L-Phenylalanine là gì? Vai trò của L-Phenylalanine với sức khỏe con người

L-Phenylalanine là gì?

L-Phenylalanine là dạng đồng phân L của phenylalanine - một axit amin thiết yếu tham gia cấu tạo protein. Hoạt chất này đóng vai trò như vi chất dinh dưỡng và chất chuyển hóa trong nhiều sinh vật khác nhau như vi khuẩn E. coli, nấm men, thực vật, tảo và động vật có vú. Ngoài ra, L-Phenylalanine còn liên quan đến quá trình chuyển hóa xenobiotic ở người và có khả năng ức chế enzyme phosphatase kiềm.

Về mặt hóa học, nó thuộc nhóm axit amin L-alpha và có quan hệ đồng phân với D-phenylalanine, đồng thời mang tính chất axit - base khi tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực trong môi trường sinh học.

Dạng L là dạng duy nhất của phenylalanine được tìm thấy trong protein. L-Phenylalanine xuất hiện nhiều trong thực phẩm giàu đạm như thịt, cá, trứng, sữa và các sản phẩm từ sữa như phô mai.

Điều chế sản xuất L-Phenylalanine

Trong công nghiệp, L-Phenylalanine thường được sản xuất bằng phương pháp sinh học sử dụng vi khuẩn Escherichia coli đã được biến đổi gen. Các vi khuẩn này được thiết kế để tăng khả năng tạo các tiền chất cần thiết cho việc tổng hợp L-Phenylalanine. Nguyên liệu chính là các nguồn đường như glucose hoặc syrup, cùng với nitơ, khoáng chất và vitamin để nuôi vi khuẩn phát triển. Quá trình lên men được thực hiện trong hệ thống fed-batch, với kiểm soát pH, oxy và tốc độ cung cấp đường để hạn chế sản phẩm phụ. Sau khi lên men xong, vi khuẩn được loại bỏ và L-Phenylalanine được tinh chế bằng trao đổi ion hoặc kết tinh, thu được sản phẩm tinh khiết dùng cho thực phẩm bổ sung và dược phẩm. Đây là phương pháp sinh học (lên men) thường được sử dụng phổ biến hơn trong sản xuất công nghiệp.

Ngoài phương pháp sinh học, L-Phenylalanine có thể được tạo ra bằng tổng hợp hóa học trong phòng thí nghiệm. Phương pháp phổ biến là Strecker synthesis, trong đó aldehyde, amoniac và hydro cyanide phản ứng để tạo aminonitrile, sau đó thủy phân để thu được L-Phenylalanine. Cách này cho phép tổng hợp L-Phenylalanine tinh khiết, nhưng ít được sử dụng trong sản xuất công nghiệp do phức tạp, chi phí cao và yêu cầu kiểm soát an toàn nghiêm ngặt.

Cơ chế hoạt động

L-Phenylalanine được nghiên cứu với khả năng hỗ trợ chống trầm cảm, chủ yếu nhờ vai trò của nó như một tiền chất quan trọng trong tổng hợp các chất dẫn truyền thần kinh như norepinephrine và dopamine. Khi cơ thể nhận đủ L-Phenylalanine, nồng độ norepinephrine và dopamine trong não có thể tăng, giúp cải thiện tâm trạng, tinh thần minh mẫn và khả năng tập trung. Một số nghiên cứu còn cho thấy L-Phenylalanine có thể có tác dụng hỗ trợ điều trị trầm cảm dạng nhẹ đến vừa, đặc biệt khi kết hợp với các liệu pháp khác.

Ngoài ra, L-Phenylalanine còn được nghiên cứu về tác dụng đối với bệnh bạch biến, mặc dù cơ chế chính xác vẫn chưa được hiểu rõ. Người ta cho rằng hoạt chất này có thể kích thích sản xuất melanin tại các vùng da bị mất sắc tố, góp phần làm cải thiện màu sắc da. Tuy nhiên, hiệu quả điều trị bạch biến bằng L-Phenylalanine hiện vẫn đang được nghiên cứu thêm và chưa được coi là liệu pháp chuẩn.

