A sörélesztő és a belőlük izolált béta-glükánok, mint az aterogén étrend által megzavart vérzsír-anyagcserét módosító étrendi összetevők

5.2. A vér lipidanyagcseréje

Számos állatkísérletben és embereken végzett klinikai kutatásban bizonyították a gabonafélékből származó, (1→3)/(1→4)-β kötődésű β-glükánok hipokoleszterinémiás hatását. Ez a hatás a gombákból izolált, (1→3)/(1→6)-β kötést tartalmazó β-glükánok esetében is megerősítést nyert, azonban a gabonafélékből származó β-glükánokhoz képest gyengébbnek bizonyult. Nincs azonban irodalmi adat a kiégett sörélesztőből származó β-glükánoknak a kísérleti állatok és az emberek lipidanyagcseréjére gyakorolt hatásáról .

A biológiai kísérlet során a HP és CMG β-glükánokkal és szárított kiégett sörélesztővel kiegészített takarmányt kapott állatok hasonló ütemben növekedtek. Az állatok testtömege a kísérlet után 390,8 és 412,3 g között mozgott, a napi növekedés pedig 6,5 és 7,2 g között volt. Az egyes csoportok közötti enyhe különbségek statisztikailag nem voltak szignifikánsak. A β-glükánokat vagy elhasznált sörélesztőt kapó állatok csoportjaiban a takarmányhatékonysági arány (FER) nem különbözött jelentősen, és 0,36 és 0,38 között mozgott (4. táblázat).

Az 5. táblázat és a 10-11. ábra a β-glükánok és a szárított elhasznált sörélesztő hatását meghatározó eredményeket mutatja az összkoleszterin koncentrációm HDL és LDL frakció koleszterin és triacilglicerin koncentrációjára a patkányok vérplazmájában.

A teljes koleszterinkoncentráció a kontrollcsoportba tartozó patkányok vérében, akiket modellértékű aterogén étrenddel (1% koleszterin, 20% zsír) tápláltak, 3,79 mmol/l volt, és szignifikánsan magasabb volt, mint az összes kísérleti csoportban. A kontrollcsoportban az LDL-frakciók szignifikánsan magasabb (p=0,043) koncentrációja (1,8 mmol/l) is megfigyelhető volt. Az elhasznált sörélesztőből származó β-glükánkészítményeket napi 100 mg/ttkg bady-tömegnek megfelelő mennyiségben vagy elhasznált sörélesztőből készült készítményt kapó patkányok vérében az összkoleszterin koncentrációja 2,82-2,97 mmol/l között mozgott, a három csoport közötti különbségek azonban statisztikailag nem voltak szignifikánsak. Az LDL-koleszterin frakció koncentrációja ezekben a csoportokban 1,09 és 1,11 mmol/l között mozgott (5. táblázat).

Azt a következtetést vonták le, hogy az elhasznált sörélesztő-készítménnyel történő étrend-kiegészítés hozzájárult az összkoleszterin 21,6%-kal alacsonyabb koncentrációjának eléréséhez. A 10 és 100 mg/testtömeg-kilogramm napi adagban β-glükánokat tartalmazó étrendet kapott állatcsoportokban az összkoleszterin koncentrációja a vérben 22,2%-kal (a BG-CMG100 β-glükánt tartalmazó csoportban) és 25,6%-kal (a BG-HP100 β-glükánt tartalmazó csoportban) volt alacsonyabb, mint a kontrollcsoportban – 10. ábra. Ezekben a csoportokban az LDL-koleszterin frakciója a kontrollcsoporthoz képest 38,3-39,1%-kal volt alacsonyabb (11. ábra).

A kiégett sörélesztőből származó β-glükánok típusa (BG-CMG és BG-HP) nem befolyásolta szignifikánsan az összkoleszterinszintet a vérben (p = 0,638), míg a dózisuk (p = 0,002) szignifikánsan befolyásolta. A kontrollcsoportból származó, atrogén modelldiétán (1% koleszterin, 20% zsír) élő patkányoknál a HDL-frakció koleszterinszintje az összkoleszterin 41,7%-át, az LDL-frakció koleszterinszintje pedig 47,5%-át tette ki. A vizsgált készítmények étrend-kiegészítésben való alkalmazása változásokat okozott e frakciók konfigurációjában, ami az LDL-frakció részarányának csökkenéséhez és a HDL-frakció koleszterin százalékos részarányának növekedéséhez vezetett. E frakciók változásai az összkoleszterinben (az LDL-koleszterin-frakció az összkoleszterin 40%-a alatt) különösen jól láthatóak voltak azokban a patkánycsoportokban, amelyek elhasznált sörélesztőből származó CMG és HP β-glükánkészítményeket kaptak napi 100 mg/testtömegkilogrammnak megfelelő mennyiségben.

