ja molekyylipainoprofiilit.

Diabeteshoidon lisähoito

Sienipolysakkaridit voisivat täydentää standardi diabeteslääkkeitä. Ne voivat tehostaa metformiinin tai sulfonyyliurean vaikutusta, mahdollisesti mahdollistamalla annoksen pienentämisen. Niiden turvallisuusprofiili näyttää suotuisalta; yleiset sivuvaikutukset rajoittuvat lievään ruoansulatuskanavan turvotusta johtuen niiden kuitusisältö. Kuitenkin, potilaiden antikoagulanttihoito pitäisi noudattaa varovaisuutta tiettyjen sieniuutteita (esim., reishi) koska mahdolliset antitromboottisia vaikutuksia.

Haasteet ja pohdinnat

Mahdollisuudesta huolimatta monet esteet ovat edelleen olemassa. Biosaatavuus[] on keskeinen kysymys: suurimolekyyliset polysakkaridit imeytyvät huonosti suolistosta. Niiden systeemiset vaikutukset välittyvät todennäköisesti suolistosta peräisin olevien aineenvaihduntatuotteiden ja immuunisignaalien kautta eikä suoraan liikkeeseen pääsemisen kautta. ]Uutteiden standardointi vaatii myös enemmän työtä, sillä ihmisten kasvuolosuhteet, sienikanta ja käsittelymenetelmät vaikuttavat polysakkaridien koostumukseen. Alalta puuttuu yleinen laadunvalvontakehys. []Annostus[[] optimointi edellyttää myös enemmän työtä; ihmisten tehokas annos vaikuttaa olevan 1-3 g:n rikastetun polysakkaridimateriaalin vuorokausiannos.

Tulevaisuuden tutkimuksen ohjeet

Sienipolysakkaridien siirtämiseksi lähemmäs kliinistä valtavirtakäyttöä on syytä kiinnittää huomiota moniin tutkimusväyliin.

Personoitu ravitsemus

Yksittäiset erot suoliston mikrobiota koostumus, genetiikka, ja metabolinen tila todennäköisesti vaikuttavat teho sieni polysakkaridien. Tulevissa tutkimuksissa olisi ositettava osallistujat lähtötilanteen mikrobiome profiilit ja insuliiniherkkyys tunnistaa reagoivat ja ei-vastaavia. Metabolomics ja transkriptomics voisi paljastaa biomarkkereita vaste.

Yhdistelmähoito

Synergisiä vaikutuksia sienipolysakkaridien ja muiden bioaktiivisten yhdisteiden ... kuten polyfenolit, omega-3-rasvahappot tai probiootit. Esimerkiksi β-glukaanien ja kurkumiinin tai resveratrolin yhdistäminen saattaa vahvistaa tulehdusta ja insuliinia herkistäviä vaikutuksia. Samoin polysakkaridien yhdistäminen probioottisiin voi parantaa SCFA-tuotantoa ja suolistoesteen toimintaa.

Kliinisten tutkimusten suunnittelun parantaminen

Tulevissa kliinisissä tutkimuksissa olisi otettava käyttöön tarkat kaksoissokkoutetut, lumekontrolloidut mallit, joissa on riittävä otoskoko, pidempi interventiojakso (≥ 12 viikkoa) ja vakioidut tulostoimenpiteet, mukaan lukien jatkuva glukoosin seuranta. Polysakkaridinäytteiden luonnehdittavuus molekyylipainon, haarautumisen asteen ja puhtauden mukaan on olennaisen tärkeää uusittavuuden kannalta. Lisäksi eri väestöryhmien vaikutusten tarkastelu .

Turvallisuus ja pitkäaikainen käyttö

Vaikka sienillä on pitkään ollut turvallista kulinaarista käyttöä, erittäin suurilla beetaglukaanien annoksilla on myös oltava huolellinen arviointi.

Päätelmä

Sienipolysakkaridit ovat luonnollinen, monikohdestrategia glukoosiaineenvaihduntaan. Tehostamalla insuliinin signaalia, vähentämällä tulehdusta, muokkaamalla suoliston mikrobiomia, estämällä ruoansulatusentsyymiä ja säätelemällä glukoosin kuljettajaproteiinin ilmentymistä nämä yhdisteet voivat puuttua useisiin taustalla oleviin puutteisiin insuliiniresistenssissä ja tyypin 2 diabeteksessa. Prekliiniset todisteet ovat vankoja, ja varhaiset ihmiskokeet osoittavat merkittävää vähenemistä paastoglukoosin, HbA1c:n ja tulehdusmerkkiaineiden paastossa. Kentän on kuitenkin voitettava standardoinnin, hyötyosuuden ja kliinisen validoinnin haasteet. Jatkuvan tutkimuksen ja tuotekehityksen myötä sienipolysakkarideista voisi tulla arvokas väline aineenvaihduntahäiriöiden ruokavalion hallinnassa, tarjoten etuja, jotka ulottuvat pelkän glykeemisen hallinnan ulkopuolelle koko aineenvaihduntaan.

Ulkoiset viitteet lisälukemista varten:

  • Liu Y, et al. . . . Mushroom Polysaccharides and their potential Role in Glucole Metabolia: A Systematic Review.... Nutrients 2020;12(6):1780. [https://doi.org/10.3390/nu12061780
  • Chen Y, et al. . . ...β-Glukaanit Grifolia corndosa Paranna insuliinisensitiivisyyttä korkea-asteisessa ruokavalio-pedagogisessa hiiressä AMPK-tien kautta.........................................................................................................................................................................................
  • Wong KH, et al. . . :n :n vaikutukset glukoosista Homeostaasi: Satunnaistettu kontrolloitu tutkimus diabetesta sairastavilla potilailla............................................................................................................................................................................................................