Revista Española de Nutrición Humana y Dietética

Rev Esp Nutr Hum Diet. 2016; 20(2): 127 - 139

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Revista Espa?ola de

Nutrici?n Humana y Diet?tica

Spanish Journal of Human Nutrition and Dietetics



REVISI?N

Efectos del consumo del beta-glucano de la avena sobre el colesterol sangu?neo: una revisi?n

Ar?nzazu

Aparicio

Vizuetea,*,

Rosa

Mar?a

Ortega

a Anta

a Departamento de Nutrici?n y Bromatolog?a I (Nutrici?n), Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Grupo de

Investigaci?n VALORNUT-UCM (92030), Madrid, Espa?a.

* araparic@ucm.es

Recibido el 16 de septiembre de 2015; aceptado el 17 de noviembre de 2015.

Efectos del consumo del beta-glucano de la avena sobre el colesterol sangu?neo: una revisi?n

PALABRAS CLAVE

Beta-Glucanos; Glucanos; Avena; Avena Sativa; Fibra Diet?tica; Fibra soluble; Colesterol; Colesterol LDL; Revisi?n.

RESUMEN

Las cifras sangu?neas de colesterol total y de lipoprote?nas de baja densidad (LDL) elevadas se consideran como uno de los m?s importantes factores de riesgo de enfermedad coronaria. La avena es un cereal rico en prote?nas, l?pidos, vitaminas, minerales y fibra soluble, entre las que se incluye el beta-glucano. Debido a las caracter?sticas f?sico-qu?micas del beta-glucano, se ha propuesto que la avena pudiera contribuir a disminuir las cifras de colesterol sangu?neo, as? como a controlar la glucosa plasm?tica postprandial y la respuesta insul?nica. Numerosos estudios se?alan que el consumo de un m?nimo de 3 g/d?a de beta-glucano de forma regular, como parte de una dieta con un bajo contenido en grasa saturada y colesterol, puede contribuir a disminuir el riesgo de enfermedad coronaria, tal y como han aprobado diversas agencias reguladoras, como la Food and Drug Administration de Estados Unidos o la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria.

Obra bajo Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional. M?s informaci?n:

doi: 10.14306/renhyd.20.2.183

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KEYWORDS

Beta-Glucans; Glucans; Avena; Oat; Avena Sativa; Dietary Fiber; Soluble fiber; Cholesterol; LDL Cholesterol; Review

Effects of oat beta-glucan intake on blood cholesterol: a review

ABSTRACT

Elevated total and low density lipoprotein (LDL) cholesterol levels are considered major risk factors for coronary heart disease. Oat is a cereal that is a good source of proteins, fat, minerals and vitamins, as well as soluble fiber, including beta-glucans. Due to the physicochemical characteristics of the beta-glucan, it has been proposed that oats may help reduce blood cholesterol levels and help control postprandial plasma glucose and insulin response. A large body of clinical studies suggests that the consumption of at least 3 g per day of oat betaglucan, as part of a diet low in saturated fat and cholesterol, may reduce the risk of coronary heart disease, which has been approved by several regulatory agencies, as the Food and Drug Administration in the USA and the European Food Safety Authority in Europe.

C I TA

Aparicio Vizuete A, Ortega Anta RM. Efectos del consumo del beta-glucano de la avena sobre el colesterol sangu?neo: una revisi?n. Rev Esp Nutr Hum Diet. 2016; 20(2): 127 - 139. doi: 10.14306/renhyd.20.2.183

INTRODUCCI?N

La avena (Avena sativa L.) es un cereal cuyo grano completo tiene un elevado contenido en fibra diet?tica soluble, en la que se incluye el beta-glucano, aportando tambi?n prote?nas, l?pidos, vitaminas, minerales y polifenoles, como las avenantramidas1,2. Adem?s, la avena no contiene gluten, de ah? que sea un cereal bien tolerado por la mayor?a de las personas con celiaqu?a3,4.

