REVISIÓN

Efectos del consumo del beta-glucano de la avena sobre el colesterol sanguíneo: una revisión

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

Aránzazu Aparicio Vizuete y Rosa María Ortega Anta

Departamento de Nutrición y Bromatología I (Nutrición), Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, Grupo de Investigación VALORNUT-UCM (92030), Madrid, España.

Artículo realizado con el apoyo económico de Adam Foods S.L.U.

RESUMEN

Las cifras sanguíneas de colesterol total y de lipoproteínas de baja densidad (LDL) elevadas se consideran como uno de los más importantes factores de riesgo de enfermedad coronaria. La avena es un cereal rico en proteínas, lípidos, vitaminas, minerales y fibra soluble, entre las que se incluye el beta-glucano. Debido a las características físico-químicas del beta-glucano, se ha propuesto que la avena pudiera contribuir a disminuir las cifras de colesterol sanguíneo, así como a controlar la glucosa plasmática postprandial y la respuesta insulínica. Numerosos estudios señalan que el consumo de un mínimo de 3 g/día 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.

Palabras clave: Beta-Glucanos; Glucanos; Avena; Avena Sativa; Fibra Dietética; Fibra soluble; Colesterol; Colesterol LDL; Revisión.

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.

Key words: Beta-Glucans; Glucans; Avena; Oat; Avena Sativa; Dietary Fiber; Soluble fiber; Cholesterol; LDL Cholesterol; Review.

La avena (Avena sativa L.) es un cereal cuyo grano completo tiene un elevado contenido en fibra dietética soluble, en la que se incluye el beta-glucano, aportando también proteínas, lípidos, vitaminas, minerales y polifenoles, como las avenantramidas^1,2. Además, la avena no contiene gluten, de ahí que sea un cereal bien tolerado por la mayoría de las personas con celiaquía^3,4.

Por su contenido en fibra y fitoquímicos, principalmente, diversos estudios clínicos han evaluado la eficacia del consumo de los cereales de grano completo, en la prevención y control de la enfermedad cardiovascular, diabetes, regulación de la presión arterial, control de peso, salud gastrointestinal, e incluso el cáncer^1,4,5. En concreto, en el caso de la avena numerosas investigaciones han mostrado un efecto positivo en la reducción del colesterol en sangre y, por tanto, en la reducción del riesgo de enfermedad coronaria^6,7, habiéndose atribuido este efecto al beta-glucano, más que a la fibra soluble en general⁸. Por ello, se han realizado diversas declaraciones de propiedades saludables aprobadas por la legislación actual en relación al consumo de productos/ alimentos elaborados con este cereal.

Se considera que la avena y otros cereales de grano completo (trigo, maíz, arroz, cebada, centeno, quinoa, mijo) deben formar parte de una dieta equilibrada, habiéndose incluido en las guías alimentarias de numerosos países europeos, asiáticos y americanos. En el año 2010 las Guías Alimentarias Americanas (Dietary Guidelines for Americans) establecieron como conveniente que al menos 3 raciones/día de los cereales consumidos fueran cereales de grano completo⁹ (16 g/ración), pauta que fue incorporada a las guías españolas en el año 2011¹⁰.

Características físico-químicas del beta-glucano de avena y su relación con la reducción del colesterol sanguíneO

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

Es un polímero lineal de unidades de glucosa unidas mediante enlaces glucosídicos β-(1→3) y β-(1→4)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 variación de 2 a 3 veces en el contenido de beta-glucano en diversos cultivos de avena^15-17. Además, éste también está regulado por la enzima beta-glucano endohidrolasa (1→3, 1→4), que degrada la pared celular del endospermo durante la germinación¹⁸, o la preparación 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 más 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 gástrico e interfiriendo con la actividad de diferentes enzimas pancreáticas, lo que ralentiza los procesos de digestión y absorción de nutrientes^7,23,24 e incrementa la excreción de ácidos biliares^25,26.

Esta viscosidad se relaciona con algunos de los efectos sanitarios señalados anteriormente, como la reducción de la glucosa plasmática postprandial y la mejora de la respuesta insulínica, así como la disminución del colesterol sanguíneo^7,25,27,28, entre otros efectos.

Además, el tipo de procesado y las condiciones de almacenamiento también pueden afectar a la cantidad, solubilidad y peso molecular del beta-glucano en los productos elaborados con avena^4,14,23,32. 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 más mejoran la solubilidad del beta-glucano de la avena es el extrusionado. Aunque existen diferentes datos en relación 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 también 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 cocción36, también 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 sí parece modificarse en la elaboración del pan, pasta o galletas a base de avena³⁷. Sin embargo, a pesar de esta reducción, estos alimentos parecen mantener los efectos positivos sobre la disminución del colesterol sanguíneo³⁸.

