Vai trò của đường XOS

Xylooligosaccharides (XOS) được định nghĩa là các oligosaccharide xylanic có chứa 2–10 đơn vị xylose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4 glycosidic. XOS là một loại oligosaccharide không tiêu hóa được bởi động vật có vú và con người và được xếp vào loại prebiotic, tuy nhiên không phải loại vi khuẩn nào cũng có thể sử dụng được XOS như một nguồn cung cấp năng lượng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các prebiotic như XOS có khả năng tác động có lợi đến sức khỏe con người thông qua các cơ chế: ảnh hưởng tích cực lên hệ vi sinh vật đường ruột, điều chỉnh miễn dịch của cơ thể, ức chế độc tính của chất gây ung thư, ức chế mầm bệnh và tăng cường khả năng hấp thu dưỡng chất 

Hình minh họa đường XOS tăng sức đề kháng và miễn dịch ở trẻ em

Khái niệm prebiotic được Glenn Gibson và Marcel Roberfroid giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1995. Prebiotic là một dạng thực phẩm tự bản thân không tiêu hóa được nhưng có ảnh hưởng tốt cho cơ thể con người bằng cách kích thích sự tăng trưởng của các vi khuẩn có lợi (Hình 2). Prebiotic là chất xơ hòa tan làm nguồn thức ăn cho các lợi khuẩn, giúp chúng phát triển khỏe mạnh trong ruột. Từ đó, khả năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng được cải thiện đáng kể. 
 

Prebiotics được sử dụng như một nguồn carbon và năng lượng và ảnh hưởng đến hoạt động và thành phần của hệ vi sinh vật GI. Trong đó, đường XOS có khả năng làm thay đổi thành phần tổng số vi sinh vật đường ruột ở người bằng cách tăng số lượng vi khuẩn Lactobacillus và Bifidobacterium, đồng thời làm giảm số lượng vi khuẩn gây hại. Vi khuẩn có lợi lên men đường XOS thành năng lượng và sản xuất các axit béo chuỗi ngắn SCFA, giúp tăng nồng độ SCFA trong ruột, từ đó làm giảm giá trị pH, phá vỡ môi trường thuận lợi của vi khuẩn gây hại, giảm số lượng hại khuẩn. [1, 2]

Những thực phẩm tự nhiên giàu prebiotics 

Việc bổ sung XOS có tác dụng đáng kể lên cả pH manh tràng và trọng lượng thành manh tràng theo cách phụ thuộc vào liều lượng, tương tự như các NDO (oligosaccharide không tiêu hóa được) khác. Sự giảm pH manh tràng, có thể do sản xuất SCFAs- các axit béo chuỗi ngắn (như axit axetic, axit propionic và axit butyric) , tạo ra một môi trường axit hơn cho khoang ruột. Môi trường axit này có lợi hơn trong việc cải thiện độ hòa tan của khoáng chất, do đó làm tăng khả năng hấp thụ khoáng chất. Ngoài ra, sự tăng trọng lượng của thành manh tràng có thể gián tiếp do sự hiện diện của SCFAs, vì butyrate được báo cáo là một trong những nguồn năng lượng chính cho các tế bào biểu mô ruột. Bổ sung XOS làm tăng đáng kể chiều cao của nhung mao tá tràng, tăng diện tích hấp thụ của tá tràng lên. Sự gia tăng diện tích bề mặt hấp thụ này góp phần vào việc hấp thụ các khoáng chất trong ruột. 
 