Por su contenido en fibra y fitoqu?micos, principalmente, diversos estudios cl?nicos han evaluado la eficacia del consumo de los cereales de grano completo, en la prevenci?n y control de la enfermedad cardiovascular, diabetes, regulaci?n de la presi?n arterial, control de peso, salud gastrointestinal, e incluso el c?ncer1,4,5. En concreto, en el caso de la avena numerosas investigaciones han mostrado un efecto

positivo en la reducci?n del colesterol en sangre y, por tanto, en la reducci?n del riesgo de enfermedad coronaria6,7, habi?ndose atribuido este efecto al beta-glucano, m?s que a la fibra soluble en general8. Por ello, se han realizado diversas declaraciones de propiedades saludables aprobadas por la legislaci?n actual en relaci?n al consumo de productos/ alimentos elaborados con este cereal.

Se considera que la avena y otros cereales de grano completo (trigo, ma?z, arroz, cebada, centeno, quinoa, mijo) deben formar parte de una dieta equilibrada, habi?ndose incluido en las gu?as alimentarias de numerosos pa?ses europeos, asi?ticos y americanos. En el a?o 2010 las Gu?as Alimentarias Americanas (Dietary Guidelines for Americans) establecieron como conveniente que al menos 3 raciones/d?a de los cereales consumidos fueran cereales de grano completo9 (16 g/raci?n), pauta que fue incorporada a las gu?as espa?olas en el a?o 201110.

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CARACTER?STICAS F?SICO-QU?MICAS DEL BETA-GLUCANO DE AVENA Y SU RELACI?N CON LA REDUCCI?N DEL COLESTEROL SANGU?NEO

El beta-glucano es un tipo de fibra soluble que se encuentra de forma natural en la avena y cebada, aunque tambi?n se pueden encontrar en algas y setas11.

Es un pol?mero lineal de unidades de glucosa unidas mediante enlaces glucos?dicos -(13) y -(14)12, que se localiza principalmente en las paredes celulares del endospermo del grano de avena13.

El contenido en beta-glucano de la avena depende de las condiciones de cultivo y de crecimiento14. Diferentes estudios han observado una variaci?n de 2 a 3 veces en el contenido de beta-glucano en diversos cultivos de avena15?17. Adem?s, ?ste tambi?n est? regulado por la enzima beta-glucano endohidrolasa (13, 14), que degrada la pared celular del endospermo durante la germinaci?n18, o la preparaci?n de alimentos19, y disminuye la cantidad de beta-glucano en los alimentos. Por ello, el contenido en beta-glucano en el grano de avena puede variar de un 1,8% a un 5,5%, y se ha encontrado en algunas variedades de este cereal hasta un 7% del peso seco total20, aunque lo m?s habitual es hallar un contenido del 4,0-5,5%21?23.

Como otros tipos de fibra soluble, en el organismo, el betaglucano forma geles viscosos en el tracto gastrointestinal, retrasando el vaciamiento g?strico e interfiriendo con la actividad de diferentes enzimas pancre?ticas, lo que ralentiza los procesos de digesti?n y absorci?n de nutrientes7,23,24 e incrementa la excreci?n de ?cidos biliares25,26.

Esta viscosidad se relaciona con algunos de los efectos sanitarios se?alados anteriormente, como la reducci?n de la glucosa plasm?tica postprandial y la mejora de la respuesta insul?nica, as? como la disminuci?n del colesterol sangu?neo7,25,27,28, entre otros efectos.

Tanto el peso molecular, como la conformaci?n del betaglucano de avena, son dos factores importantes a tener en cuenta en el alimento, ya que influyen sobre las propiedades f?sicas del mismo, incluyendo la solubilidad y la viscosidad14 y, por ende, en sus efectos sobre la salud. Wolever y Cols.8, tras analizar el efecto hipocolesterolemiante de unos cereales de desayuno con beta-glucano de avena con diferentes pesos moleculares en un grupo de individuos sanos, observaron que al consumir los cereales con elevado (2.210kDa) y medio (530kDa) peso molecular, la concentraci?n s?rica de las lipoprote?nas de baja densidad (LDL) disminuy? de forma

similar en ambos casos (5%), y fue un 50% m?s baja cuando el peso molecular del beta-glucano era bajo (210kDa). Diversos estudios han se?alado que para que el beta-glucano de la avena produzca un impacto en la reducci?n del colesterol sangu?neo es necesario que ?ste tenga un peso molecular de al menos 1.200kDa29?31 y que este factor debe tenerse en cuenta, junto con la cantidad de beta-glucano a ingerir, a la hora de realizar estudios dirigidos a evaluar la eficacia del mismo sobre las cifras de colesterol sangu?neo6,14,23.

