Glucanasa

Otros Nombres

(1→3)-β-glucan 3-glucanohydrolase1,3-(1,3;1,4)-beta-D-glucan 3(4) glucanohydrolase1,3-1,4-β-D-glucan 4-glucanohydrolase1,3-β-D-glucan 3-glucanohydrolase1,3-β-D-glucan glucanohydrolase1,4-(1,3;1,4)-β-D-glucan 4-glucanohydrolase3-beta-D-glucan glucanohydrolase4-β-D-glucan 4-glucanohydrolaseavicelasebeta-glucanasecallasecarboxymethyl cellulasecellobiohydrolasecelludextrinasecellulaseCMCaseEC 3.2.1.39EC 3.2.1.4EC 3.2.1.6EC 3.2.1.73endo-1,3(4)-beta-glucanaseendo-1,3-beta-glucanaseendo-1,3-β-D-glucanaseendo-1,3-β-glucanaseendo-1,3-β-glucosidaseendo-1,4-β-D-glucanaseendo-β-1,3-1,4 glucanaseendo-β-1,4-glucanaseendoglucanaseexoglucanaseGlucan endo-1,3-beta-D-glucosidasekitalaselaminaranaselaminarinaselichenaselicheninasemixed linkage β-glucanaseoligo-1,3-glucosidaseβ-1,3-glucanaseβ-1,4-endoglucan hydrolaseβ-1,4-glucanaseβ-glucanase

Sinopsis

Glucanasa (Beta-Glucanasa): Una Referencia Integral

1. Identidad, Nomenclatura y Clasificación

Glucanasa — referida más específicamente como beta-glucanasa (β-glucanasa) en la literatura científica y regulatoria — es un término colectivo para una familia de enzimas hidrolíticas que catalizan la escisión de enlaces glicosídicos dentro de los polisacáridos glucano. La glucanasa es una enzima que descompone los glucanos, un tipo de carbohidrato complejo que se encuentra en las paredes celulares de los cereales, hongos y algunas bacterias. En los contextos de suplementos dietéticos e ingredientes alimentarios, el término "glucanasa" se usa indistintamente con "beta-glucanasa", aunque técnicamente ambos términos se refieren a alcances ligeramente diferentes.

El Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (IUBMB, por sus siglas en inglés) y la Comisión de Enzimas (EC) clasifican estas enzimas según sus patrones de acción catalítica frente a sustratos específicos (endo- o exo-), el tipo de enlaces que hidrolizan (β-1,3), el sustrato hidrolizado (β-glucano) y el tipo de reacción catalizada (hidrolasa).

Se asignan varios números distintos de la Comisión de Enzimas a diferentes miembros de esta familia enzimática:

EC 3.2.1.58: exo-β-1,3-glucanasas, que escinden D-glucosa del extremo no reductor de la molécula de glucano; y EC 3.2.1.39: endo-β-1,3-glucanasas, que requieren al menos dos residuos de glucosa unidos por enlaces β-1,3 adyacentes al sitio de escisión.
EC 3.2.1.73: beta-(1,3)(1,4)-glucanasa, un polipéptido capaz de catalizar la hidrólisis de enlaces 1,4-beta-D-glucosídicos en beta-D-glucanos que contienen enlaces 1,3 y 1,4.
El nombre sistemático de la endo-1,3(4)-beta-glucanasa es 1,3-(1→3;1→4)-β-D-glucano 3(4)-glucanohidrolasa. Otros nombres incluyen endo-1,3-β-D-glucanasa; laminarinasa; y designaciones relacionadas.

Esta enzima también puede denominarse licheninasa, 1,3-1,4-beta-D-glucano 4-glucanohidrolasa, beta-glucanasa, endo-beta-1,3-1,4 glucanasa, lichenasa, o beta-glucanasa de enlaces mixtos. Los nombres alternativos incluyen endo-1,3-beta-glucanasa, laminarinasa y 1,3-(1,3;1,4)-beta-D-glucano 3(4) glucanohidrolasa. Los sustratos incluyen laminarina, liquenina y beta-D-glucanos de cereales.

El sistema de clasificación más amplio para estas enzimas las ubica dentro de las familias de glicósido hidrolasas (GH). La acumulación de datos sobre la estructura de las glicósido hidrolasas ha llevado a la elaboración de un nuevo sistema de clasificación basado en la homología de las secuencias de aminoácidos, sus estructuras 3D y los mecanismos de acción. Actualmente, existen más de 170 familias diferentes presentes en la base de datos en línea CAZy.

