Étude sur l’aide à la santé bêta glucane

In 1942, a non-starch glucose similar to Icelandic lichenin was isolated and extracted from oats. Its structure is different from that of barley β-glucane. 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 propriétés physiques et chimiques

Les effets physiologiques du β-glucane d’avoine sont principalement obtenus en augmentant la viscosité des sucs digestifs dans l’intestin, qui est affectée par divers facteurs tels que la structure chimique de l’avoine, MW, le taux et le degré de dissolution, la rhéologie de la solution, la croissance, les conditions de stockage, le traitement et l’extraction [1]. La longueur de chaîne naturelle du β-glucane de l’avoine est d’environ 20 000 unités de glucose, et le MW est aussi élevé que 3 millions de g/mol. Une gamme assez large de MWs moyennes ou maximales du β-glucane d’avoine A été rapportée dans la littérature [5].

Le MW moyen varie de 1 × 106 à 2 × 106 g/mol, cependant, parce que la chaîne pyranose est facilement brisée par hydrolyse enzymatique ou chimique, cisaillement mécanique ou traitement thermique, le MW dans les aliments commerciaux se situe entre 0,4 × 106 et 2 × 106 g/mol. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis recommande que la consommation de 3 g de β-glucan d’avoine par jour peut aider à réduire les lipides sanguins, mais la viscosité, la solubilité, le MW et le dosage sont tout aussi importants et sont la base de son activité hypocholestérolémiante [6-7]. La viscosité est la principale raison de l’effet physiologique du β-glucane d’avoine, et la viscosité est étroitement liée au dosage, MW, et la matrice alimentaire (solubilité) [5, 7]. Depuis qu’il y a eu une controverse au sujet de la posologie, MW, méthode d’administration, et les effets du β-glucane d’avoine sur différents groupes ethniques, différents chercheurs ont atteint des conclusions différentes. Une expérience in vitro [7] a confirmé la répétabilité et la reproductibilité de la solubilité, de la viscosité et du MW du β-glucane dans différents aliments d’avoine.

1.1.1 MW influence les effets lipidiques

La viscosité et l’effet hypocholestérolémiant de l’avoine β-glucane sont positivement corrélé avec son MW. Le MW du β-glucane de l’avoine doit être d’au moins 1200 kDa pour produire un effet hypocholestérolémiant [2]. Un essai clinique multicentrique mené par Wo lever et al. [1] A montré que les sujets recevant du bêta-glucane d’avoine avec une puissance moyenne à élevée avaient une réduction significative de la LDL-C de 4,8% à 6,5%, sans différences raciales, tandis que les sujets recevant une puissance faible n’avaient aucun effet significatif. Plus le MW est élevé, plus la viscosité est élevée et plus l’effet lipidique est important.

1.1.2 la solubilité influe sur l’effet lipidique

Lorsque le β-glucane d’avoine est administré sous forme de lait, de jus de fruits ou de boissons, chaque gramme de β-glucane peut réduire significativement le LDL-C sérique de 0,063, 0,052 et 0,050 mmol/L. L’ajout de bêta-glucane d’avoine à un véhicule liquide peut augmenter son effet abaissant les LDL. En revanche, l’ajout de bêta-glucane d’avoine aux aliments solides, dont le pain et les biscuits, a produit des résultats contradictoires [2].

1.2 sécurité

1.2.1 non-toxique aux cellules normales

Une étude réalisée en 2018 par roman[unused_word0006] ka et al. [8] A montré queLe bêta-glucane d’avoine n’a aucun effet cytotoxiqueSur les cellules normales, mais a un effet cytotoxique sur les cellules cancéreuses, et la cytotoxicité augmente avec la concentration de bêta-glucane. L’utilisation à long terme de médicaments hypolipidiques peut avoir un effet à long terme sur les personnes atteintes de troubles du métabolisme des lipides sanguins, en particulier lorsqu’ils sont utilisés en combinaison avec des statines et des fibrates [2]. Par conséquent, sa sécurité est meilleure que celle des statines.

