GOS ( Galacto-oligosaccharides)

Bài viết này không nằm trong Dược thư quốc gia Việt Nam 2022 lần xuất bản thứ 3

Hoạt chất GOS được sử dụng trong lâm sàng nhằm mục đích cải thiện hệ tiêu hóa, giúp giảm táo bón, khó tiêu, thúc đẩy sự phát triển của lợi khuẩn đường ruột cũng như có thể giảm chàm ở trẻ sơ sinh. Trong bài viết bày, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc những thông tin về GOS.

1 GOS (Galacto-Oligosaccharides) là gì?

1.1 Mô tả hoạt chất GOS 

Hình cấu tạo và đặc điểm cấu tạo: GOS là các oligosaccarit chứa galactose có cấu trúc hóa học thay đổi theo độ dài chuỗi, sự phân nhánh và liên kết glycosyl. Tùy thuộc vào nguồn β-galactosidase, sử dụng Lactose làm cơ chất đơn lẻ, galactose được giải phóng trong quá trình thủy phân lactose bằng enzyme có thể được chuyển sang một phân tử lactose khác thông qua β(1→6), β(1→4) hoặc β(1 →3) liên kết glycosid với phân tử galactose. Ví dụ, β-galactosidase từ Kluyveromyces lactis và Aspergillus oryzae chủ yếu tạo ra GOS liên kết β-1,6. Ngược lại, β-galactosidase từ Bacillus circles chủ yếu tạo ra GOS liên kết β-1,4.

Trạng thái: GOS là một sản phẩm hòa tan trong nước, không màu, có độ nhớt tương tự xi-rô ngô. GOS ổn định ở pH 7 và độ ổn định nhiệt là do sự hiện diện của liên kết β-glucosidic giữa các gốc. Độ ngọt của GOS nhìn chung thấp hơn, thường gấp 0,3–0,6 lần so với sucrose. Do đó, GOS có thể được sử dụng làm chất độn trong nhiều loại thực phẩm khác nhau để tăng hương vị cho các loại thực phẩm khác. Vì GOS không dễ bị phân hủy ở đường tiêu hóa trên và có giá trị calo thấp nên phù hợp với chế độ ăn ít calo và bệnh nhân tiểu đường. Ngoài ra, GOS còn có khả năng dưỡng ẩm cao.

2 Tác dụng dược lý của hoạt chất GOS

2.1 Dược lực học

GOS là một oligosaccarit có chức năng tự nhiên, là hoạt chất quan trọng trong sữa và là prebiotic được sử dụng phổ biến. GOS được chia thành α-galacto-oligosaccharides (α-GOS) và β-galacto-oligosaccharides (β-GOS) do các liên kết glucoside khác nhau được gắn vào. Cho đến nay, chất được sử dụng nhiều nhất trong nghiên cứu và sản xuất thương mại là β-GOS, được tổng hợp bởi β-galactosidase thông qua phản ứng chuyển hóa lactose. Tuy nhiên, hiện nay có rất ít nghiên cứu về α-GOS. α-GOS là một oligosacarit phân bố rộng rãi trong nhiều loại thực vật khác nhau 

2.2 Cơ chế tác dụng 

Tác dụng nhuận tràng của GOS được cho là do hoạt động của nó như một chất xơ hòa tan. Oligosacarit không được tiêu hóa sẽ đi vào ruột già và kích thích quá trình lên men của vi khuẩn trong ruột kết. Quá trình lên men vi khuẩn của oligosacarit làm tăng khối lượng vi khuẩn, từ đó làm tăng khối lượng phân. Các oligosaccharide không được tiêu hóa và các sản phẩm lên men cũng có thể tạo ra hiệu ứng thẩm thấu trong ruột, làm tăng hàm lượng nước trong phân. Hàm lượng ruột tăng lên sẽ kích thích nhu động ruột kết. Tuy nhiên, các nghiên cứu cho đến nay với 10g hoặc 15g vẫn không thể chứng minh được bất kỳ tác dụng đáng kể nào của GOS đối với trọng lượng phân.

