1. Đặt vấn đề
Nấm không chỉ là nguồn thực phẩm phong phú mà còn là nguồn tài nguyên dược liệu rất có giá trị. Cho đến nay đã có hơn 2000 loài nấm được phát hiện và khai thác giá trị y dược học của chúng. Các loài nấm này được dùng trong các món ăn với nhiều giá trị dinh dưỡng như cung cấp protein, acid amin, đường, carbohydrate, vitamin và chất khoáng. Ngoài ra khi tiếp cận dưới góc độ y dược, các nhà khoa học đã tìm ra nhiều thành phần có giá trị như các polysaccharides và các chất có hoạt tính khác. Polysaccharide là thành phần chính trong các loài nấm dược liệu, chúng là các polymer mạch dài của các đơn phân là các đường và acid uronic liên kết với nhau thông qua các liên kết glycosid. Cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tách chiết, tinh chế, xác định thành phần cấu trúc và hoạt tính của các polysaccharide trong nấm dược liệu để phục vụ công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Các kết quả nghiên cứu về hoạt tính chỉ ra rằng polysaccharide trong nấm dược liệu thể hiện các tác dụng sinh học như điều hòa hệ miễn dịch, tác dụng chống oxy hóa, tác dụng kháng viêm, tác dụng hỗ trợ điều trị ung thư, tác dụng chống lão hóa, bảo vệ gan. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung tổng quan một số tính chất sinh học quan trọng của polysaccharide trong nấm dược liệu như khả năng điều hòa hệ miễn dịch, tác dụng chống oxy hóa và tác dụng hỗ trợ điều trị ung thư. Các thông tin về tác dụng sinh học của polysaccharide sẽ giúp hiểu rõ hơn về giá trị y dược của polysaccharide nói riêng và nấm dược liệu nói chung để từ đó phát triển nguồn nấm dược liệu và tạo ra các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm từ các loài nấm này.
2. Tác dụng điều hòa hệ miễn dịch của polysaccharide
Hệ miễn dịch là tập hợp của các cơ quan, tế bào và các chu trình phản ứng phức tạp của cơ thể để đáp ứng với những thay đổi từ môi trường và trong nội tại cơ thể. Hệ miễn dịch đáp ứng nhanh và mạnh với các tác nhân bên ngoài sẽ giúp bảo vệ cơ thể chống lại các yếu tố gây hại. Tuy nhiên hệ miễn dịch hoạt động quá mức lại có những bất lợi với cơ thể có thể gây tổn thương hay suy nội tạng. Do đó, việc điều hòa hệ miễn chống lại tác nhân gây hại nhưng không ảnh hưởng đến cơ thể là mục tiêu của các liệu pháp điều trị dựa trên tác động vào hệ miễn dịch. Trong số các hợp chất trong tự nhiên, polysaccharide của nấm dược liệu được coi là nhóm chất có tác dụng điều hòa hệ miễn dịch rất hiệu quả dựa trên việc tác động đến các cơ quan cũng như tế bào trong hệ miễn dịch.
Khi chiết xuất polysaccharide từ nấm mọc nhĩ và thử nghiệm trên mô hình thực bào RAW264.7 cho thấy, các polysaccharide này không gây độc cho tế bào trái lại còn cải thiện khả năng sống của chúng. Ngoài ra, các polysaccharide này còn điều hòa hệ miễn dịch thông qua tăng cường hoạt động thực bào và thúc đẩy quá trình giải phóng cytokine tiền viêm tumor necrosis factor-α (TNF-α) và interleukin-6 (IL-6) trong tế bào thực bào RAW264.7. Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) là một loại nấm phổ biến được giới thiệu có công dụng điều hòa miễn dịch. Nghiên cứu trên các polysaccharide của Đông trùng hạ thảo cho thấy, các polysaccharide này giúp tăng cường khả năng miễn dịch trên mô hình động vật. Các chỉ số miễn dịch như các tế bào lympho, số lượng bạch cầu trong lá lách và tuyến ức cũng như chức năng của Immunoglubulin G (IgG) trong máu được tăng cường và cải thiện. Hơn nữa, các polysaccharide này còn giúp bảo vệ cơ thể khỏi các stress oxy hóa. Một nghiên cứu với polysaccharide của loài nấm báo (Dictyophora indusiata) trên mô hình thực bào RAW264.7 chỉ ra rằng các polysaccharide của loài nấm này làm tăng mức độ biểu hiện mRNA của các cytokine tiên viêm như IL-1β, IL-6, iNOS, TNF-α.
