ベータグルカン

ベータグルカン、β-グルカンは、穀類、細菌、真菌の細胞壁に自然に存在するβ -D-グルコース多糖類（グルカン）のグループで構成され、その物理化学的性質は供給源によって大きく異なります。通常、β-グルカンは1～3個のβ-グリコシド結合を持つ線状骨格を形成しますが、分子量、溶解性、粘度、分岐構造、ゲル化特性が異なり、動物に多様な生理学的効果をもたらします。

1日あたり少なくとも3gの食事摂取量で、オート麦繊維β-グルカンは血中LDLコレステロール値を下げ、心血管疾患のリスクを減らす可能性があります。^[1] β-グルカンは天然のガムであり、さまざまな栄養補助食品や化粧品のテクスチャー剤、および可溶性繊維サプリメントとして使用されています。

穀物や菌類の製品は、何世紀にもわたって医療や化粧品の目的で使用されてきましたが、β-グルカンの具体的な役割は20世紀まで研究されていませんでした。β-グルカンは最初に地衣類で発見され、その後すぐに大麦でも発見されました。オート麦のβ-グルカンへの特別な関心は、1981年にオート麦ふすまのコレステロール低下効果が報告されてから高まりました。^[2]

1997 年、FDA は、オート麦由来の β-グルカンを 1 日あたり少なくとも 3.0 g 摂取すると、食事中のコレステロールの吸収が減り、冠状動脈性心疾患のリスクが軽減されるという主張を承認しました。承認された健康強調表示は、後に修正され、次の β-グルカン源が追加されました: オート麦 (オートミール)、オート麦ふすま、全粒オート麦粉、オートトリム (アルファアミラーゼ加水分解オート麦ふすままたは全粒オート麦粉の可溶性画分)、全粒大麦、大麦ベータ繊維。許可されたラベル表示の例: 「オートミールなどの食品に含まれる可溶性繊維は、飽和脂肪とコレステロールの少ない食事の一部として、心疾患のリスクを軽減する可能性があります。オートミール 1 食分には、この効果を得るために 1 日あたり必要な 3.0 g の β-グルカン可溶性繊維のうち 0.75 g が含まれています。」主張文は連邦官報21 CFR 101.81健康強調表示に記載されています。「特定の食品に含まれる可溶性繊維と冠状動脈性心疾患（CHD）のリスク」^[3]

グルカンは、起源に応じてさまざまな炭素位置で直線的に結合した 6面のD-グルコース環に配列されていますが、最も一般的なβ-グルカンは、その骨格に1-3グリコシド結合を含みます。技術的には、β-グルカンはβ型グリコシド結合によって結合したD-グルコース多糖の鎖ですが、慣例により、すべてのβ- D-グルコース多糖がβ-グルカンとして分類されるわけではありません。^[4]セルロースは不溶性であり、他の穀物や酵母のβ-グルカンと同じ物理化学的特性を示さないため、慣例的にβ-グルカンとは見なされていません。^[5]

一部の β-グルカン分子には、β-グルカン骨格から分岐した主D-グルコース鎖の他の位置に結合した分岐グルコース側鎖があります。さらに、これらの側鎖は、多糖類 Kのように、タンパク質などの他の種類の分子に結合することができます。

β-グルカンの最も一般的な形態は、β-1,3結合を持つD-グルコース単位からなるものである。酵母および真菌のβ-グルカンには1～6個の側鎖が含まれるが、穀物のβ-グルカンにはβ-1,3およびβ-1,4バックボーン結合の両方が含まれるが、β-1,3分岐はない。 ^[6]海藻は主にβ-1,3-グルカンからなるバックボーンから構成されるが、バックボーンおよび側鎖にβ-1,6-グルカンがいくらか含まれる。^[6]