Ngoài ra, GOS có thể làm thay đổi chức năng ruột thông qua sự thay đổi môi trường đại tràng. Các nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng quá trình lên men vi khuẩn của oligosaccharide làm tăng sản xuất axit béo chuỗi ngắn (SCFA), làm giảm độ pH đại tràng. Độ pH đại tràng thấp hơn có thể kích thích sự phát triển của lactobacilli và bifidobacteria và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn không mong muốn. SCFA cũng có thể ảnh hưởng đến nhu động ruột, nhưng mối liên quan về mặt lâm sàng và cơ chế của tác dụng này vẫn chưa chắc chắn. Ở người, kết quả nghiên cứu kiểm tra tác động của GOS lên nồng độ SCFA trong phân trái ngược nhau. Cần lưu ý rằng sự gia tăng sản xuất SCFA ở đại tràng rất khó xác định ở người, vì SCFA được hấp thu nhanh chóng ở ruột, và do đó lượng SCFA trong phân không nhất thiết phải tương ứng với lượng sản xuất trong ruột của chúng.

3 Chỉ định - Chống chỉ định của GOS

3.1 Chỉ định

GOS xuất hiện tự nhiên trong sữa mẹ và GOS có trong sữa bột dành cho trẻ sơ sinh. Việc bổ sung hàm lượng GOS thấp vào sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh giúp cải thiện tần suất phân, giảm độ pH trong phân và kích thích Bifidobacteria và Lactobacilli đường ruột, như ở trẻ bú sữa mẹ.

GOS được công nhận là một thành phần tự nhiên có đặc tính prebiotic và nhiều nghiên cứu đã tiết lộ các đặc tính tăng cường sức khỏe và chức năng thực phẩm của nó, khiến nó trở thành một lựa chọn tiềm năng như một chất bổ sung dinh dưỡng hoặc thành phần thực phẩm. 

Giảm viêm da dị ứng, ngừa bệnh chàm tiến triển ở trẻ sơ sinh.

Cải thiện đầy hơi, đau dạ dày ở người không dung nạp Lactose.

3.2 Chống chỉ định

Người mẫn cảm với GOS.

4 Những ứng dụng trong lâm sàng của GOS

4.1 Hệ thực vật đường ruột

Một trong những cơ chế mà GOS phát huy tác dụng kháng khuẩn là nó có thể bám vào các vị trí liên kết của vi khuẩn trên bề mặt tế bào ruột, do đó ngăn chặn sự bám dính của các vi sinh vật gây hại. GOS đã được chứng minh là làm tăng số lượng Bifidobacteria và Bacteroides ở chuột bằng kỹ thuật qPCR. Nuôi con bằng sữa mẹ là cách tự nhiên để có được hệ thực vật đường ruột tốt nhất. Kết quả thu được ở trẻ bú sữa công thức cho thấy GOS có thể tạo ra sự phát triển của hệ vi sinh vật đường ruột tương tự như trẻ bú mẹ. Một nghiên cứu lâm sàng cho thấy rằng việc bổ sung GOS với tỷ lệ 90–10% tạo ra tác dụng bifidobacteria tương tự như cho con bú. Trong các thí nghiệm cho động vật ăn, việc bổ sung prebiotic GOS vào chế độ dinh dưỡng qua đường ruột tiêu chuẩn ở chuột bị viêm tụy cấp nặng đã cải thiện chức năng hàng rào ruột. Việc bổ sung GOS vào chế độ ăn cơ bản thương mại đã chứng minh sự gia tăng mật độ Bifidobacteria. Một nghiên cứu gần đây đã điều tra tác động của GOS lên thành phần hệ vi sinh vật và chức năng miễn dịch của những tình nguyện viên cao tuổi khỏe mạnh, và việc sử dụng GOS đã làm giảm đáng kể số lượng vi khuẩn có hại và tăng đáng kể số lượng vi khuẩn có lợi, đặc biệt là Bifidobacteria. Tóm lại, ngày càng có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng GOS điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột và kích thích hệ thống miễn dịch giống như cách cho con bú.

