Polysaccharide là gì? Chi tiết đặc điểm, cấu trúc và vai trò

Polysaccharide là đại phân tử quan trọng trong duy trì năng lượng và tái tạo chức năng cơ thể sống với đa dạng ứng dụng trong các lĩnh vực

Polysaccharides là một nhóm các carbohydrate có cấu trúc phân tử phức tạp, được tạo thành từ nhiều đơn vị monosaccharide liên kết với nhau. Chúng đóng vai trò quan trọng trong cơ thể sống. Từ cung cấp năng lượng cho sự duy trì của tế bào đến vai trò cấu trúc trong việc xây dựng tường tế bào. Polysaccharides còn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, dược phẩm và ngành công nghiệp khác.

1. Polysaccharide là gì?

Polysaccarit (đường đa) là đại phân tử carbohydrate. Chuỗi dài là các monosaccarit liên kết bằng glycosidic và thủy phân hoặc monosaccharide oligosaccarit. Cấu trúc tuyến tính giúp đảm bảo tính phân nhánh cao. Chẳng hạn như polysaccharides lưu trữ bao gồm tinh bột, glycogen và polysaccarit cấu trúc (xenlulôzơ và kitin). Polysaccarit khá đồng nhất, chỉ thay đổi nhỏ ở các đơn vị lặp đi lặp lại. Tùy cấu trúc, các đại phân tử có thể mang các tính chất khác biệt với monosaccarit của chúng. Polysaccharides thường được tìm thấy trong: yến mạch, lúa mạch, nấm, nấm men, nấm thực vật, vi sinh vật,…
Polysaccharide có tác dụng quan trọng với sức khỏe con người. Nó hoạt động như nguồn năng lượng trong tế bào động vật và hình thành một phần cấu trúc của tế bào thực vật. Tùy thuộc loại monosaccharide hiện hữu, polysaccharide có thể là homopolysaccharides hoặc heteropolysaccharides. Monosaccharides xuất hiện dạng cấu trúc thằng được gọi là polysaccharide tuyến tính. Nếu phân nhánh gọi là Polysaccharide phân nhánh.

2. Các thực phẩm giàu Polysaccharide

Có rất nhiều thực phẩm chứa Polysaccharide. Trong đó, phải kể đến các loại nấm như đông trùng hạ thảo, nấm linh chi,… Đây là các thực phẩm được cho là giàu polysaccharides nhất. Ngoài ra, nó còn có trong một số loại tảo như tảo xoắn, tảo nâu và rong biển.

3. Đặc điểm của Polysaccharide

Dưới đây là một số tính chất của Polysaccharide:

  • Thiếu vị ngọt
  • Nhiều chất khó tan trong nước
  • Polysaccharide kỵ nước
  • Khó hình thành tinh thể khi chuyển khô
  • Polysaccharide nhỏ và khó thẩm thấu vào tế bào
  • Polisaccarit gồm phân tử hidro, cacbon và oxi. Tỷ lệ hidro và oxi là 2:1

4. Phân loại Polysaccharide

Cùng BCC khám phá ngay các loại Polysaccharide.

4.1 Dựa theo cấu trúc mạch

Polysaccharide được cấu thành từ nhiều phân tử đường đơn Monosaccharide tạo chuỗi lớn. Các chuỗi liên kết mạch thẳng tạo Polysaccharide mạch thẳng. Còn liên kết theo dạng nhiều phân nhánh gọi là Polysaccharide phân nhánh.

4.2 Dựa theo cấu trúc monosaccharide

Polisaccarit được chia thành:

  • Homopolysaccaride
  • Heteropolysaccharide
Homopolysaccharide

Các polysaccharide chứa cùng loại monosaccharides gọi là Homopolysaccharide.

  • Glycogen: Chuỗi phân tử lớn có ở động vật và nấm.
  • Cellulose: Thành tế bào thực vật gồm cellulose do các chuỗi ꞵ-glycoside dài tạo thành.
  • Tinh bột: Tinh bột được coi là kết quả kết tinh của amyloza và amylopectin. Nó được tìm thấy phần lớn trong thực vật, trái cây và các loại hạt.
  • Inulin: Được tạo thành từ các phân tử fructofuranose liên kết thành chuỗi. Nó được tìm thấy trong củ của các cây như thược dược và atiso.
  • Các loại Polysaccharide được tạo nên từ các liên kết Monosaccharide cùng loại với nhau. Điển hình là Glycogen, tinh bột, Xenlulozo, Inulin,…
Heteropolysaccharide

Một polysaccharide chứa nhiều loại monosaccharides khác nhau gọi là heteropolysaccharide.