Adem?s, el tipo de procesado y las condiciones de almacenamiento tambi?n pueden afectar a la cantidad, solubilidad y peso molecular del beta-glucano en los productos elaborados con avena4,14,23,32. La avena es un cereal que, como tal, no puede ser ingerido en crudo sino que tiene que ser procesado para hacerlo comestible33, siendo habitualmente consumido en forma de copos, gachas, cereales de desayuno, muesli, barritas, galletas y tortitas20.

Algunas investigaciones han encontrado que uno de los procesados que m?s mejoran la solubilidad del beta-glucano de la avena es el extrusionado. Aunque existen diferentes datos en relaci?n con la solubilidad del beta-glucano de la avena, Tosh y Cols.34 encontraron que cuando el salvado de avena comercial era incorporado a un cereal extrusionado la solubilidad del mismo aumentaba, pasando de un 39 a un 67%, lo que tambi?n coincide con lo observado por Zhang y Cols.35. Otros procesados en los que la avena se calienta en presencia de agua, como el horneado o la cocci?n36, tambi?n incrementan la solubilidad del beta-glucano y su viscosidad, lo que se asocia a un aumento de su bioactividad8.

Por otra parte, diversos estudios indican que el peso molecular del beta-glucano no suele variar en los copos de avena, las gachas, el salvado de avena o las tortitas19, aunque s? parece modificarse en la elaboraci?n del pan, pasta o galletas a base de avena37. Sin embargo, a pesar de esta reducci?n, estos alimentos parecen mantener los efectos positivos sobre la disminuci?n del colesterol sangu?neo38.

Charlton y Cols.39 analizaron el efecto reductor del colesterol en sangre del beta-glucano de avena a distintas cantidades e incorporado a distintas matrices alimentarias: gachas de avena y barritas de cereales de avena con 3,2g de beta-glucano de alto peso molecular; cereales de desayuno con base de avena y barritas de cereales de arroz inflado y trigo con 1,5g de beta-glucano de peso molecular medio y de alta solubilidad y cereales de desayuno de ma?z y barritas de cereales de arroz inflado y trigo sin beta-glucano (grupo control). Al evaluar los resultados, encontraron una mayor reducci?n del colesterol total (CT) y de las LDL en los individuos que consumieron los alimentos con beta-glucano de avena, respecto a los que tomaron el alimento control. Al comparar

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el efecto hipocolesterolemiante entre los sujetos que tomaron avena se observ? que ?ste fue similar. Los autores concluyeron que la matriz alimentaria en la que se incluye el beta-glucano, as? como el peso molecular y la solubilidad del mismo, son factores importantes a tener en cuenta a la hora de observar efectos positivos de este componente de la avena sobre la salud cardiovascular en individuos con hipercolesterolemia moderada.

Adem?s, el beta-glucano de avena aislado se emplea en la industria alimentaria como espesante y para mejorar la calidad sensorial de bebidas4. En relaci?n a sus efectos sobre el colesterol sangu?neo, se ha observado que cuando ?ste se consume incluido en alimentos l?quidos es m?s efectivo que cuando se consume incorporado en alimentos s?lidos32,40?42. Kerckhoffs y Cols.37 realizaron dos estudios en los que analiz?, por un lado, el efecto sobre el colesterol sangu?neo del beta-glucano de avena incorporado a pan y galletas con respecto a un alimento control (pan y galletas ricas en fibra de trigo) (estudio 1) y, por otro, incorporado a un zumo de naranja en comparaci?n con una bebida control rica en fibra de trigo (estudio 2). Al comparar el efecto sobre la disminuci?n del colesterol sangu?neo del beta-glucano entre los grupos que recibieron los alimentos con beta-glucano con respecto a los que recibieron los alimentos control, se observ? que, en el estudio 1, aunque se produjeron disminuciones del colesterol sangu?neo, con respecto al inicio del estudio, en los individuos que tomaron el pan y las galletas con avena ?stas no fueron significativas al compararlas con las encontradas en el grupo control. Sin embargo, en el estudio 2, la bebida rica en beta-glucano disminuy? la concentraci?n s?rica de