4.2 Đối với da

Uống prebiotic không chỉ có lợi cho đường ruột mà còn cải thiện tình trạng dị ứng da. Một cuộc khảo sát bằng bảng câu hỏi cho thấy những phụ nữ đi tiểu bất thường gặp nhiều vấn đề về da, chẳng hạn như da khô. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dùng Lactobacillus đường uống giúp cải thiện tình trạng viêm da dị ứng trong các thử nghiệm lâm sàng và bảo vệ cân bằng nội môi miễn dịch của da sau khi tiếp xúc với tia cực tím. Phenol do vi khuẩn đường ruột tạo ra được phát hiện tích tụ trong da thông qua quá trình tuần hoàn và phá vỡ sự biệt hóa tế bào sừng ở chuột không lông. GOS hứa hẹn sẽ phục hồi sức khỏe làn da bằng cách giảm việc sản xuất phenol bởi hệ vi sinh vật đường ruột. Ở phụ nữ, việc tiêu thụ GOS đã loại bỏ tình trạng mất nước và keratin do phenolics gây ra. Tiêu thụ prebiotic làm giảm mức độ nghiêm trọng của các bệnh về da dị ứng. Một nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng cho thấy hỗn hợp GOS ở trẻ sơ sinh khỏe mạnh đã ngăn ngừa sự phát triển của bệnh viêm da dị ứng. GOS có thể ngăn chặn bệnh viêm da dị ứng ở chuột bằng cách kích thích sản xuất IL-10 và ức chế sản xuất IL-17. Van Hoffen và cộng sự cho thấy rằng việc bổ sung GOS ở trẻ sơ sinh có nguy cơ cao làm giảm tổng phản ứng globulin miễn dịch, điều chỉnh phản ứng dị ứng và giảm IgE.

4.3 Sự hấp thu Canxi

Một số nghiên cứu trên động vật và con người đã chỉ ra rằng GOS có tác động tích cực đến thành phần và cấu trúc xương. Một số cơ chế đã được đề xuất: (1) Quá trình lên men vi khuẩn của các chất chuyển hóa có tính axit trong ruột kết làm giảm độ pH cục bộ của ruột, do đó làm tăng nồng độ trong lòng của các ion canxi và tăng khả năng hấp thụ canxi thụ động; (2) SCFA điều chỉnh lượng canxi, thúc đẩy các kênh canxi và tăng khả năng hấp thụ canxi. Một nghiên cứu đã chứng minh ở chuột và lợn bị cắt bỏ buồng trứng rằng sử dụng GOS làm giảm độ pH trong ruột, tăng quá trình khoáng hóa xương, ức chế sự thoái hóa xương do thiếu hụt estrogen và bảo tồn cấu trúc xương. Tác dụng có lợi của GOS đối với sự hấp thụ canxi và khoáng hóa xương cũng đã được chứng minh ở phụ nữ sau mãn kinh.