1.1 Distinción Estructural Clave: Glucanos Vegetales vs. Fúngicos

La estructura del glucano vegetal difiere de la del glucano fúngico: el primero está compuesto de estructuras β-1,3–1,4 que son hidrolizadas por la β-1,4 glucanasa, mientras que el segundo — el glucano fúngico — presenta un esqueleto β-1,3 que es hidrolizado por la β-1,3 glucanasa. Esta distinción estructural es importante tanto para la especificidad de la enzima como para su aplicación como suplemento.

2. Fuentes Naturales y Organismos de Producción

Las enzimas glucanasa no son sintetizadas por el cuerpo humano en cantidades suficientes para degradar eficientemente los beta-glucanos de la dieta. El sistema digestivo humano no produce naturalmente suficiente beta-glucanasa para digerir eficientemente estas fibras. Por lo tanto, las preparaciones comerciales y suplementarias se derivan de la fermentación microbiana.

Las enzimas con actividad β-glucanasa se producen mediante fermentación con una variedad de hongos y bacterias (Aspergillus, Trichoderma, Penicillium, Bacillus) y, como resultado, tienen diferentes especificidades de sustrato y producto. Una lista más amplia de organismos productores incluye:

Rhizomucor miehei, Sclerotium rolfsii, Penicillium echinulatum, Trichoderma viride, Fusarium oxysporum, y Bacillus subtilis, que producen enzimas endo- y exo-glucanasa cuando se cultivan sobre fuentes de biomasa.
Las preparaciones comerciales de β-glucanasa utilizadas en la industria cervecera son producidas por Bacillus amyloliquefaciens. Las β-glucanasas fúngicas también son producidas por hongos del grupo Aspergillus, y a menudo se forman como una actividad secundaria en preparaciones de pectinasa.
Otras beta-glucanasas actualmente en uso incluyen las de Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus niger, Trichoderma reesei, Talaromyces emersonii, y Humicola insolens.
Las glucanasas de vino (β-1,3–1,6 glucanasa) se producen aplicando Trichoderma harzianum.

La actividad de glucanasa también ocurre naturalmente en los granos de cereales en germinación. Durante la etapa de malteado, se producen enzimas β-glucanasa; estas facilitan la descomposición de las paredes celulares del endospermo y la liberación de almidón y proteasas. Granos como la avena, la cebada, el trigo y el centeno son depósitos naturales de sustratos de beta-glucano sobre los cuales actúan las glucanasas vegetales endógenas durante la germinación.

2.1 Formas y Preparaciones Comunes

La glucanasa está disponible en varias formas como suplemento o aditivo alimentario:

Cápsulas y polvo: Los suplementos de beta-glucanasa generalmente están disponibles en forma de cápsulas o polvo y pueden tomarse vía oral. Pueden usarse para ayudar al cuerpo a descomponer los beta-glucanos de fuentes como la avena, la cebada y ciertos tipos de hongos.
Unidades de actividad enzimática: BGU (Unidad de Beta Glucanasa) es una medida FCC basada en la hidrólisis de 15 minutos del sustrato de liquenina a 40 °C y pH 6,5. La notación FCC significa Foods Chemical Codex, que es una división de la USP (Farmacopea de los Estados Unidos, por sus siglas en inglés), y establece estándares para los ingredientes. En el caso de las enzimas, el FCC es un ensayo estándar utilizado para determinar con precisión la actividad de las enzimas.
Mezclas multienzimáticas: La proteína que comprende glucano, parcial o totalmente indigestible, es degradada total o parcialmente por glucanasas (o celulasas), mananasas, xilanasas, amilasas, xantanasas y/o glicosidasas en combinación entre sí. Estas formulaciones mixtas son comunes en los suplementos de enzimas digestivas.
Concentrados líquidos y sólidos derivados de fermentación: Algunas preparaciones comerciales contienen beta-glucanasa producida por el proceso de fermentación natural de Trichoderma reesei, derivada de fuentes vegetarianas y no transgénicas.

3. Uso Histórico y Tradicional

La enzima glucanasa purificada es un producto de la biotecnología y la ciencia de las enzimas modernas, sin una historia premoderna directa como ingrediente aislado. Sin embargo, la actividad natural de glucanasa presente en los alimentos fermentados y los granos en germinación ha sido aprovechada a lo largo de la historia humana sin que los practicantes fueran conscientes de la bioquímica subyacente.

3.1 Contextos Tradicionales Alimentarios y Medicinales

Aunque la enzima purificada en sí misma es un desarrollo moderno, los remedios que aprovechan la actividad natural de la glucanasa de plantas y hongos han sido parte de la medicina tradicional en diversas culturas. Durante siglos, los curanderos utilizaron hongos, cebada y avena — no solo por su valor nutricional, sino también por su capacidad para favorecer la digestión y la inmunidad, efectos ahora atribuidos en parte a la actividad de la glucanasa.

