Polisacáridos de hongos comestibles
Los hongos comestibles contienen una variedad de sustancias que son beneficiosos para el organismo, entre los cuales los polisacáridos son uno de los principales compuestos activos
Los polisacáridos de hongos comestibles tienen un importante lugar en el tratamiento y prevención de enfermedades crónicas debido a su poderosa actividad biológica
Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica
Indice
- Introducción
- Estructura activa de polisacáridos de hongos comestibles
- Efectos de los polisacáridos de hongos comestibles en enfermedades crónicas
- Mecanismo de acción de polisacáridos de hongos comestibles en enfermedades crónicas
- Perspectivas
Introducción
Las enfermedades crónicas no transmisibles suelen ser un grupo de enfermedades de etiología compleja, insidiosas, de largo curso, y algunas no pueden diagnosticarse con exactitud. En la actualidad, estas enfermedades ponen en grave peligro la salud humana y la calidad de vida, y se han convertido en uno de los tipos de dolencias que más atraen al mundo científico. Actualmente, muchos de los medicamentos que se utilizan para su tratamiento, tienen la desventaja de los efectos secundarios, además del alto costo.
Numerosos estudios han demostrado que muchas sustancias naturales pueden brindar mejores opciones para el tratamiento de enfermedades crónicas, y una gran cantidad de investigaciones han confirmado que muchos compuestos derivados de productos naturales pueden usarse como fármacos activos contra diferentes enfermedades crónicas.
Los fitoquímicos brindan opciones destacadas para los sistemas de medicamentos existentes Hasta el momento, se han identificado más de 10000 productos químicos vegetales, incluidos polisacáridos, flavonoides, triterpenoides y alcaloides, que han mostrado propiedades farmacológicas significativas y a largo plazo.
Los polisacáridos de hongos (o setas) comestibles presentan una variedad de efectos que promueven la salud, especialmente previniendo enfermedades crónicas.
Los hongos comestibles tienen grandes cuerpos fructíferos carnosos o coloidales. Están muy extendidos en la tierra y se han caracterizado y clasificado cerca de 22 000 especies, de las cuales alrededor del 10 % se han estudiado en profundidad. Son apreciados por personas de todo el mundo debido a su sabor particularmente agradable, lo que también ha impulsado el rápido desarrollo de la industria mundial, con amplias perspectivas de mercado. Muchos estudios han confirmado que los hongos comestibles contienen una variedad de sustancias bioactivas, como polisacáridos, terpenoides, vitaminas, minerales etc., y estas sustancias activas pueden desempeñar un papel vital en el organismo humano. Entre ellas, los polisacáridos son, sin duda, un foco de investigación en los últimos años. Ya en la década de 1970, científicos japoneses demostraron que el lentinan (un beta-glucano con un enlace glucosídico β-1,3:β-1,6 extraído del hongo shiitake, Lentinula edodes) tiene actividad antitumoral. Desde entonces, los polisacáridos de hongos comestibles han atraído la atención de investigadores en muchos campos, como la medicina, la biología, la farmacología y la ciencia de los alimentos, verificando que estas sustancias son capaces de regular las funciones orgánicas en múltiples niveles a través de una variedad de vías y mecanismos, y por lo tanto, inhibir la aparición y el desarrollo de enfermedades crónicas.
Lentinula edodes (imagen de Wikipedia)
Estructura activa de polisacáridos de hongos comestibles
Los polisacáridos aislados de las setas tienen estructuras químicas complejas y muchas actividades biológicas especiales están estrechamente relacionadas con sus conformaciones espaciales. En general, debido a la disposición repetida de la estructura primaria de la cadena del polisacárido (se compone principalmente de monosacáridos, enlaces glucosídicos y cadenas ramificadas), las interacciones no covalentes entre los grupos hidroxilo, amino, carboxilo y sulfato hacen que la estructura secundaria ordenada forme una conformación regular, que es la estructura terciaria de las cadenas de polisacáridos. La estructura cuaternaria de los polisacáridos se refiere a los agregados formados por enlaces no covalentes entre dos cadenas poliméricas. El grado y número de cadenas ramificadas de los polisacáridos están relacionados con el número y tipo de enlaces glucosídicos. De este modo, la configuración de los monosacáridos (configuración α o configuración β) puede determinar la orientación de los enlaces glucosídicos y la estructura primaria de los polisacáridos.