  • Axit Hyaluronic: Bao gồm axit D-glucuronic và N-acetyl-glucosamine, được tìm thấy trong mô liên kết và da các sinh vật.
  • Heparin: Bao gồm axit D-glucuronic và N-sulfo-D-glucosamine, có nhiều trong tế bào mast và máu.
  • Chondroitin-4-sulfate: Đường cấu thành là axit D-glucuronic và N-acetyl-D-galactosamine-4-O-sulfate, có nhiều trong sụn.
  • Gamma globulin: N-acetyl-hexose amin, D-mannose và galactose là thành phần của polysacarit gamma globulin, có nhiều trong máu.
  • Nhóm Polysaccharide gồm nhiều loại monosaccharide khác nhau tạo thành. Một số Polysaccharides phổ biến thường gặp như Axit Hyaluronic, Heparin, Gamma globulin,…

5. Chức năng của Polysaccharide

  • Có khả năng lưu trữ năng lượng
  • Chứa nhiều liên kết hydro nên nước khó xâm nhập vào các phân tử. Điều này khiến polysaccharide kỵ nước
  • Polysaccharide giúp duy trì thang nồng độ, tác động đến khả năng hấp thu chất dinh dưỡng và nước tế bào
  • Lượng lớn polysaccharide liên kết cộng hóa trị với lipit và protein hình thành nên glycolipid và glycoprotein. Chúng được sử dụng để gửi tín hiệu giữa và trong các tế bào
  • Hỗ trợ cơ học tế bào

6. Ý nghĩa sinh học của Polysaccharide

Giống như các loại carbohydrate khác, Polisaccarit thực hiện các chức năng như nguồn năng lượng. Khi con người hoặc động vật tiêu thụ polisaccarit, chúng thu được monosaccharides. Sau đó, cơ thể sẽ sử dụng để tạo ATP. Trong đó, glucose là dạng tế bào phổ biến nhất được sử dụng. Từ glucose, ATP được hình thành nhờ phosphoryl hóa ở mức cơ chất hoặc phosphoryl oxy hóa. Ngoài ra, Polysacarit cũng rất quan trọng trong sinh vật sống. Bởi đây là thành phần cấu trúc chính định hình cấu trúc sinh học cellulose và chitin. Cellulose thực vật được chiết xuất và ứng dụng đa dạng trong ngành công nghiệp giấy, dệt may và dược phẩm.

Xem thêm: 

7. Cấu trúc của polysaccharide

Polysaccharide được hình thành bởi các monosaccarit liên kết với nhau bằng liên kết glycosid. Nó được tạo bởi phân tử oxy, giữ vai trò như cầu nối giữa hai vòng carbon. Liên kết này xuất hiện do hydroxyl bị trục xuất khỏi nguyên tử cacbon của một phân tử. Còn hydro bị trục xuất khỏi nhóm hydroxyl của monosaccarit khác. Hai phân tử hidro và một phân tử oxy mất nên hình thành phản ứng khử nước. Sự kết hợp cấu trúc phân tử tạo nên polysaccharide sẽ quy định cấu trúc và tính chất của chúng. Một polysacarit dự trữ năng lượng giúp truy cập dễ dàng vào các monosaccarit nó tạo thành. Còn polysacarit được sử dụng để hỗ trợ thường là chuỗi dài monosaccarit có cấu trúc sợi.

cấu trúc của polysaccharide

8. Một số ví dụ quan trọng về Polisaccarit

Homopolysaccaride

Loại polisaccarit dự trữ phổ biến nhất là tinh bột. Nó xuất hiện trong các tế bào thực vật. Đồng thời, tồn tại ở hai dạng là amyloza và amylopectin. Amyloza là dạng tinh bột xoắn ốc chỉ gồm các liên kết alpha-1,4 và amilopectin có cấu trúc giống glycogen. Trừ liên kết alpha-1,6 phân nhánh chỉ có ở 1 trong 30 đơn phân tử.