1.2.2 les fibres alimentaires dans la plage d’apport recommandé n’affectent pas l’absorption d’autres nutriments

Les différentes gammes de consommation de β-glucane produisent des effets différents. En 2002, l’american Dietetic Association (ADA) [9] a déclaré qu’un apport excessif de fibres alimentaires avait des effets négatifs potentiels, notamment une absorption réduite des vitamines, des minéraux, des protéines et de l’énergie. Cependant, la consommation de fibres alimentaires dans les limites de l’apport recommandé est peu susceptible d’entraîner des problèmes d’absorption des nutriments chez les adultes en bonne santé. En 2005, l’institute of Medicine [10] a proposé que, dans le cadre d’une alimentation équilibrée, à l’intérieur de la fourchette d’apport en fibres alimentaires recommandée, aucun effet significatif des fibres de céréales sur l’absorption des minéraux (comme le fer, le zinc, le calcium et le magnésium) n’ait été constaté. Par conséquent, il est recommandé de consommer des fibres alimentaires dans les limites des apports recommandés.

1.2.3 allergénique

En 2007, Rashid et al. [11] ont suggéré que l’avoine et les produits à base d’avoine pouvaient causer des réactions allergiques chez un petit nombre de personnes allergiques, et que l’avoine ne devrait pas être autorisée dans un régime sans gluten. Cependant, une étude réalisée par Hoffmanov, limassol et al. [12] a montré que l’avoine peut être tolérée par les personnes atteintes de la maladie cœliaque en rémission dans le cadre d’un régime sans gluten. Les protéines d’avoine sont plus facilement digérées par les protéases que les protéines d’autres céréales comme le blé. Ces propriétés réduisent considérablement leur immunogénicité et leur toxicité chez les personnes atteintes de la maladie cœliaque. Les personnes atteintes de la maladie cœliaque peuvent manger en toute sécurité de l’avoine pure qui n’est pas contaminée par d’autres céréales comme le blé. Cependant, la sensibilité individuelle au β-glucane d’avoine ne peut être exclue. L’allergénicité potentielle du β-glucane lui-même a été étudiée, mais aucune preuve n’a été trouvée. Pour tester la sensibilité potentielle des patients cœliaques à un régime d’avoine, des méthodes appropriées doivent être mises au point pour évaluer le risque de chaque variété d’avoine chez les patients cœliaques. De plus, le β-glucane n’est pas inclus dans la liste 2010 de la FDA des 8 principaux allergènes alimentaires.

Cela montre 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 Application de β-glucane d’avoine

En plus d’abaisser l’hyperlipidémie, le β-glucane d’avoine peut également être utilisé de nombreuses autres façons, telles que l’abaissement de la glycémie, des effets antioxydants, des effets immunomodulateurs et antitumoraux, l’amélioration de l’environnement intestinal et l’augmentation de la satiété.

1.3.1 abaissement de la glycémie

Une étude de Tosh [16] A montré que le pic de réponse glycémique (PB GR) est souvent plus sensible que la zone sous la courbe (asc) ou l’indice glycémique (ig). Après un traitement par 4 g de β-glucane, la PBGR et l’asc de l’insuline ont été significativement réduites. L’ insuline n’ a pas augmenté de manière significative dans le groupe expérientiel ou le groupe témoin, ce qui indique que la réponse à l’ insuline postprandiale n’ a pas augmenté de manière disproportionnée, et que le β-glucane de l’ avoine a réduit la glycémie postprandiale de manière dose-dépendante. L’avoine β-glucane forme un environnement très visqueux dans l’intestin, qui piège rapidement les aliments à indice glycémique élevé, formant une couche protectrice qui ralentit l’absorption du glucose, réduit les concentrations d’insuline postprandiale et améliore la sensibilité à l’insuline. Cependant, l’ingestion de β-glucane n’a pas d’effet significatif sur la glycémie à jeun ou les concentrations d’insuline chez les patients hypercholestérolémiques [17].