Ciertas diferencias en la cantidad, por tanto, en el peso molecular, y la calidad de residuos de monosacáridos (manosa, ramnosa, galactosa, xilosa y glucosa) influencian en su actividad biológica.
Estructura química de un fragmento de lentinan
Efectos de los polisacáridos de hongos comestibles en enfermedades crónicas
- Anticáncer. El cáncer es una de las enfermedades crónicas con una morbimortalidad extremadamente alta. Los polisacáridos de hongos comestibles constituyen un tipo de sustancia antitumoral, con buen valor de aplicación clínica. Entre ellos, los polisacáridos de Grifola frondosa pueden ser un posible fármaco para el tratamiento del cáncer Se demostró que pueden inhibir significativamente la proliferación celular, la migración celular y la capacidad de invasión de las células tumorales de colon e inducir la citotoxicidad. El lentinan (de Lentinula edodes) es efectivo para tratar el cáncer gástrico, de ovario, de cuello uterino, colorrectal, de pulmón, de corazón y nasofaríngeo.
- Antiobesidad La obesidad es un problema de salud pública muy importante en todo el mundo y está estrechamente relacionada con otras enfermedades.
Según la Organización Mundial de la Salud, la tasa mundial de obesidad se ha duplicado desde 1980. En 2014, el 39 % (más de 1900 millones) de los adultos en todo el mundo tenían sobrepeso, de los cuales más del 13 % (alrededor de 600 millones) eran obesos y 42 millones de niños tenían sobrepeso u obesidad. La OMS predijo que para 2025, aproximadamente el 25 % de los adultos en todo el mundo serán obesos Actualmente, numerosos estudios con diversos hongos comestibles han confirmado el efecto antiobesidad de sus polisacáridos; por ejemplo, polisacáridos encontrados en Coriolus versicolor pueden inhibir adipocitos 3T3-L1, una línea celular de preadipocitos comprometida a diferenciarse a adipocitos, lo que sugiere que puede usarse como prebiótico contra la obesidad. Algunos investigadores trataron los adipocitos con polisacáridos de Ganoderma lucidum y observaron que reducían la expresión de los factores de transcripción adipogénicos, lo que sugiere que se pueden utilizar como posibles fármacos contra la obesidad. Además, se demostró que los polisacáridos de Cordyceps militaris pueden reducir los niveles de lípidos en la sangre y en el hígado de ratones a través de experimentos in vivo, lo que indica que estas sustancias son un tipo de fitoquímicos que pueden resistir la obesidad.
- Antiinflamación La inflamación es un mecanismo de defensa del organismo. Sin embargo, en algunos casos, si es de forma persistente, provocará una serie
Ganoderma lucidum, imagen Wikipedia
Cordyceps militaris, imagen Biotecni
de efectos adversos. Por ejemplo, puede ser la base de la patogénesis de ciertas enfermedades, y cuando el organismo presenta una reacción inflamatoria severa, la vida del individuo se verá amenazada. Además, la inflamación de partes u órganos vitales del cuerpo también puede causar consecuencias irreversibles. Por ejemplo, la inflamación del cerebro puede provocar deterioro cognitivo, parálisis cerebral, esquizofrenia etc., mientras que la inflamación de las cuerdas vocales puede bloquear la tráquea y provocar asfixia. Cuando ocurre una respuesta inflamatoria severa, se requiere una intervención oportuna para revertir o reducir el daño corporal. Numerosos estudios han demostrado que los polisacáridos de hongos comestibles tienen efectos antiinflamatorios significativos. Los polisacáridos de Tremella fuciformis pueden estimular las células T Foxp3+ que son fundamentales para mantener la tolerancia inmunitaria y la homeostasis, aumentar la producción de factores antiinflamatorios y reducir la producción de factores proinflamatorios e inmunoglobulina A (IgA). Los estudios han confirmado que los glucanos de hongos comestibles pueden prevenir la colitis al regular la inflamación de la mucosa, y los polisacáridos de Pleurotus sajor-caju (Fr.) Singer pueden regular significativamente en forma negativa, la actividad del marcador proinflamatorio NF-κB, lo que sugiere que estos polisacáridos constituyen un potencial candidato antiinflamatorio.
