Tìm hiểu dược tính của nâm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp

Nấm trùng thảo - Cordyceps militaris – Ảnh: Phùng mỹ Trung

Nấm Cordyceps sp. là một loài nấm ký sinh trên côn trùng, còn có tên thường gọi là Đông Trùng Hạ Thảo, thuộc họ Clavicipitaceae, vốn nổi tiếng là một loại dược liệu quý hiếm, đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Nấm Cordyceps sp. là một loại thuốc bổ quý giá, chứa nhiều hoạt chất sinh học có tác dụng lớn đối với sức khỏe con người, phù hợp ở mọi lứa tuổi, từ trẻ em cho đến thanh niên hay người già cao tuổi. Tên gọi Đông Trùng Hạ Thảo  là xuất phát từ quan sát thực tế khi thấy vào mùa đông thì nhìn cặp cá thể này giống con (côn trùng), còn đến  nấm  mọc chồi từ đầu con sâu nhô lên khỏi mặt đất,  trông giống một loài  (thảo mộc) hơn. Theo các tài liệu ghi chép của y học Trung Quốc, nấm Đông Trùng Hạ Thảo được đánh giá rất cao về y dược trong nhiều thế kỷ. Nhiều nghiên cứu y học hiện đại đều khẳng định, Đông Trùng Hạ Thảo có giá trị dinh dưỡng cao, tăng cường sức khoẻ, nâng cao hệ miễn dịch, kháng khuẩn, kháng virus, có tác dụng tốt tới trẻ em còi xương chậm lớn,  hỗ trợ điều trị cho người bị bệnh hen phế quản, viêm phế quản mãn tính, ho lao,  phù hợp với mọi lứa tuổi, có tác dụng tích cực đến các bệnh như rối loại tình d,ục, thận hư, liệt dương, di tinh, cải thiện chức năng thận, đau lưng, mỏi gối, ho hen, chống ung thư và các chất phóng xạ, có tác dụng đặc trị đối với bệnh viêm tiền liệt tuyến và bệnh tiểu đường…

Nấm trùng thảo - Cordyceps militaris – Ảnh: Phùng mỹ Trung

Nấm Cordyceps sp đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và đạt được những thành tựu. Một số nước đã thành công trong việc nuôi cấy các loại nấm Cordyceps sp.  có giá trị và sản xuất với quy mô công nghiệp trên diện rộng như Trung Quốc, Nhật, Hàn Quốc, Mỹ, Malaysia... Ở nước ta, các nhà khoa học cũng đã tiến hành nghiên cứu đề tài này từ khá lâu và cho thấy nhiều kết quả khả quan; hứa hẹn trong tương lai không xa, tất cả người dân Việt Nam sẽ có cơ hội được sử dụng vị hiếm này.
Hiện tại có hơn 750 loài Cordyceps sp. được ghi nhận. Tuy nhiên, chỉ có một vài loại Cordyceps sp. được khai thác hoạt tính sinh học để sử dụng cho mục đích thương mại và thực tế không cung cấp đủ cho nhu cầu thị trường rất lớn hiện nay.  Trong số đó, loài C. militaris là loài dược liệu quý, sản sinh ra hợp chất có tác dụng điều trị bệnh ung thư.

Ở Việt Nam, Đông trùng hạ thảo - Cordyceps militaris này vẫn chưa nuôi cấy rộng rãi giống nấm này nên giá thành vẫn rất cao, không thể sản xuất quy mô lớn ứng dụng trong y dược và làm các thực phẩm chức năng để tăng sức khỏe cho đại đa số người dân. TS. Nguyễn Thị Liên Thương mong muốn trong thời gian sắp đến có thể nuôi trồng rộng rãi chủng nấm này nhằm hạ giá thành sản phẩm; liên kết với các ngành chức năng  để mở rộng khả năng sản xuất nấm có dược tính, giá trị kinh tế cao.

