Bèta-glucanen — Eén naam, heel veel verschillende moleculen!
Introductie
Je ziet het woord steeds vaker opduiken wanneer het over paddenstoelen gaat: bèta-glucanen.
In wetenschappelijke publicaties worden ze beschreven als belangrijke bestanddelen van de celwand van veel schimmels. Ook in artikelen over Reishi, Shiitake, Maitake en Turkey Tail komen ze regelmatig voorbij.
Daarmee ontstaat gemakkelijk de indruk dat “bèta-glucanen” één duidelijk omschreven groep stoffen is met één voorspelbare werking.
De werkelijkheid is veel ingewikkelder.
Bèta-glucaan is geen enkelvoudige stof.
Het is een verzamelnaam voor verschillende polysachariden met uiteenlopende moleculaire structuren. Ze kunnen verschillen in ketenlengte, vertakkingsgraad, molecuulgewicht, oplosbaarheid en ruimtelijke vorm.
Die verschillen zijn voor onderzoekers belangrijk, omdat de eigenschappen van een molecuul mede bepalen hoe het zich onder experimentele omstandigheden gedraagt.
In dit artikel kijken we daarom niet naar de vraag of bèta-glucanen “goed” of “slecht” zijn.
We kijken naar iets fundamentelers:
Wat zijn bèta-glucanen eigenlijk, waarin verschillen ze van elkaar en wat kunnen we op basis van het huidige onderzoek wel — en nog niet — zeggen?
Eerst: wat is een glucaan?
Een glucaan is een polysacharide: een groot molecuul dat is opgebouwd uit glucose-eenheden.
Bij bèta-glucanen zijn deze glucose-eenheden via zogenoemde β-glycosidische bindingen met elkaar verbonden.
Het klinkt eenvoudig, maar de manier waarop de glucose-eenheden aan elkaar zitten, kan sterk verschillen.
Je kunt het vergelijken met een lange ketting.
Niet iedere ketting heeft dezelfde schakels, dezelfde lengte of dezelfde vertakkingen.
Bij sommige glucanen is sprake van een relatief lineaire structuur. Andere hebben veel vertakkingen. Ook kunnen verschillende glucanen zich in oplossing anders organiseren.
Daarom is “bèta-glucaan” vooral een chemische categorie.
Het is niet de naam van één specifiek molecuul.
De architectuur van een bèta-glucaan
Bij veel schimmel-bèta-glucanen komen β-(1→3)-bindingen voor in de hoofdketen en β-(1→6)-bindingen in vertakkingen.
Dat onderscheid is relevant.
Bèta-glucanen uit paddenstoelen hebben bijvoorbeeld andere structurele kenmerken dan bepaalde bèta-glucanen uit granen zoals haver en gerst.
Maar ook tussen verschillende paddenstoelsoorten bestaan verschillen.
Onderzoekers kijken daarom onder andere naar:
- molecuulgewicht;
- ketenlengte;
- type binding;
- vertakkingsgraad;
- oplosbaarheid;
- zuiverheid;
- ruimtelijke structuur.
Een chemische analyse die alleen meldt dat een materiaal “bèta-glucanen bevat”, beschrijft daarmee nog niet volledig welke moleculen aanwezig zijn.
Een moleculaire wenteltrap
Sommige bèta-glucanen kunnen onder bepaalde omstandigheden complexe driedimensionale structuren aannemen.
Een bekend voorbeeld is de zogenaamde triple helix.
Daarbij kunnen drie glucaanketens zich ruimtelijk rond elkaar organiseren.
De exacte vorm hangt onder andere samen met de moleculaire structuur en de omstandigheden waarin het molecuul zich bevindt.
Dit soort structurele eigenschappen is vooral interessant voor fundamenteel onderzoek naar de chemie van polysachariden.
Het is belangrijk om daar niet meteen een gezondheidsconclusie aan te verbinden.
Een bepaalde moleculaire structuur kan interessant zijn voor onderzoekers zonder dat daarmee is aangetoond dat het consumeren van die stof een bepaald effect bij mensen heeft.