CT en un 3,8% y la de LDL en un 6,7% (estad?sticamente significativa) con respecto a la bebida control. Estos resultados pusieron de manifiesto que tanto la matriz alimentaria como el procesamiento de los alimentos pueden influir en las propiedades hipocolesterolemiantes del beta-glucano de avena.

Con respecto a las condiciones de almacenamiento de los productos elaborados con avena, Beer y Cols.43 observaron que el almacenamiento por congelaci?n de unas magdalenas con salvado de avena redujo m?s de un 50% la solubilidad del beta-glucano, lo que puede disminuir la solubilidad del mismo en el intestino y sus efectos bioactivos. Un reciente estudio ha mostrado que someter a unas magdalenas con beta-glucano de avena a una serie de ciclos de congelaci?n (14 horas a -18 ?C) y descongelaci?n (10 horas a temperatura ambiente) reduce progresivamente la solubilidad del beta-glucano, de forma que tras cuatro ciclos ?sta puede disminuir en un 50%44.

MECANISMOS DE ACCI?N PROPUESTOS PARA EL EFECTO HIPOCOLESTEROLEMIANTE DEL BETA-GLUCANO

Se han propuesto diversos mecanismos por los que el beta-glucano podr?a ejercer su efecto reductor del colesterol sangu?neo, haci?ndolo biol?gicamente plausible32,45 (Tabla 1)4,24,46,47.

Tabla 1. Mecanismos del beta-glucano implicados en la regulaci?n de la homeostasis del colesterol (adaptado de Chen y Huang45).

Referencia

Mecanismo

Efectos

Erkkila y Col.24 Sadiq Butt y Cols.4 Ellegard y Col.46 Reihner y Cols.47 Ellegard y Col.46

Formaci?n de geles viscosos en el tracto gastrointestinal Disminuci?n de la reabsorci?n de ?cidos biliares

Aumento de la actividad de la CYP7A1

Aumento de los receptores de LDL-colesterol Incremento de la actividad de la HMG-CoA reductasa

Disminuci?n de la absorci?n de colesterol diet?tico y aumento de la excreci?n de ?cidos biliares

Aumento de la conversi?n de colesterol sangu?neo en ?cidos biliares y disminuci?n del colesterol sangu?neo

Incremento de la conversi?n del colesterol en ?cidos biliares

Aumento del transporte del colesterol sangu?neo a los hepatocitos

Aumento de la s?ntesis de colesterol

CYP7A1: colesterol 7--hidroxilasa; HMG-CoA reductasa: 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa

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?ste, como otras fibras solubles, forma geles viscosos en el tracto gastrointestinal y puede disminuir la absorci?n del colesterol diet?tico y la reabsorci?n de los ?cidos biliares24. La inhibici?n de la reabsorci?n de los ?cidos biliares aumenta la s?ntesis de estos ?cidos biliares a partir del colesterol sangu?neo, disminuyendo as? la cantidad de colesterol LDL s?rico4.

Por otro lado, la disminuci?n de los ?cidos biliares a nivel hep?tico puede aumentar la actividad de la enzima colesterol 7- hidroxilasa, lo que podr?a producir un incremento de la s?ntesis de ?cidos biliares a partir del colesterol hep?tico, as? como aumentar la s?ntesis de los receptores hep?ticos para las LDL y verse disminuida la circulaci?n sangu?nea de las mismas46,47. Adem?s, la disminuci?n del colesterol hep?tico puede estimular la actividad de la enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa, lo que podr?a provocar un aumento de la s?ntesis de colesterol en sangre46 y contribuir a reducir las LDL circulantes.