Nấm Trư linh (Polyporus umbellatus) là một loại nấm quý hiếm. Người ta đã chiết xuất được polysaccharide từ loài nấm này và chứng minh được chúng có tác dụng kích hoạt các tế bào miễn dịch như tế báo B, tế bào đuôi gai, các lymphokine và tế bào tiêu diệt tự nhiên (Natural killer cells) phân lập từ lá lách chuột. Sau khi tinh chế polysaccharide từ loài nấm này và thử nghiệm cho thấy ở nồng độ 100µg/ml, chúng có thể làm tăng biểu hiện của nhóm biệt hóa 86 (CD86) và sự tạo thành IL-12, IL-10 trong tế bào miễn dịch. Ngoài ra, khi xử lý xử lý các tế bào đuôi gai bằng polysaccharide này giúp làm tăng sự hoạt hoá của tế bào T và giảm khả năng thực bào của tế bào này. Một kết quả nghiên cứu đã tách được polyacharide trong nấm mọc nhĩ với cấu trúc là các liên kết (1-4)-α-D-glucan ở dạng glucopyranose. Polysacharide này có thể tăng cường giải phóng các cytokine tiền viêm như IL-6, IL-10 và TNF-α.
Ngoài tác dụng trực tiếp lên hệ miễn dịch, polysaccharide còn tác dụng gián tiếp thông qua tác động lên hệ vi sinh vật ở đường ruột từ đó điều hòa hệ miễn dịch. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi cho chuột ăn polysaccharide từ nấm mọc nhĩ đã giúp làm tăng mật độ vi sinh vật có ích trong khi giảm các vi sinh vật có hại trong đường ruột. Ngoài ra các polysaccharide có thể phân hủy trong ruột già để tạo thành các acid béo mạch ngắn qua đó thể hiện tác dụng điều hòa hệ miễn dịch thông qua điểu chỉnh con đường truyền tín hiệu hoạt hóa phân bào Mitogen-activated protein kinase (MAPK) từ đó thúc đẩy sản xuất các cytokine tiền viêm và quá trình trưởng thành của các tế bào miễn dịch lymphocyte T, B.
3. Tác dụng chống oxy hóa của polysaccharide
Đối với con người, các stress oxy hóa là một trong những nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh lý và rối loạn. Do đó, việc phát triển các chất chống oxy hóa có khả năng làm giảm các stress oxy hóa là việc làm rất cần thiết. Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của polysaccharide từ nấm dược liệu. Các nghiên cứu này tập trung vào đánh giá khả năng khử gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), OH, O2-, và 2,2′-azino-bis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS). Nghiên cứu trên polysaccharide của nấm Đông trùng hạ thảo cho thấy, các polysaccharide của loài nấm này có thể làm tăng hoạt tính của enzyme catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px) và ức chế sự tạo thành (Malondialdehyde) MDA. Polysacharide trong nấm Mọc nhĩ được chứng minh có thể khử các gốc tự do DPPH, OH. Hai polysaccharide được phân lập từ loài nấm đùi gà (Glifola umbellate) đã được chứng minh hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng khử gốc tự do OH và O2-. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra môi liên hệ giữa khối lượng phâm tử của polysaccharide với khả năng chống oxy hóa của chúng. Nghiên cứu tách chiết được ba polysaccharide từ nấm Kim châm (Flammulina velutipes) gồm FVRP-1, FVRP-2, FVRP-3 với khối lượng phân tử lần lượt là 29,93; 62,29; và 36,31 Da. Kết quả chỉ ra mức độ chống oxy hóa của ba polysaccharide này theo thứ tự tăng dần lần lượt là FVRP-2 > FVRP-3 > FVRP-1. Một kết quả nghiên cứu tương tự về mối quan hệ giữa khối lượng phân tử đến khả năng chống oxy hóa của polysaccharide được chứng minh trên loại nấm trắng (Tricholoma mongolicum). Chiết xuất và phân tách từ loài nấm này được bốn loại polysaccharide TMIP 1-4 với khối lượng phân tử tăng dần. Kết quả đánh giá khả năng khử gốc tự do DPPH cho thấy mức độ chống oxy hóa theo thứ tự lần lượt là TMIP4> TMIP3> TMIP2> TMIP1.
Khả năng chống oxy hóa của polysaccharide từ nấm dược liệu được thử nghiệm trên mô hình tế bào. Nghiên cứu tách chiết polysaccharide trên nấm sò thu được phân đoạn có khối lượng phân tử 9500Da được tạo thành từ các đơn phân là arabinose, glucose, rhamnose, xylose, galactose và fructose. Polysacharide này có hoạt tính khử gốc tự do DPPH rất mạnh. Mặt khác, nghiên cứu trên tế bào cho thấy polysaccharide này có thể ức chế mạnh hiện tượng stress oxy hóa do H2O2 gây ra và hiện tượng chết theo chu trình của tế bào C2C12 cũng như giảm việc sản sinh các gốc tự do và oxy hoạt tính. Kết quả nghiên cứu trên loài nấm kim châm màu vàng chỉ ra polysaccharide của loài nấm này thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh trên thử nghiệm khử gốc tự do DPPH và ABTS với IC50 của DPPH và ABTS lần lượt là 2,22 và 2,04 mg/ml. Hơn nữa, trên mô hình tế bào L929, polysaccharide này còn có thể làm giảm các gốc oxy hoạt tính 55,96% và ức chế quả trình tổn thương tế bào do stress oxy hóa gây ra bởi H2O2. Các kết quả nghiên cứu trên khẳng định polysaccharide trong nấm dược liệu thể hiện hoạt tính oxy hóa mạnh thông qua khả năng khử gốc tự do, giảm các tổn thương do stress oxy hóa.
