Tinh bột, đường và quá trình lão hóa

Glucose (chất có trong tinh bột) có cấu trúc dạng vòng sáu cạnh có tính ổn định và tham gia phản ứng lão hóa tương đối chậm.

Ảnh minh họa. Nguồn: Hampers.

Tại sao chúng ta bị đục thủy tinh thể và có nếp nhăn khi già đi? Đó là do phản ứng Maillard hay còn gọi là phản ứng glycation, phản ứng nâu hóa hoặc caramel hóa. Cả bốn thuật ngữ này đều mô tả cùng một quá trình, đó là quá trình lão hóa căn bản.

Được mô tả lần đầu bởi giáo sư Louis Camille Maillard vào năm 1912, quá trình này xảy ra ở tất cả các tế bào sống. Nó không cần năng lượng, enzyme hay chất dinh dưỡng, nó cứ thế xảy ra thôi. Đó là một phụ phẩm của sự sống và cũng là nguyên nhân chính dẫn tới cái chết. Tất cả chúng ta đều đang bị nâu hóa mọi lúc mọi nơi và cách duy nhất để ngăn chặn nó chính là cái chết. Phản ứng Maillard xảy ra càng nhanh, bạn sẽ càng chóng già. Nhưng bạn hoàn toàn có thể khiến quá trình này chậm lại – và nếu thành công, bạn sẽ khỏe mạnh hơn nhiều và cũng sống thọ hơn.

Phản ứng Maillard chỉ cần hai phân tử điều kiện để xảy ra: một carbohydrate (fructose hoặc glucose), cộng với một axit amin (như protein). Khi chúng kết hợp với nhau, protein sẽ bắt đầu nâu hóa đồng thời trở nên kém linh hoạt hơn trước.

Lý tưởng nhất là các protein bị hư hỏng này sẽ được hệ thống xử lý chất thải trong tế bào loại bỏ, nhưng nếu phản ứng xảy ra nhanh hơn tốc độ loại bỏ chất thải thì sự tích tụ các sản phẩm glycat hóa bền vững (Advanced glycation end products/AGEs) sẽ dẫn tới rối loạn chức năng tế bào, cơ quan và toàn bộ cơ thể. Vì thế, vấn đề không phải liệu phản ứng Maillard có xảy ra hay không mà là nó xảy ra nhanh tới mức nào.

Đây chính là lúc tầm quan trọng của những khác biệt về chuyển hóa giữa glucose và fructose thúc đẩy phản ứng này với cùng một mức độ vì cả hai đều là các phân tử được tìm thấy trong đường. Không hề. Quả thực, chúng đều là carbohydrate và đều liên kết với protein, nhưng điểm tương đồng cũng chỉ có vậy. Vì glucose có cấu trúc dạng vòng sáu cạnh nên nó ổn định hơn và tham gia phản ứng Maillard tương đối chậm.

Ngược lại, cấu trúc dạng vòng năm cạnh của fructose dễ bị phá vỡ hơn và tham gia phản ứng Maillard nhanh hơn glucose gấp bảy lần; nó cũng tạo ra số lượng gốc oxy nhiều gấp 100 lần. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã chỉ ra rằng methylglyoxal, một sản phẩm phân hủy cụ thể của fructose, sẽ thúc đẩy phản ứng Maillard nhanh hơn gấp 250 lần so với glucose.

Nói chung, khi liên quan đến vấn đề lão hóa thì fructose luôn tệ hơn glucose và do đó, đường luôn tệ hơn tinh bột. Điều đó không khiến fructose trở thành chất “tốt” – nó làm tăng insulin và thúc đẩy bệnh béo phì – nhưng so với fructose, tác động của nó vẫn quá nhẹ nhàng.