- Anti enfermedades hepáticas crónicas. En el hígado ocurren muchos procesos fisiológicos vitales, incluido el respaldo del sistema inmunológico, el metabolismo de los principales nutrientes, el mantenimiento de la homeostasis de los lípidos, etc. Por lo tanto, cualquiera que sea la razón, el deterioro de la función hepática es un problema de salud grave. Los estudios han demostrado que el polisacárido-péptido extraído de Grifola frondosa puede promover la eliminación de la carga de mercurio en el hígado y los riñones , y en el modelo de lesión hepática aguda inducida por tetracloruro de carbono, polisacáridos extraídos de Oudemansiella radicata (*) pueden inhibir la formación de malondialdehído hepático (es un producto final de la peroxidación lipídica y contribuye a la reacción inflamatoria activando citocinas proinflamatorias, como el TNF-ß y la IL-8) y mejorar las actividades de las enzimas superóxido dismutasa hepática y la glutatión peroxidasa, lo que sugiere que pueden proteger el hígado a través de mecanismos antioxidantes. Además, los polisacáridos de Agaricus bisporus pueden reducir significativamente los niveles de expresión de los genes TGF-β1 y Smad3 (**), con efecto protector sobre la lesión hepática. Estos hallazgos proporcionan una referencia importante para el desarrollo de fármacos hepatoprotectores o de alimentos funcionales.
Cuesta Cuesta, amanitacesarea com
Hymenopellis radicata, imagen José
(*) Oudemansiella radicata (Relhan) Singer, fue primeramente clasificada como Xerula radicata (Relhan) Dörfelt, y hoy, desde el año 2010 es Hymenopellis radicata (Relhan) R.H. Petersen
(**) SMAD3 es un miembro de la familia de proteínas SMAD Actúa como mediador de las señales iniciadas por la superfamilia de citocinas del factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), que regulan la proliferación, diferenciación y muerte celular. Basado en su papel esencial en la vía de señalización de TGF beta, SMAD3 se ha relacionado con el crecimiento tumoral en el desarrollo del cáncer
- Antidiabetes. La diabetes mellitus es un tipo de enfermedad metabólica caracterizada por hiperglucemia debida a una secreción defectuosa de insulina, su acción biológica alterada o ambas. La hiperglucemia a largo plazo causará daño a varios órganos y tejidos del cuerpo. Según la Asociación
Estadounidense de Diabetes (2016), en 2012, el 9,3% de los estadounidenses (29,1 millones) con diabetes tenían diabetes tipo 2 y alrededor de 1 millón tenía diabetes tipo 1. Se estimó que para 2025, la cantidad de personas con diabetes tipo 2 en el mundo aumentará a 300 millones. Por lo tanto, es muy importante encontrar formas de combatir esta enfermedad. Se ha informado que los polisacáridos de hongos comestibles pueden usarse para intervenir en el tratamiento de la diabetes. Estudios mostraron que la adición a la dieta de polisacáridos de Pleurotus tuber-regium reduce significativamente los niveles de glucosa en la sangre en ayunas y de hemoglobina glicosilada en ratas diabéticas junto con un efecto inhibidor de la enzima α-glucosidasa (hidroliza los residuos de α-glucosa enlazados 1→4 terminales no reductores para liberar una sola molécula de α-glucosa). También se ha verificado que el tratamiento con una fracción de polisacáridos de bajo peso molecular de Inonotus obliquus puede mejorar la fibrosis renal inducida por glucolipotoxicidad al inhibir la vía de señalización NF-κB/TGF-β1 en la nefropatía diabética.