1.3.2 antioxydant

Après que le bêta-glucan d’avoine ait été administré à des rats avec l’hyperlipémie, il pourrait réduire le malondialdéhyde sérique (MDA), le contenu de lipofuscine cérébrale, et également réduire l’activité de la superoxyde dismutase sérique (SOD), améliorer l’activité de SOD dans le corps, et augmenter l’activité de la capacité antioxydante totale sérique (capacité antioxydante totale, T-AOC) activité. En réduisant la production de radicaux libres d’oxygène, en piégant les peroxydes, en protégeant les membranes biologiques et en inhibant la peroxydation lipidique, il peut prévenir les lésions athérosclérotiques induites par l’hyperlipidémie [18]. Les bêta-glucanes d’avoine de poids moléculaire faible et élevé ont montré une activité antioxydante dans les tissus du foie et de l’estomac, ce qui a entraîné une réduction de la production d’espèces réactives d’oxygène. Les bêta-glucanes de poids moléculaire élevé semblent être plus antioxydants in vivo, surtout en présence d’inflammation dans le tractus gastro-intestinal. Par conséquent, les aliments riches en bêta-glucanes d’avoine sont considérés comme des médicaments efficaces pour traiter les maladies inflammatoires du tractus gastro-intestinal [19].

1.3.3 régulation immunitaire et effets anti-tumoraux

Le bêta-glucane est un modificateur de réponse biologique ayant des propriétés antitumorales potentielles qui module les réponses immunitaires innées et adaptatives [20]. Pan et al. [21] ont montré que le bêta-glucane de l’avoine peut induire des monocytes pour augmenter l’expression et la production du facteur de nécrose tumorale (TNF-α) et de l’arnm de l’interleukine 6 (IL-6) par reprogrammation métabolique après stimulation avec le lipopolysaccharide ou 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 améliore l’environnement 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 satiété accrue

Le β-glucane d’avoine peut affecter la satiété en augmentant la viscosité. Lorsque la viscosité augmente, l’expression d’armn du neuropeptide Y dans le noyau arcué de l’hypothalamus diminue, les hormones gastro-intestinales anorexiques augmentent, et la satiété augmente. Cependant, en raison de l’absence d’une méthode normalisée pour mesurer la viscosité et les substances inhérentes qui affectent l’appétit, il est difficile de localiser l’effet du β-glucane d’avoine sur la satiété. Dans l’ensemble, elle a un effet positif sur l’augmentation de la satiété [5]. La question de savoir si le β-glucane d’avoine augmente la satiété et réduit l’appétit, ce qui influe sur la consommation alimentaire au prochain repas, a incité d’autres recherches.

Des preuves antérieures ont montré que l’avoine peut favoriser le contrôle du poids en réduisant l’appétit subjectif et l’apport alimentaire au repas suivant. Cependant, toutes les études ne sont pas cohérentes. Zaremba et al. [25] ont montré que 4 g de bêta-glucane d’avoine à haute puissance retardaient la vidange gastrique et réduisaient l’appétit, mais n’affectaient pas la quantité de nourriture consommée par les sujets. Wolever et al. [26] ont démontré en 2020 que le bêta-glucane d’avoine peut retarder la vidange gastrique. Ceci est conforme aux résultats de recherches antérieures, et aucun effet significatif du β-glucane de l’avoine sur l’appétit, la consommation d’aliments ou les hormones gastro-intestinales qui affectent l’appétit n’a été trouvé par rapport au groupe témoin. Cela indique que, dans les conditions expérimentales actuelles, ni la dose ni le MW de β-glucane d’avoine n’ont eu d’effet sur l’appétit ou la consommation alimentaire par rapport au groupe témoin. Par conséquent, d’autres études sont nécessaires pour démontrer l’effet de différentes viscosités sur l’appétit et la consommation alimentaire au moyen de méthodes normalisées de mesure de la viscosité.