En particular, la fermentación de granos y hongos medicinales, común en las tradiciones herbarias orientales, producía preparaciones ricas en glucanasa que se consideraba que aliviaban las molestias digestivas y aumentaban la vitalidad general.

Los herbolarios y curanderos tradicionales reconocían los beneficios para la salud asociados con los alimentos ricos en beta-glucano y a menudo combinaban estos ingredientes en tónicos, tés y cataplasmas para fortalecer las defensas naturales del cuerpo, especialmente durante períodos de enfermedad o recuperación.

3.2 Orígenes Industriales y Agrícolas

El uso de la beta-glucanasa en productos nutricionales se remonta históricamente a mejoras en la digestibilidad de los alimentos para animales, particularmente en la nutrición de aves de corral y cerdos. Al hidrolizar los beta-glucanos, la beta-glucanasa ayuda a reducir la viscosidad intestinal y mejora la absorción de nutrientes, lo que conduce a un mejor rendimiento de crecimiento en el ganado.

La industria cervecera ha utilizado la actividad de la glucanasa desde que se maltea el grano. El malteado, el proceso de germinar granos de cereales para fines de elaboración de cerveza, es un paso crucial en la producción de cerveza, con raíces que se remontan a miles de años. Las beta-glucanasas son particularmente importantes en el malteado, con un aumento de la actividad durante el proceso de malteado. Los principales representantes del grupo de enzimas de acción citolítica son las β-glucanasas y las xilanasas. Son responsables de la degradación de las paredes celulares y promueven la degradación de los beta-glucanos, pentosanos y otras sustancias estructurales durante el malteado y el macerado.

El uso de preparaciones exógenas de glucanasa añadidas directamente a los procesos de elaboración de cerveza es un desarrollo más reciente. Hay disponible una variedad de enzimas exógenas — como glucanasas, acetolactato descarboxilasa y prolil endopeptidasa — para mejorar el proceso de elaboración de cerveza existente. En la vinificación, se han desarrollado glucanasas específicas para hidrolizar los glucanos de Botrytis y levadura con el fin de mejorar la clarificación y filtrabilidad de los vinos.

Con el advenimiento de la ciencia de las enzimas, el papel específico de la beta-glucanasa se hizo más claro. La formulación de glucanasa purificada o semipurificada como suplemento dietético independiente es en gran medida un fenómeno de finales del siglo XX y principios del siglo XXI, que surgió de la industria de enzimas para alimentos para animales.

4. Constituyentes Clave y Compuestos Activos

Las preparaciones de glucanasa son en sí mismas el constituyente activo — son proteínas enzimáticas, no compuestos de molécula pequeña. La química relevante para la salud implica la capacidad de la enzima para actuar sobre su sustrato, el beta-glucano, produciendo productos de degradación específicos.

4.1 Sustrato: Beta-Glucano

La beta-glucanasa es una enzima que cataliza la descomposición de los beta-glucanos, polisacáridos complejos que se encuentran en las paredes celulares de cereales, levaduras y hongos. El beta-glucano es el tipo más abundante de fibra dietética en la avena y la cebada. Consiste en residuos de β-1,4-glucopiranosilo con enlaces β-1,3 intercalados y tiene mayor flexibilidad y solubilidad que el arabinoxilano, y sus formas solubles contribuyen a la viscosidad de los extractos acuosos y las masas.

Estos polisacáridos, presentes en cereales, hongos y levaduras, no son digeridos por las enzimas humanas pero son fermentados por las bacterias intestinales, produciendo diversos beneficios para la salud.

4.2 Mecanismo Molecular de Acción

La beta-glucanasa actúa sobre los beta-glucanos rompiendo los enlaces glicosídicos (los vínculos químicos en las cadenas de carbohidratos) entre las moléculas de glucosa. Al hacerlo, la beta-glucanasa convierte estas fibras grandes y difíciles de digerir en azúcares más pequeños que el cuerpo puede manejar y absorber con mayor facilidad.

A nivel molecular, el mecanismo está bien caracterizado. El mecanismo hidrolítico de las β-glucanasas, particularmente las de especies de Bacillus como Bacillus licheniformis, sigue una reacción de doble desplazamiento. Esto implica dos pasos principales: glicosilación y desglicosilación. Durante la glicosilación, un nucleófilo catalítico ataca el carbono anomérico del sustrato, formando un intermediario covalente enzima-sustrato. A esto le sigue la desglicosilación, donde una molécula de agua activada por un ácido-base general ataca al intermediario, completando la hidrólisis y liberando el producto.