THÔNG TIN VỀ MẪU NẤM

Tên mẫu: nấm Cordyceps militaris (L.) Fr. (1818)
Giới: Fungi
Ngành: Ascomycota 
Lớp: Ascomycetes 
Bộ: Hypocreales 
Họ: Cordycipitaceae
Chi: Cordyceps
Loài: militaris

Sản phẩm nuôi cấy: 
Tơ nấm trên môi trường lỏng và bán rắn
Quả thể nấm
2.Một số hợp chất có hoạt tính sinh học thu nhận từ nấm Cordyceps

Các thành phần hóa học chứa trong nấm Cordyceps, quan trọng nhất là nhóm chất cordycepic acid, cordycepin và polysaccharide có tác dụng rất tốt trong điều trị bệnh ung thư và các bệnh do virus. Ngoài ba thành phần trên khi phân tích nấm người ta còn phát hiện rất nhiều hợp chất có giá trị cordycepic acid, N- acetylgalactosamine, adenosine, ergosterol và ergosterol esters, bioxanthracenes, hypoxanthine, polysaccharide và exopolysaccharide, chitinase, cicadapeptins, và myriocin, các chất có hoạt tính sinh học là saccharides (trehalose và polysaccharides), nucleosides (adenosine, inosine và cordycepin), manitol và sterols (ergosterol).

Cordycepin
Cordycepin lần đầu tiên được tách ra từ C. militaris năm 1950 do Cunningham và cộng sự thực hiện, sau đó chúng cũng được tìm thấy ở Cordyceps militaris, C. sinensis và C. kyushuensis. Mặc dù cordycepin có thể được tổng hợp hóa học nhưng chỉ cho sản lượng thấp. Cordyceps tự nhiên chứa lượng cordycepin vào khoảng 0,006 – 6,36 mg/g.

Cordycepin là một dẫn xuất của nucleoside adenosine mà tại vị trí 3’ không có O khác với thực thể ribose.Trọng lượng phân tử của cordycepin C10H13N5O3 là 251, có nhiệt độ nóng chảy là 230 – 231°C, độ hấp thụ cao nhất ở 259nm. Cordycepin có thể tan trong saline, cồn ấm, hoặc methanol, nhưng không tan trong benzene, ether hoặc chloroform, các nhà khoa học thường sử dụng saline khử trùng và đệm phosphates để hòa tan cordycepin.

Cordycepin có khả năng kháng nấm, kháng ung thư và kháng virus. Gần đây hơn, cordycepin cũng cho thấy khả năng điều hòa sản phẩm của interleukins trong tế bào lympho T. Cordycepin phát huy tác dụng gây độc tế bào thông qua methyl hóa acid nucleic, ức chế sự phát triển của Clostridium paraputrificum và Clostridium perfringens, nhưng không có tác động nào tới Bifidobacterium spp. và Lactobacillus spp. do Ahn và cộng sự đã chứng minh năm 2000.

Adenosine 
Adenosine xuất hiện khá nhiều trong quả thể và được cho là phong phú ở hầu hết các loài Cordyceps với hàm lượng dao động từ 0,28 tới 14,15 mg/g. Khi thu nhận nấm Cordyceps trong tự nhiên, nồng độ adenosine là 2,45±0,03mg/g trong quả thể và ở nấm Cordyceps militaris cao hơn C. sinensis, ở C. sinensis hàm lượng chỉ có 1,643±0,03 mg/g, trong khi đó, hàm lượng trong sợi nấm Cordyceps militaris lên men là 1,592±0,03 mg/g gần tương tự C. sinensis trong tự nhiên. Adenosine được cho là có tác dụng điều hòa miễn dịch, bảo vệ tim mạch

Nucleotides 
Nucleotides (gồm có adenosine, uridine và guanosine) là các thành phần khá đa dạng trong nấm Cordyceps.Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, guanosine có hàm lượng cao nhất trong tất cả các mẫu tự nhiên, khi nuôi cấy trong điều kiện nhân tạo hàm lượng của nucleotide thường cao hơn Cordycep spp. tự nhiên.Nucleotides trong Cordyceps tự nhiên bắt nguồn từ sự phân rã của nucleoside trong suốt quy trình bảo quản, tiếp đó các nhà nghiên cứu cũng tìm ra rằng độ ẩmcó thể làm tăng đáng kể hàm lượng nucleotide trong Cordyceps khi nuôi trên môi trường rắn.