4. Khả năng chống ung thư của polysaccharide
Bệnh ung thư hiện nay vẫn đang là một thách thức lớn đối với ngành y tế. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện và nhiều liệu pháp điều trị ung thư đã được áp dụng với nhiều tiến bộ. Tuy nhiên, các liệu pháp để điều trị bệnh nan y này vẫn đang trong quá trình tiếp tục nghiên cứu và áp dụng. Trong đó, các liệu pháp hiện nay ngày càng đề cao đến tính an toàn đối với cơ thể người trong quá trình điều trị do đó các sản phẩm từ thiên nhiên ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Polysaccharide là một trong những hoạt chất đã được nghiên cứu rất nhiều trong hỗ trợ điều trị bệnh ung thư. Các liệu pháp có thể là dùng đơn chất hoặc kết hợp với các liệu pháp khác.
Hai polysaccharide được chiết xuất từ Nấm hương (Lentius edodes) được ký hiệu là LEPs1 và LEPs2 có thể ức chế có hiệu quả sự nhân lên của tế bào HCT-116 và Hela chứng tỏ polysaccharide này có thể sử dụng như tác nhân hỗ trợ điều trị ung thư từ tự nhiên. Một nghiên cứu khác cũng được thực hiện trên nấm hương đã chiết xuất được một polysaccharide có khối lượng phân tử 336 kDa bao gồm các đơn phân là glucose. Polysaccharide này thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và có khả năng gây độc với tế bào ung thư Hela và HepG2 cũng như làm thay đổi hình dạng của tế bào ung thư. Trong nấm đùi gà, người ta đã phân lập được polysaccharide CPPSs và chứng minh chất này thể hiện hoạt tính oxy hóa mạnh. Ngoài ra polysaccharide này còn có thể làm giảm sự biểu hiện của Bcl-2 (protein ức chế quá trình chết theo chương trình của tế bào) và làm tăng sự biểu hiện của P53 (protein ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư) và Bax (chất hoạt hóa quá trình chết theo chương trình của tế bào). Điều đó khẳng định hoạt tính chống ung thư của polysaccharide này liên quan đến khả năng kích hoạt con đường tự chết theo chương trình trong ti thể. Kết quả nghiên cứu trên mô hình chuột ICR-JCR được tiêm tế bào ung thư Sarcoma 180 bằng polysaccharide từ nấm Mọc nhĩ cho thấy. Sau 10 ngày tiêm chuột với nồng độ 8 mg/kg và sau 5 tuần kiểm tra, kết quả kích thước khối u giảm đáng kể (96,6%). Điều đó cho thấy tác dụng chống ung thư rất tiềm năng của polysaccharide trong nấm dược liệu.
5. Kết luận
Polysacharide là hợp chất chính quan trọng trong nấm dược liệu. Các nghiên cứu đã chứng minh tác dụng y dược to lớn của nhóm hợp chất này như tác dụng điều hòa hệ miễn dịch, chống oxy hóa và chống ung thư. Viện Nghiên cứu và phát triển sản phẩm thiên nhiên đã xây dựng phương pháp chiết xuất và kiểm nghiệm hàm lượng các loại polysaccharide trong các loại nấm dược liệu. Điều này giúp các nhà khoa học có thông tin để nghiên cứu sâu hơn về giá trị cũng như ứng dụng của các polysaccharide này trong lĩnh vực y dược.
Tài liệu tham khảo
1. Wang, W., Tan, J., Nima, L., Sang, Y., Cai, X., & Xue, H. (2022). Polysaccharides from fungi: A review on their extraction, purification, structural features, and biological activities. Food Chemistry: X, 15, 100414.
2. Chen, N., Zhang, H., Zong, X., Li, S., Wang, J., Wang, Y., & Jin, M. (2020). Polysaccharides from Auricularia auricula: Preparation, structural features and biological activities. Carbohydrate Polymers, 247, 116750.
3. LIU, H., LIU, X., Xie, J., & Chen, S. (2023). Structure, function and mechanism of edible fungus polysaccharides in human beings chronic diseases. Food Science and Technology, 43, e111022.