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 maíz y barritas de cereales de arroz inflado y trigo sin beta-glucano (grupo control). Al evaluar los resultados, encontraron una mayor reducción 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 el efecto hipocolesterolemiante entre los sujetos que tomaron avena se observó que éste fue similar. Los autores concluyeron que la matriz alimentaria en la que se incluye el beta-glucano, así 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.

Además, el beta-glucano de avena aislado se emplea en la industria alimentaria como espesante y para mejorar la calidad sensorial de bebidas⁴. En relación a sus efectos sobre el colesterol sanguíneo, se ha observado que cuando éste se consume incluido en alimentos líquidos es más efectivo que cuando se consume incorporado en alimentos sólidos^32,40-42. Kerckhoffs y Cols.³⁷ realizaron dos estudios en los que analizó, por un lado, el efecto sobre el colesterol sanguíneo 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 comparación con una bebida control rica en fibra de trigo (estudio 2). Al comparar el efecto sobre la disminución del colesterol sanguíneo del beta-glucano entre los grupos que recibieron los alimentos con beta-glucano con respecto a los que recibieron los alimentos control, se observó que, en el estudio 1, aunque se produjeron disminuciones del colesterol sanguíneo, con respecto al inicio del estudio, en los individuos que tomaron el pan y las galletas con avena éstas no fueron significativas al compararlas con las encontradas en el grupo control. Sin embargo, en el estudio 2, la bebida rica en beta-glucano disminuyó la concentración sérica de CT en un 3,8% y la de LDL en un 6,7% (estadísticamente 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 congelación de unas magdalenas con salvado de avena redujo más 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 congelación (14 horas a -18 ^oC) y descongelación (10 horas a temperatura ambiente) reduce progresivamente la solubilidad del beta-glucano, de forma que tras cuatro ciclos ésta puede disminuir en un 50%⁴⁴.

Mecanismos de acción propuestos para el efecto hipocolesterolemiante del beta-glucano

Se han propuesto diversos mecanismos por los que el beta-glucano podría ejercer su efecto reductor del colesterol sanguíneo, haciéndolo biológicamente plausible^32,45 (Tabla 1)^4,24,46,47.

Éste, como otras fibras solubles, forma geles viscosos en el tracto gastrointestinal y puede disminuir la absorción del colesterol dietético y la reabsorción de los ácidos biliares²⁴. La inhibición de la reabsorción de los ácidos biliares aumenta la síntesis de estos ácidos biliares a partir del colesterol sanguíneo, disminuyendo así la cantidad de colesterol LDL sérico⁴.

Por otro lado, la disminución de los ácidos biliares a nivel hepático puede aumentar la actividad de la enzima colesterol 7-α hidroxilasa, lo que podría producir un incremento de la síntesis de ácidos biliares a partir del colesterol hepático, así como aumentar la síntesis de los receptores hepáticos para las LDL y verse disminuida la circulación sanguínea de las mismas^46,47. Además, la disminución del colesterol hepático puede estimular la actividad de la enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa, lo que podría provocar un aumento de la síntesis de colesterol en sangre⁴⁶ y contribuir a reducir las LDL circulantes.

Efecto reductor del colesterol sanguíneo 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 señalan que existe una importante relación entre el CT y las LDL con el riesgo de enfermedad cardiovascular^49-51 y, que algunas modificaciones en el estilo de vida, como la inclusión del consumo de fibra soluble en la dieta, pueden contribuir a disminuir el riesgo del padecimiento de la misma^49,52,53. Uno de los medicamentos más utilizados en el tratamiento de la enfermedad cardiovascular son las estatinas, las cuales son muy eficaces disminuyendo la concentración sérica de las LDL. La modificación del estilo de vida, en la que se incluye la modificación de la dieta, debe estar siempre presente junto al tratamiento farmacológico, y algunas personas pueden necesitar algo más para conseguir resultados satisfactorios, habiéndose propuesto que el beta-glucano podría contribuir a mejorar el efecto de las estatinas⁴⁵.

Actualmente, las directrices europeas señalan que el consumo de 5-15g/día de fibra soluble procedente de alimentos con avena podría ser beneficioso⁴⁹, mientras que la Food and Drug Administration de Estados Unidos aconseja el consumo de 10-25g/día procedente de la avena u otros alimentos⁵⁰.

Hoy en día existen numerosos alimentos funcionales para reducir las cifras de colesterol sanguíneo, entre los que se incluyen los que contienen beta-glucano de avena^32,54. Las agencias de seguridad alimentaria de muchos países han aprobado alegaciones de salud en relación al papel de la fibra soluble de los alimentos con avena o del beta-glucano de la misma en la reducción del colesterol en sangre, como la de Estados Unidos²⁸, Canadá55, 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 población para ayudar a disminuir el colesterol en sangre y el riesgo de enfermedad coronaria58. Excepto en el caso de Malasia, estas alegaciones están basadas en un consumo regular de 3g/día de beta-glucano, aunque en el caso de Estados Unidos los alimentos con avena deben contener al menos 0,75g de beta-glucano por ración y en el de Europa 1g por ración⁶.