Nấm trùng thảo - Cordyceps militaris – Ảnh: Phùng mỹ Trung

Các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa của Cordycep ssp.
Hoạt tính chống oxy hóa (AOA) là một hoạt tính sinh học quan trọng xuất hiện trong các chủng thuộc ngành nấm Basidiomycetes. Mặc dù có nhiều nhà nghiên cứu đã khảo sát đặc tính chống oxy hóa phổ rộng của các quả thể nấm, những chỉ có số ít được chú ý và tiến hành thu nhận các chất chống oxy hóa này nhờ lên men chìm. Một trong số các nghiên cứu được thực hiện bởi Badalyan khi lên men trên môi trường lỏng để thu nhận dịch sau lên men, dịch chiết sinh khối nấm và sinh khối) của 14 chủng nấm (Cordyceps comatus, C. disseminatus, C. micaceus, Hypholoma fasciculare, Lentinus edodes, Lepista personât, Marasmius oreades, Pholiota alnicola, Pleuronata versicolor, Stropharia coronilla, Suillusltuteus, Schizophyllum commune, Trimetes versicolor vàVolvariella bombycina) đều cho thấy có chứa các chất chống oxy hóa có khả năng ức chế gốc tự do trong phản ứng peroxide hóa lipid khi thí nghiệm trên não chuột. Hiệu quả loại bỏ gốc tự do thu nhận từ sinh khối các chủng nấm từ môi trường nuôi cấy, các chất khô của dịch lọc sau lên men, các hợp chất chiết khi sử dụng dung môi chiết khác nhau thu nhận nấm Antrodia camphorata trong lên men chìm. Kết quả thu được trong dịch chiết sinh khối có tác động tích cực với khả năng loại bỏ gốc tự do, đặc biệt hơn khi chiết sinh khối nấm bằng nước cũng cho thấy khả năng và hoạt tính chống oxy hóa. Ngay cả dịch sau lên men sau khi đã loại bỏ sinh khối cũng có hiệu quả loại bỏ gốc tự do nhưng với hiệu quả thấp hơn. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh được mối quan hệ tuyến tính giữa sự ức chế quá trình peroxy hóa chất béo và hàm lượng polyphenol tổng thu nhận được từ dịch lên men của các chủng nấm Antrodia camphorata. Hơn nữa, họ cũng tìm ra sự tương quan cao giữa sự ức chế quá trình peroxy hóa chất béo và hàm lượng triterpenoids thô trong dịch chiết bởi dung môi methanol, ethyl acetate.

Sterol 
Ergosterol là sterol duy nhất của nấm và là tiền chất thiết yếu của vitamin D2, có giá trị dược liệu quan trọng. Ergosterol trong C. sinensis có thể được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC (High Performace Liquid Chromatography) do Li và cộng sự thực hiện năm 1991 [10,14], được cho là chất ophiocordin, ở Cordyceps pseudomilitaris là chất bioxanthracenes và tập hợp bốn exopolysaccharide với các trọng lượng phân tử thay đổi từ 50 kDa tới 2260 kDa tìm thấy ở C. militaris

Protein và các amino acid 
Nấm Cordyceps có hàm lượng protein thô trong khoảng 29,1 – 33%. Protein này bao gồm 18 loại amino acid, gồm có aspartic, threonine, serine, glutamate, proline, glycine, valine, methionine, isoleucine, leucine, tyrosine, phenylalanine, lysine, histidine, cystine, cysteine và tryptophan.

