Maltase

Maltase được biết đến là một trong những enzym quan trọng nhất trong quá trình tiêu hóa của chúng ta , vì nó là enzyme chủ chốt trong miệng và nước bọt. Trong bài viết này, Thuốc Gia Đình xin gửi đến bạn đọc những thông tin chi tiết về loại enzym này.

1 Giới thiệu

1.1 Enzyme Maltase là gì ?

Maltase thuộc nhóm enzyme đường ruột GH13 (Glycoside hydrolase 13) có chức năng chuyển đổi các kết nối glucosidase của carbohydrate phức tạp thành các phân tử Glucose đơn giản để tiêu thụ. Các phân tử glucose sau đó sẽ được sử dụng như một loại “bữa ăn” cho tế bào để tạo ra năng lượng (Adenosine triphosphate) trong quá trình hô hấp tế bào. Maltase có thể được mã hóa bởi các gen được liệt kê dưới đây:

• Gen GAA mã hóa axit alpha-glucosidase, cần thiết cho quá trình phân hủy các loại đường phức tạp gọi là Glycogen thành glucose.
• Maltase-glucoamylase, được mã hóa bởi gen MGAM, có liên quan đến quá trình tiêu hóa tinh bột. Ở người, enzyme này chịu trách nhiệm tiêu hóa carbohydrate từ thực vật.
• Sucrase-isomaltase cần thiết cho quá trình tiêu hóa carbohydrate như tinh bột, sucrose và isomaltose và được mã hóa bởi gen SI.
• Gen AMY1A mã hóa Alpha-amylase 1, chịu trách nhiệm cắt liên kết -glucosidase trong oligosaccharides và polysaccharides để tạo ra tinh bột và glycogen để các enzyme trước đó xúc tác. Sự hiện diện của nhiều gen này trong não có liên quan đến việc giảm nguy cơ mắc bệnh Alzheimer.

1.2 Nguồn dự trữ

Maltase là một enzyme tiêu hóa carbohydrate có tác dụng cắt liên kết giữa hai phần của phân tử đường maltose. Maltose là một loại đường tự nhiên được tạo ra khi cơ thể phân hủy tinh bột từ chuỗi dài thành các phân tử ngắn hơn bằng cách sử dụng enzyme Amylase và cả trong hạt nảy mầm để chuẩn bị cho quá trình nảy mầm. Nó cũng là sản phẩm phụ của quá trình đun nóng đường trong các quá trình nấu khác nhau, đặc biệt là trong quá trình caramen hóa ở nhiệt độ cao hơn, trong đó đường có trong thực phẩm chuyển sang màu nâu.

Maltase phân hủy disacarit maltose thành hai phân tử glucose, cơ thể dễ dàng oxy hóa để tạo năng lượng. Nói một cách đơn giản, maltase là một phần quan trọng của quá trình enzyme mà cơ thể chúng ta sử dụng để tiêu hóa hiệu quả tinh bột và đường có trong ngũ cốc và các thực phẩm có nguồn gốc thực vật khác mà chúng ta ăn hàng ngày.

Enzyme này được tổng hợp trong lớp lót của thành ruột và được sử dụng cùng với các tế bào bên trong màng nhầy của chúng ta. Bắt đầu từ khoang miệng, maltase hoạt động với các enzyme tiêu hóa carbohydrate khác để phân hủy tinh bột và đường phức tạp thành những phần đơn giản hơn, dễ tiêu hóa hơn. Quá trình này bị giảm đi hoặc tạm dừng trong giai đoạn tiêu hóa có tính axit cao hơn trong dạ dày nhưng được tiếp tục ở độ pH tương đối trung tính của ruột non, nơi maltase lại được tiết ra.