Waarom heeft een paddenstoel bèta-glucanen?
Voor de paddenstoel zelf zijn glucanen geen supplement.
Ze maken deel uit van de celwand van de schimmel.
Samen met onder andere chitine dragen ze bij aan de structuur van de celwand.
Dat is fundamentele schimmelbiologie.
De aanwezigheid van bèta-glucanen vertelt ons dus in de eerste plaats iets over hoe een schimmel is opgebouwd.
Dat deze verbindingen vervolgens ook interessant blijken voor biochemisch en immunologisch onderzoek, is een tweede verhaal.
Het immuunsysteem als onderzoeksgebied
Een belangrijke onderzoekslijn rond bepaalde schimmel-bèta-glucanen betreft hun interactie met onderdelen van het aangeboren immuunsysteem.
Immuuncellen beschikken over zogenaamde pattern recognition receptors.
Dit zijn receptoren die bepaalde moleculaire structuren kunnen herkennen.
Een van de receptoren die in dit verband uitgebreid wordt onderzocht is Dectin-1.
Onder experimentele omstandigheden kunnen bepaalde bèta-glucaanstructuren aan dergelijke receptoren binden en daarmee cellulaire signaleringsprocessen beïnvloeden.
Dit is een interessant biologisch mechanisme.
Maar het is belangrijk om drie niveaus uit elkaar te houden:
- een molecuul kan onder laboratoriumomstandigheden aan een receptor binden;
- daardoor kan in een cel een meetbare reactie ontstaan;
- dat betekent nog niet automatisch dat het eten of innemen van een paddenstoelpreparaat leidt tot een merkbaar gezondheidseffect.
Die drie uitspraken zijn wetenschappelijk niet hetzelfde.
Immunomodulatie is geen gezondheidsclaim
In onderzoek wordt bij bèta-glucanen regelmatig gesproken over immunomodulatie.
Daarmee wordt in algemene zin bedoeld dat een stof of structuur invloed kan hebben op bepaalde immuunprocessen.
Dat woord moet niet worden gelezen als synoniem voor:
- “betere weerstand”;
- “een sterker immuunsysteem”;
- “bescherming tegen infecties”.
Voor dergelijke gezondheidsuitspraken is afzonderlijk klinisch bewijs nodig.
Bovendien is het immuunsysteem geen eenvoudig systeem waarin “meer activiteit” per definitie beter zou zijn.
Daarom is het wetenschappelijk zorgvuldiger om te beschrijven welke biologische interactie is waargenomen, in plaats van daar direct een gezondheidsvoordeel aan te koppelen.
Laboratorium
In celonderzoek kunnen onderzoekers bijvoorbeeld bestuderen hoe geïsoleerde bèta-glucanen reageren met immuuncellen of specifieke receptoren.
Daarbij kunnen veranderingen worden gemeten in bijvoorbeeld signaalroutes of de productie van bepaalde moleculen.
Dergelijke experimenten zijn waardevol om biologische mechanismen te onderzoeken.
Maar ze beantwoorden niet automatisch de vraag wat er gebeurt wanneer een mens een paddenstoel eet of een extract inneemt.
De gebruikte concentratie kan anders zijn.
De onderzochte stof kan veel zuiverder zijn.
En in het menselijk lichaam spelen opname, vertering, metabolisme en interacties met andere stoffen een rol.
Een celstudie moet daarom vooral worden gezien als mechanistisch of verkennend onderzoek, niet als bewijs van een klinisch effect.
Dieronderzoek
Ook bij dieren zijn verschillende schimmel-bèta-glucanen onderzocht.
Dergelijke studies kunnen aanvullende informatie geven over biologische processen in een compleet organisme.
Ze kunnen bijvoorbeeld helpen bij het onderzoeken van opname, verdeling, stofwisseling en mogelijke biologische reacties.
Maar een resultaat bij een dier kan niet zonder meer naar mensen worden vertaald.
Daarvoor is onderzoek bij mensen noodzakelijk.