Hàm lượng amino acid sau khi thủy phân hầu hết là 20 – 25%, lượng thấp nhất là 5,53%, cao nhất là 39,22%. Hàm lượng cao nhất là glutamate, arginine và acid aspartic, các thành phần có tác dụng dược lý chính là arginine, glutamate, tryptophan và tyrosine.

Các chủng Cordyceps spp. cũng chứa các loại protein, peptides, polyamines và tất cả các amino acid thiết yếu. Thêm nữa, Cordyceps spp. cũng chứa các loại dipeptide vòng hiếm gặp có vòng gồm có cyclo-[Gly-Pro], cyclo-[Leu-Pro], cyclo-[Val-Pro], cyclo- [Ala-Leu], cyclo-[Ala-Val] và cyclo-[Thr-Leu]. Một lượng nhỏ polyamines như 1,3-diamino propane, cadavarine, spermidine và putrescine cũng được tìm thấy

Acid béo và nguyên tố kim loại 
Acid béo bao gồm carbon, hydro, và oxy và là thành phần chính của lipids, phospholipid và glycolipid, chúng được phân loại thành acid béo no và không no. Ở Cordyceps, lượng acid béo no được tìm thấy là 57,84%, gồm có C16:1, C17:1, C18:1, C18:2. Acid linoleic chiếm hàm lượng cao nhất 38,44%, tiếp đó là acid oleic 17,94%. Các acid béo nó chiếm 42,16%, bao gồm C14, C15, C16, C17, C18, C20, và C22. Acid palmitic và acid octadecanoic chiếm hàm lượng cao nhất lần lượt là 21,86% và 15,78%. Các acid béo không nó có chức năng giảm lipid máu và bảo vệ chống lại bệnh tim mạch, chứa một loạt các hợp chất dinh dưỡng như các acid amin thiết yếu, vitamin E và K, các vitamin tan trong nước như B1, B2, và B12. và các nguyên tố đalượng và vi lượng (K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Pi, Se, Al, Si, Ti, Cr, Ga, V

Nấm trùng thảo - Cordyceps militaris – Ảnh: Phùng mỹ Trung

Polysaccharide

Nấm Cordyceps spp. được đánh giá cao về giá trị dinh dưỡng trong sản xuất thực phẩm chức năng và sản xuất thuốc trong phòng và chữa bệnh. Chúng chứa rất nhiều loại đường, bao gồm mono-, di-, và các oligosaccharide, và nhiều polysaccharides phức tạp (gồm có cyclofurans (đường 5C, mạch vòng, chưa rõ chức năng), beta-glucans; beta-mannans; và phức hợp polysaccharides có cả đường 5 và 6C cùng tham gia vào các chuỗi nhánh, dùng cả cầu nối alpha- và beta-). Các polysaccharides chính trong nấm Cordyceps là một dạng glucans với các mối liên kết glycosidic chứa các liên kết: (1/3) - (1/6) - β glucans và (1/3) - 1 - glucans.

Mặc dù, vách tế bào nấm là nguồn cung cấp chính của polysaccharides đã được chứng minh kháng khối u, trong khi polysaccharide thu nhận từ thực vật lại không có đặc điểm này, điều này chỉ có thể giải thích được thông qua sự khác nhau trong cấu trúc hóa học của các polysaccharide.

Các polysaccharide có khả năng chống lại hoạt động của các tế bào ung thư chúng bao gồm homopolyme có cấu tạo đơn giản đến phức tạp bao gồm glucose, galactose, mannose, xylose, arabinose, fucose, ribose và acid glucuronic. Trong một số loài nấm, polysaccharides liên kết với các protein hoặc peptide tạo thành các hệ polysaccharide - protein hoặc polysaccharide - peptide cấu trúc có hoạt tính kháng u mạnh hơn. Cấu trúc 1/3 - β - glucans có khả năng kháng khối u được biết nhiều nhất, theo các nghiên cứu cho biết những glucans có được hoạt tính sinh học này là trong cấu tạo các phân tử có dạng mạch thẳng hoặc phân nhánh với cấu trúc chính là phân tử đường glucose liên kết với các đơn vị trong chuỗi tại các vị trí khác nhau, với các chuỗi bên bao gồm các đơn vị như acid glucuronic, xylose, galactose, mannose, arabinose hoặc ribose. Heteroglycans là một nhóm lớn polysaccharides lớn hoạt tính sinh học đa dạng được phân loại là galactans, fucans, xylans, và mannans

