Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn Fucoidan phân lập

Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn Fucoidan phân lập

Tải bản đầy đủ - 0trang

phân tử (320.000 Da MW) cho thấy hoạt tính chống đơng máu tốt hơn các fucoidan đề

polymer hóa có khối lượng phân tử (32.000 MW) [7,8].

Một số nghiên cứu khác cho thấy thành phần đường (fucose, galactose, v.v) của

fucoidan có ảnh hưởng đến hoạt tính chống đơng máu. Thành phần axít uronic khơng

ảnh hưởng trực tiếp lên hoạt tính chống đơng máu, nhưng nó gián tiếp làm tăng hoạt

tính chống đông máu của fucoidan thông qua việc làm cho chuỗi đường trở nên linh

động hơn [9].

Hoạt tính chống huyết khối của fucoidan cũng đã được thử nghiệm in vivo theo

mô hình ngẽn tĩnh mạch và động mạch ở động vật thí nghiệm. Sulfate galactofucan

được phân lập từ rong Spatoglossum schroederi khơng thể hiện hoạt tính chống đơng

máu trên một số thử nghiệm in vitro. Tuy nhiên, nó lại thể hiện hoạt tính kháng huyết

khối mạnh khi thực hiện thí nghiệm in vivo, điều này có thể được giải thích do ảnh

hưởng của yếu tố thời gian đến hoạt tính kháng huyết khối của fucoidan [10].

Như vậy có thể thấy rằng fucoidan có tiềm năng rất lớn để sử dụng làm thuốc

chống đông máu, thuốc chống huyết khối hoặc thực phẩm chức năng và dược liệu mà

hầu như khơng có tác dụng phụ.

1.5.3 Hoạt tính chống virus

Trong những năm gần đây, các thử nghiệm về hoạt tính kháng virus của

fucoidan đã được thực hiện bằng cả “in vitro” và “in vivo” yếu tố gây độc tế bào thấp

của chúng so với các thuốc kháng virus khác đang được quan tâm xem xét sử dụng

trong y học lâm sàng. Fucoidan từ các loài rong Laminaria japonica, Adenocytis

utricularis, Undaria pinnatifida (Mekabu), Stoechospermum marginatum, Undaria

pinnatifida, Cystoseira indica và Undaria pinnatifida cho thấy hoạt tính kháng virus

HSV-1 và HSV-2 mà không gây độc cho tế bào Vero [11]. Hơn nữa, fucoidan còn cho

thấy hoạt tính ức chế chống lại sự tái tạo nhiều loại virus màng bao gây ra hội chứng

suy giảm miễn dịch của người và cytomegalovirus [12]. Hoạt tính antiprion và kìm

hãm sự khởi phát bệnh khi bị nhiễm trùng prion đường ruột của fucoidan đã được công

bố bởi Doh-ura và cộng sự [13].

1.5.4 Hoạt tính kháng u và điều hòa miễn dịch

Hoạt tính kháng u của nhiều polysacarit đã được cơng bố trong những năm gần

đây. Fucoidan từ rong Eisenia bicyclics và Laminaria japonica có tác dụng chống u

báng 180. Fucoidan được phát hiện có khả năng ức chế sự tăng sinh và gây chết tế bào

trong dòng tế bào u lympho HS-Sultan của người [14]. Fucoidan từ các loài rong L.

6



saccharina, L. digitata, F. serratus, F. distichus và F. vesiculosus có tác dụng khóa chặt

tế bào ung thư vú MDA-MB-231 ngăn kết dính với các tiểu cầu, tác dụng này có ý

nghĩa quan trọng trong quá trình di căn khối u.