1.3 Phân biệt Maltose và Maltase

Maltose	Maltase
C12H22O11 là một disaccharide được tạo ra khi amylase tiêu hóa tinh bột và được maltase chuyển hóa thành glucose. Nó là một đồng phân của trehalose.	Enzym xúc tác quá trình chuyển hóa maltose thành glucose.
Trong quá trình tiêu hóa tinh bột sẽ tạo ra đường kết tinh màu trắng	Maltose và các loại đường liên quan được phân hủy để tạo ra glucose nhờ một loại enzyme có trong nước bọt và dịch tụy.
Ví dụ, đường được tạo ra khi tinh bột bị phân hủy bởi các enzym có trong maltose và nước bọt. Đó là một disaccharide hai đơn vị glucose.	Maltase là một loại enzyme alpha-glucosidase được tìm thấy ở lớp lót của thành ruột. Quá trình thủy phân disacarit maltose thành hai loại đường đơn glucose được xúc tác bởi enzyme này.

2 Cơ chế hoạt động và vai trò

2.1 Cơ chế hoạt động của Maltase

Cơ chế của tất cả các enzyme thuộc họ GH13 là thủy phân liên kết alpha-glucosidase. Maltase là một disaccharide có liên kết -(1->4) nối hai đơn vị glucose được sử dụng để hòa tan maltose. Tốc độ thủy phân được xác định bởi kích thước của cơ chất (hoặc kích thước carbohydrate).

2.2 Vai trò của Maltase

Maltase là một trong những enzyme quan trọng nhất trong quá trình tiêu hóa của chúng ta , vì nó là enzyme chủ chốt trong miệng và nước bọt. Enzym maltase giúp giảm bớt gánh nặng tiêu hóa cho tuyến tụy và ruột non. Nếu không có enzyme quan trọng này, ruột non sẽ khó phân hủy đường và tinh bột hơn nhiều. Bằng cách này, maltase giúp toàn bộ hệ thống tiêu hóa hoạt động trơn tru. Tương tự, có đủ maltase trong ruột có thể làm giảm kích ứng và hỗ trợ nhiều lợi ích sức khỏe ngoài tiêu hóa.

2.2.1 Phòng ngừa và hỗ trợ các vấn đề về tiêu hóa ở trẻ tự kỷ

Hiện nay ngày càng có nhiều nghiên cứu ủng hộ việc sử dụng các enzyme tiêu hóa như maltase cho trẻ mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ . Các nghiên cứu xác nhận rằng nhiều trẻ tự kỷ cho thấy có mối tương quan với việc giảm hoạt động của disacarit trong ruột. Điều này liên quan đến sự hiện diện của các enzym như maltase trong ruột. Bởi vì trẻ tự kỷ có lượng maltase giảm nên các nghiên cứu hiện đang xem xét việc bổ sung enzyme maltase để cải thiện các triệu chứng của chúng. Một nghiên cứu gần đây cho thấy hơn một nửa mẫu của 36 trẻ tự kỷ được phát hiện mắc chứng rối loạn tiêu hóa liên quan đến việc thiếu enzyme trong ruột. Tương tự, sinh thiết Đường tiêu hóa cho thấy những đứa trẻ này bị kích thích mãn tính ở dạ dày, tá tràng và thực quản, một triệu chứng phổ biến của tình trạng thiếu enzyme.

2.2.2 Phòng ngừa và hỗ trợ tiêu chảy mãn tính

Các nghiên cứu trên bệnh nhân bị tiêu chảy mãn tính cho thấy lượng enzyme tiêu hóa như maltase (cũng như lactase và sucrase) giảm đi. Những nghiên cứu này cho thấy rằng việc thiếu maltase, cũng như các enzym quan trọng khác có thể là yếu tố nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chảy mãn tính. Nghiên cứu này cho thấy việc bổ sung enzyme maltase có thể làm giảm kích ứng và tiết dịch quá mức ở niêm mạc ruột.