A 6. táblázat a vizsgált készítmények aterogén faktorainak arányait mutatja be. A HDL-frakció Chol-C-hez és a HDL-LDL-frakció aránya a kísérlet befejezése után minden esetben szignifikánsan magasabb volt a kontrollcsoporthoz képest, ami arra utal, hogy a vizsgált készítmények mindegyike, függetlenül típusától és dózisától, jelentősen javítja az aterogén étrenden tartott állatok lipidanyagcseréjét.

A szárított elhasznált sörélesztő az állatoknak napi 100 mg/testtömegkilogramm adagban adva hozzájárult ahhoz, hogy a kontrollcsoporthoz képest 27,2%-kal (p = 0,008) csökkenjen a TG koncentrációja a vérben – tab. 7, 12. ábra.

A kétfaktoros elemzés azt mutatta, hogy a β-glükán típusa (oldható és oldhatatlan) nincs szignifikáns hatással (p=0,091). Az említett béta-glükánok dózisa sem befolyásolta a patkányok vérében a TG csökkentési arányát (p=0,786).

A 8. táblázat a β-glükánokkal és szárított elhasznált sörélesztővel kiegészített aterogén diétával táplált patkányok májának teljes lipid- és koleszterintartalmát foglalja össze. A lipidtartalmat az ún. nedves szövet és a száraz tömeg egyenértékében, míg a koleszterintartalmat a nedves szövet egyenértékében és az összes lipidtartalomra vonatkoztatva adtuk meg.

A patkányok friss májtömegének teljes lipidtartalma nem különbözött jelentősen (p=0,110) minden csoportban, és 18,4 és 20,9 g/100 g nedves szövet között mozgott. A statisztikai elemzés azt mutatta, hogy a vizsgált β-glükánok típusa (p=0,287) nem befolyásolta a máj lipidkoncentrációját, míg a nagyobb dózis (p=0,003) alkalmazásakor szignifikánsan jobb hatás volt megfigyelhető.

A koleszterinszinthez képest megállapították, hogy sem a β-glükánok típusa (p=0,444), sem a mennyiség (p=0.720) az étrendben szignifikánsan befolyásolja a koleszterin koncentrációját a májban.

A 9. táblázat a telített zsírsavak (SFA), az egyszeresen telítetlen zsírsavak (MUFA) és a többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA) százalékos részesedését mutatja be a máj teljes lipidkészletében. Ezeknek a zsírsavcsoportoknak a koncentrációját a felhasznált β-glükánok nem befolyásolták, csak a dózisuk (p=0,018).

A használt sörélesztőből származó β-glükán típusa nem befolyásolta szignifikánsan a vér lipid paramétereinek anyagcsere arányát 1% koleszterint tartalmazó aterogén étrenden tartott patkányoknál. A HDL-koleszterin frakció és a triacilglicerin koncentrációja a patkányok vérében ebben az esetben nem függött sem a β-glükán típusától, sem a dózisától.

A szakirodalmi adatok azt mutatják, hogy a gabona β-glükánok hipolipémiás aktivitása függ a részecskemérettől és így a részecskék tömegétől . A nagyobb viszkozitású és nagyobb részecsketömegű béta-glükánok alkalmazása étrend-kiegészítésben jobb hipokoleszterinémiás hatást eredményez . A részecsketömeg a β-glükánok hipokoleszterinémiás hatását jelentősen befolyásoló tényező, de a kijelölés módjára is feltétlenül figyelni kell . A különböző kutatók által alkalmazott módszerek sokfélesége miatt nehéz összehasonlítani a különböző szerzők által bemutatott kísérleti eredményeket. A gabonafélék β-glükán beviteléből származó hipokoleszterinémiás hatás az embereknél az adagolástól, a táplálékkiegészítés időtartamától, sőt a vizsgált személyek életkorától is függ. 4 héten keresztül napi 3 g β-glükán bevitelével az enyhe hiperkoleszterinémiában szenvedő gyermekek és tizenévesek vérében a koleszterin koncentrációja körülbelül 6-7%-kal csökkent . Az árpából származó β-glükánt 1-5%-ban tartalmazó étrend 40 napos fogyasztása után az összkoleszterin koncentráció 39%-kal, az LDL-koleszterin frakció 61%-kal és a triacilglicerin 21%-kal csökkent.