2 beta-glucane d’avoine améliore la dyslipidémie

2. 1 bêta-glucane d’avoine améliore différents marqueurs de lipides sanguins

En 2016, l’université de Toronto au Canada et l’european Journal of Clinical Nutrition ont mené une méta-analyse de 58 essais cliniques portant sur 3 974 participants afin d’évaluer l’effet du β-glucane de l’avoine sur les facteurs de risque de maladies cardiovasculaires (LDL-C, non-HDL-C, apoB). Il a été souligné qu’une moyenne de 3,5 g/ jour de β-glucane d’avoine pendant 6 semaines a eu un effet global d’amélioration sur les lipides sanguins, avec LDL-C réduit de 4,2 %, non-HDL-C réduit de 4,8 %, et apo B réduit de 2. 3 % [27]. Un essai randomisé croisé en double aveugle mené en 2020 sur des patients présentant une hypercholestérolémie modérée A montré que la consommation de bêta-gluane d’avoine A réduit de façon significative les niveaux de TC, de LDL-C ou de non-HDL-C, et après quelques semaines de la période de washout, en raison du manque de supplémentation continue en bêta-gluane d’avoine, les concentrations de TC et de LDL-C ont eu tendance à repasser aux valeurs de base, ce qui souligne l’importance d’une supplémentation régulière et soutenue en bêta-gluane d’avoine [14]. Les études ci-dessus montrent que le bêta-glucane d’avoine peut améliorer les indicateurs de lipides sanguins à des degrés divers, et que le bêta-glucane d’avoine devrait être complété régulièrement et continuellement.

2.2 relation dose-réponse entre le bêta-glucane d’avoine et les lipides sanguins

Une relation dose-réponse entre la consommation de fibres et une réduction de la TC sérique A d’abord été donnée dans une méta-analyse, soit une moyenne de 0,045 mmol/L et 0,057 mmol/L pour TC et LDL-C, respectivement, par gramme de fibre alimentaire [28]. Il n’existe pas de relation dose-réponse claire entre les fibres solubles et les modifications des concentrations de HDL-C ou de triglycérides (TG). Dans 60 à 70% des essais, un apport élevé de fibres solubles a été associé à une réduction significative des TC et des LDL [14]. Cependant, plus la dose est élevée, plus la réduction des lipides sanguins n’est pas nécessairement prononcée. Le modèle dose-réponse montre que la TC diminue avec l’augmentation des doses de bêta-glucane, mais il y a une non-linéarité significative aux doses élevées, qui peut être due à une diminution de l’adhésion ou à un maximum biologique aux doses plus élevées. Il n’y a pas d’augmentation de l’effet lorsque l’apport quotidien de β-glucane dépasse 3 g [29]. Cela soutient également la proposition de la FDA américaine depuis 1997 de consommer des aliments contenant du β-glucan d’avoine en quantités supérieures à 3 g par jour dans le but de réduire le risque de maladies cardiovasculaires [2].

2.3 effet de la concentration initiale de lipides sanguins sur l’effet lipidique

Une analyse en sous-groupe des concentrations initiales de cholestérol [28] A montré que le TC des personnes présentant une hypercholestérolémie modérée ou sévère (concentration > 6,20 mmol/L ou >240 mg/dL) A diminué d’un peu plus que celui des personnes ayant des concentrations de cholestérol plus faibles. Il y a une controverse quant à savoir si l’abaissement des concentrations de cholestérol chez les personnes ayant des lipides sanguins normaux est bénéfique. Chen et al. [30] ont montré dans un essai contrôlé randomisé en 2006 que l’augmentation de l’apport en fibres alimentaires au son d’avoine n’a pas réduit significativement les niveaux de cholestérol sérique chez les personnes sans hypercholestérolémie. Par conséquent, pour les personnes à risque élevé d’hyperlipidémie, l’augmentation de l’apport en fibres alimentaires tout en réduisant l’apport en graisses saturées et en cholestérol peut être utilisé pour prévenir l’hyperlipidémie.