2.2.3 Phòng ngừa rối loạn tiêu hóa do bệnh tiêu hóa bẩm sinh

Các nhà khoa học hiện đang hiểu được mối liên hệ giữa di truyền và hệ tiêu hóa. Một số trẻ em và trẻ sơ sinh bị tiêu chảy mãn tính cũng như đau bụng và chướng bụng. Điều này, nếu không được điều trị, có thể dẫn đến mất cân bằng tiêu hóa trong suốt cuộc đời và đến tuổi trưởng thành. Những người này không thể phân hủy sucrose disacarit một cách chính xác. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng maltase có nguồn gốc từ nấm trong các nghiên cứu ở người đã cho thấy những cải thiện đáng kể về mặt lâm sàng ở trẻ em mắc các tình trạng tiêu hóa cực kỳ khó khăn này. Nghiên cứu này còn gợi ý thêm mối liên hệ rõ ràng giữa việc sử dụng các enzyme carbohydrate như maltase như một phương pháp điều trị hữu ích để hỗ trợ rối loạn tiêu hóa liên quan đến sự thiếu hụt enzyme. Hơn nữa, điều mà mỗi nghiên cứu lâm sàng này gợi ý là enzyme giúp tất cả chúng ta tiêu hóa tốt hơn hàng ngày. Không có họ, bệnh tật xảy ra sau đó.

3 Thiếu Maltase

Năm 1932, nhà nghiên cứu bệnh học người Hà Lan JC Pompe ban đầu mô tả tình trạng thiếu axit maltase (AMD), hay còn gọi là bệnh Pompe. AMD là một bệnh rối loạn lặn nhiễm sắc thể thường không liên quan đến giới tính, trong đó không bào lysosome ở hầu hết các loại tế bào khắp cơ thể đều tích tụ quá nhiều glycogen. Đây là một trong những bệnh lưu trữ glycogen nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến mô cơ.

AMD được chia thành ba loại tùy theo độ tuổi mà các triệu chứng đầu tiên xuất hiện ở những người bị ảnh hưởng. Loại a, b và c mô tả thời thơ ấu, thời thơ ấu và tuổi trưởng thành. Loại đột biến gen được tìm thấy ở 17q23 xác định loại AMD. Đồng thời, loại đột biến quyết định lượng axit maltase được tạo ra.

AMD gây chết người và trẻ em loại A thường chết vì suy tim trước khi được một tuổi. Trẻ em loại b chết vì suy hô hấp trong độ tuổi từ 3 đến 24. Bệnh nhân loại c chết vì suy hô hấp trong độ tuổi từ 10 đến 20 năm sau khi có triệu chứng.

4 Ứng dụng trong đời sống

Quá trình tiêu hóa tinh bột cần sáu loại enzyme trong ruột, hai trong số đó là các enzyme nội bào, thường được gọi là alpha-amylase. Bốn enzyme còn lại đã được xác định là maltase và exo-glucosidase liên kết với bề mặt lòng của tế bào ruột.

Các hoạt động maltase này được kết nối với hệ thống sucrase-isomaltase. Maltase-glucoamylase được trao cho hai loại maltase còn lại không có đặc tính phân biệt (còn gọi là maltase II và III). Bốn maltase này là alpha-glucosidase vì chúng đều tiêu hóa các oligosacarit tinh bột tuyến tính thành glucose.

Ở một số khía cạnh, nó tương tự như alpha-glucosidase, nhưng “maltase” nhấn mạnh đặc tính disaccharide của cơ chất, trong đó glucose bị phân cắt, trong khi “alpha-glucosidase” tập trung vào liên kết cho dù cơ chất là polysaccharide hay disacarit.

Vì alpha-amylase đóng vai trò quan trọng trong việc phá vỡ tinh bột nên nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp làm bánh. Nó thường được sử dụng như một chất tăng hương vị để cải thiện chất lượng bánh mì. Nấm men sẽ không thể lên men nếu không có alpha-amylase.

Maltose-glucoamylase thường được sử dụng làm nguồn lên men vì nó có thể phá vỡ tinh bột thành maltose, sau đó có thể được sử dụng để làm rượu sake và bia.

Ngoài mục đích sản xuất bia, maltose glucoamylase đã được khám phá bằng cách bổ sung các chất ức chế phức tạp để ngăn chặn quá trình thủy phân các kết nối alpha-glucosidase. Các nhà khoa học muốn phát triển một loại thuốc ít gây hại hơn và hiệu quả hơn để điều trị bệnh tiểu đường bằng cách ức chế sự phân cắt liên kết.

5 Tài liệu tham khảo 

Tác giả Buford L Nichols và cộng sự, ngày đăng báo năm 2018. Metabolic Impacts of Maltase Deficiencies, Pubmed. Truy cập ngày 6 tháng 9 năm 2023.