En el caso de las 1,3-1,4-β-glucanasas de Bacillus, que son glicosidasas endo retentivas de la familia 16 GH, el mecanismo catalítico implica una tríada catalítica. Esta tríada consiste en dos residuos de ácido glutámico (Glu134 y Glu138) y un residuo de ácido aspártico (Asp136). Glu134 actúa como el nucleófilo de la enzima, Glu138 actúa como el ácido-base general, y Asp136 ayuda en la catálisis al participar tanto en los pasos de glicosilación como de desglicosilación.

Las endo-1,3(4)-β-glucanasas catalizan la hidrólisis de enlaces 1,3- o 1,4-β-glicosídicos en β-D-glucanos de enlace mixto, dando lugar a la generación de β-D-glucanos parcialmente hidrolizados.

4.3 Productos de Degradación y sus Propiedades

Los (1→3)(1→6)-β-D-glucanos depolimerizados producidos por la β-1,3-D-glucanasa producen eficazmente productos degradados con propiedades biológicas y funcionales adecuadas como productos farmacéuticos o como prebióticos en alimentos y bebidas. Las cadenas de oligosacáridos más cortas generadas por la actividad de la glucanasa conservan cierta actividad de señalización biológica, incluyendo posibles propiedades prebióticas e inmunomoduladoras.

Con respecto a la relación entre la actividad de la glucanasa y los efectos del beta-glucano sobre la salud, existe una consideración matizada: los beta-glucanos también tienen beneficios para la salud como fibra dietética, y por lo tanto una alta actividad de β-glucanasa no siempre es deseable. Si la acción de la glucanasa sobre los beta-glucanos mejora o disminuye sus efectos posteriores sobre la salud depende del contexto específico, el peso molecular de los fragmentos resultantes y el sitio de hidrólisis en el tracto gastrointestinal.

5. Evidencia Científica por Área de Uso

Es esencial distinguir entre (a) la evidencia científica relativa al beta-glucano en sí — para el cual existe evidencia clínica sustancial de grado regulatorio — y (b) la evidencia de la suplementación exógena con glucanasa que específicamente modifica los resultados de salud en humanos, donde la evidencia sigue siendo considerablemente más limitada y proviene principalmente de estudios in vitro y en animales. Cuando existen estudios en humanos específicamente para la glucanasa, se señalan por separado.

5.1 Función Digestiva y Absorción de Nutrientes

Mecanismo (establecido): Al hidrolizar los beta-glucanos, la beta-glucanasa ayuda a reducir la viscosidad intestinal y mejora la absorción de nutrientes. Cuando se añade a los alimentos, la glucanasa mejora significativamente la descomposición in vivo del material que contiene glucano, como las paredes celulares de las plantas, logrando así una mejor utilización de los nutrientes vegetales por parte del ser humano o el animal.

Evidencia humana/clínica: Los estudios de intervención directa en humanos que examinan la glucanasa exógena como suplemento digestivo independiente son escasos en la literatura revisada por pares. La base de evidencia proviene principalmente de: (1) estudios sobre la glucanasa en el procesamiento de alimentos que muestran propiedades alteradas de los alimentos, y (2) evidencia indirecta de estudios con bebidas de avena. Las bebidas de avena con β-glucanasa añadida generan una mayor saciedad postprandial y niveles sanguíneos más bajos de glucosa e insulina tras el consumo. Esta observación se deriva de investigación en ciencia de los alimentos y no de ensayos clínicos controlados de la enzima como suplemento en sí.

Evidencia en alimentación animal: La producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) aumentó y la población de bacterias beneficiosas como las especies de Lactobacillus se vio influida positivamente en cerdos alimentados con una dieta de alta calidad a base de cebada. La fuerza de la evidencia en esta área es moderada a fuerte en modelos animales pero no se ha replicado completamente en ensayos clínicos humanos para el suplemento enzimático específicamente.

5.2 Colesterol Sanguíneo y Salud Cardiovascular

Contexto de la evidencia: Esta es el área con la evidencia clínica más sólida — pero la evidencia corresponde a la fibra de beta-glucano intacta (no a la enzima glucanasa en sí). La glucanasa es relevante aquí porque altera el peso molecular y la viscosidad del beta-glucano, lo que a su vez puede afectar los resultados de colesterol.

Reconocimiento regulatorio del beta-glucano: La contribución de los beta-glucanos de avena y cebada al mantenimiento de niveles normales de colesterol en sangre y su eficacia en la reducción de los niveles de colesterol sanguíneo a una dosis de 3 g por día fue formalmente reconocida por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) tras solicitudes específicas y declaraciones de propiedades saludables autorizadas en la Unión Europea (Reglamento (UE) 432/2012 de la Comisión).

