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Polysaccharides et glycoprotéines
16 avril 2022
Dr Dorothee Bös et al.
Les polysaccharides, également appelés glycanes, sont des sucres multiples et constituent un sous-groupe des glucides. Ils portent des noms différents en fonction des sucres individuels qui les composent. Les huit sucres simples essentiels suivants sont les éléments constitutifs des polysaccharides : glucose, galactose, mannose, fucose, xylose, N-acétylglucosamine, N-acétylgalactosamine et acide N-acétylneuraminique.
Un sous-groupe, les protéoglycanes (mucopolysaccharides), est un composant important de la matrice extracellulaire et de la surface cellulaire. Les protéoglycanes ont une grande capacité de rétention d’eau. Ils se caractérisent par une forte teneur en polysaccharides (80 à 94 %) et une faible teneur en protéines (6 à 20 %).
Les glycanes liés aux protéines agissent plus efficacement sur le système immunitaire que les polysaccharides purs. Les études se concentrent aujourd’hui sur les ß-1-3 et ß-1-6 glucanes. Ce sont des polysaccharides de glucose avec une structure chimique particulière. Selon la plante ou le champignon qui les contient, ils ont des noms spécifiques : Le lentinane du shiitake (Lentinula edodes), le pleuran du pleurotus ostreatus, le grifolan ou la fraction D du maitake (Grifola frondosa).
Présence dans la nature
Le glycogène (sucre de réserve chez l’homme, l’animal et les champignons), l’amidon (sucre de réserve dans les plantes), la cellulose et la chitine sont des exemples de polysaccharides. Ils servent de substances de réserve importantes et de base alimentaire.
Les ß-glucanes se trouvent dans les algues, l’avoine, le blé ou les levures. Mais c’est surtout dans les champignons que l’on trouve la plus grande variété de ß-glucanes particulièrement précieux. Outre les ß-glucanes, déjà bien étudiés dans des études, il existe de nombreux autres polysaccharides biologiquement actifs dans les champignons. Les plantes contiennent principalement des ß-1-4-glucanes d’un poids moléculaire de 45.000-50.000 daltons. Les ß-glucanes des champignons ont un poids de 1,5 à 2 millions de daltons. C’est un plus, car on pense qu’un poids moléculaire élevé a un effet meilleur et plus complexe sur notre corps. On a également constaté que la fructification du champignon contient une quantité totale plus élevée et une plus grande variété de polysaccharides que le mycélium. La concentration de polysaccharides dépend du stade de développement de la fructification. L’augmentation de l’activité des polysaccharides augmente également avec le développement et la croissance du corps fructifère du champignon.
Caractéristiques
Les polysaccharides ont un potentiel très élevé en termes de modification de leur structure chimique et donc une très grande capacité à transmettre des informations biologiques. Cela permet une énorme flexibilité, ce qui est important pour influencer des mécanismes de régulation précis dans les organismes supérieurs. Par exemple, alors que seulement 24 configurations d’oligopeptides sont possibles avec quatre peptides (protéines), plus de 1.000 configurations différentes d’oligosaccharides sont possibles avec quatre molécules de glucides.
Il existe de nombreux ß-glucanes provenant de champignons, dont la structure détaillée n’a pas encore été étudiée de manière définitive. Pour agir efficacement, les ß-glucanes semblent devoir présenter une liaison ß-(1-3) ou ß-(1-6). Plus ils sont complexes dans leur structure et leurs ramifications, plus ils semblent avoir un effet complexe sur le corps humain.
La vitamine C modifie un poids moléculaire élevé en un poids moléculaire faible. Cela conduit à une meilleure absorption dans l’intestin et le sang. Une étude de recherche menée par Rice a montré que l’absorption intestinale du ß-glucane est un processus actif qui dépend des macrophages gastro-intestinaux.
Des expériences menées avec des ß-glucanes étiquetés ont montré qu’ils étaient détectables dans les ganglions lymphatiques et la rate trois jours après l’ingestion et dans la moelle osseuse quatre jours après l’ingestion. Dans tous les cas, ils sont détectés au sein des macrophages. Les ß-glucanes n’entraînent aucun changement au cours des trois premiers jours suivant l’ingestion orale. Ils sont ensuite dégradés dans un délai de 14 à 21 jours. Les fragments ainsi formés sont biologiquement actifs, libérés vers l’extérieur et capturés par le CR3 au niveau de la membrane des granulocytes dès le quatrième jour. C’est là qu’ils déploient leur fonction de stimulation du système immunitaire.
