CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu beta-glucan trong và ngoài nước
Từ những năm 1970, hoạt tớnh sinh học của polysacarit đó lụi kộo sự chỳ ý của cỏc nhà khoa học trong lĩnh vực y học và húa sinh. Trong số những hoạt tớnh sinh y dược thỳ vị nhất của polysacarit là tỏc dụng của chỳng trong điều biến hệ miễn dịch dẫn đến hiệu ứng khỏng khối u.
Bỏo cỏo đầu tiờn vào năm 1976 về hoạt tớnh khỏng u của polisacarit mà hỗn hợp này được tỏch từ vi khuẩn vào năm 1943. Nhưng polisacarit được tỏch từ vi khuẩn cú những tỏc dụng phụ khụng mong muốn. Vỡ vậy, rất nhiều polisacarit khỏng khối u khụng cú hiệu ứng độc được phỏt hiện từ những nguồn khỏc nhau như nấm men, nấm ăn, tảo, địa y, và thực vật. Những nghiờn cứu tiếp theo với polisacarit khụng phải của vi khuẩn chỉ ra rằng, glucan hoạt động bằng cỏch kớch thớch hệ miễn dịch và khụng độc đối với tế bào.
Trong những năm 1970 và 1980 những polysacarit khỏng khối u (glucan) như Lentinan, Schizophyllan và PSK/Krestin đó được tỏch từ ba nguồn nấm khỏc nhau, nấm ăn Shiitake (Lentinus edodes, Schizophyllum commune và Coriolus versicolor). Tất cả những glucan này đều được bỏn để sử dụng trong y
học ở Nhật. Sau đú, đó phỏt hiện ra rằng hiệu lực khỏng khối u của glucan là kết quả kớch thớch tế bào miễn dịch chứ khụng phải là độc tớnh trực tiếp của glucan đối với tế bào khối u.
Từ đầu những năm 1970, một số viện nghiờn cứu ở Nhật Bản đó thử tỏch chiết β-glucan từ nấm lớn và nú trở thành hướng chớnh ở Nhật Bản.
10
beta-glucan tồn tại như một homopolymer của glucoza, liờn kết với nhau qua cầu nối β-(1,3) hoặc β-(1,6)-D-glycosidic, chịu trỏch nhiệm cho hỡnh dạng và độ bền cơ học của thành tế bào. Thành tế bào nấm men Sacchromyces cerevisiae gồm cú β-(1,3)-D-glucan, β-(1,6)-D-glucan, chitin và mannoprotein. Cả 4 thành phần cấu trỳc của thành tế bào liờn kết hoỏ trị với nhau. Mannoprotein liờn kết với β- (1,6)-D-glucan qua glycosyl-phosphatidyl-inositol cú chứa 5 gốc mannosyl liờn kết α. Đầu khử của β-(1,6)-D-glucan liờn kết với đầu glucoza khụng khử của β- (1,3)-glucan. Chitin gắn thẳng vào nhỏnh β-(1,6)-glucan (Kollar et al.1997, Upke &Ovalle 1998, Shahinian et al. 2000). Những năm gần đõy, beta-glucan phõn lập từ thành tế bào nấm men ngày càng được chỳ ý. Cỏc hợp chất này cú nhiều hoạt tớnh sinh học khỏc nhau như tăng cường miễn dịch, khỏng khối u và là tỏc nhõn bảo vệ phúng xạ, kớch thớch hệ thống miễn dịch (Bohn & Bemiller 1995, Sakurai et al. 1996, Vetvika et al. 1997). Theo Paulsen et al. (2001, 2003) sử dụng β-
glucan nấm men cho cỏ hồi Atlantic và cỏ hồi cầu vồng sẽ làm tăng hoạt tớnh lysozym huyết thanh của chỳng. Dựa trờn kết quả nhận được cỏc tỏc giả đi đến kết luận rằng cỏc hợp chất vi sinh vật chứa β-glucan cú khả năng kớch thớch sự
phũng thủ khụng đặc hiệu của người và động vật, chống nhiễm độc bằng cỏch tăng sự biểu hiện của lysozym. β-(1,3)-D-glucan biểu lộ khả năng chống nhiễm độc và sốc. Những nghiờn cứu lõm sàng cho thấy nếu bệnh nhõn bị chấn thương hoặc phẫu thuật được uống glucan sẽ giảm biến chứng nhiễm trựng và tăng khả năng sống sút (Engstad et al. 2002). Beta-glucan cảm ứng tạo một lượng lớn IL8 và TF. Ngoài ra, beta-glucan tan làm tăng hoạt tớnh của bạch cầu và cũng làm giảm đỏng kể quỏ trỡnh mất bạch cầu hạt nhỏ.
Khoa Cụng nghệ Sinh học, trường tổng hợp Hàn Quốc đó tỏch chiết được glucan tan trong kiềm từ thành tế bào Sacchromyces cerevisiae chủng dại và
11
chủng đột biến cú độ tinh sạch cao (Ha et al.,2002). Thỏi Lan, cũng như Australia, beta-glucan cũng đó được chiết từ nấm men và sử dụng như một chất kớch thớch miễn dịch tiềm năng cho Penaeus monodon và Salmo salar L. (Suphantharika et al., 2003, Paulsen et al., 2000). Ngoài ra, ở nhiều nước khỏc như Nhật Bản, Mỹ, Canađa, Tiệp Khắc, Nga ... cũng tiến hành khỏ nhiều nghiờn cứu trong lĩnh vực này phục vụ nuụi trồng thuỷ sản.
Trong giai đoạn 2004-2005 của chương trỡnh cụng nghệ sinh học, với sự tài trợ của đề tài KC-04-28, lần đầu tiờn ở Việt Nam, nhúm nghiờn cứu thuộc Viện Cụng nghệ sinh học đó bắt tay nghiờn cứu quy trỡnh cụng nghệ tỏch chiết β- glucan từ thành tế bào Sacchromyces cerevisiae, bước đầu đó thu được sản phẩm cú độ tinh khiết cao. Sản phẩm beta-glucan từ chủng nấm men S.cerevisiae 1 chỉ cú một loại mạch bờta-1,6. Sản phẩm beta - glucan từ chủng nấm men
S.cerevisiae 3 cú hai loại mạch bờta-1,6 và bờta-1,3. Chế phẩm Bờta glucan từ chủng S.cerevisiae 1 cú trờn 80% hexoza và 0.99% protein. Chế phẩm beta - glucan từ chủng S.cerevisiae 2 và S.cerevisiae 3 cú hàm lượng protein khoảng 1,2% và hơn 50% hexoza.
Chế phẩm β-glucan được thử nghiệm trờn chuột cú tỏc dụng phục hồi số lượng tế bào bạch cầu mỏu ngoại vi và khả năng thực bào của đại thực bào ổ bụng của động vật gõy suy giảm miễn dịch thực nghiệm bằng chiếu xạ. Chế phẩm Bờta glucan từ chủng S.cerevisiae 1 cú tỏc dụng tốt đối với hệ thống miễn dịch khụng đặc hiệu ở nồng độ nghiờn cứu.
Hiện nay, Liờn hiệp Khoa học sản xuất Cụng nghệ sinh học và Mụi trường đó sử dụng beta - glucan trong chế phẩm Neo-Polynut phục vụ chăn nuụi và nuụi trồng thủy sản. Chế phẩm Neo-Polynut đó được Bộ thủy sản cụng nhận chất lượng và cho phộp sản xuất lưu hành.
12