Khả năng phục hồi các chức năng miễn dịch của fucoidan từ rong L. japonica

đã được thử nghiệm in vivo. Fucoidan giúp thúc đẩy sự phục hồi chức năng miễn dịch

trên các con chuột bị chiếu xạ. Fucoidan có thể làm tăng khả năng sản xuất

interleukin-1 (IL-1) và interferon-γ (IFN-γ) trong các thử nghiệm in vitro, tăng cường

các chức năng của tế bào lympho T, tế bào B, đại thực bào, tế bào giết tự nhiên (NK tế

bào) và thúc đẩy các kháng thể chính phản ứng lại với tế bào hồng cầu máu cừu

(SRBC) trong thí nghiệm in vivo [15]. Fucoidan trọng lượng phân tử cao được điều

chế từ Okinawa Mozuku (Cladosiphon okamuranus) thúc đẩy sự gia tăng tỷ lệ gây độc

tế bào T ở chuột [16]. Fucoidan từ rong F.vesiculosus có các tác dụng lên sự trưởng

thành và điều hòa miễn dịch trên các tế bào tua (DCs), đây là các tế bào có kháng

ngun mạnh mẽ, thơng qua con đường liên quan ít nhất đến yếu tố nhân tế bào

(Nuclear factor - κB (NF- κB)) [17].

1.5.5 Hoạt tính chống oxy hóa

Rất nhiều cơng bố cho thấy rằng fucoidan thể hiện hoạt tính chống oxy hóa

quan trọng trong các thí nghiệm in vitro. Nó là một chất chống oxy hóa tự nhiên tuyệt

vời để ngăn ngừa các bệnh gây ra bởi các gốc tự do. Tác dụng ức chế sự hình thành

các gốc tự do hydroxyl và gốc peoxit của fucoidan (homofucan) từ F.vesiculosus và

fucan (heterofucans) từ Padina gymnospora đã được nghiên cứu bởi Micheline và

cộng sự, kết quả cho thấy fucan có hoạt tính chống oxy hóa thấp so với fucoidan [18].

Hoạt tính chống oxy hóa liên quan đến trọng lượng phân tử và hàm lượng

sulfate của fucoidan. Các phân đoạn fucoidan từ L. japonica có khả năng làm mất gốc

peoxit và axít hypochlorous tuyệt vời [19]. Cả khối lượng phân tử và hàm lượng

sulfate của fucoidan đều đóng vai trò rất quan trọng trong việc tác động lên các gốc

azo 2-2'-Azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) gây ra quá trình oxy hóa

LDL [20].

1.5.6 Giảm lipid máu

Fucoidan là hợp chất có hoạt tính tương tự như axít sialic, nó có thể làm tăng

các điện tích âm của bề mặt tế bào đến mức có hiệu lực với sự tích tụ của cholesterol

trong máu, kết quả làm giảm lượng cholesterol trong huyết thanh. Các nghiên cứu cho

7



thấy fucoidan từ rong L. japonica giảm đáng kể cholesterol toàn phần, triglyceride và

LDL-C mà khơng có tác dụng phụ gây tổn hại cho gan và thận. Hoạt tính giảm lipid

máu của fucoidan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của chúng, trọng lượng phân tử

càng thấp thì hoạt tính càng cao [21].

1.5.7 Chống viêm

Năm 2007, Cumashi và cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống viêm của

fucoidan thu nhận được từ chín lồi rong nâu. Kết quả cho thấy tất cả fucoidan của 9

loài rong đều có khả năng ức chế sự tăng số lượng bạch cầu trên mơ hình chuột bị

viêm, hiệu quả chống viêm của fucoidan trong mơ hình này khơng bị ảnh hưởng nhiều

bởi hàm lượng của gốc fucose và sulfate cũng như các đặc tính cấu trúc khác của bộ

khung mạch polysacaride của chúng [22].

1.5.8 Bảo vệ dạ dày

Fucoidan từ Cladosiphon okamuranus tokida là một chất an toàn với khả năng

bảo vệ dạ dày. Fucoidan như là một tác nhân chống viêm loét và ức chế kết dính với vi

khuẩn Helicobacter pyroli (một loại vi khuẩn gây viêm loét dạ dày) [23]. Fucoidan từ

rong Cladosiphon okamuranus có khả năng ức chế sự tăng trưởng của tế bào ung thư

dạ dày nhưng không cho thấy bất kỳ ảnh hưởng nào lên tế bào bình thường [24].