3 mécanisme par lequel le bêta-glucane d’avoine améliore la dyslipidémie

3.1 différences individuelles dans l’effet lipidique du bêta-glucane

Wang et al. [31] ont montré que l’effet hypocholestérolémiant du bêta-glucane peut également dépendre des caractéristiques génétiques individuelles. Les données montrent que les individus porteurs de l’allèle du polymorphisme nucléotide unique (SNP) rs3808607 dans la région promoteur du gène CYP7A1, membre 1 de la sous-famille du cytochrome P450, sont plus sensibles à l’effet hypocholestérolémiant du β-glucane de MW élevé que les porteurs de TT. Le CYP7A1 code le cholestérol 7α-hydroxylase (CYP7A1), qui est l’enzyme limitant le taux dans la voie de synthèse classique de l’acide biliaire.

3.2 inhiber la synthèse du cholestérol

Les microorganismes de l’intestin ferment les fibres pour produire des acides gras à chaîne courte (tels que l’acide acétique, l’acide butyrique et l’acide propionique), qui sont absorbés dans la veine porte. Cela limite l’activité de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-coa (HMG-CoA) réductase et augmente le catabolisme de la LDL-C pour inhibe la synthèse du cholestérol dans le foie [23].

3.3 inhibe l’absorption du cholestérol

Le bêta-glucane d’avoine forme un film d’eau autour des particules alimentaires dans le tube digestif, créant ainsi un environnement à haute viscosité. Cela empêche non seulement physiquement la réabsorption des graisses, du cholestérol et des acides biliaires dans le tube digestif, augmentant ainsi la sensibilité à l’insuline et la sensation de satiété [2], mais altère également les niveaux circulants d’acides biliaires. La Fermentation des stérols dans le côlon augmente la production d’acide ursodésoxycholique thérapeutique, inhibe l’absorption de l’acide cholédoxycholique toxique et réduit la probabilité d’absorption du cholestérol par la conversion de l’acide chénodésoxycholique en un stérol neutre nonabsorbable [32].

3.4 augmentation de l’excrétion de cholestérol

Le β-glucane de l’avoine se lie aux acides biliaires dans l’intestin, réduisant ainsi leur réabsorption et augmentant leur excrétion, abaissant ainsi les niveaux d’acide biliaire. Pour compenser cette perte, le corps synthétise les acides biliaires de novo, activant le CYP7A1. Le cholestérol augmente la synthèse des acides biliaires et l’excrétion fécale des stérols neutres et du cholestérol sous l’action de cette enzyme limitant le taux, réduisant ainsi les concentrations de cholestérol [2,6].

3.5 abaisser le LDL-C et augmenter le HDL-C

Le β-glucane d’avoine peut favoriser la synthèse de novo des acides biliaires dans le corps, augmenter les récepteurs LDL-C, fournir des substrats pour la synthèse de l’acide biliaire, augmenter l’élimination de LDL-C, et réduire les concentrations de LDL-C. De plus, d’autres études [14] ont montré que le β-glucane de l’avoine peut également réguler le microbiome afin de réduire le LDL-C en plus d’intervenir dans la voie de synthèse de l’acide biliaire. Le mécanisme par lequel le bêta-glucane de l’avoine augmente le taux de cholestérol HDL n’est pas encore clair, mais certaines études [33] ont montré que la quantité de bêta-glucane dans l’alimentation est un facteur dans l’augmentation du taux de cholestérol HDL.

On peut voir que le bêta-glucane d’avoine peut réduire la synthèse et l’absorption du cholestérol, augmenter l’excrétion du cholestérol, et aussi abaisser les niveaux de LDL-C, réduisant ainsi l’apparition d’événements cardiovasculaires.

4 Conclusion

Au cours des dernières années, le bêta-glucane de l’avoine a été analysé sous de multiples angles, à plusieurs niveaux et à plusieurs niveaux, y compris des expériences sur les animaux et des essais cliniques, qui ont produit une grande quantité de données scientifiques confirmant son effet lipidique significatif. En Europe et aux États-Unis, le bêta-gluane d’avoine a été développé en additif alimentaire et est largement utilisé dans les interventions visant à réduire les lipides.

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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