EFECTO REDUCTOR DEL COLESTEROL SANGU?NEO ASOCIADO AL CONSUMO DE BETA-GLUCANO DE AVENA

La enfermedad coronaria es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad a nivel mundial48. Las actuales directrices para el tratamiento de la dislipemia se?alan que existe una importante relaci?n entre el CT y las LDL con el riesgo de enfermedad cardiovascular49?51 y, que algunas modificaciones en el estilo de vida, como la inclusi?n del consumo de fibra soluble en la dieta, pueden contribuir a disminuir el riesgo del padecimiento de la misma49,52,53. Uno de los medicamentos m?s utilizados en el tratamiento de la enfermedad cardiovascular son las estatinas, las cuales son muy eficaces disminuyendo la concentraci?n s?rica de las LDL. La modificaci?n del estilo de vida, en la que se incluye la modificaci?n de la dieta, debe estar siempre presente junto al tratamiento farmacol?gico, y algunas personas pueden necesitar algo m?s para conseguir resultados satisfactorios, habi?ndose propuesto que el beta-glucano podr?a contribuir a mejorar el efecto de las estatinas45.

Actualmente, las directrices europeas se?alan que el consumo de 5?15g/d?a de fibra soluble procedente de alimentos con avena podr?a ser beneficioso49, mientras que la Food and Drug Administration de Estados Unidos aconseja el consumo de 10?25g/d?a procedente de la avena u otros alimentos50.

Hoy en d?a existen numerosos alimentos funcionales para reducir las cifras de colesterol sangu?neo, entre los que se incluyen los que contienen beta-glucano de avena32,54. Las agencias de seguridad alimentaria de muchos pa?ses han aprobado alegaciones de salud en relaci?n al papel de la fibra soluble de los alimentos con avena o del beta-glucano de la misma en la reducci?n del colesterol en sangre, como la de Estados Unidos28, Canad?55, Europa27, Australia y Nueva Zelanda56 y Malasia57. Asimismo, el Joint Health Claims Initiative del Reino Unido reconoce la importancia de incluir el betaglucano de avena en la dieta de la poblaci?n para ayudar a disminuir el colesterol en sangre y el riesgo de enfermedad coronaria58. Excepto en el caso de Malasia, estas alegaciones est?n basadas en un consumo regular de 3g/d?a de beta-glucano, aunque en el caso de Estados Unidos los alimentos con avena deben contener al menos 0,75g de beta-glucano por raci?n y en el de Europa 1g por raci?n6.

Numerosos estudios han investigado los efectos beneficiosos del beta-glucano de avena en la reducci?n del colesterol en sangre, aunque los resultados de los mismos, en ocasiones, son contradictorios. Esto podr?a deberse, entre otros, a los diferentes dise?os de los estudios, al tama?o de las muestras empleadas, a la cantidad de beta-glucano utilizada, a la matriz alimentaria en la que se incorpora este ingrediente o al peso molecular del mismo6,7,14.

En la Tabla 2 se muestran los resultados de diversos estudios de intervenci?n realizados en sujetos con/sin hipercolesterolemia, publicados en ingl?s en los ?ltimos 15 a?os, en los que se ha analizado el efecto reductor sobre el colesterol sangu?neo tras el consumo de alimentos con avena, consultando las bases de datos de Pubmed y Cochrane Library, utilizando las palabras clave "oat", "oat -glucan" y "blood colesterol", e incluyendo estudios con una duraci?n m?nima de 2 semanas y una cantidad de beta-glucano 3g/d?a8,37,38,39,41,42,59?79.

Tabla 2. Caracter?sticas de los estudios.

Referencia

Lovegrove y Cols.59

n

Tipo de estudio

Duraci?n L?pidos sangu?neos Producto de

del estudio medios al inicio del intervenci?n/

(semanas) estudio (mmol/L)

control

Cantidad de beta-glucano

(g/d?a)

Cambios en los l?pidos sangu?neos*

62 Paralelo

12

CT: 6,4

Avena

3

LDL: 4,30

(beta-glucano)

HDL: 1,5

en yogur bajo en

TG: 1,5

grasa/salvado

de trigo en yogur

bajo en grasa

CT LDL HDL TG

 ................
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