Acid cordycepic 
Theo dược điển của Trung Quốc, acid cordycepic hay D-manitol, một đồng phân của acid quinic với cấu trúc polyol chiếm khoảng 9% trong Cordyceps, đây là thành phần được sinh ra trong hoạt động sinh tổng hợp và được sử dụng như một dấu hiệu trong kiểm soát chất lượng nuôi cấy nấm C. militaris.

Mannitol là sản phẩm sinh học chính với hoạt tính sinh học quan trọng, tồn tại trong tự nhiên ở rễ cây, mầm và lá của thực vật, trong khi đó cũng có nhiều mannitol được phát hiện ởcác loài nấm ăn được, cà rốt và địa y. Thông thường, hàm lượng cordycepic trong Cordyceps spp. là 7-29%, thành phần này khác nhau trong từng giai đoạn phát triển của quả thể.

Về mặt hóa học, mannitol là một rượu và một đường hoặc là một polyol; nó tương tự như xylitol và sorbitol.Tuy nhiên, mannitol có xu hướng mất một ion hydro trong dung dịch, điều này gây đến dung dịch có tính acid. Công thức hóa học của mannitol là C6H14O6, trọng lượng phân tử là 182, có điểm nóng chảy là 166o , điểm sôi là 290-295o C. Mannitol được sử dụng rộng rãi trong y dược và công nghiệp thực phẩm.

Acid cordycepic được tách ra từ Cordyceps sinensis từ những năm 1957, đã được chứng minh có tác dụng lợi tiểu và phòng ngừa biến chứng sau phẫu thuật cắt thận, làm giảm ho và hen suyễn. Đặc biệt acid cordycepic có thể cung cấp sự bảo vệ hiệu quả trong điều trị các bệnh nhân sau nhồi máu não và chấn thương, chẳng hạn như cải thiện vi tuần hoàn não và lưu lượng máu não, thúc đẩy phục hồi thần kinh và bảo tồn các khu vực thiếu máu cục bộ, giảm điều tiết áp lực nội sọ, và giảm sự hình thành dịch não tủy và não mô hàm lượng nước.

GIÁ TRỊ DƯỢC LIỆU CỦA CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Các tác động được cho là của nấm Cordyceps là chống ung thư, chống di căn, điều hòa miễn dịch, chống oxy hóa, chống viêm, diệt khuẩn, hạ đường huyết, chống lão hóa, bảo vệ thần kinh và bảo vệ thận. Cụ thể, polysaccharides đảm nhiệm chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư, chống di căn khối u, điều hòa miễn dịch , hypoglycaemic, steroidogenic và hypolipidaemic. Cordycepin đảm nhiệm chống ung thư, trừ sâu, chống nhiễm khuẩn. Ergosterol ức chế ung thư, và điều hòa miễn dịch [16]. Hiệu quả chống ung thư Khả năng ức chế sự phát triển của các khối u được phát hiện ở nhiều chi của loài Cordyceps. Các thành phần hoạt tính sinh học có tác động chống ung thư chủ yếu là polysaccharide, sterols và adenosine. Trong đó, sterols và adenosine là các chủ đề nghiên cứu nóng nhất về khả năng chống ung thư. Cho tới nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể biết chính xác cơ chế ức chế sự phát triển của tế bào ung thư của Cordyceps, cơ chế này có thể là (1) tăng cường chức năng của hệ thống miễn dịch và miễn dịch tự nhiên; (2) ức chế có chọn lọc tổng hợp RNA, từ đó ảnh hưởng tới tổng hợp protein; (3) hoạt động chống oxy hóa và chống các gốc tự do; (4) chống đột biến; (5) làm nhiễu quá trình sao chép của virus cảm ứng khối u; (6) cảm ứng methyl hóa acid nucleic. Tác động điều hòa miễn dịch Các tác động chính của Cordyceps lên hệ thống miễn dịch vào các tế bào như đáp ứng tăng sinh lymph, tế bào giết tự nhiên (NK), và kích thích tạo thành: ngưng kết tố thực vật (PHA) interleukin-2 (IL-2) và tác nhân hoại tử tế bào ung thư (TNF- α) trên các tế bào đơn nhân ở người , đây là kết quả sự sản xuất của cytokines.