1.5.9 Chống lại bệnh về gan

Fucoidan ngăn chặn tổn thương gan gây ra bởi concanavalin A bằng việc gián

tiếp sinh ra interleukin (IL)-10 nội sinh và ức chế yếu tố tiền viêm (proinflammatory

cytokine) ở chuột [25]. Một số nghiên cứu thấy cho fucoidan có thể là một chất chống

xơ rất tốt năng nhờ sở hữu chức năng kép, cụ thể là: bảo vệ tế bào gan và ức chế sự

tăng sinh tế bào gan hình sao.

1.6 Một số lồi tảo, rong có chứa chất Fucoidan

Fucoidan được tìm thấy trong tảo biển (tảo nâu) như mozuku, mekabu, kombu

và một số loại chất xơ hòa tan trong nước. Hợp chất “nhờn” của rong biển chính là

nguồn nguyên liệu dồi dào của Fucoidan. Nghiên cứu cho thấy tảo nâu mozuku chứa

hàm lượng Fucoidan cao nhất và hoạt tính mạnh nhất [2]

Gagome kombu ở Hokkaido có nhiều thành phần nhớt. Loại mozuku ở

Okinawa có lượng Fucoidan nhiều gấp 5 lần kombu. Tiếp theo là tảo Mekabu thuộc họ

Wakame.



8



Hình 1.5 Tảo nâu Mozuku chứa hàm lượng Fucoidan cao nhất

Mozuku (theo tiếng Nhật có nghĩa là kí sinh của rong biển ) thường sống kí

sinh (như dây leo) trên thân của các loại tảo khác, ví dụ điển hình là trên thân tảo nâu

Hondawara



(Sargasso).



Mặc



khác,



Mozuku



thuộc



nhóm



Magamatsumo



(Chordariaceae) được tìm thấy nhiều nhất ở các vùng biển lặng như biển Nhật Bản và

Thái Bình Dương, đặc biệt là khu vực Tohoku và quần đảo Okinawa.

Trong đó, để chiết xuất được 1 gram Fucoidan cần có 1 kg tảo mozuku.So với

các loại Fucoidan khác, Mozuku Fucoidan có khả năng gây ra quá trình tự hủy diệt của

tế bào (apoptosis) hiệu quả cao trên tế bào ung thư



Hình 1.6 Mozuku Fucoidan



9



Hai loại Mozuku còn có tên là Itomozuku và Okinawa Mozuku là có thể ăn

được. Trong đó, Okinawa Mozuku có nhiều dinh dưỡng hơn Itomozuku. Hơn nữa do

có kết cấu mềm mại nên Okinawa Mozuku được ưa chuộng nhất ở Nhật Bản.

Mặc dù có tên là Okinawa Mozuku nhưng thực chất loại tảo này cũng được tìm

thấy ở những vùng khác trong khắp nước Nhật ví dụ như Yaeyamo, Miyako, Amami

và những vùng biển ấm áp. Những năm gần đây, nhờ vào công nghệ nuôi trồng thủy

sản phát triển mạnh nên Okinawa Mozuku đã được nuội trồng nhiều. Dù vậy, Okinawa

cũng là nơi cung cấp khoảng hơn ½ sản lượng Mozuku cho toàn quốc.

Tảo Wakame – Mekabu (Undaria pinnatifida): Wakame hay Mekabu là phần xù

nằm ở gốc của các loại rong biển. Một trong những nét độc đáo của Fucoidan chiết

xuất từ Wakame đó là chứa hơn 34% của nhóm sulfate. Theo một số nghiên cứu của

Nhật Bản thì so với các chiết xuất Fucoidan khác, Fucoidan Wakame có hiệu quả hơn

trong việc ức chế hình thành mạch trong ung thư.



Hình 1.7 Wakame Fucoidan

Tảo Kombu (Laminaria japonica): đây loài đầu tiên được dùng để chiết xuất

nên fucoidan. Tuy nhiên, đây là tảo có chứa hàm lượng fucoidan tương đối thấp vì thế

khơng nhiều kinh tế để sản xuất hàng loạt nguyên liệu này.