En fonction du degré de polymérisation, il existe des ß-glucanes solubles – qui ont un effet immunostimulant plus important – et des ß-glucanes insolubles. Plus ils sont ramifiés, plus ils sont susceptibles d’être solubles dans l’eau. Les polysaccharides de faible poids moléculaire sont également solubles dans l’alcool.
Le lien entre la structure chimique et l'action
Au Japon et en Chine, certains polysaccharides d’origine fongique sont passés par les phases I, II et III des essais cliniques. Cependant, la taille et la complexité de leur structure rendent difficile l’étude des mécanismes d’action exacts. Il n’y a pas de consensus sur la question de savoir si et dans quelle mesure la structure chimique (ramification, poids moléculaire) a un impact sur les mécanismes d’action dans le corps. Les données sur la relation entre la structure chimique et l’effet sont très variables et contradictoires.
D’une part, il a été rapporté que les polysaccharides de poids moléculaire élevé (800 000 daltons) ont une influence sur un grand nombre de fonctions immunitaires, mais qu’une fois que la taille est réduite par chauffage, la gamme et la force de l’effet sont également réduites proportionnellement. Des études in vitro ont montré que les ß-glucanes de poids moléculaire élevé peuvent activer directement les leucocytes. Selon Fadok et al. les ß-glucanes de poids moléculaire élevé augmentent également la capacité des macrophages à reconnaître et à détruire les cellules apoptotiques. Des activités biologiques in vivo ont également été démontrées pour des ß-glucanes de poids moléculaire moyen ou faible. Cependant, leurs effets cellulaires sont moins clairs. En revanche, les ß-glucanes de très faible poids moléculaire (5.000 – 10.000 daltons) sont inactifs.
On trouve également ailleurs l’indication que la dénaturation réduit l’activité des monocytes induite par les cytokines et que des effets sont perdus par la purification des substances individuelles. D’autres déclarations postulent qu’il n’est pas certain qu’un poids moléculaire élevé soit généralement plus efficace. Cela varie en fonction de la substance de départ.
Tant que l’on ne sait pas quel polysaccharide isolé est le plus efficace, il est donc préférable d’utiliser les polysaccharides tels qu’ils nous sont offerts par la nature : Non purifiés, non dénaturés et sous forme de combinaison de différentes structures chimiques. Plusieurs études – Ghoneum et al., 1995 ; Wedam et Haynes, 1997 ; Sawai et al., 2002 – le confirment. Toutes ces études montrent qu’un mélange de différents polysaccharides peut améliorer la qualité de l’eau. système immunitaire est plus fortement influencé.
L'effet sur le système immunitaire
Les ß-glucanes ressemblent aux chaînes de polysaccharides sur la paroi cellulaire externe des bactéries. Cela permet de simuler l’intrusion d’agents pathogènes et d’entraîner le système de défense. Les ß-glucanes ne sont pas synthétisés par l’organisme humain. Par conséquent, le système immunitaire les reconnaît comme étrangers au corps, de sorte qu’ils stimulent à la fois la réponse immunitaire innée et la réponse immunitaire acquise.
Pour être plus précis : Les ß-glucanes ont des propriétés moléculaires similaires à celles des agents pathogènes. Ils sont donc reconnus par certains récepteurs de la surface des cellules et déclenchent une réponse immunitaire. Ces récepteurs sont la dectine-1, le récepteur du complément, le récepteur Scavenger, LacCer (lactosylcéramide) et le TLR (toll-like receptor). Ce sont les récepteurs par lesquels les ß-glucanes transmettent leur action.
La dectine-1 est une lectine que l’on trouve sur les macrophages, les granulocytes neutrophiles, les cellules dendritiques et les lymphocytes T. La dectine-1 est une protéine qui se lie à l’ADN. Les ß-1-3 et ß-1-6 glucanes s’y lient. Cette liaison entraîne l’activation de la phagocytose, qui stimule la production de ROS, TNF-alpha, IL-2, IL-10 et IL-12.
