CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Sử dụng cao chiết thực vật và hoạt chất thiên nhiên để kiểm soát bùng nổ
1.2.4. Cơ chế tác động của các cao chiết và các hợp chất thiên nhiên lên sinh
trưởng của VKL độc M. aeruginosa
Cơ chế ảnh hưởng của cao chiết thực vật và các hợp chất thiên nhiên lên tế bào VKL M. aeruginosa là vấn đề cần quan tâm. Dưới đây là một số cách giải thích khác nhau về cơ chế tác động của cao chiết hoặc các hợp chất lên tế bào VKL
1.2.4.1. Ảnh hưởng lên siêu cấu trúc tế bào VKL
Ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của các tế bào VKL dưới tác động của cao chiết A. mearnsii (20 mg/L) cho thấy rõ những tổn thương lên thành
tế bào và nguyên sinh chất [112]. So với mẫu đối chứng có tế bào đầy đặn, hình cầu, bề mặt ngồi nhẵn, mịn thì tế bào dưới tác dụng của cao chiết có thành, màng tế bào
33
và cấu trúc bên trong bắt đầu bị hư hại, hình dáng tế bào bóp méo sau hai ngày tiếp xúc [113]. Sau 4 ngày, thành tế bào bị vỡ, nguyên sinh chất một phần bị chảy ra ngoài, hoặc xuất hiện những khoảng rỗng trắng trong nguyên sinh chất.Ảnh hưởng lên siêu cấu trúc tế bào VKL cũng được quan sát dưới tác động các cao chiết rễ E. equisetina
Solidago [59] hoặc Solidago canadensis L [114] hay Fructus ligustri lucidi [71].
Những tổn thương này tăng lên theo thời gian và theo nồng độ của cao chiết. Ảnh chụp SEM của các tế bào M. aeruginosa chứng minh cao chiết gây lên những tổn
thương bề ngoài tế bào. Nếu tế bào đối chứng trịn và đầy đặn, thì sau hai ngày tiếp xúc với cao chiết, tế bào M. aeruginosa bị ảnh hưởng rõ rệt với hình dạng tế bào bị bóp méo, bề mặt ngồi nhăn nheo và kích thước bị thu nhỏ hơn so với các mẫu đối chứng [98].
1.2.4.2. Ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen trong tế bào M. aeruginosa
Theo Liu và cộng sự cao chiết thực vật có thể làm ảnh hưởng đến biểu hiện của 3 gen (rbcL, psaB và psbD) liên quan đến quá trình quang hợp [112]. Kết quả cho
thấy biểu hiện của gen rbcL, psaB dưới tác động của cao chiết A. mearnsii nồng độ 20 mg/L giảm đáng kể sau 24 giờ phơi nhiễm và tuyến tính với nồng độ và thời gian
phơi nhiễm, trong khi biểu hiện của gen còn lại (psbD) giảm nhẹ sau 24 giờ nhưng sau 48 và 72 giờ thì bị giảm rất mạnh. Thơng qua tác động lên biểu hiện của gen, tác giả cho rằng cao chiết đã gián tiếp ảnh hưởng đến quá trình và hiệu quả quang hợp của M. aeruginosa từ đó dẫn đến ức chế sinh trưởng và gây chết tế bào. Zhang và cộng sự phân lập hợp chất neo-przewaquinone A (EC50 4,68 mg/L) từ cao chiết Salvia
miltiorrhiza Bung, có ảnh hưởng mạnh mẽ lên tế bào VKL thông qua việc ức chế lên
3 gen liên quan đến quá trình quang hợp (psaB, psbD, và rbcL) [94].
1.2.4.3. Ảnh hưởng lên các quá trình sinh lý tế bào M. aeruginosa
Cao chiết tác động lên tế bào VKL gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng lên tế bào M. aeruginosa như tác động lên quá trình phân chia tế bào, q trình giải phóng các chất ngoại bào như độc tố microcystin, hoạt tính của các chất chống oxy hóa (SOD) (Superoxide dismutase- một enzym chuyển đổi các gốc superoxide độc hại
thành một dạng ít nguy hiểm hơn) và hàm lượng của malondialdehyde (MDA) – một
34
Năm 2015, Liu cùng cộng sự nghiên cứu cơ chế tác động của cao chiết lên tế bào vi khuẩn M. aeruginosa. Kết quả chứng minh rằng cao chiết ảnh hưởng lớn đến tính
thẩm thấu của màng tế bào và tăng hoạt tính enzym Ca2+/Mg2+ - ATPase [112].
Ngồi ra, thơng qua ảnh hưởng lên cấu trúc tế bào VKL, cao chiết gây những tổn thương lên màng thylakoid, gián đoạn quá trình vận chuyển điện tử, giảm hiệu suất lượng tử, làm ngừng quá trình quang hợp của M. aeruginosa và gây chết tế bào [59,
94].