El constituyente alimentario beta-glucanos de cebada está suficientemente caracterizado para esta declaración. La reducción de la concentración de colesterol LDL en sangre es un efecto fisiológico beneficioso al disminuir el riesgo de enfermedad coronaria. Se identificaron un total de 16 referencias pertinentes a la declaración de propiedades saludables, que comprenden tres metanálisis, 10 estudios de intervención en humanos, dos estudios en animales y un estudio mecanístico.

Los análisis iniciales indican que aproximadamente 3 g de fibra soluble de avena redujeron el colesterol en 0,13 mmol/L, mientras que análisis más recientes indican una reducción del colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C) de aproximadamente 0,27 mmol/L para una ingesta similar.

Relevancia para la glucanasa: La viscosidad de las soluciones de beta-glucano es central en el mecanismo de reducción del colesterol. El efecto beneficioso del beta-glucano de cereales se ha explicado por la formación de una solución viscosa en el intestino delgado y/o el aumento de la función barrera de la capa de mucosa, retrasando la absorción de glucosa y reduciendo la respuesta glucémica postprandial. El retraso en la absorción también es la explicación mecanística establecida de la reducción del colesterol sanguíneo y de la reabsorción de ácidos biliares, reduciendo el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Debido a que la glucanasa degrada enzimáticamente el beta-glucano (reduciendo su peso molecular y viscosidad), una actividad excesiva de glucanasa en el intestino podría teóricamente disminuir estos efectos favorables.

5.3 Regulación de la Glucosa Sanguínea y Respuesta Glucémica

Evidencia clínica en humanos para el beta-glucano: En un estudio aleatorizado, doble ciego y controlado, 14 sujetos ingirieron un desayuno con o sin β-glucano de avena (5,2 g). En comparación con el control, el β-glucano aumentó el tiempo de tránsito orocecal y disminuyó significativamente la puntuación media de apetito y los niveles postprandiales de grelina plasmática, péptido C, insulina y glucosa.

La declaración aceptada por EFSA para la reducción de la glucemia postprandial se relaciona con el consumo de 4 g de beta-glucanos por 30 g de carbohidratos disponibles. EFSA recomienda que la respuesta de glucosa se reduce cuando se consumen aproximadamente 4 g de β-glucano (por 30 g de carbohidratos disponibles) de cebada o avena, solo o por comida.

También se ha demostrado un efecto significativo de dosis-respuesta de cantidades bajas de β-glucano de avena sobre la respuesta glucémica, con cada gramo de β-glucano de avena reduciendo el área bajo la curva en un 7 %.

Interacción específica de la glucanasa: La beta-glucanasa puede usarse en combinación con otras enzimas degradadoras de pared celular para preparar beta-glucanos de cereal con diferentes longitudes de cadena para su uso en bebidas. Las bebidas de avena con β-glucanasa añadida generan una mayor saciedad postprandial y niveles sanguíneos más bajos de glucosa e insulina tras el consumo. Esto sugiere que la hidrólisis enzimática parcial controlada del beta-glucano de avena — en lugar de la degradación completa — puede mantener o incluso mejorar los beneficios glucémicos. La evidencia es preliminar y proviene de contextos de ciencia de los alimentos y no de ensayos clínicos de suplementos.

5.4 Microbiota Intestinal y Efectos Prebióticos

Evidencia in vitro e in vivo (no ensayos directos de suplementación con glucanasa en humanos): Los beta-glucanos contribuyen significativamente a la salud intestinal al mejorar la integridad de la barrera intestinal, modular la inflamación y promover la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) mediante la fermentación por la microbiota intestinal. La fermentación de los beta-glucanos por las bacterias intestinales produce AGCC como acetato, propionato y butirato, que favorecen la salud intestinal. El butirato sirve como fuente de energía para los colonocitos, protege contra el cáncer colorrectal y exhibe efectos antiinflamatorios. El acetato influye en el metabolismo lipídico y la regulación inmunitaria, mientras que el propionato ayuda en la reducción del colesterol y mejora la salud de la barrera intestinal.

La investigación ha demostrado que el beta-glucano no puede hidrolizarse en condiciones salivales, gástricas o del intestino delgado. Por lo tanto, el beta-glucano llega al intestino grueso, donde es degradado y metabolizado por la microbiota intestinal. El beta-glucano puede modular la estructura y composición de la microbiota intestinal al inhibir la proliferación de microbiota intestinal dañina y promover el crecimiento de microbiota intestinal beneficiosa para la salud.

Con respecto a la diversidad de la microbiota, un estudio aleatorizado encontró que 32 sujetos distribuidos en dos grupos que ingirieron diariamente alimentos con 3 g/día de beta-glucano durante 3 semanas no mostraron cambios en la composición o diversidad de la microbiota fecal tras la secuenciación profunda. Esto pone de relieve la complejidad y las limitaciones de la evidencia actual respecto a los efectos del beta-glucano sobre la microbiota e ilustra que se necesita más investigación. Se requiere más investigación para explorar los efectos a largo plazo de la suplementación con beta-glucano sobre la microbiota intestinal, la salud inmunitaria y la prevención de enfermedades crónicas.