Quần đảo okinawa là một trong các cửa khẩu xuất khẩu tảo kombu lớn ở nhật

bản vì vậy tảo này rất quen thuộc với ngư dân nơi đây. Tuy nhiên trong khi người dân

ở đảo lớn nhất nhật bản - Honshu dùng kombu để chế biến các loại món canh súp thì

người dân okinawa lại ăn trực tiếp tảo này chính vì vậy tồn bộ chất bổ dưỡng có trong

10



tảo kombu được hấp thụ trực tiếp vào cơ thể, đây cũng là lý do thị trường okinawa tiêu

thụ tảo kombu nhiều gấp 10 lần so với những vùng khác tại nhất bản.

1.7 Một số phương pháp tách, chiết Fucoidan.

Tùy theo mỗi quốc gia, từng loại rong biển khác nhau với hàm lượng hợp chất

Fucoidan khác nhau mà mỗi hãng dược áp dụng một phương pháp chiết xuất Fucoidan

khác nhau với một quy trình chiết xuất Fucoidan riêng. Tuy nhiên, dù phương pháp và

quy trình như thế nào thì tất cả có thể tóm tắt thành các giai đoạn:

1. Thu hoạch và xử lý nguyên liệu.

2. Bảo quản nguyên liệu.

3. Đánh giá chất lượng nguyên liệu.

4. Sản xuất Fucoidan, Alginate.

5. Đánh giá chất lượng sản phẩm và tính chất dược lý của các sản phẩm.

Một số quy trình khác nhau đã được sử dụng để chiết fucoidan. Mối bận tâm

chính trong quy trình tách chúng là nhiễu gây bởi các polysacarit khác như laminaran

và alginat. Những thử nghiệm chiết đầu tiên được tiến hành với dung môi là nước.

Năm 1950, fucoidan từ rong Fucus vesiculosus và Fucus spiralis đã được

Percival và Ross chiết tách bằng nước sôi trong 24 giờ, sau đó loại bỏ alginate và

protein bằng Pb-acetate, tiếp theo fucoidan được kết tủa dưới dạng phức hydroxide khi

cho phản ứng với Ba(OH)2. Phức thu được, đem thủy phân trong dung dịch H 2SO4

loãng, fucoidan được tách ra và làm sạch bằng màng thẩm tách [26].

Năm 1952, Black đã khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, thời gian chiết và tỷ

lệ dung dịch chiết với rong nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi fucoidan. Kết quả cho

thấy điều kiện tối ưu để chiết fucoidan bao gồm khuấy huyền phù rong với dung dịch

HCl ở pH: 2,0-2,5 (tỷ lệ 1:10) tại 70 oC trong 1h. Bằng cách xử lý này chỉ 1 lần chiết có

thể phân lập được cỡ 50% fucoidan trong khi 3 lần chiết có thể tách ra được hơn 80%

fucoidan. Fucoidan còn có thể được chiết bằng đun nóng một phần rong khơ với 10

phần H2O tại 1000C trong 3-7,5h, bằng cách này có thể thu được 55-60% fucoidan.

Khi tăng tỉ lệ H2O : rong, thời gian chiết hoặc số lần chiết có thể tăng được hiệu suất

chiết. Theo tác giả chiết nước đôi khi khơng thích hợp do khó tách cặn rong khỏi dung

dịch nước. Fucoidan thơ được tách khỏi dịch chiết axít bằng trung hòa và cho bay hơi

đến khơ, hòa tan lại trong nước và kết tủa thu các phân đoạn fucoidan với cồn ở nồng

độ 30% và 60% (v/v). Phân đoạn 60%, fucoidan thơ có chứa 30-36% fucose. Có thể

11



tách được fucoidan với hàm lượng fucose lớn hơn 40% từ sản phẩm thô bằng cách xử

lý rong nguyên liệu với formaldehyde [27].