Các tác động trị liệu của nấm, như ngăn chặn bệnh tự miễn, dị ứng cũng có liên quan đến tác động điều hòa miễn dịch. Tác động bảo vệ gan Bệnh về gan là căn bệnh đe dọa chính tới sức khỏe của con người và ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống. Các thử nghiệm trên động vật và các dữ liệu từ các phòng khám cho thấy, Cordyceps có tác dụng bảo vệ gan của bệnh nhân, như các bệnh do viêm gan virus A, viêm gan B mạn tính, viêm gan C, xơ gan. Chúng làm tăng các tế bào hữu cơ chức năng điều hòa, đưa trạng thái HBeAg-dương tính về HBeAg-âm tính, tăng cường chức năng gan và ức chế xơ gan

BẢO VỆ THẬN 
Các tác động bảo vệ thận được trình bày chủ yếu là: (1) tác động trị liệu lên thận tổn thương độc thận; (2) bảo vệ, chống lại sự sai hỏng chức năng mạn tính ở thận; (3) đảo ngược tác dụng của viêm tiểu cầu thận. Bảo vệ tim và chống lại chứng tăng huyết áp Cordyceps militaris có rất nhiều ảnh hưởng tới hệ thống tim mạch, chẳng hạn như có tần số âm tính, cơ tim giảm tiêu thụ oxy, cải thiện cơ tim thiếu máu cục bộ, chống đông tụ tiểu cầu, tác động chống loạn nhịp.

BẢO VỆ CÁC CƠ QUAN KHÁC

Như trung khu thần kinh, Cordyceps militaris làm giảm đau, chống co giật và thanh nhiệt.Trên hệ thống hô hấp giống như Cordyceps sinensis, có tác dụng làm giãn cuống phổi, cụ thể là sự tăng tiết adrenaline từ tuyến thượng thận, và cũng có vai trò co khí quản do histamine. Nó cũng có tác dụng chống ho, long đàm, và trị hen, ngăn cản tràn khí màng phổi. Trong hệ thống nội tiết, Cordyceps militaris có tác động tới hormone của nam giới; và tăng mức corticosterone. Trong những năm gần đây, Cordyceps trở thành nguồn nguyên liệu rất quan trọng cho làm thuốc và thực phẩm chức năng. Giá cả của chúng tăng lên rất nhanh, có rất nhiều người đã canh tác chúng. Hiện tại, sự phát triển của Cordyceps và các chế phẩm của chúng chủ yếu tập trung vào ba hướng. Thuốc ăn kiêng. Thực phẩm chức năng.Phát triển tính thuốc. Hầu hết các hoạt chất sinh học chiết xuất từ Cordyceps như cordycepin, cordycepic acid và polysaccharide đều là các chất chống lão hóa và tác động giúp điều hòa giấc ngủ cũng đã được cấp phép như một nguồn thuốc mới bởi SFDA của Trung Quốc. Vì vậy, sử dụng Cordyceps và cả dịch chiết, chúng ta có thể phát triển rất nhiều sản phẩm nhờ công nghệ hiện đại.các sản phẩm này có rất nhiều chức năng chủ yếu tập trung vào các phương diện: tăng cường thể chất, chống lão hóa, bảo vệ tim mạch, cải thiện giấc ngủ, tăng ngon miệng, tăng cường miễn dịch.