1.1 .GIỚI THIỆU VỀ HẢI SÂM
1.1.2.1 .Đặc điểm hình thái và sinh sản
1.3. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM VỀ
GLYCOSAMINOGLYCAN TỪ HẢI SÂM
1.3.1. Lịch sử nghiên cứu trên thế giới
Vào năm 1984, Vaseur là nhà nghiên cứu đầu tiên về hoạt chất polysaccharide sulfates ở động vật biển không xương [23]. Nhưng mãi tới năm 1987, cấu trúc của các Fucan sulfate mới được nghiên cứu [3]. Sau đó các nghiên cứu về cấu trúc của polysaccharide sulfates, đặc biệt ở hải sâm (GAG) được tăng lên đáng kể trong hai thập kỷ qua. Alves và các cộng sự [45] đã công bố cấu trúc và hoạt tính sinh học của các polysaccharide sulfates từ hai loài hải sâm
Isostichopus badionotus và Ludwigothurea grisea. Trái ngược với cấu trúc phức
tạp và dị thể của fucoidan từ rong nâu [4, 46], polysaccharide sulfates từ động vật không xương sống biển có cấu trúc đồng nhất, mạch thẳng và lặp lại với chỉ từ 1-, 3- hoặc 4- đơn vị đường. Trong đó kiểu liên kết glycosid và mơ hình sulfates là thống nhất và khơng thay đổi. Tuy nhiên, mỗi lồi đều có một cấu trúc fucan sulfates hóa riêng biệt, các cấu trúc khác nhau ở vị trí liên kết giữa các gốc fucose và mức độ cũng như vị trí sulfates trên các gốc đường. Thành phần chủ yếu của polysaccharide sulfates từ hải sâm là L-fucose và các nhóm este sulfates, các polysaccharides này là một trong những hợp chất có hoạt tính sinh học mạnh nhất của hải sâm. Chen và các cộng sự [19] đã công bố các nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính kháng đơng tụ của fucan sulfates từ các loài hải sâm
Isostichopus badionotus và L. grisea. Kariya và cộng sự [18] đã phân lập được
hai loại fucan sulfates từ hải sâm Sichopus japonicus nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và hoạt tính ức chế tế bào hủy xương. Gần đây, nhóm tác giả Long Yu và cộng sự [21] đã cơng bố các kết quả hoạt tính kháng ung thư dạ dày của fucan sulfates được phân lập từ loài hải sâm Acaudina
molpadioides.
Như trên ta có thể thấy, các polysaccharide sulfates từ hải sâm sở hữu nhiều hoạt tính sinh học q. Hoạt tính sinh học của polysaccharide có mối quan hệ chặt chẽ với cấu trúc của chúng. Do vậy, việc phân tích cấu trúc polysaccharide có ý nghĩa vơ cùng quan trọng giúp giải thích cơ chế các tương tác sinh học và thúc đẩy nhanh chóng đưa vào ứng dụng trong thực tiễn [21]. Cho đến nay polysaccharide sulfates (fucoidan) từ hơn 20 loài rong nâu khác nhau đã được nghiên cứu cấu trúc và phát triển thành các thực phẩm chức năng thương mại. Tuy nhiên, mới chỉ có polysaccharide sulfates
(glycosaminoglycan) từ 4 lồi hải sâm được nghiên cứu cấu trúc cho tới ngày nay.
1.3.2. Lịch sử nghiên cứu tại Việt Nam
Bởi đặc thù nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt, địa hình phía đơng giáp với Vịnh Bắc Bộ và biển Đơng, nên nguồn tài nguyên sinh vật biển hết sức phong phú và đa đạng (11.000 loài sinh vật thủy sinh, 1.300 loài sinh vật trên đảo, cùng vơ số lồi chủng vi sinh vật ).Tuy vậy, việc nghiên cứu sinh vật nhiệt đới biển của Việt Nam cho đến nay vẫn chủ yếu theo định hướng giá trị thực phẩm, dinh dưỡng và xuất khẩu, việc nghiên cứu, khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên sinh vật để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao phục vụ cuộc sống cịn hạn chế chưa tương xứng với tiềm năng của biển Việt Nam. Các nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên từ sinh vật biển ở Việt Nam mặc dù đã bắt đầu từ những thập niên 60 của thế kỷ 20, nhưng từ đó cho tới nay khơng có nhiều cơng trình liên quan được công bố. Các nghiên cứu hầu hết tập trung vào xác định thành phần hóa học và hàm lượng của các nhóm hợp chất lipit, protein, các nguyên tố đa-vi lượng, các nhóm chất độc tố biển. Các nghiên cứu sâu hơn về hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất thiên nhiên biển chỉ mới được bắt đầu khoảng 10 năm trở lại đây chủ yếu được thực
hiện bởi các nhà khoa học thuộc Viện Hóa sinh biển, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên và một số viện khác thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong tuyển tập cụm cơng trình “Khai thác sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên sinh vật Biển Việt Nam nhằm tạo ra các sản phẩm có giá trị phục vụ cuộc sống” do các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (gồm các Viện Hóa sinh biển, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Viện Tài ngun Mơi trường Biển Hải phịng) thực hiện, đã cơng bố các kết quả nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất thiên nhiên từ 5 đối tượng sinh vật biển chọn lọc (gồm: hải miên cành Haliclona sp1., bọt biển xốp đen
Icrinia echinata, Cầu gai Diadema setosum, hải sâm Holothuria vagabunda và
Holothuria scabra). Các tác giả đã tách chiết xác định được cấu trúc 30 chất sạch
(có 4 chất mới lần đầu tiên được phân lập từ thiên nhiên) cùng những kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học cho thấy một số chất sạch có hoạt tính chống ung thư và kháng sinh rất cao. Trong số tất cả các nhóm hợp chất đã và đang nghiên cứu từ sinh vật biển, thì hầu như chưa có bất kỳ nghiên cứu nào thực hiện với nhóm các hoạt chất polysaccharide sulfates hóa từ đối tượng này, mặc dù chúng sở hữu hoạt tính kháng động tụ và kháng ung thư rất mạnh [23].
Ở nước ta, nhóm hoạt chất polysaccharide sulfates từ tài nguyên biển mới chỉ được nghiên cứu trên đối tượng thực vật biển, cụ thể là các loài rong biển trong khoảng 10 năm trở lại đây [47]. Trong khi đó, vẫn cịn rất ít nghiên cứu về
polysaccharide sulfate từ hải sâm nói riêng cũng như động vật thân mềm biển nói chung, mặc dù đây là nhóm chất có hoạt tính kháng đơng tụ máu và kháng ung thư mạnh với tiềm năng rất lớn để phát triển thành các nguồn dược liệu và thuốc mới.
Tóm lại, từ việc phân tích tổng quan tình hình nghiên cứu ở nước ngồi và trong nước, đề tài: “Nghiên cứu chiết tách và phân tích đặc trưng cấu
trúc của glycosaminoglycan từ hải sâm Holothuria atra” được đề xuất thực
hiện nhằm đóng góp thêm các nghiên cứu về glycosaminoglycan từ sinh vật biển nói chung và từ hải sâm nói riêng, theo hướng nghiên cứu các hợp chất mới có hoạt tính sinh học ứng dụng làm thực phẩm bổ dưỡng và thực phẩm bảo vệ sức khỏe từ nguồn tài nguyên biển.