Tài liệu Protein chức năng: Collagen – Gelatin – Glucoprotein, những loại thực phẩm chức năng duy trì sức khỏe, sự trẻ trung doc

Protein chức năng:
Collagen – Gelatin – Glucoprotein,
những loại thực phẩm chức năng duy
trì sức khỏe, sự trẻ trung
PGS. TS. Dương Thanh Liêm
Bộ môn Dinh dưỡng
Trường Đại học Nông Lâm
TP. Hồ Chí Minh


Phân bố, cấu trúc và vai trò của
collagen trong cơ thể
• Collagen là một loại protein dạng sợi đơn giản tồn tại với nhiều
dạng khác nhau. Collagen chiếm 1/4 lượng protein của cơ thể.
• Collagen là thành phần cấu trúc quan trọng của tất cả các mô liên
kết. Collagen tham gia cấu trúc nên khung (giàn giáo bên trong) cho
các cơ quan khác nhau như: da, gân, sụn, xương, thận, thành mạch
máu và các hạch bạch huyết,.. nó có nhiều nhất ở các mơ liên kết.
• Collagen liên kết gắn các mô lại với nhau, collagen cấu trúc như là
một gel ma trận mà trong đó các tế bào sống như được nhúng vào
trong gel này. Các ma trận bao gồm các loại sợi protein, phổ biến
nhất trong số đó chính là collagen.
• Collagen tăng cường sức mạnh dẽo dai cho các cấu trúc như
xương, gân và dây chằng, bó cơ, hệ thống mạch máu tuần hoàn.
Nhờ hệ thống này mà việc vận chuyển oxygen và các chất dinh
dưỡng đi khắp cơ thể, đồng thời cũng vận chuyển các chất cặc bả
loại ra ngoài qua phổi, thận, tuyến mồ hôi, tiêu hóa.


Cấu trúc các bó sợi collagen dưới da

Nhiệm vụ của collagen trong
cơ thể người
• Collagen có chức năng kết nối các mô trong cơ thể lại với
nhau. Chúng giống như một chất keo dính gắn các bộ
phận trong cơ thể lại thành một khối hồn chỉnh, nếu
khơng có chúng cơ thể người và đợng vật chỉ là các phần
rời rạc khơng liên kết lại được với nhau.
• Collagen còn tạo nên cấu trúc khung của tất cả các cơ
quan bộ phận trong cơ thể người và động vật. Người ta có
thể tìm thấy collagen có mặt ở bất cứ cơ quan hay bộ phận
nào của cơ thể, tuy nhiên hàm lượng của nó có khác nhau,
nhiều nhất vẫn là tở chức liên kết.
• Với làn da, ngồi nhiệm vụ liên kết nó cịn có nhiệm vụ tạo
sự đàn hồi. Đây chính là lý do tại sao collagen ở da có
định dạng khác so với collagen ở các bộ phận khác.


Cấu trúc phân tử collagen ở lớp niêm mạc
Video clip
Lớp collagen trong da

Cấu trúc của
collagen ở các lớp
niêm mạc:
(a): Cấu trúc hóa học
(b): Cấu trúc 3D collagen
(c): Cấu trúc dạng sợi, 3
sợi xoắn lại với nhau
tạo ra sự dẽo dai cho

lớp niêm mạc


Những đặc tính của collagen
• Phần lớn collagen trong tự nhiên là những
protein không tan trong lưới ma trận vỏ bọc
• Đến nay người ta biết được có ít nhất là 16 kiểu
collagen
• 80-90% lượng collagen trong cơ thể có kiểu cấu
trúc typ I, II, và III
• Collagen được tìm thấy phần lớn trong cơ thể
động vật đa bào


Cấu trúc hóa học của Collagen
• Polymer collagen
được coi như là 1
sợi có 3 ch̉i
polypeptide.
• Collagen rất giàu
proline, glycine, và
hydroxyproline


Cấu trúc hóa học 3 D của một
sợi collagen Liên hệ video clip collagen
Collagen bao gồm ba dây peptid
được cấu tạo bằng các acid
amin, mỗi dây có chứa trên
1.400 phân tử acid amin.

Các Protein collagen có chứa ba
loại acid amin cơ bản như:
glycine, proline, hydroxyproline,
cấu trúc này lập đi, lập lại trong
mỗi chuỗi.
Ba dây peptid cuộn quanh nhau
như là một chuỗi xoắn ba.
Các dây xoắn được tạo thành gọi
là sợi; cách thức mà sợi
collagen được đóng gói trong
các mơ khác nhau sẽ có các
chức năng khác nhau.


Sự tởng hợp collagen trong cơ thể
• Collagen được tởng hợp từ các acid amin tạo ra sợi
peptid không giống với các protein khác của cơ thể. Sự
khác biệt này thể hiện bởi số lượng, loại và trình tự các
acid amin:
–
–
–
–

Glycine (Gly) được tìm thấy ở hầu hết các loại collagen.
Proline (Pro) chiếm khoảng 17% collagen
Hydroxyproline (Hyp), được tạo ra trong cơ thể từ proline.
Hydroxylysine (Hyl), nó cũng được tạo ra từ lysine (Lys). Tùy
thuộc loại collagen, mà những hydroxylysine liên kết nhiều hay
ít với đường glycose (chủ yếu là những đường disaccharide).