A patkányok étrendjének 5%-os kiegészítése osztrigagombából (Ostreatus Pleurotus) származó β-glükánnal szintén jelentős eredményeket hozott. Az alacsony és magas koleszterinszintű étrend ilyen szintje mindkét esetben kb. 30%-kal csökkentette a koleszterin koncentrációját, beleértve az LDL és VLDL koleszterin frakciókat, a vérplazmában és kb. 50%-kal a májban, ami egyidejűleg a HMG – CoA reduktáz aktivitás csökkenésével járt .

Ez a munka nem igazolta a karboximetilált β-glükán (oldható, nagyobb részecsketömegű) és a natív β-glükán (oldhatatlan) hipokoleszterinémiás hatása közötti jelentős különbségeket.

A β-glükánok lipidanyagcserére gyakorolt hatása nagymértékben függ részecskéik méretétől. A Saccharomyces cerevisiae pékélesztőből laboratóriumban izolált karboximetilált β-glükánnak a jó oldhatósága és nagy viiszkozitása ellenére nagyon alacsony hipokoleszterinémiás aktivitása volt. Ezt a szerzők azzal magyarázták, hogy a karboximetilációs folyamaton kívül a β-glükán a részecskék további depolimerizációján ment keresztül ultrahanggal. Ez részecsketömegének jelentős csökkenéséhez vezetett, ezért egészségvédő hatásának iránya megváltozott.

A gabonafélék β-glükánjait az étrendben használó embereken végzett kutatásokban az aterogén tényezőt a HDL-koleszterin és az LDL-koleszterin arányában kifejezve, szinte minden esetben megnőtt a kontrollcsoporthoz képest. Hasonló hatást kaptunk a jelen munkában leírt kutatásban is. Az elhasznált sörélesztőből izolált β-glükánnal és szárított élesztőből készült készítménnyel történő étrend-kiegészítés befolyásolta a HDL/Chol-összes arány és a HDL/LDL arány értékét. A táplálékkiegészítés minden esetében ezek az arányok szignifikánsan előnyösebbek voltak, mint a kontrollcsoportban, amely csak aterogén étrendet alkalmazott .

A szárított elhasznált sörélesztő, amelyet az állatoknak a táplálékban 0,5%-os mennyiségben adtak, ugyanolyan hatékony volt, mint a belőle készült β-glükánkészítmények, és segített csökkenteni a vér koncentrációját: az összkoleszterin 21.6%-kal, az LDL-frakciót – 28,2%-kal és a triacyloglicerolokat 27,2%-kal a kontrollcsoporthoz képest.

A rendelkezésre álló irodalmi adatok az élesztőkészítményekkel, mint élelmi rostforrással történő étrend-kiegészítés hatására vonatkozóan a legtöbb esetben más típusú vagy fajú élesztőkre vonatkoznak. A hiperkoleszterinémiában szenvedő elhízott férfiakkal végzett kutatásokban kimutatták, hogy 15 g elhasznált sörélesztőből származó (β-glükánt tartalmazó) 15 g rost bevitele előnyösen csökkentette az összkoleszterin koncentrációját a vérben, növelve a HDL-frakció koleszterin koncentrációját. Ezzel párhuzamosan a vérben lévő triacyloglicerolok koncentrációjának változása nem volt megfigyelhető. A szerzők azonban nem adták meg az élesztőrostok pontos összetételét, ami megnehezítette ezen eredmények összehasonlítását a jelen munkában kapott eredményekkel .

A kísérleti állatok vérében az összkoleszterin koncentrációjának csökkentése az élesztővel való táplálékkiegészítés eredményeként nemcsak a benne található β-glükánnak, hanem a squalens jelenlétének is köszönhető . A vér lipidanyagcseréjét korrigáló képesség az élesztővel való táplálékkiegészítés eredményeként mind a teljes szárított élesztősejtek, mind a bennük lévő béta-glükánok prebiotikus tulajdonságaiból eredhet, amelyeknek köszönhetően a természetes baktériumflóra összetétele is korrigálható .

A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a májzsír mértékét jelentősen befolyásolta az elhasznált sörélesztőből származó béta-glükánok adagolása, míg az oldhatóság statisztikailag nem számított. Mindkét vizsgált β-glükánkészítményt napi 100 mg/testtömegkilogramm dózisban adva, hatékonyan védte a májat a túlzott zsírosodás ellen.