Onderzoek bij mensen
Er zijn ook klinische onderzoeken waarin paddenstoelpreparaten of schimmel-afkomstige bèta-glucanen bij mensen zijn onderzocht.
De resultaten verschillen per studie en preparaat.
Een systematische review van gerandomiseerde onderzoeken naar orale schimmel-bèta-glucanen beschreef veranderingen in verschillende onderzochte uitkomstmaten, maar wees ook op verschillen tussen onderzoeken en op de behoefte aan verder onderzoek.
Dat is een belangrijk onderscheid.
Een onderzoek kan aantonen dat een bepaalde meetwaarde verandert.
Dat betekent niet automatisch dat deelnemers daardoor een merkbaar gezondheidsvoordeel ervaren.
Daarom moeten uitkomsten altijd precies worden benoemd.
Wat is er gemeten?
Een laboratoriumwaarde?
Een fysiologische parameter?
Een symptoom?
Kwaliteit van leven?
Of een klinische uitkomst die voor de deelnemer daadwerkelijk betekenis heeft?
Zonder dat onderscheid kunnen wetenschappelijke resultaten gemakkelijk groter worden gemaakt dan ze zijn.
Waarom de structuur zoveel uitmaakt
Stel dat twee stoffen allebei als bèta-glucaan worden aangeduid.
Dat betekent nog niet dat ze chemisch identiek zijn.
Ze kunnen verschillen in:
- ketenlengte;
- molecuulgewicht;
- vertakkingen;
- bindingstypen;
- oplosbaarheid;
- ruimtelijke structuur.
Die verschillen kunnen invloed hebben op hun fysische en chemische eigenschappen.
Daarom is het wetenschappelijk onjuist om resultaten met één specifiek bèta-glucaan automatisch toe te schrijven aan alle bèta-glucanen.
Nog minder vanzelfsprekend is het om een onderzoek met een geïsoleerde verbinding te vertalen naar een volledig paddenstoelenextract.
Lentinan, grifolan, schizophyllan en PSK
De paddenstoelen uit onze eerdere artikelen geven hiervan goede voorbeelden.
Lentinan is een polysacharidepreparaat dat wordt geassocieerd met Shiitake (Lentinula edodes).
Grifolan is een naam die wordt gebruikt voor specifieke polysacharidefracties uit Maitake (Grifola frondosa).
Schizophyllan is een polysacharide afkomstig van Schizophyllum commune.
PSK is een specifiek paddenstoel-afgeleid preparaat dat historisch is onderzocht in de context van oncologisch onderzoek.
Deze namen mogen niet worden behandeld alsof ze verschillende namen zijn voor één en dezelfde stof.
Het zijn verschillende preparaten met verschillende chemische kenmerken en verschillende onderzoeksgeschiedenissen.
Daarom geldt:
een studie naar schizophyllan is niet automatisch een studie naar alle paddenstoel-bèta-glucanen.
En dan komt extractie
Hier sluit het onderwerp direct aan op ons vorige artikel over dubbele extractie.
De manier waarop een paddenstoel wordt geëxtraheerd, beïnvloedt welke stoffen in het uiteindelijke extract terechtkomen.
Bij polysachariden spelen onder andere temperatuur, tijd, oplosmiddel, pH en verdere zuivering een rol.
Deze omstandigheden kunnen ook invloed hebben op eigenschappen zoals molecuulgewicht en oplosbaarheid.
Dat betekent dat twee extracten van dezelfde paddenstoel niet noodzakelijk chemisch identiek zijn.
En wanneer twee preparaten chemisch verschillen, moet je voorzichtig zijn met het rechtstreeks vergelijken van onderzoeksresultaten.
Dit is een van de redenen waarom standaardisatie en karakterisering zo belangrijk zijn in wetenschappelijk onderzoek.
Meer bèta-glucaan betekent niet automatisch meer effect
Een percentage op een etiket kan nuttige informatie geven.
Maar het vertelt niet het hele verhaal.
Stel dat extract A 30% bèta-glucanen bevat en extract B 20%.
Daaruit volgt niet automatisch dat A een groter biologisch of klinisch effect heeft.