5.5 Disrupción del Biofilm de Candida y Potenciación Antifúngica

Esta es un área activa de investigación in vitro y preliminar sobre el uso enzimático directo de la β-1,3-glucanasa como agente antibiofilm. La evidencia actualmente se limita a estudios de laboratorio (in vitro) y modelos animales — no se habían publicado ensayos clínicos controlados en humanos de la glucanasa con fines antifúngicos en el momento de la redacción de este documento.

Mecanismo: La matriz extracelular de los biofilms de Candida es rica en β-1,3-glucanos, que constituyen la principal barrera para la penetración de fármacos antifúngicos.

Evidencia in vitro: El beta-1,3-glucano desempeña un papel en la formación del biofilm de Candida y en la supervivencia de la Candida formadora de biofilm frente a estreses. Los estudios evaluaron la actividad antibiofilm de la β-1,3-glucanasa, que puede degradar el poli-β(1→3)-glucosa de los biofilms de Candida albicans. En un estudio, el biofilm se dispersó en un 55,96 %.

La beta-1,3-glucanasa también desprendió biofilms de especies mixtas en microplacas y en superficies de material médico. La enzima no tuvo efecto sobre el crecimiento planctónico o la adhesión de Candida. Sin embargo, se inhibió la formación adicional de biofilm cuando se añadió β-1,3-glucanasa 24 horas después del inicio del biofilm. La beta-1,3-glucanasa aumentó notablemente la susceptibilidad antifúngica a la anfotericina B.

Estos hallazgos sugieren que el desarrollo de fármacos dirigidos al β-1,3-glucano de la matriz podría potenciar la actividad de las opciones antifúngicas actualmente disponibles. La fuerza de la evidencia en esta área es preliminar (solo in vitro); no se ha establecido la traducción a resultados clínicos en humanos.

5.6 Modulación Inmunitaria

Evidencia indirecta a través del sustrato de beta-glucano: Se han reportado diversas actividades biológicas de los beta-glucanos, tales como efectos anticancerígenos, antidiabéticos, antiinflamatorios e inmunomoduladores. Los estudios clínicos y en animales han demostrado que los beta-glucanos equilibran las citocinas pro- y antiinflamatorias, apoyando la homeostasis intestinal y ofreciendo protección contra la inflamación crónica en condiciones como la enfermedad inflamatoria intestinal.

Si la suplementación exógena con glucanasa mejora los resultados inmunitarios — ya sea aumentando la biodisponibilidad de fragmentos de glucano inmunológicamente activos o ayudando a la eliminación del biofilm — es una pregunta que sigue sin respuesta a nivel de ensayos clínicos en humanos. Los estudios clínicos muestran que los beta-glucanos de avena, cebada, hongos y levadura mejoran los síntomas del síndrome del intestino irritable, reducen la inflamación en la enfermedad inflamatoria intestinal y apoyan la salud inmunitaria en individuos propensos a infecciones. Nuevamente, esta evidencia aplica al sustrato de glucano y no a la enzima suplementaria.

5.7 Resumen de la Fuerza de la Evidencia por Área

Beneficios cardiovasculares y glucémicos del beta-glucano: Fuerte — respaldado por múltiples ECA en humanos, metanálisis y declaraciones de propiedades saludables formalmente aceptadas por EFSA y la FDA.
Glucanasa como suplemento de enzima digestiva (humanos): Débil a preliminar — la plausibilidad mecanística está establecida, pero faltan ensayos clínicos controlados en humanos que examinen específicamente la suplementación exógena con glucanasa como ayuda digestiva en la literatura revisada por pares.
Efectos anti-biofilm de Candida: Preliminar, solo in vitro — sin ensayos en humanos.
Modulación de la microbiota intestinal mediante glucanasa: Indirecta y preliminar — derivada principalmente de estudios del beta-glucano en sí, no de la enzima.

6. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas con la Glucanasa

Con base en la evidencia científica disponible, la glucanasa se asocia con los siguientes sistemas corporales y áreas de salud:

Sistema gastrointestinal: Al hidrolizar los beta-glucanos, la beta-glucanasa ayuda a reducir la viscosidad intestinal y mejora la absorción de nutrientes.
Sistema cardiovascular: Mediante la modulación del peso molecular y la viscosidad del beta-glucano, la glucanasa influye indirectamente en el sustrato involucrado en los mecanismos establecidos de reducción del colesterol.
Sistema inmunitario: Los beta-glucanos contribuyen significativamente a la salud intestinal al mejorar la integridad de la barrera intestinal, modular la inflamación y promover la producción de AGCC mediante la fermentación por la microbiota intestinal. La glucanasa da forma al conjunto de fragmentos de beta-glucano disponibles para estas interacciones.
Regulación metabólica/glucémica: La glucanasa influye en las propiedades estructurales de los beta-glucanos ingeridos, afectando su interacción con la absorción de glucosa en el intestino delgado.
Defensa antifúngica (contexto in vitro): El beta-1,3-glucano desempeña un papel en la formación del biofilm de Candida y en la supervivencia de la Candida formadora de biofilm frente a estreses. La glucanasa ha demostrado la capacidad de alterar dichos biofilms en modelos de laboratorio.

7. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas

Debido a que la glucanasa es una enzima, se cuantifica en unidades de actividad en lugar de unidades de masa, lo que dificulta la comparación de dosis entre productos y estudios.

Estándar de unidad de actividad: BGU (Unidad de Beta Glucanasa) es una medida FCC basada en la hidrólisis de 15 minutos del sustrato de liquenina a 40 °C y pH 6,5. Esta es la unidad estándar reportada en las etiquetas de suplementos dietéticos en Estados Unidos.
Nivel de uso en procesamiento de alimentos: La beta-glucanasa de B. subtilis se utiliza como enzima en la producción de cerveza y alcohol potable en niveles de hasta 37 miligramos de sólidos orgánicos totales por kilogramo (mg TOS/kg) de molienda.
Aplicación en malteado cervecero: Se reporta que 50 mg/kg de beta-glucanasa comercial de AB Enzymes es suficiente para producir malta de buena calidad.
Exposición dietética (poblaciones europeas): Se calculó que la exposición dietética al enzima alimentario en sólidos orgánicos totales (TOS) fue de hasta 0,110 mg TOS/kg de peso corporal por día en poblaciones europeas, según las evaluaciones de seguridad de enzimas alimentarias de EFSA — esto representa la exposición incidental de las aplicaciones de procesamiento de alimentos, no del uso de suplementos.

No se identificaron ensayos clínicos en humanos revisados por pares que establezcan una dosis terapéutica u óptima específica de suplementación de glucanasa para resultados de salud en humanos en la literatura autorizada. La orientación de dosificación que se encuentra en las etiquetas de suplementos comerciales no proviene de datos de ensayos clínicos controlados y no ha sido revisada aquí.

8. Consideraciones de Seguridad

La glucanasa ha sido objeto de una rigurosa evaluación de seguridad formal por parte de dos organismos regulatorios importantes: la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) bajo el marco GRAS (Generally Recognized as Safe, "generalmente reconocido como seguro"), y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) bajo el Reglamento de la UE sobre Enzimas Alimentarias (CE) N.° 1332/2008.

8.1 Estatus GRAS de la FDA

DuPont Industrial Biosciences determinó por primera vez que la beta-glucanasa de B. subtilis era GRAS en 2012. El objeto de este aviso GRAS es la preparación enzimática de beta-glucanasa producida por Bacillus subtilis que expresa el gen que codifica la beta-glucanasa de B. subtilis.

Estudios toxicológicos (revisados por la FDA):

Un estudio de toxicidad oral aguda de 90 días realizado en ratas mostró que el consumo de la enzima beta-glucanasa no causó ningún efecto adverso relacionado con el tratamiento hasta la dosis más alta probada, es decir, 1000 mg TOS/kg de peso corporal por día.
Las pruebas realizadas con células bacterianas mostraron que la beta-glucanasa no es mutagénica en la dosis más alta probada, tanto en presencia como en ausencia de activación metabólica. La enzima tampoco es clastogénica, según los resultados de las pruebas de aberración cromosómica in vitro.
Con base en la dosis más alta probada en el estudio de 90 días y la exposición dietética estimada del uso previsto de la preparación enzimática de beta-glucanasa, el margen de seguridad se calculó en aproximadamente 6400.
Con base en los resultados de estos estudios de seguridad y otra información de la literatura publicada, se consideró que la preparación enzimática de beta-glucanasa era segura para el consumo humano.