Những nỗ lực đầu tiên nhằm đưa ra một phương pháp chiết fucoidan có hệ

thống đã được thực hiện bởi Mian và Percival [28]. Họ đã tiến hành chiết tuần tự, đầu

tiên là xử lý rong nguyên liệu với formaldehyde, tiếp theo xử lý với cồn ở nồng độ

80% để loại bỏ mannitol, các hợp chất màu và các sản phẩm khối lượng phân tử thấp,

sau đó rong được chiết bằng cách khuấy trộn với dung dịch CaCl 2 2% (ở nhiệt độ

phòng và 70oC) để phân lập laminaran và fucoidan (alginate được cố định dưới dạng

muối Ca-alginat không tan). Fucoidan được chiết tiếp với dung dịch HCl loãng (pH:

2). Sau cùng bã rong được chiết với 3% Na 2CO3 để thu lại alginate dưới dạng muối tan

Na-alginat. Hai dung môi bổ sung cuối cùng nhằm chiết ra thêm các phân đoạn

fucoidan. Quy trình chiết tuần tự phức tạp này hầu như không được sử dụng về sau,

nhưng đã trở thành cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

Các tác giả Zvyagintseva và Duarte đã sử dụng các phương pháp chiết fucoidan

đơn giản nhưng lại áp dụng các bước làm sạch phức tạp tốn nhiều công sức.

Fucoidan từ rong Adenocystis utricularis đã được phân lập bởi Ponce và cộng

sự [96] như sau: đầu tiên rong được xử lý với cồn 80%. Sau đó để thu nhận fucoidan,

rong được chiết riêng biệt với ba dung môi khác nhau thường được sử dụng để thu

nhận fucoidan là nước cất, dung dịch CaCl 2 2% và dung dịch HCl loãng (pH: 2). Trong

cả 3 trường hợp việc chiết được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau đó ở 70oC. Hiệu

suất chiết và đặc tính của các sản phẩm thu được trong ba trường hợp là tương tự nhau

với chỉ một số ít khác biệt. Các dung dịch chiết ở nhiệt độ phòng cho ra sản phẩm

fucoidan giàu L-fucose, D-galactose và ester sulfate được gọi đặt tên là

“galactofucan”, thể hiện đặc tính ức chế chống lại herpes simplex virus 1 và 2 nhưng

không gây độc tế bào. Sản phẩm khác là thành phần chính của dịch chiết thu được ở

70oC, bao gồm chủ yếu là fucose cùng với các monosacaride khác (phần lớn là Man,

nhưng đồng thời có cả Glc, Xyl, Rha, Gal), một lượng đáng kể auronic acid và lượng

nhỏ sulfate ester, được gọi chung là “uronofucoidan”, không thể hiện hoạt tính kháng

virus, nhưng lại thể hiện hoạt tính gây độc tế bào.

Như vậy có thể thấy phương pháp chiết có ảnh hưởng rất lớn đến thành phần,

cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của fucoidan. Hiện nay vẫn chưa có phương pháp

chuẩn áp dụng để chiết tách fucoidan từ các loài rong khác nhau. Hầu hết các phương

pháp chiết fucoidan hiện nay đều hướng đến mục tiêu bảo toàn cấu trúc tự nhiên vốn

12



có của fucoidan, đồng thời hạn chế tối đa sự nhiễm tạp của các thành phần khơng

mong muốn.

Ví dụ về sản xuất Fucoidan tại Việt Nam:

Sự nỗ lực không ngừng của các cán bộ nghiên cứu dựa trên thiết bị công nghệ

cao màng siêu lọc Nano đã thu hoạch được kết quả xuất sắc, mở ra tiềm năng phát

triển cho ngành y học trong nước với tiềm năng khai thác có hiệu quả nguồn rong nâu

có sẵn tại vùng biển trong nước mà cụ thể là từ vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng đến

tình Bình Thuận, trong đó tập trung chủ yếu là ở Vịnh biển Nha trang, Khánh Hòa.