- Contra las enfermedades cerebrales crónicas. Las enfermedades cerebrales crónicas incluyen el mal de Parkinson, epilepsia, accidente cerebrovascular, enfermedad de Alzheimer, entre otras. Actualmente, estas encefalopatías son difíciles de curar y afectan gravemente la seguridad y la calidad de vida de las personas. Los estudios existentes han demostrado que los polisacáridos de hongos comestibles pueden brindar la posibilidad de tratar estos tipos enfermedades. Resultados de varios estudios demuestran que los polisacáridos de Amanita caesarea pueden tratar la enfermedad de Alzheimer mediante la regulación del estrés del retículo endoplásmico mediado por el estrés oxidativo. Del mismo modo, fue confirmado que estos compuestos pueden ejercer efectos protectores contra la enfermedad de Alzheimer a través de la vía Nrf2 (***). Otro estudio encontró que los polisacáridos de Ganoderma lucidum pueden tratar el deterioro cognitivo asociado con enfermedades neurodegenerativas al promover el desarrollo de células progenitoras neurales y la activación de las cascadas posteriores.
Pleurotus tuber-regium, imagen de mushroaming
Inonotus obliquus, imagen de https://www.etsy.com/
Amanita caesarea, imagen Sociedad Micológica Extremeña
(***) El factor nuclear eritroide 2 (Nrf2) es un regulador emergente de la resistencia celular a los oxidantes Nrf2 controla la expresión basal e inducida de una serie de genes dependientes del elemento de respuesta antioxidante para regular los resultados fisiológicos y fisiopatológicos de la exposición a oxidantes
- Contra las enfermedades pulmonares crónicas. Las enfermedades pulmonares crónicas comunes incluyen enfermedad pulmonar obstructiva crónica, asma, etc. y la mayoría de ellas está asociada con el estrés oxidativo. Los estudios han encontrado que polisacáridos de Ganoderma lucidum tienen efectos positivos sobre la fibrosis pulmonar en ratas, incluida la reducción de la infiltración de células inflamatorias y la deposición de colágeno, lo que mejoró aún más el nivel de estrés oxidativo en el tejido pulmonar
Además, los polisacáridos de Cordyceps sinensis pueden aumentar el nivel de IL-1RA (****), reducir el contenido de hidroxiprolina (aminoácido constituyente del colágeno) y el área de fibrosis.
(****) IL-1RA es un miembro de la familia de citocinas de la interleucina 1. IL1Ra es secretada por muchos tipos de células, incluidas las células inmunitarias, las células epiteliales y los adipocitos, y es un inhibidor natural del efecto proinflamatorio de IL1β. Esta proteína inhibe también las actividades de la interleucina 1 alfa (IL1A) y modula una variedad de respuestas inmunitarias e inflamatorias relacionadas con las IL1.
- Contra las enfermedades esqueléticas crónicas. La prevalencia de enfermedades óseas crónicas como la osteoporosis en personas de mediana edad y ancianas es relativamente alta. Se han realizado estudios sobre enfermedades óseas crónicas, que incluyen además de osteoporosis, osteomielitis, tuberculosis articular y artritis. Tienen un inicio prolongado y, a menudo, no se detectan hasta las últimas etapas de la enfermedad. Por lo tanto, es extremadamente importante encontrar formas efectivas de prevenir y/o tratar las enfermedades óseas crónicas. Un gran número de estudios han encontrado que los polisacáridos aislados de Pleurotus rhinocerus tienen efectos inmunomoduladores en las células dendríticas de la médula ósea, lo que indica que los puede considerar como medicamentos para prevenir estas enfermedades.