We weten dan bijvoorbeeld nog niet:
- welke bèta-glucanen aanwezig zijn;
- welke structuur ze hebben;
- hoe groot de moleculen zijn;
- hoe oplosbaar ze zijn;
- hoe ze zijn geëxtraheerd;
- welke andere stoffen in het extract aanwezig zijn.
Het percentage beschrijft dus een hoeveelheid, maar niet noodzakelijk de volledige kwaliteit of identiteit van de aanwezige polysachariden.
Een bijzonder probleem bij onderzoeksclaims
Een veelvoorkomende denkfout is het combineren van verschillende onderzoeksniveaus.
Bijvoorbeeld:
Stap 1: een bèta-glucaan bindt aan een receptor in een laboratorium.
Stap 2: een dierstudie laat een biologische verandering zien.
Stap 3: een kleine menselijke studie meet een verandering in een biomarker.
Daaruit wordt vervolgens soms geconcludeerd:
“Dit paddenstoel-extract heeft een bewezen gezondheidswerking.”
Maar die laatste stap volgt niet automatisch uit de eerste drie.
Elke stap vereist afzonderlijk bewijs.
Dat is geen zwakte van het onderzoek.
Het is juist hoe wetenschappelijke kennis wordt opgebouwd.
Wat weten we nog niet?
We weten inmiddels behoorlijk veel over de chemische structuur van verschillende paddenstoelglucanen.
We weten dat verschillende structuren verschillende fysisch-chemische eigenschappen hebben.
We weten dat bepaalde bèta-glucanen in experimentele systemen kunnen interageren met receptoren en cellulaire processen.
Maar voor veel specifieke preparaten is nog onvoldoende duidelijk hoe deze laboratoriumbevindingen zich vertalen naar betekenisvolle uitkomsten bij mensen.
Ook ontbreekt voor veel preparaten een goede standaardisatie.
Dat maakt vergelijking tussen onderzoeken moeilijk.
De belangrijkste open vragen zijn daarom niet alleen:
“Werkt het?”
maar ook:
“Welke stof onderzoeken we precies?”
“In welke vorm?”
“Bij welke dosis?”
“Bij welke mensen?”
“En welke uitkomst meten we?”
Van percentage naar molecuul
Misschien is dat uiteindelijk de belangrijkste les.
Wanneer we over bèta-glucanen praten, is de eerste vraag:
Hoeveel?
Maar daarna komen de belangrijkere vragen:
Welke?
Welke structuur?
Hoe verkregen?
Hoe gekarakteriseerd?
Wat is er experimenteel mee aangetoond?
En wat is er bij mensen daadwerkelijk onderzocht?
Pas wanneer die vragen duidelijk zijn beantwoord, kunnen we een wetenschappelijke conclusie formuleren.
En zelfs dan kan die conclusie nog beperkt zijn tot het specifieke preparaat en de onderzochte omstandigheden.
Beyond the Mushroom
Bèta-glucanen laten mooi zien waarom wetenschappelijke nauwkeurigheid belangrijk is.
Een woord als “bèta-glucaan” klinkt concreet, maar beschrijft in werkelijkheid een grote verzameling verschillende moleculaire structuren.
Sommige daarvan zijn uitgebreid onderzocht.
Andere veel minder.
Sommige resultaten komen uit celonderzoek.
Andere uit dieronderzoek.
En voor een aantal specifieke preparaten bestaan menselijke studies.
Maar die verschillende soorten bewijs mogen niet zomaar op één hoop worden gegooid.
Daarom is misschien wel de meest wetenschappelijke manier om over bèta-glucanen te praten niet:
“Ze doen dit.”
Maar:
“Onder deze specifieke omstandigheden is dit waargenomen.”
Dat klinkt minder spectaculair.
Maar het is veel dichter bij hoe wetenschap werkelijk werkt.
En juist daarin zit de kracht van Beyond the Mushroom:
niet groter maken wat de wetenschap zegt, maar nauwkeuriger kijken naar wat ze daadwerkelijk laat zien.
Beyond the Mushroom.
Reacties
Een reactie posten