• Ngược lại với quá trình tởng hợp collagen thì có quá
trình phân hũy collagen. Cortisol kích thích sự thoái biến
da, phân hủy collagen thành các acid amin.
• Hai quá trình: Tổng hợp và phân hủy collagen luôn có
trạng thái cân bằng. Lúc già quá trình phân hủy lớn hơn
quá trình tổng hợp do đó làm cho da khô, nhăn nheo.


Những đơn vị acid amin cấu trúc nên Collagen
•
•
•
•
•

Khoảng ~ 30% Glycine trong collagen
Khoảng ~ 30% Proline hoặc Hydroxyproline (HyPro)
5-hydroxylysine (HyLys) cũng có trong collagen; ở vị trí gắn với đường
disaccharid gọi là sự glycosyl hóa (glycosylation)
Sự Hydroxyl hóa Pro, Lys là quá trình biến đổi trước khi tổng hợp
collagen, quá trình này yêu cầu phải có vitamin C như là chất xúc tác.
Trình tự acid amin trong collagen do DNA chỉ đạo. Sự kết nối lập đi lập lại
Gly--Pro/HyPro-X repeats
NH2

OH

HO
4

4

3

5
1

R

2

OH

3

5
1

R

2

N

N
O

O

R

R

4-HyPro

3-HyPro

O

R NH
R

5-HyLys


Sự tổng hợp sợi collagen

Alberts et. al, 4th Edition


Phản ứng hydroxyl hóa proline

Proline và Hydroxyproline chiếm 25% trọng lượng của collagen


Quá trình Hydroxyl hóa lysine để tạo điều kiện gắn lysine
vào collagen từ đó tạo ra sợi collagen có đặc tính như là một
glycoprotein – một phân tử maker trên bề mặt tế bào

Sự kết nối với đường của collagen –
còn gọi là glycoprotein

Chuỗi collagen

Một đơn vị carbohydrate trong collagen –
Loại collagen này tạo nên lớp chất nhầy
trên niêm mạc để bảo vệ niêm mạc,
người ta còn gọi nó là mucin


Collagen tạo nên gân, bao khớp, dàn
giá hữu cơ trong xương, sụn và gân
Collagen là thành phần quan trọng của gân - dây gân kết nối giữa
cơ bắp với xương, còn gọi là dây chằng, collagen cũng tạo nên
bao khớp để kết nối 2 xương với nhau trong một ổ khớp.
Xương và sụn có cấu trúc khác nhau, chất hữu cơ trong xương và
sụn được cấu tạo bởi các sợi collagen liên kết với nhau để tạo
ra dàn giá đở cho calcium tích lũy vào với mức độ khác nhau.
Trong cả hai trường hợp trên, biểu hiện bằng sức mạnh và tính
linh hoạt của cơ thể chính nhờ vào collagen. Nhờ có sự co rút
của tế bào cơ mà giúp cho cơ thể chuyển động linh hoạt.
Sụn ​bao gồm một hỗn hợp của các tế bào collagen và sụn. Sụn ​có
mặt tại các khu vực khác nhau khắp nơi trong cơ thể bao gồm
cả mũi, đầu gối và vành tai, lổ tai.


Collagen & Cấu trúc da
• Collagen là thành phần cấu tạo chủ yếu của da.

Collagen chiếm đến 75% cấu tạo da và 90% cấu tạo
biểu bì.
• Collagen là lớp nâng đỡ bên dưới cho bề mặt da. Do đó,
collagen khỏe mạnh sẽ giúp da căng bóng, sáng đẹp;
collagen suy yếu sẽ khiến da lão hố, khơ cằn
• Tuy nhiên khi tuổi tác gia tăng, sản xuất collagen bị suy
giảm cùng với sự thoái biến collagen tự nhiên của cơ
thể làm cho da của chúng ta trở nên nhăn nheo, khô
cứng, mất độ căng, đợ đàn hồi.
• Collagen đưa từ bên ngoài vào cơ thể qua con đường
ăn uống và mỹ phẩm bôi xoa có tác dụng làm chậm quá
trình lão hóa làn da.


Cấu trúc của da


Sự lão hóa da


Ngun nhân lão hóa da
•
•
•
•

Tuổi tác
Tia cực tím của mặt trời
Ơ nhiễm khơng khí
Suy thối collagen diễn ra nhanh hơn theo thời

gian:
 Tuổi 30 da mất 15% lượng collagen.
 Tuổi 40 da mất 30% lượng collagen.
 Tuổi 50 da mất đến 45% lượng collagen.


Sinh bệnh học do sự khiếm
khút tởng hợp collagen
•

Thiếu vitamin C gây ra bệnh “scurvy” -, nguyên nhân chủ yếu là do
có khiếm khuyết tởng hợp collagen, từ đó làm mất tính đàn hồi dẽo
dai thành mạch máu làm cho dễ chảy máu, gây tổn hại mất mát của
răng; da thay đổi màu, và những vết thương khó hoặc không lành.