- Contra la disfunción cognitiva La cognición es el proceso mediante el cual el cerebro humano acepta información externa y adquiere conocimientos o los aplica después de una serie de etapas que incluyen la memoria, el espacio visual, el lenguaje, la comprensión y el juicio. La disfunción cognitiva se refiere
Cordyceps sinensis, imagen de https://cordycepssinensis org/
al deterioro de estas funciones afectando gravemente las habilidades cotidianas o sociales y comprometiendo seriamente la calidad de vida de las personas que las padecen. Las más comunes incluyen neurastenia, manía y psicosis. Los estudios han demostrado que los polisacáridos de Pleurotus ostreatus pueden aliviar las deficiencias cognitivas al aumentar la expresión de las enzimas fosfatasa, y enzima glucógeno sintasa quinasa 3β y reducir las expresiones de la proteína precursora de amiloide, además de reducir la concentración de radicales libres. También, un estudio verificó que los polisacáridos de Flammulina velutipes pueden modificar la microbiota intestinal de los ratones, lo que a su vez fue efectivo para mejorar el aprendizaje y el deterioro de la memoria. Se ha demostrado que los polisacáridos obtenidos de esta especie, se pueden utilizar como un tipo de medicamento seguro y eficaz para la prevención y el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer mediante la compatibilidad con los ginsenósidos (*****).
Flammulina velutipes, imagen https://www etsy com/
(*****) Los ginsenósidos o panaxósidos son una clase de glucósidos esteroides y saponinas triterpénicas Los compuestos de esta familia se encuentran casi exclusivamente en el género de plantas Panax (ginseng), que tiene una larga historia
Pleurotus ostreatus, imagen Asociación Micológica El Royo
de uso en la medicina tradicional y ha llevado al estudio de los efectos farmacológicos de los compuestos de ginseng
Panax ginseng, imagen de www publico es
- Anti-otras enfermedades crónicas Además de las propiedades funcionales anteriores, los polisacáridos de Antrodia camphorata también tienen las funciones de mejorar la hipertensión, la hiperlipidemia etc. Y como estimuladores inmunológicos, pueden inhibir el crecimiento tumoral al activar la citotoxicidad de macrófagos.
Antrodia camphorata, imagen de https://maca ph/
Mecanismo de acción de polisacáridos de hongos comestibles en enfermedades crónicas
Los mecanismos de acción de los polisacáridos de hongos comestibles en el tratamiento de enfermedades crónicas son extremadamente complejos y las estructuras de los polisacáridos afectan su actividad biológica y necesitan ser estudiados en mayor profundidad.
Los polisacáridos de hongos comestibles tienen diversas características estructurales y actividades biológicas, lo que proporciona importantes referencias para el desarrollo de nuevos fármacos y alimentos funcionales. Como se mencionó anteriormente, estos compuestos son un tipo especial de sustancia biológicamente activas y también un tipo de potenciador y regulador de ciertas respuestas bioquímicas, no solo útiles para el tratamiento de diversas enfermedades, sino que también pueden mejorar la inmunidad del organismo. Hoy en día, los investigadores han estudiado los efectos de los polisacáridos de hongos comestibles en enfermedades crónicas a nivel molecular. De esta manera, los estudios han mostrado que estos polisacáridos pueden mejorar las enfermedades crónicas al regular el estrés oxidativo y afectar las vías de señalización como:
- NF-κB, un complejo proteico que funciona como un factor de transcripción. El NF-κB se puede encontrar en casi todos los tipos de células animales y está involucrado en la respuesta celular a estímulos como el estrés, las citoquinas, los radicales libres, la radiación ultravioleta, la oxidación de LDL y los antígenos virales y bacterianos. NF-κB juega un papel clave en la regulación de la respuesta inmune a la infección. De acuerdo con este papel, la mala regulación de NF-κB se ha relacionado con el cáncer, las enfermedades inflamatorias y autoinmunes, el shock séptico, la infección viral y también con el desarrollo inmunitario inadecuado. NF-κB también se ha implicado en la plasticidad sináptica y los procesos de memoria.
- Quimiocinas La respuesta inmunitaria inflamatoria requiere el reclutamiento de leucocitos en el sitio de la inflamación ante una agresión extraña. Las
quimiocinas son pequeños péptidos quimioatrayentes que proporcionan señales direccionales para el tráfico celular y, por lo tanto, son vitales para la respuesta protectora del huésped. Además, las quimiocinas regulan una gran cantidad de procesos biológicos de las células hematopoyéticas para liderar la activación, diferenciación y supervivencia celular La señal de quimiocinas es transducida por receptores de quimiocinas (receptores acoplados a proteína G) expresados en las células inmunitarias. Después de la activación del receptor, las subunidades alfa y beta-gamma de la proteína G se disocian para desactivar diversas vías que dan como resultado la polarización celular y la reorganización de la actina. Varios miembros de GTPasas están involucrados en este proceso. La inducción de óxido nítrico y la producción de especies reactivas de oxígeno también están reguladas por la señal de quimiocinas a través de la movilización de calcio y la producción de diacilglicerol.