Glycogen

Glycogen là một polysacarit có nhiều ở động vật giúp lưu trữ năng lượng. Nó bao gồm các liên kết alpha-1,4-glycosid và liên kết alpha-1,6 phân nhánh có ở mỗi monome thứ mười. Trong đó, gan và cơ bắp là cơ quan chủ yếu sản sinh ra nó. Ngoài ra, nó còn được sản xuất trong quá trình tạo đường.

Cellulose

Cellulose có cấu trúc polysaccharide, chủ yếu ở thành tế bào thực vật. Khi được tiêu thụ, chúng hoạt động như chất xơ. Đây được coi là một trong những phân tử hữu cơ phong phú nhất. Các dạng cellulose phổ biến là gỗ, giấy và bông.

Heteropolysaccharid

Chúng hoạt động như các thành phần cấu trúc và thực hiện chức năng khác nhau trong cơ thể.

Axit hyaluronic

Thực hiện chức năng như chất bôi trơn của khớp.

Chondroitin sulphate

Tăng độ bền kéo và đàn hồi của sụn, dây chằng, gân và thành động mạch chủ.

Dermatan sulphate

Chủ yếu được tìm thấy trong da, mạch máu, tim và phổi. Đồng thời, có liên quan đến các vấn đề đông máu, bệnh mạch máu và một số tình trạng bệnh lý khác.

Keratan sulphate

Có nhiều trong giác mạc, xương, sụn, móng tay và tóc.

Heparin

Có chức năng như chất chống đông máu trong máu.

Có rất nhiều loại Polysaccharide khác nhau trong cơ thể con người. Điển hình là glycosaminoglycan hoặc mucopolysacarit do mạng lưới nội chất và trưởng thành trong bộ máy Golgi tạo thành. Đây là thành phần quan trọng trong các mô liên kết. Đồng thời, được tìm thấy trong collagen và elastin.

9. Lợi ích của Polysaccharide với sức khỏe

9.1 Điều trị ung thư

Kích hoạt Polysaccharide giúp sản sinh interferon và phục hồi tủy xương bị hỏng. Nó giúp bổ sung năng lượng và giảm đau ở bệnh nhân ung thư. Các thí nghiệm in vitro và in vivo thể hiện khả năng kích thích miễn dịch, kháng u và chống viêm của Polysaccharides. Cụ thể là có thể chống u nhờ cơ chế kích hoạt quá trình chết theo chương trình của tế bào khối u. Bởi vậy, Polysaccharides rất tốt với bệnh ung thư. Do đó, nó thường được kết hợp với hóa trị để tăng khả năng chữa bệnh thành công.
Thông qua các thí nghiệm, dược chất Polysaccharide có thể hạn chế tối đa khả năng phát triển các khối u mãn tính. Dù không thể gây độc trực tiếp để tiêu diệt tế bào ung thư. Nhưng Polysaccharide có thể giúp tăng cường miễn dịch, kháng u, chống viêm. Đồng thời, tăng quá trình tự hủy “Apoptosis” của khối u. Chưa kể, dược chất này còn có khả năng sản sinh interferon. Từ đó, giúp phục hồi tủy xương, tiếp thêm năng lượng và giảm đau hiệu quả. Polysaccharide thường được kết hợp với quá trình hóa trị liệu. Điều này giúp tăng khả năng sống sót và phục hồi của bệnh nhân trong quá trình điều trị ung thư.

9.2 Tăng cường hệ miễn dịch

Hệ thống miễn dịch không phải lúc nào cũng đạt hiệu quả cao nhất. Bởi trong môi trường có rất nhiều yếu tố nguy hại tiềm ẩn và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe. Nhất là lúc cơ thể đang mệt mỏi, stress, cao tuổi hoặc mắc các bệnh lý. Polysaccharides có khả năng cân đối và điều tiết đối với hệ miễn dịch. Việc bổ sung Polysaccharides vào cơ thể giúp tăng cường khả năng hoạt hóa tế bào và chức năng tiêu diệt tế bào miễn dịch. Cụ thể là nó giúp cải thiện, phục hồi chức năng thực bào của đại thực bào. Thực bào hoạt động mạnh mẽ kéo theo khả năng miễn dịch của cơ thể tăng lên. Do đó, bổ sung Polysaccharide giúp tăng cường sức đề kháng hiệu quả.