側鎖の頻度、位置、長さは免疫調節に役割を果たす可能性がある。β-グルカンの分子量、形状、構造の違いが生物学的活性の違いを決定づける。^{[7] [8]}

一般的に、β-1,3結合は1,3-β-グルカン合成酵素によって生成され、β-1,4結合はセルロース合成酵素によって生成される。β-1,6結合に至るプロセスは十分に理解されておらず、プロセスに重要な遺伝子は特定されているものの、それぞれの遺伝子が何をするのかについてはあまりわかっていない。^[9]

β-グルカンは、細菌、真菌、酵母、オート麦や大麦などの穀物の細胞壁の天然成分です。各タイプのβ-グルカンは、異なる分子骨格、分岐レベル、分子量で構成されており、溶解性や生理学的影響に影響します。サプリメントに使用されるβ(1,3)D-グルカンの最も一般的な供給源の1つは、パン酵母（サッカロミセス・セレビシエ）の細胞壁から得られます。酵母の細胞壁に含まれるβ-グルカンには、1,3グルコース骨格と細長い1,6グルコース分岐が含まれています。^[12]その他の供給源には、海藻、^[13]や、霊芝、シイタケ、チャガ、マイタケなどのさまざまなキノコがあり、潜在的な免疫効果について予備研究が行われています。^[14]

食事中のβ-グルカンは可溶性で発酵可能な 繊維（プレバイオティクス繊維とも呼ばれる）の供給源であり、大腸内の微生物叢の基質となり、便の量を増やし、副産物として幅広い生理活性を持つ短鎖脂肪酸を生成します。 ^[15]この発酵は大腸内の多くの遺伝子の発現に影響を与え、 ^[16]消化機能やコレステロールやグルコースの代謝、免疫系やその他の全身機能にも影響を与えます。^{[15] [17]}

オート麦、大麦、小麦、ライ麦に含まれる穀物β-グルカンは、コレステロール値が正常の人や高コレステロール血症の人のコレステロール値に及ぼす影響について研究されてきました。^[1]オート麦β-グルカンを1日3グラム以上摂取すると、血中コレステロール値が正常または高い人の総コレステロール値と低密度リポタンパク質コレステロール値が5～10%低下します。^[18]

オート麦と大麦は、1-4結合の三量体と四量体の比率が異なります。大麦は、重合度が4を超える1-4結合が多くなっています。しかし、大麦ブロックの大部分は三量体と四量体のままです。オート麦では、β-グルカンは主にオート麦穀粒の胚乳、特に胚乳の外層に含まれています。^[7]

腸管上皮細胞は、 β（1,3）-グルカンおよび類似化合物を腸管細胞壁を越えてリンパ管に輸送し、そこでマクロファージと相互作用して免疫機能を活性化します。^[19]放射性標識研究では、血清中にβ-グルカンの小さな断片と大きな断片の両方が存在することが確認されており、腸管から吸収されたことを示しています。^[20] パイエル板内のM細胞は、不溶性のグルカン粒子全体を腸管関連リンパ組織に物理的に輸送します。^[21]

血液中の(1,3)-β- D-グルカンの存在を検出する検査法は、侵襲性または播種性真菌感染症を特定する手段として販売されている。^{[22] [23] [24]} しかし、この検査は、陽性であっても診断が確定せず、陰性であっても感染を否定できないため、より広い臨床的文脈で解釈されるべきである。抗生物質アモキシシリン-クラブラン酸^[25]およびピペラシリン/タゾバクタム中の真菌汚染により、偽陽性が生じる可能性がある。また、臨床検体が、 (1→3)-β- D-グルカンを産生する細菌、肺炎球菌、緑膿菌、および アルカリゲネス・フェカリスによって汚染されている場合にも、偽陽性が生じる可能性がある。^{[26]この検査は、}アスペルギルス、カンジダ、ニューモシスチス・イロベチイ の検出に役立ちます。^{[27] [28] [29]この検査は、}ムコール症の原因となる真菌であるムコールやリゾープスの 検出には使用できません。これらの真菌は（1,3）-β- D-グルカンを生成しないためです。^[30]

• プレバイオティクス（栄養素）
• 難消化性デンプン
• キシロオリゴ糖
• ザイモサン

• 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)のベータグルカン