En la Tabla 2 se muestran los resultados de diversos estudios de intervención realizados en sujetos con/sin hipercolesterolemia, publicados en inglés en los últimos 15 años, en los que se ha analizado el efecto reductor sobre el colesterol sanguíneo tras el consumo de alimentos con avena, consultando las bases de datos de Pubmed y Cochrane Library, utilizando las palabras clave "oat", "oat β-glucan" y "blood colesterol", e incluyendo estudios con una duración mínima de 2 semanas y una cantidad de beta-glucano ≥3g/día^{8,37,38,39,41,42,59-79}.

Un 78% de los estudios encontraron efectos hipocolesterolemiantes del beta-glucano de avena, lo que coincide con la revisión realizada por Othman y Cols.³². La reducción del CT observado varió del 2,9 al 12% y la reducción de LDL del 2,0 al 12,9% (Tabla 2), no habiéndose encontrado cambios significativos en la concentración sérica de las lipoproteínas de alta densidad (HDL) o de los triglicéridos como marcadores asociados al riesgo de enfermedad cardiovascular. Thies y Cols.80 en una revisión sistemática publicada en 2014 indicaron que el consumo regular de avena, o del salvado de avena, tiene un efecto beneficioso sobre el colesterol sanguíneo, observando disminuciones del 3-6% para el CT y del 4-8% para las LDL, por lo que se concluye que el consumo de beta-glucano de avena tiene efectos reductores sobre las cifras sanguíneas de colesterol, especialmente en individuos hipercolesterolémicos. Es generalmente aceptado que la reducción de un 1% de las cifras del CT o de las LDL se asocia con una disminución del riesgo de enfermedad coronaria del 2-3% y 1%, respectivamente⁸¹.

Estos resultados coinciden con diversos meta-análisis y revisiones sistemáticas realizados hasta el momento. Ripsin y Cols.⁸² concluyeron que el consumo de 3g/día de beta-glucano de avena disminuye las cifras de colesterol en 0,13 a 0,16mmol/L. Tiwari y Col.⁷ señalaron que el consumo de 3g/día de betaglucano de avena, o de cebada, es suficiente para disminuir el colesterol en sangre, observando disminuciones de 0,60mmol/L en el CT y de 0,66mmol/L para las LDL y, en el caso concreto de la avena reducciones de 0,53mmol/L y 0,56mmol/L, respectivamente. Whitehead y Cols.⁶ indicaron que la inclusión de ≥3g/día de beta-glucano de avena a la dieta se asoció a reducciones del CT en 0,30mmol/L y de las LDL en 0,25mmol/L. Zhu y Cols.⁸³ concluyeron que el consumo de beta-glucano de avena, o de cebada, disminuye el CT en 0,26mmol/L y las LDL en 0,21mmol/L, observando en el caso de la avena reducciones de 0,24mmol/L y 0,20mmol/L, respectivamente. En ninguno de los metaanálisis mencionados se encontró que el consumo de avena o beta-glucano de avena modifique las concentraciones séricas de las HDL o de los triglicéridos. Aunque las reducciones en las cifras de colesterol sanguíneo puedan considerarse como moderadas, un aumento de 0,26mmol/L de las LDL se asocia con un incremento del riesgo cardiovascular del 12%⁸⁴.

Conclusiones

Debido a la elevada prevalencia de la enfermedad coronaria y al elevado coste que supone la medicación para el tratamiento de la misma, junto a una modificación del estilo de vida (que debe incluir modificación de actividad física y dieta), el consumo de alimentos funcionales puede contribuir a controlarla. Numerosos estudios avalan que la inclusión en la dieta, de forma regular, de al menos 3g de beta-glucano de avena tiene efectos beneficiosos sobre las cifras de colesterol en sangre en la población, especialmente en las personas con hipercolesterolemia. El efecto reductor del colesterol sanguíneo del beta-glucano se debe, principalmente, a su capacidad para disminuir la absorción de colesterol dietético y la recaptación de los ácidos biliares. Debido a que las características físico-químicas del beta-glucano, así como su peso molecular, determinan las propiedades fisiológicas del mismo en el organismo, sería deseable que en futuras investigaciones se tengan en cuenta estos factores.

Agradecimientos

R. M. O. y A. A. han contribuido por igual en la recopilación de información, en la interpretación de los resultados y en la redacción del artículo.

Conflicto de intereses

Adam Foods S.L.U. no ha tenido participación en la metodología de revisión, la recopilación de datos, el análisis o la interpretación de estos, ni en la redacción del manuscrito.

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Dirección para correspondencia:
* araparic@ucm.es