8.2 Evaluaciones de Seguridad de EFSA

El Panel de EFSA sobre Materiales en Contacto con Alimentos, Enzimas y Auxiliares de Procesamiento (Panel CEP) ha realizado múltiples evaluaciones de seguridad independientes de la endo-1,3(4)-β-glucanasa de diversos organismos de producción. Los hallazgos de varias de estas evaluaciones son consistentes:

De Trichoderma reesei cepa TG-M5-337: El Panel identificó un nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de 1958 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta probada, con un margen de exposición resultante de al menos 6573. Una búsqueda de homología de la secuencia de aminoácidos con alérgenos conocidos no encontró coincidencias. El Panel consideró que no se puede excluir un riesgo de reacciones alérgicas por exposición dietética, pero que la probabilidad es baja. El Panel concluyó que esta enzima alimentaria no genera preocupaciones de seguridad bajo las condiciones de uso previstas.
De Talaromyces versatilis cepa PF8: Las pruebas de genotoxicidad no indicaron preocupación de seguridad. La toxicidad sistémica se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un NOAEL de 2229 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta probada, resultando en un margen de exposición de al menos 20 264.
De Rasamsonia composticola cepa 427-FS: La toxicidad sistémica se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un NOAEL de 866 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta probada, con un margen de exposición de al menos 1070. Una búsqueda de similitud de la secuencia de aminoácidos con alérgenos conocidos no encontró coincidencias. El Panel consideró que, bajo las condiciones de uso previstas, no se puede excluir el riesgo de reacciones alérgicas por exposición dietética, pero la probabilidad es baja. El Panel concluyó que esta enzima alimentaria no genera preocupaciones de seguridad bajo las condiciones de uso previstas.
Presencia de células viables del organismo de producción: En una excepción notable, el Panel consideró que el riesgo de reacciones alérgicas no podía excluirse pero la probabilidad era baja; sin embargo, debido a la presencia de células viables de la cepa de producción en la enzima alimentaria de Cellulosimicrobium funkei cepa AE-TN, el Panel concluyó que la enzima alimentaria de esa preparación específica no podía considerarse segura. Esto ilustra que la evaluación de seguridad es específica del producto y depende de los controles de fabricación que eliminan las células microbianas viables.

8.3 Alergenicidad

Como enzima proteica, la glucanasa conlleva un potencial teórico de alergenicidad. En múltiples evaluaciones de EFSA, las búsquedas de secuencias de aminoácidos de la glucanasa contra bases de datos de alérgenos conocidos han encontrado consistentemente ninguna coincidencia, y los paneles han calificado el riesgo de reacciones alérgicas como bajo bajo condiciones normales de exposición dietética. Sin embargo, como se señala en las opiniones de EFSA, el riesgo de reacciones alérgicas por exposición dietética no puede excluirse por completo. La exposición ocupacional por inhalación (relevante para los trabajadores de la fabricación de enzimas, no para los consumidores de suplementos) puede conllevar un riesgo de sensibilización distinto no evaluado en estas evaluaciones de exposición dietética.

8.4 Interacción con los Efectos del Beta-Glucano sobre la Salud

Una consideración de seguridad funcionalmente importante específica de la glucanasa es su potencial para degradar el beta-glucano dietético intacto antes de que la fibra ejerza sus beneficios establecidos para la salud. Los beta-glucanos tienen beneficios para la salud como fibra dietética, y por lo tanto una alta actividad de β-glucanasa no siempre es deseable. Los consumidores que toman suplementos de glucanasa junto con alimentos elegidos específicamente por su contenido de beta-glucano (productos de avena, productos de cebada) deben tener en cuenta que la enzima podría reducir el peso molecular y la viscosidad del beta-glucano en el intestino, atenuando potencialmente los beneficios de reducción de colesterol y glucémicos de la fibra que dependen de la formación de viscosidad.

8.5 Ausencia de Datos Relevantes de Interacción en Humanos

No se identificaron estudios revisados por pares que evaluaran interacciones farmacocinéticas entre los suplementos de glucanasa y los medicamentos farmacéuticos, o que examinaran la seguridad de la glucanasa específicamente en poblaciones humanas vulnerables (por ejemplo, mujeres embarazadas, personas inmunocomprometidas), en la literatura autorizada. La beta-glucanasa se obtiene principalmente de hongos o bacterias que se han utilizado en alimentos y suplementos durante décadas. Estas cepas se seleccionan específicamente por su seguridad y su capacidad para producir enzimas de alta pureza.

Referencias

Condiciones de Salud

Condiciones de salud que Glucanasa puede ayudar a apoyar.

Salud de las enzimas digestivasCientífico
La glucanasa (betaglucanasa) hidroliza los polisacáridos betaglucanos presentes en cereales como la avena y la cebada. Se incluye en las formulaciones de enzimas digestivas destinadas a dietas basadas en plantas y con alto contenido de cereales, con el fin de reducir el betaglucano viscoso en el intestino y mejorar la absorción de nutrientes y el confort gastrointestinal.

Sistemas Corporales

Sistemas corporales que Glucanasa puede ayudar a apoyar.

No hay sistemas corporales disponibles.