- MAPK, es una cadena de proteínas que comunica una señal desde un receptor en la superficie de la célula al ADN en el núcleo. La señal comienza cuando una molécula de señalización se une al receptor en la superficie celular y finaliza cuando el ADN en el núcleo expresa una proteína y produce algún cambio en la célula, como la división celular La vía incluye muchas proteínas, como las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK), originalmente llamadas quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK), que se comunican agregando grupos fosfato a una proteína vecina (fosforilándola), actuando así como un "encendido" o interruptor de "apagado". Cuando una de las proteínas en la vía sufre una mutación, puede quedarse atascada en la posición de "encendido" o "apagado", un paso necesario en el desarrollo de muchos cánceres. De hecho, los componentes de la ruta MAPK/ERK se descubrieron por primera vez en las células cancerosas, y los medicamentos que invierten el interruptor de "encendido" o "apagado" se están investigando como tratamientos contra el cáncer
- PI3K/AKT, es una vía de señalización intracelular importante en la regulación del ciclo celular. Por lo tanto, está directamente relacionado con la quiescencia celular, la apoptosis, la proliferación, el cáncer y la longevidad. Hay muchos factores conocidos que mejoran la vía PI3K/AKT, incluidos la insulina y la leptina siendo que ambas reclutan señales PI3K para la regulación metabólica.
La vía es antagonizada por varios factores, incluidos PTEN (supresor tumoral), GSK3B (glucógeno sintetasa 3 beta) y HB9 (una proteína nuclear, factor de transcripción; las mutaciones en el gen dan como resultado el síndrome de Currarino, una malformación congénita autosómica dominante).
- TLR4/NF-κB. Los polisacáridos de hongos F. velutipes Además, también pueden ejercer un efecto antiinflamatorio al regular negativamente las expresiones de los factores TLR4 (es un receptor que detecta lipopolisacáridos de bacterias Gram-negativas y, por lo tanto, es importante para activar la respuesta inmunitaria innata), NF-κB y p-p65 (una proteína, factor de transcripción también conocido como subunidad p65 del factor nuclear NF-kappa-B) inhibiendo así la vía de señalización de TLR4/NF-κB.
Los polisacáridos de hongos comestibles también pueden interferir con enfermedades crónicas de otras maneras, por ejemplo por reducir el nivel de la enzima diaminooxidasa en plasma y aumentar la actividad de la enzima superóxido dismutasa en el intestino afectado por colitis para ejercer su efecto antioxidante. Al mismo tiempo, estos mismos polisacáridos también pueden regular la flora intestinal y mejorar la producción de ácidos grasos de cadena corta
El péptido-polisacárido de esporas de Ganoderma lucidum puede mejorar significativamente los niveles de serotonina y norepinefrina en el cerebro, disminuir el nivel de corticosterona sérica y mejorar los niveles de expresión de BDNF (Brain-derived neurotrophic factor , factor neurotrófico derivado del cerebro, es una proteína secretada miembro de la familia de factores de crecimiento "neurotrofina" colaborando en la neurogénesis), de sinapsina I (miembro predominante de esta familia, une las vesículas sinápticas a los filamentos de actina en la terminal nerviosa presináptica; son una familia de proteínas implicadas durante la regulación de la liberación de neurotransmisores en las sinapsis) y de PSD95 (la proteína postsináptica-95, es una proteína de andamiaje postsináptica fundamental en las neuronas excitatorias).
Perspectivas
Aunque se ya conoce bastante sobre el potencial de aplicación de los polisacáridos de hongos comestibles en el tratamiento de enfermedades crónicas, aún falta una mayor exploración de los mecanismo de acción específicos, lo que colaborará muy seriamente en su aplicación clínica y en el desarrollo de alimentos funcionales.
Fuentes
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