9.3 Phục hồi chức năng phổi

Dược chất Polysaccharides giúp hồi phục tế bào nang phổi bị hư hỏng. Từ đó, hỗ trợ điều trị các bệnh liên quan đến tổn thương phổi, phế quản hay hen suyễn mãn tính.

9.4 Nâng cao chức năng Gan

Chức năng gan được cải thiện và nâng cao giúp tăng khả năng giải độc và thanh lọc cơ thể. Đó là bởi Polysaccharides có khả năng làm tăng chức năng thực bào của Gan. Viêm gan, xơ gan là các vấn đề điển hình liên quan đến tổn thương gan. Đồng thời, việc giải phóng nhiều men gan vào máu làm men gan tăng khiến gan hư hại và hạn chế chức năng thải độc. Các bằng chứng chứng minh việc bổ sung Polysaccharides làm giảm men hiệu quả và tăng chức năng thực bào gan. Các hoạt chất Polysaccharide giúp bảo vệ tế bào gan, tối ưu quá trình thanh lọc và giải độc cơ thể.

9.5 Giảm đường huyết và mỡ máu

Polysaccharide (CS-F30) được chiết xuất từ sợi nấm nuôi cấy của đông trùng hạ thảo có thể làm hạ đường huyết ở chuột bị tiểu đường di truyền. Các polysaccharide thô và trung tính giúp hạ đường huyết. Tuy nhiên, nó lại không ảnh hưởng đến mức insulin bình thường ở chuột.

9.6 Thúc đẩy quá trình tạo máu

Polysaccharide giúp cải thiện chức năng sản sinh máu của tế bào tủy xương. Đồng thời, thúc đẩy khả năng sản sinh tế bào hồng cầu. Ngoài ra, nó còn giúp ngăn chặn tình trạng gia tăng bạch cầu trung tính. Đây cũng là nguyên nhân chính gây bệnh ung thư máu. Bởi vậy, hoạt chất này rất tốt với các bệnh nhân ung thư máu khi đang điều trị.

chức năng của polysaccharide

Xem thêm:

10. Tạm kết

Trong tự nhiên, polysaccharide là nhóm các phân tử quan trọng đóng vai trò trong nhiều quá trình sinh học quan trọng. Chúng không chỉ là nguồn năng lượng lớn cho cơ thể mà còn có vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của tế bào. Sự hiểu biết về polysaccharide không chỉ mang lại sự hiểu biết sâu sắc về sinh học mà còn mở ra tiềm năng trong các ứng dụng y tế và công nghiệp trong tương lai. BCC chuyên cập nhật nhanh chóng và chính xác nhất các thông tin liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Beta Glucan trong mọi lĩnh vực.

cv

TS. Nguyễn Văn Năm

Tiến sĩ Sinh học - Nhà sáng lập BCC

20 năm công tác tại Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Ủy viên BCH Hội Miễn dịch Trị liệu Ung thư Việt Nam

Bích Vũ

Content Writer of BCC

5/5 - (11 bình chọn)

Bài viết liên quan

beta glucan 1,3 1,6

Beta glucan 1,3/ 1,6 là gì? Hoạt chất hỗ trợ điều trị ung thư

Beta glucan 1,3/1,6 sở hữu hoạt tính sinh học mạnh nhất giúp tăng cường hệ thống miễn dịch, điều trị...
beta glucan trong mỹ phẩm

Beta Glucan trong mỹ phẩm – Thần dược cho làn da khỏe mạnh

Beta Glucan được ứng dụng hiệu quả trong điều chế mỹ phẩm giúp tăng cường độ ẩm, cấp nước, mau...
beta glucan có tác dụng gì

Beta Glucan có tác dụng gì? Ứng dụng toàn diện nhất

Beta Glucan có tác dụng gì? Hợp chất giúp cải thiện tối đa chất lượng sức khỏe và được tin...