A kiégett sörélesztőből származó β-glükánok típusa és az étrendben alkalmazott mennyiségük azonban nem befolyásolta a máj koleszterinkoncentrációját. A kontrollcsoporttal összehasonlítva a koleszterin részaránya a májzsírokban minden esetben szignifikánsan alacsonyabb volt. A kéttényezős varianciaanalízis azt mutatta, hogy a β-glükánok magasabb dózisa az étrendben, azaz napi 100 mg/testtömeg-kilogramm, hozzájárult a többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA) magasabb koncentrációjához a májban és egyidejűleg a telített zsírsavak (SFA) alacsonyabb koncentrációjához. A β-glükánok dózisa nem befolyásolta jelentősen az egyszeresen telítetlen zsírsavak (MUFA) koncentrációját. Mindezen zsírsavcsoportok koncentrációját nem befolyásolta a felhasznált β-glükánok típusa. A szárított elhasznált sörélesztő a β-glükánokhoz hasonlóan szintén hozzájárult ahhoz, hogy a máj nedves szövetére számítva alacsonyabb koleszterinkoncentrációt érjünk el.

A béta-glükánok eredetüktől függetlenül élelmi rostként szolgálnak az emlősök szervezetében, ezért hipokoleszterinémiás hatásuk az élelmi rostok esetében elismert mechanizmushoz kapcsolódhat. Ismert az élelmi rostok oldható frakcióinak hatása a szervezet koleszterinkoncentrációjára azáltal, hogy a bélben megkötik az epesavakat, és ennek következtében növelik a széklettel ürülő epesavak mennyiségét. Ez azt eredményezi, hogy csökken a májban a koleszterin szintézisében részt venni képes epesó-állomány, a belekben pedig a micellák rendezetlensége, ami akadályozza a lipidek felszívódását. A koleszterint a lipoproteidszintézis helyett az epesavak szintézisében használják fel, ezért felgyorsul a keringése, és a plazmakoncentrációja csökken.

A vizsgált β-glükánok hipokoleszterinémiás hatása összehasonlítható az ismert prebiotikum (inulin) és a zabrostok hatásával is. Az inulin a vastagbélben történő fermentáció során befolyásolja a keletkező SCFA-k arányát , csökkentve a keletkező oktán mennyiségét, és növelve a propion- és vajsav szintjét. Ez különösen előnyös, mivel az oktán szimulátorként, a propion pedig a koleszterinszintézis gátlójaként hat. In vitro kutatások kimutatták, hogy a propionsav gátolja a koleszterin- és zsírsavszintézist a májban. Úgy tűnik, hogy az epesav széklettel történő fokozott kiválasztásának és a koleszterinszintézis enyhe csökkentésének kombinációja a májban az összkoleszterin koncentráció és a vér LDL frakciójának csökkentését célozza .

A patkánytáplálék kiegészítése az ebben a munkában vizsgált elhasznált sörélesztőből származó β-glükánkészítményekkel és a szárított sörélesztőből készült készítményekkel hozzájárul a vér koleszterinkoncentrációjának előnyös csökkentéséhez, egyidejűleg a bél mikroflórájának a kontrollcsoporthoz viszonyított előnyösebb tartalmának elérésével, ami különösen a laktidsav Bifidobacterium baktériumok számának növekedésével függ össze, amit a párhuzamosan végzett kutatások is kimutattak.

A koleszterinkoncentráció csökkentésének becsült mechanizmusát a prebiotikumok hatására meglehetősen nehéz megmagyarázni. Felvetődött azonban a koleszterin fokozott kiválasztása a széklettel a könnyen emészthető zsíros micellák kialakulásának akadályozása révén. Patkányokon igazolták a koleszterin fokozott kiválasztását a széklettel, és hasonló kutatások ezt a mechanizmust mutatják be embereknél is. Lehetséges, hogy egyes tejsavbaktériumok a koleszterint közvetlenül asszimilálják. Bizonyított, hogy a fruktooligoszacharidok (FOS) csökkentik a májban a triacilglicerin szintézisét, azonban a mechanizmust egyelőre nem sikerült azonosítani.

A probiotikumokhoz hasonló jelentőséget tulajdonítanak a prebiotikumoknak is. A prebiotikumok gyakorlati okok miatt még nagyobb érdeklődést keltenek – nagyobb tartósság jellemzi őket, mint a probiotikumokat, aktivitásuk nem függ a mikrobák életképességétől a bevitel után, és számos élelmiszerhez adhatók az összetevők egyikeként. Az embereken végzett kutatásokról kevés kutatás áll rendelkezésre, ezért a legtöbb következtetést az állatokon végzett kutatások alapján vonták le. Patkányoknál például 5 hetes inulinadagolás után a triacyloglicerol koncentrációjának jelentős csökkenését figyelték meg. Embereknél azonban az oligofruktóz 4 héten át történő adagolása nem vezetett a triacikloglikerol és a koleszterinszint csökkenéséhez . A prebiotikumok különösen erős hatása a VLDL-frakció csökkentésére utal .