4.4 Giảm nguy cơ ung thư

Tác dụng của GOS và các prebiotic khác đối với khối u vẫn chưa được hiểu rõ. Hệ vi sinh vật đường ruột đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa chế độ ăn uống và chất chuyển hóa của vi khuẩn này ảnh hưởng đến sự phát triển và tiến triển của ung thư ruột kết. Một nghiên cứu của các Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sản phẩm lên men prebiotic trong đường ruột có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư ruột kết. Tác dụng của prebiotic đối với phản ứng miễn dịch ở ruột đạt được bằng cách kích thích các tế bào biểu mô ruột. GOS đã được chứng minh là có tác động tích cực đến chức năng miễn dịch. GOS có thể gây ra sự tăng sinh của Lactobacillus và Bifidobacteria và các chất chuyển hóa của nó, SCFA, đóng một vai trò quan trọng trong các cơ chế miễn dịch chống ung thư như chuyển hóa tế bào biểu mô đại tràng, biểu hiện gen và gây ra apoptosis. Fernández và cộng sự đã cho chuột mô hình ung thư ruột kết ăn 10% GOS. Sau 20 tuần phân tích mô ruột của chuột, người ta phát hiện ra rằng việc cho ăn GOS làm giảm đáng kể số lượng khối u ruột kết. Trong khi đó, giải trình tự metagenomic cho thấy số lượng vi khuẩn gây viêm đã giảm và số lượng vi khuẩn có lợi tăng lên đáng kể. Trong một thử nghiệm lâm sàng, người lớn tuổi bổ sung GOS đã nhận thấy sự gia tăng cytokine IL-10 điều hòa miễn dịch và giảm IL-1β so với giả dược.

4.5 Ngừa táo bón, giảm không dung nạp Lactose

Ngoài việc bảo vệ chức năng hàng rào ruột, GOS còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm bớt tình trạng không dung nạp lactose và ngăn ngừa táo bón. Một nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh rằng phụ nữ bị táo bón dùng GOS trong 3 tuần để giảm đáng kể các triệu chứng táo bón. Prebiotic làm tăng khả năng liên kết nước của ruột. Những chuyển động này làm tăng trọng lượng và tần suất phân, đồng thời cũng làm mềm phân, dẫn đến giảm thời gian vận chuyển. Các mức GOS khác nhau trong sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh làm tăng tần suất phân. So với trẻ sơ sinh bú sữa công thức tiêu chuẩn, trẻ sơ sinh được bổ sung prebiotic có phân mềm hơn và độ đặc của phân tương tự như trẻ bú sữa mẹ.

4.6 Điều hòa chuyển hóa lipid

GOS có độ ngọt thấp, ít calo, không dễ chuyển hóa thành cholesterol và chất béo nên có thể cải thiện chuyển hóa lipid, giảm cholesterol toàn phần trong huyết thanh, tăng tỷ lệ lipoprotein mật độ cao trong huyết thanh, từ đó ngăn ngừa và điều trị tăng huyết áp hiệu quả. và tăng lipid máu. Một nghiên cứu cho thấy cholesterol toàn phần, LDL và chất béo trung tính trong huyết thanh thấp hơn đáng kể ở chuột được cho ăn GOS so với nhóm đối chứng.

5 Liều dùng - Cách dùng của GOS

5.1 Liều dùng của GOS

5-20g/ngày, tối đa 1 tháng.

Ngoài ra GOS cũng được thêm vào sữa với hàm lượng khác nhau.

5.2 Cách dùng của GOS

GOS dùng đường uống.

==>> Xem thêm về hoạt chất: FOS giúp cân bằng hệ vi sinh đường ruột

6 Tác dụng không mong muốn của GOS

Tác dụng phụ nhẹ như:

• Co thắt dạ dày.
• Đầy hơi.
• Tiêu chảy.
• Chướng bụng.

7 Tương tác thuốc của GOS

Thuốc ức chế miễn dịch: Có thể bị giảm tác dụng do GOS.

==>> Mời quý bạn đọc xem thêm: Canxi giúp tăng cường sức khỏe xương khớp

8 Thận trọng khi sử dụng GOS

Việc dùng liều 4,5g/ngày có thể an toàn khi dùng cho bà bầu từ tuần 25 đến khi đã sinh.

Nên bổ sung đúng liều khuyên dùng.