Những công dụng nổi bật của L-Phenylalanine phải kể đến như:

• Nguồn axit amin thiết yếu cho cơ thể: L-Phenylalanine là axit amin thiết yếu, tham gia vào tổng hợp protein và nhiều hợp chất sinh học quan trọng khác.
• Hỗ trợ điều trị bạch biến: Hoạt chất có thể kích thích sản xuất melanin ở vùng da mất sắc tố, góp phần cải thiện màu da, mặc dù cơ chế chưa được hiểu đầy đủ.
• Hỗ trợ tinh thần và chống trầm cảm: L-Phenylalanine là tiền chất của các chất dẫn truyền thần kinh norepinephrine và dopamine, giúp cải thiện tâm trạng, tăng khả năng tập trung và giảm các triệu chứng trầm cảm nhẹ đến vừa.
• Hỗ trợ chức năng nhận thức và trí nhớ: Tham gia vào quá trình tổng hợp catecholamine, có thể cải thiện sự tỉnh táo, khả năng học tập và ghi nhớ.
• Hỗ trợ giảm đau nhẹ: Một số nghiên cứu cho thấy L-Phenylalanine có thể giúp giảm đau thông qua tác động lên hệ thống dẫn truyền thần kinh trung ương.
• Ứng dụng trong thực phẩm và bổ sung dinh dưỡng: Được dùng trong thực phẩm bổ sung, viên uống vitamin và thức ăn chức năng, đặc biệt cho những người thiếu hụt protein hoặc cần hỗ trợ tinh thần.
• L-Phenylalanine là một trong hai axit amin dùng để tổng hợp aspartame - chất tạo ngọt nhân tạo phổ biến trong nước ngọt và nhiều loại thực phẩm không đường.

L-Phenylalanine thường được bào chế dưới dạng viên nang trong các thực phẩm bổ sung, với nhiều mức liều khác nhau, có thể dùng riêng hoặc phối hợp cùng các thành phần khác. Đối với bệnh bạch biến ở người lớn, liều L-Phenylalanine thường được sử dụng là khoảng 50 - 100 mg/kg mỗi ngày, kết hợp với việc tiếp xúc ánh sáng mặt trời để hỗ trợ sản xuất melanin.

L-Phenylalanine nên uống trước bữa ăn 30 phút hoặc khi bụng đói để hấp thu tốt hơn, dùng với nước lọc và tránh uống cùng cà phê hoặc nước ngọt có gas. Không nên dùng vào buổi tối vì có thể làm tăng sự tỉnh táo và gây khó ngủ. Không nên dùng kéo dài nếu không có hướng dẫn từ chuyên gia dinh dưỡng hoặc bác sĩ.

L-Phenylalanine có thể bổ sung không chỉ dưới dạng viên uống hay bột thực phẩm chức năng mà còn thông qua chế độ ăn hằng ngày. Đây là axit amin thiết yếu, cơ thể không tự tổng hợp được nên phải lấy từ nguồn thực phẩm giàu protein. Thịt bò, thịt gà, cá hồi, trứng, sữa, phô mai là nguồn cung cấp tự nhiên dồi dào từ động vật, trong khi đậu nành, đậu lăng, hạt bí, hạt hướng dương, hạnh nhân, yến mạch hay quinoa là lựa chọn tốt từ thực vật.

Bổ sung qua thực phẩm mang ưu điểm an toàn, hấp thu tự nhiên và đi kèm thêm nhiều dưỡng chất khác, tuy khó kiểm soát chính xác liều lượng. Với mục đích điều trị hoặc hỗ trợ tâm thần - nhận thức, dạng viên uống hoặc bột sẽ được ưu tiên để xác định hàm lượng rõ ràng hơn. Trong mọi trường hợp, một chế độ ăn đủ đạm và đa dạng vẫn là nền tảng quan trọng giúp cơ thể tổng hợp L-Phenylalanine và các chất dẫn truyền thần kinh liên quan, hỗ trợ chức năng não bộ và sức khỏe tổng thể.

Trong công nghiệp thực phẩm

L-Phenylalanine là một axit amin thiết yếu đóng vai trò quan trọng trong cơ thể, không chỉ là tiền chất để tổng hợp nhiều chất dẫn truyền thần kinh mà còn được sử dụng trong ngành thực phẩm. Một ứng dụng phổ biến là tổng hợp Aspartame, một loại chất tạo ngọt nhân tạo thường gặp trong nước ngọt, kẹo, sữa ít đường và các sản phẩm dành cho người muốn hạn chế lượng đường tiêu thụ.