Các tác động quan sát được đối với trọng lượng và độ pH của thành manh tràng, hình thái niêm mạc ruột và chất vận chuyển canxi gián tiếp cho thấy rằng tất cả các cơ chế trên có khả năng tham gia vào việc cải thiện các đặc tính của xương. Tác động tích cực của việc bổ sung XOS đối với sự hấp thụ khoáng chất có thể góp phần làm tăng khả dụng sinh học của Ca. Sự gia tăng hiệu quả hấp thụ Ca đã cung cấp thêm nguồn cung cấp khoáng chất, các thành phần vô cơ chính của xương, gây ra sự gia tăng có lợi hầu hết các chỉ số xương đã nghiên cứu liên quan đến chất lượng xương. Hàm lượng khoáng chất trong xương của con người liên quan mật thiết đến sức mạnh của xương và sự ổn định của môi trường bên trong, vì vậy BMD được coi là một chỉ số quan trọng để đánh giá sức khỏe con người. BMD xương đùi tăng phụ thuộc vào liều lượng khi can thiệp XOS ở nồng độ từ 4%. XOS có tác động tích cực đến các đặc tính của xương, có thể do trọng lượng và độ pH của thành manh tràng, hình thái niêm mạc ruột và các chất vận chuyển canxi liên quan. Do đó, một liều XOS thích hợp có thể được coi là một chiến lược bổ trợ đầy hứa hẹn cho thanh thiếu niên để đạt được khối lượng xương cao nhất.[3]

    Các lợi khuẩn sử dụng prebiotics tạo ra nhiều loại hợp chất chống ăn mòn và kích hoạt hệ thống miễn dịch của vật chủ để phân hủy các enzym gây ung thư do hệ vi sinh ruột kết tạo ra và do đó duy trì tính thẩm thấu của ruột và cân bằng vi sinh vật. Việc sử dụng FOS, XOS và các prebiotics khác cũng đã được chứng minh có thể dẫn đến việc kích hoạt cả đáp ứng miễn dịch bẩm sinh và thu được và do đó làm tăng tế bào lympho B / bạch cầu trong máu ngoại vi và các mô lympho liên quan đến ruột (GALT). Đồng thời gây nên sự cảm ứng thực bào và tăng tiết IgA bởi GALTs trong các đại thực bào trong ổ viêm kích hoạt các phản ứng miễn dịch của vật chủ và sản xuất các chất kháng khuẩn. Tác động điều hòa miễn dịch của XOS cũng được thể hiện qua khả năng điều chỉnh giảm phản ứng viêm do LPS gây ra thông qua sự tăng sản xuất IL10 [4].

Kết luận XOS giúp: 

⦁    Thay đổi hệ vsv đường ruột theo hướng tăng lợi khuẩn, giảm hại khuẩn

⦁    Có tiềm năng tăng khả năng hấp thụ canxi và khoáng chất, giúp tăng chiều cao

⦁    Điều hòa miễn dịch, làm giảm phản ứng viêm

Tài liệu tham khảo
⦁    Lin, Shyh-Hsiang & Chou, Liang-Mao & Chien, Y-W & Chang, Jung-Su & Lin, Ching-I. (2016). Prebiotic Effects of Xylooligosaccharides on the Improvement of Microbiota Balance in Human Subjects. Gastroenterology Research and Practice. 2016. 1-6. 10.1155/2016/5789232. 

⦁    Finegold SM, Li Z, Summanen PH, Downes J, Thames G, Corbett K, Dowd S, Krak M, Heber D. Xylooligosaccharide increases bifidobacteria but not lactobacilli in human gut microbiota. Food Funct. 2014 Mar;5(3):436-45. doi: 10.1039/c3fo60348b. PMID: 24513849.

⦁    Gao H, Zhou Z. Effect of Xylo-Oligosaccharides Supplementation by Drinking Water on the Bone Properties and Related Calcium Transporters in Growing Mice. Nutrients. 2020 Nov 19;12(11):3542. doi: 10.3390/nu12113542. PMID: 33228037; 

⦁    Chen, Hua-Han & Chen, Yu-Kuo & Chang, Hung chia & Lin, Su. (2012). Immunomodulatory Effects of Xylooligosaccharides. Food Science and Technology Research. 18. 195-199. 10.3136/fstr.18.195.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/fstr/18/2/18_195/_article