9 Nghiên cứu Galacto-Oligosaccharides như prebiotic dành cho trẻ sơ sinh

Galacto-Oligosaccharides (GOS) là các oligosaccarit không tiêu hóa được đặc trưng bởi sự kết hợp của các cấu trúc khác nhau về mức độ trùng hợp (DP) và liên kết glycosid giữa các gốc galactose hoặc giữa galactose và Glucose. Chúng đã được nghiên cứu kỹ lưỡng về mặt khoa học và tác dụng tăng cường sức khỏe của chúng được hỗ trợ bởi một số lượng lớn các nghiên cứu khoa học và lâm sàng. Một loạt các tác dụng tăng cường sức khỏe liên quan đến GOS đã được báo cáo, chẳng hạn như thúc đẩy tăng trưởng của vi khuẩn có lợi, đặc biệt là bifidobacteria và lactobacilli, ức chế sự bám dính của mầm bệnh và cải thiện chức năng hàng rào ruột. GOS đã thu hút được sự quan tâm đáng kể từ các ngành công nghiệp thực phẩm vì tính linh hoạt của chúng như một thành phần có hoạt tính sinh học và đặc biệt là thành phần chức năng trong các công thức dành cho trẻ sơ sinh. Các oligosaccarit này được tạo ra trong một phản ứng được kiểm soát động học liên quan đến quá trình chuyển hóa lactose, được xúc tác bởi các β-galactosidase đặc biệt có nguồn gốc vi khuẩn hoặc nấm. Mặc dù công nghệ đã được thiết lập tốt được áp dụng cho sản xuất GOS, quy trình này vẫn có thể gặp phải những thách thức về công nghệ khi được sử dụng ở quy mô công nghiệp. Đánh giá hiện tại sẽ bao gồm các tài liệu khoa học liên quan về các đặc tính sinh lý có lợi của GOS như một prebiotic cho hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ sơ sinh, chi tiết về cấu trúc GOS, cơ chế phản ứng liên quan của β-galactosidase và quá trình sản xuất (quy mô lớn) của nó. quá trình này có thể vẫn gặp phải những thách thức công nghệ khi được sử dụng ở quy mô công nghiệp. Đánh giá hiện tại sẽ bao gồm các tài liệu khoa học liên quan về các đặc tính sinh lý có lợi của GOS như một prebiotic cho hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ sơ sinh, chi tiết về cấu trúc GOS, cơ chế phản ứng liên quan của β-galactosidase và quá trình sản xuất (quy mô lớn) của nó. quá trình này có thể vẫn gặp phải những thách thức công nghệ khi được sử dụng ở quy mô công nghiệp. Đánh giá hiện tại sẽ bao gồm các tài liệu khoa học liên quan về các đặc tính sinh lý có lợi của GOS như một prebiotic cho hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ sơ sinh, chi tiết về cấu trúc GOS, cơ chế phản ứng liên quan của β-galactosidase và quá trình sản xuất (quy mô lớn) của nó.

10 Các dạng bào chế phổ biến của GOS

GOS có trong công thức sữa, các sản phẩm bổ sung cho đường tiêu hóa, cải thiện chứng táo bón, kích thích tiêu hóa với hàm lượng khác nhau.

Các sản phẩm chứa GOS như: Kenko Haru, Oriol Pluss, Soki Tium Baby,…

11 Tài liệu tham khảo

1. Tác giả Leena Niittynen, Kajsa Kajander, Riitta Korpela (Ngày đăng tháng 6 năm 2007). Galacto-oligosaccharides and bowel function, PMC. Truy cập ngày 8 tháng 9 năm 2023
2. Tác giả Zhaojun Mei, Jiaqin Yuan, Dandan Licorresponding author (Ngày đăng 6 tháng 9 năm 2022). Biological activity of galacto-oligosaccharides: A review, PMC. Truy cập ngày 8 tháng 9 năm 2023
3. Tác giả Valentina Ambrogi, Francesca Bottacini, Linqiu Cao, Bas Kuipers, Margriet Schoterman, Douwe van Sinderen (Ngày đăng 3 tháng 9 năm 2021). Galacto-oligosaccharides as infant prebiotics: production, application, bioactive activities and future perspectives, Pubmed. Truy cập ngày 8 tháng 9 năm 2023