•

Trước thế kỷ mười tám, bệnh thường xảy ra trong quân đội khi đi
biển một thời gian dài, đặc biệt là hải quân, hoặc những người đi
thám hiểm trên biển ăn lương khô và những thực phẩm thiếu hụt
vitamin C trong mợt thời gian dài.

•

Ngoài ra có mợt sớ bệnh như bệnh ban đỏ “lupus” hoặc viêm khớp
dạng thấp khớp có thể tấn cơng các sợi collagen khỏe mạnh làm
cho nó hư hỏng gây ra bệnh.

•

Ngoài ra cũng có nhiều vi khuẩn (ví dụ vi khuẩn bệnh phong – cùi)
và virus có yếu tố độc lực phá hủy collagen hoặc cản trở sự sản
xuất collagen của cơ thể.

Tất cả những nguyên nhân trên có thể dẫn đến sự tổn hại collagen cơ
thể gây ra bệnh tật với những triệu chứng, bệnh tích khác nhau.


Gelatin từ động vật –
một dạng cấu trúc của collagen
Gelatin là một dạng của collagen, thường được sản
xuất từ xương, sụn, dây chằng và các mơ khác
của bị, bê, heo. Phần lớn các gelatin thương mại
ngày nay được làm từ da heo.
Gần đây, gelatin đã bước vào thị trường thực phẩm
bổ sung dinh dưỡng để tăng cường sức khỏe cho
xương, cơ và sự dẽo dai nói chung cho cơ thể.
Gelatin thực phẩm thường được kết hợp với một số
chất bổ sung khác để làm tăng khả năng tổng hợp
của cơ thể như: vitamin C, canxi, glucosamine,
chondroitin sulfate… là những yếu tố rất cần thiết
trong cấu trúc xương sụn ở các ổ khớp.


Lợi ích của Gelatin
•

Gelatin thực phẩm chức năng rất có lợi cho các vận động viên, giúp cho
sự phát triển cơ bắp và sự trao đổi chất trong vận động thể thao.

•

Gelatin chậm tiêu nên gây cảm giác no giảm ăn với người béo phì, háo ăn

•

Gelatin giúp duy trì đều đặn tình trạng bình thường hoạt động của cơ thể

•

Gelatin cũng còn được sử dụng để sản xuất nhiều loại kem có chứa
collagen để giữ ẩm cho da, nhưng nó sẽ có hiệu quả hơn khi được thơng
qua thực phẩm ăn vào cùng với mỹ phẩm.

•

Gelatin củng cố mái tóc, giữ cho tóc sáng bóng và khỏe mạnh.

•

Gelatin cũng được cơ thể sử dụng để tái tạo các móng tay, móng chân.

•

Gelatin còn giúp tạo nên dàn giá cho bộ xương. Gelatin có chứa nồng độ
cao là glycoprotein, các acid amin proline.

•

Khi nó được khi được ăn vào nó sẽ được hấp thu, đi trực vào máu và đến

cơ quan đích của nó, các mơ liên kết để tởng hợp gelatin cơ thể. Bằng
cách ăn vào ít nhất 10 gram gelatin mỗi ngày trong chế độ ăn uống
thường xuyên thì các khớp xương sẽ được tái tạo nhanh chóng trong
trường hợp vận động, luyện tập, làm việc gắng sức.


Những ứng dụng của collagen
trong chăm sóc sức khỏe Các sản phẩm collagen


Các sản phẩm
Hanamai Collagen
sản xuất ở
Nhật Bản
Những gói Collagen Hanamai

Collagen Hanamai pha
vào nước uống trà xanh
Video clip
Collagen new – Why antiaging skincare

Collagen Hanamai dưới dạng viên
Thực phẩm thuốc (Medicinal Food)


Hanamai Collagen là sản phẩm được chiết xuất từ
cá kết hợp với Acid Hyaluronic vừa làm đẹp da,
vừa phòng nhiều bệnh tật
Công dụng:
- Xóa bỏ và làm giảm các vết nhăn trên da

- Giúp vết thương nhanh lành sẹo, làm mờ vết thâm
- Giúp đề phòng xơ cứng động mạch và cao huyết áp, nhồi máu cơ tim
- Giúp xương và gân khỏe chắc hơn, phòng loãng, xốp xương.
- Ngăn ngừa đau thắt lưng, thoát vị đĩa đệm, một số bệnh về xương sụn.
- Ngăn ngừa đục thủy tinh thể, viêm lợi răng.
- Ngăn ngừa gãy, rụng, chẻ tóc.
- Giúp móng chân, móng tay bóng mượt, min màng, chắc khỏe.

Đối tượng sử dụng:
- Phụ nữ thời kỳ mãn kinh
- Những người khô da, tróc vẩy nến, tàn nhan, nám da, mụn trứng cá…
- Dự phòng thiếu collagen và acid Hyaluronic ở phụ nữ ngoài 30 tuổi
- Làm lành vết thương, tránh để lại sẹo sau phẩu thuật