Giai đoạn 2 từ năm 2009 – 2010, cơng trình nghiên cứu về qui trình chiết xuất

Fucoidan ở Việt Nam được tiếp tục thực hiện hoàn thiện trong vai trò là một cơng

trình Khoa học Cơng nghệ trọng điểm cấp Nhà nước. Sự thành công nằm trong kỳ

vọng của người tiêu dùng là kết quả của sự ra đời các sản phẩm Fucoidan Việt Nam cố

công dụng tăng cường sức khoẻ, nâng cao hệ miễn dịch, kháng virus, ngăn ngừa sự

hình thành khối u; bảo vệ niêm mạc dạ dày, tá tràng; Đồng thời hỗ trợ điều trị một số

bệnh ung thư, tim mạch, huyết áp, đường huyết,…

Bước 1: Thu hoạch và xử lý nguyên liệu rong nâu

– Các loại rong nâu có hàm lượng Fucoidan cao tại Việt Nam được sử dụng để sản

xuất sản phẩm Fucoidan là S. polycystum, S. denticarpum, S. oligocystum, S.

swartzii, S. mcclurei, S. binderi, S. microcystum, S. assimile , S. feldmannii và

Turbinaria ornate.

– Rong biển sau khi thu hoạch sẽ tiến hành loại bỏ tạp chất, rong chết, rong tạp, vỏ

nhuyễn thể,…Sau đó rửa lại một lần với nước biển, phơi khơ ở nơi thống sạch, cách

cao so với mặt đất. Sau khi khô, rong nâu sẽ được vận chuyển về khu vực chế biến và

rửa sạch lại lần nữa với nước ngọt, sơ chế và bảo quản.

Bước 2: Chiết và sấy phun

Rong nâu được chiết bằng dung dịch axit clohydric 0,1M và sấy phun ở nhiệt độ 60

trong khoảng 6-8 giờ.



13



Hình 1.8 Quy trình chiết và sấy phun

Bước 3: Sản xuất fucoidan, alginate: lọc, kết tủa và tinh chế

Dịch chiết Fucoidan, Alginate sau đó được cơ đặc bằng siêu lọc, trung hòa và làm khơ

bằng đơng cơ lạnh. Sau đó, Fucoidan sẽ được phân lập bằng sắc ký kị nước và sắc ký

trao đổi ion.



Hình 1.9 Lọc Fucoidan và Alginate



14



Hình 1.10 Kết tủa Fucoidan và Alginate



Hình 1.11 Tinh chế Fucoidan

Bước 4: Đánh giá chất lượng và đóng gói, cho ra thành phẩm

Fucoidan sau khi được chiết tách và tinh chế sẽ được kiểm tra đánh giá về độ tinh

khiết, chất lượng và hiệu quả. Khi đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn phù hợp sẽ được đưa

vào quy trình đóng gói thành phẩm dưới dạng viên nang khơng chứa các thành phần

sản phẩm phụ và động vật.



15



Hình 1.12 Đánh giá chất lượng

Sản phẩm Fucoidan Việt Nam có 3 loại: Fucoidan FucoAnTiK, Fucoidan Fucogastro

và Fucoidan FucoUMI.



Hình 1.13 Các loại thực phẩm chức năng Fucoidan Việt Nam

1.8 Một số nghiên cứu về Fucoidan

Từ năm 1913, chất Fucoidan đã được tìm thấy và liên tục được nghiên cứu. Đến

năm 2003, kết quả nghiên cứu tác dụng của Fucoidan được Hiệp hội Công nghệ Sinh

học Nhật Bản báo cáo rộng rãi.

1.8.1 Tình hình nghiên cứu fucoidan trên thế giới.

Qua tham khảo các tài liệu đã công bố về nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh

học của fucoidan trên thế giới, chúng tơi nhận thấy fucoidan từ rong nâu là một

polymer sinh học có cấu trúc rất phức tạp bởi tính đa dạng và sự không đồng nhất về

thành phần đường cũng như vị trí nhóm sulfate trên các gốc đường. Vì vậy, dù đã có

rất nhiều cơng trình cơng bố về cấu trúc của fucoidan, nhưng chỉ có một số cơng bố

đưa ra được cấu trúc một cách rõ ràng mà phần lớn chỉ đưa ra cấu trúc của một phân

đoạn có độ lặp lại cao của chúng. Cho đến nay những công bố về cấu trúc của

fucoidan một cách rõ ràng nhất là fucoidan được phân lập từ các loài rong nâu sinh

16



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn Fucoidan phân lập

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×