Le récepteur du complément se trouve sur les granulocytes neutrophiles, les monocytes et les cellules NK. ß-glucanes et de nombreux agents pathogènes s’y lient. Cela déclenche un effet cytotoxique sur les cellules tumorales.
Le récepteur Scavenger se trouve sur les cellules endothéliales et les cellules myéloïdes (monocytes, granulocytes). Le LDL, le HDL, différentes cellules étrangères à l’organisme et le lentinane s’y lient. Cela active différentes kinases et eNOS.
LacCer sur les granulocytes neutrophiles entraîne la formation de ROS ; LacCer sur les cellules épithéliales entraîne la synthèse de TNF-alpha et de NF-kappa B. Les ß-glucanes et les cellules microbiennes s’y lient.
Le récepteur Toll-like TLR se trouve sur les macrophages, les lymphocytes, les cellules dendritiques et les cellules épithéliales. Il réagit aux champignons, bactéries, virus et protozoaires, ce qui entraîne la production de NFkappa B et de cytokines (TNF-alpha, IL-12).
L’effet sur la réponse immunitaire non spécifique innée est d’augmenter la cytotoxicité et la production de cytokines par les macrophages, les cellules tueuses naturelles et les granulocytes neutrophiles. Ils agissent également contre les cellules dégénérées, les virus et les bactéries par la production de radicaux libres d’oxygène et d’azote (gaz NO).
L’effet sur la réponse immunitaire acquise consiste en l’activation des cellules dendritiques. Ceux-ci dérivent des monocytes et présentent des antigènes aux lymphocytes T. Les lymphocytes T sont des cellules de l’organisme. Les ß-glucanes stimulent également la production des cytokines et chimiokines IL-8, IL-1b, IL-6, et du facteur de nécrose tumorale TNF-α. Ensuite, la capacité des macrophages à reconnaître et à éliminer les cellules en apoptose.
Les ß-glucanes ont des effets significatifs chez les animaux et dans les études cliniques. Parmi celles-ci, une action antivirale sur le VIH (augmentation des cellules CD4), l’hépatite B (stimulation de la phagocytose) et le virus de la grippe porcine (diminution des acides nucléiques viraux dans les cellules animales infectées, augmentation de l’interféron gamma et du gaz NO), ainsi qu’une action antibactérienne et antifongique en général. La cicatrisation des plaies est également favorisée par l’augmentation de l’activité des macrophages.
De plus, un effet cytotoxique direct sur les cellules cancéreuses a été découvert grâce aux polysaccharides. Par conséquent, les ß-glucanes peuvent potentiellement stopper à la fois le développement et la progression du cancer. Les polysaccharides actifs sont également des fibres alimentaires capables d’absorber d’éventuels cancérogènes et de favoriser leur élimination par l’intestin.
Autres effets des polysaccharides
Les ß-glucanes réduisent le taux de cholestérol, bien que le mécanisme d’action ne soit pas clairement établi. Une théorie suggère qu’ils entraînent une augmentation de la sécrétion d’acides biliaires, ce qui permet également d’éliminer davantage de cholestérol. L’autre théorie est que la production de cholestérol dans le foie est réduite lors de leur prise.
Les ß-glucanes peuvent également réduire l’augmentation de la glycémie après un repas. La raison en est qu’ils sont susceptibles de provoquer un retard dans la vidange gastrique. Par ailleurs, des études sur les animaux montrent également un effet hypoglycémique après l’injection de polysaccharides. Cela ne s’explique pas par le retard de la vidange gastrique, mais par d’autres mécanismes qui n’ont pas encore été clairement élucidés. Les modifications les plus probables concernent les récepteurs de l’insuline qui, sous leur influence, deviennent plus sensibles à l’absorption du sucre par les cellules. En outre, une augmentation directe des taux d’insuline est discutée.
Les ß-glucanes ont également un effet réducteur sur les triglycérides et sont utiles contre l’artériosclérose. Cela explique également leur effet de contrôle de la glycémie et de la pression artérielle.
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Études scientifiques / sources
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