Ngoài ra, L-Phenylalanine còn xuất hiện trong các thực phẩm bổ sung và chế phẩm dinh dưỡng, đặc biệt dành cho những người cần bổ sung protein hoặc năng lượng, như vận động viên, người phục hồi sau bệnh hoặc những người có chế độ ăn đặc biệt. Việc bổ sung L-Phenylalanine giúp cơ thể duy trì các chức năng sinh học quan trọng, đồng thời hỗ trợ năng lượng và sự phát triển của các mô.

Trong mỹ phẩm

L-Phenylalanine là một axit amin thiết yếu được nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực chăm sóc da, đặc biệt là ở những người mắc bạch biến. Các nghiên cứu cho thấy khi kết hợp L-Phenylalanine với liệu pháp ánh sáng, nó có thể giúp kích thích quá trình tái tạo sắc tố da, góp phần làm đều màu da và cải thiện các vùng da bị mất sắc tố. Bên cạnh đó, một số sản phẩm chăm sóc da hiện nay bổ sung L-Phenylalanine nhằm hỗ trợ quá trình tổng hợp melanin tự nhiên, giúp bảo vệ da khỏi tác động của ánh nắng mặt trời và thúc đẩy sức khỏe làn da lâu dài. Việc sử dụng L-Phenylalanine trong chăm sóc da cần được thực hiện đúng hướng dẫn để tối ưu hiệu quả và hạn chế tác dụng phụ.

Trong Y học và Dược phẩm

Sử dụng dưới dạng thuốc bổ sung hoặc chế phẩm y tế, đặc biệt trong các nghiên cứu điều trị bạch biến hoặc hỗ trợ thần kinh.

Dùng làm tiền chất tổng hợp các hợp chất gắn nhãn đồng vị, peptide tổng hợp, hoặc trong nghiên cứu enzyme và dẫn truyền thần kinh.

L-Phenylalanine là một trong những axit amin thiết yếu được sản xuất công nghiệp để bổ sung trong thực phẩm chức năng hoặc dinh dưỡng y tế.

Dùng làm tiền chất trong tổng hợp các dẫn xuất hữu cơ, chất tạo hương, phẩm màu hoặc các hợp chất dược lý khác.

Các lưu ý khi sử dụng L-Phenylalanine:

• Không nên tự ý sử dụng kéo dài nếu không có hướng dẫn từ bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng.
• Một số nghiên cứu ghi nhận rằng L-Phenylalanine có thể làm nặng thêm tình trạng rối loạn vận động chậm phát triển ở một số bệnh nhân tâm thần phân liệt, đặc biệt ở người đang hoặc đã sử dụng thuốc hướng thần.
• Những người mắc PKU hoặc các bệnh di truyền khiến phenylalanine tích tụ quá mức tuyệt đối không nên bổ sung hoạt chất này. Nếu không kiểm soát, phenylalanine có thể dẫn đến chậm phát triển trí tuệ, tăng huyết áp, đột quỵ và nhiều biến chứng nghiêm trọng khác. Vì rủi ro cao, trẻ sơ sinh luôn được sàng lọc PKU ngay sau khi sinh để theo dõi và phải áp dụng chế độ ăn hạn chế phenylalanine suốt đời.
• Trẻ em dưới 18 tuổi không nên dùng nếu không có theo dõi y tế.
• Người đang dùng thuốc chống trầm cảm nhóm MAOI hoặc SSRI phải hỏi ý kiến bác sĩ trước.
• Có thể ảnh hưởng đến tác dụng của thuốc điều trị cao huyết áp hoặc thuốc thần kinh trung ương.
• Người dùng có thể cảm thấy đau đầu, mệt mỏi, táo bón hoặc lo lắng. Một số trường hợp còn xuất hiện ợ chua và buồn nôn.
• Phụ nữ mang thai cần duy trì lượng phenylalanine ở mức sinh lý bình thường. Nếu nồng độ trong cơ thể mẹ tăng quá cao, nguy cơ dị tật bẩm sinh ở thai nhi có thể gia tăng. Trường hợp không thiếu hụt, chỉ nên hấp thu phenylalanine từ thực phẩm hằng ngày với liều hợp lý và không nên tự ý dùng thêm chế phẩm bổ sung nếu không có chỉ định từ bác sĩ.