Tìm hiểu về rong Nâu

L ỜI MỞ ĐẦU 1.

1.2. Tìm hiểu về rong Nâu

1.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm.

Rong Nâu là một trong các loại rong biển, sinh sống ở biển là chủ yếu. Rong Nâu có nhiều loài, có độ đậm nhạt của màu nâu khác nhau do sự khác nhau về các thành phần sắc tố trong cấu tạo. Cây rong sẽ tùy vào từng loại sẽ có độ dài khác nhau nhưng đều là loài rong to, mọc thành bụi, gồm vài chục chính quanh nhánh, nhánh mang phiến có dạng lá, phiến có răng mịn, hầu như các loài rong Nâu đều có phao, tuy nhiên số lượng và kích thước của phao khác nhau, hình dạng của phao là hình cầu hay trái xoan, đường kính của phao nhỏ khoảng 0,5-0,8 mm, phao lớn khoảng 5-10 mm.

1.2.2 Điều kiện sinh trưởng và phát triển

Là loài mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết, nơi sóng mạnh và nước trong, nhất là ven các đảo. Chúng mọc trên tất cả các loài vật bám cứng, trên vách đá dốc cứng, trên các vách đá dốc đứng, các bãi đá tảng. Trên các bờ dốc đứng, chúng phân bố thành các đai hẹp ở các mức thủy triều thấp đến sâu khoảng 0,5 m. Đa số chúng thích mọc ở nơi sóng mạnh, ở các đảo, bờ phía đông chúng mọc dày và phong phú hơn bờ phía tây. Ở các bãi đá hướng ra biển khơi, chúng phát triễn mạnh và sinh lượng nhiều hơn.

Chúng sinh trưởng mạnh vào các tháng 2 - 3, đa số các loài có kích thước tối đa vào tháng 3 - 4 và hình thành cơ quan sinh sản, sau đó bị sóng biển nhổ đánh tấp vào bờ và tàn lụi. Đến tháng 7 các bãi rong đều trơ.

1.2.3. Thành phần hóa học của rong Nâu.

1.2.3.1 Sắc tố.

Sắc tố trong rong nâu là diệp lục tố (Chlorophyl), diệp hoàng tố(

Xantophyl), sắc tố màu nâu( Fucoxanthin), sắc tố đỏ( Caroten). Tùy theo tỷ lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu-vàng nâu-nâu đậm-vàng lục. Nhìn chung sắc tố của rong nâu khá bền.

1.2.3.2. Carbohydrate

a. Monosacarid

Mannitol: có công thức là HOCH2 -(CHOH)4 -CH2OH

Mannitol tan được trong Alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt. Hàm lượng từ 14-25% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý sinh sống.

b. Polysaccharide

 Alginic: Alginic là một polysaccharide tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần chủ yếu cấu tạo thành tầng bên ngoài màng thành phần màng tế bào rong Nâu.

Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và vị trí địa lý môi trường mà rong sinh sống. Hàm lượng Alginic có ở các loài rong ở biển miền Trung Việt Nam là khá cao, dao động từ 12,3 đến 35,9% so với trong lượng rong khô tuyệt đối, tùy thuộc vào loài và vùng địa lý.

 Fuccoidan: là sulfate polysaccharide dị hợp. Hàm lượng khoảng 8-10% rong khô tuyệt đối.

 Laminarin: Laminarin là β)1→3,1→6 glucan. Laminarin có hàm lượng từ 10-15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và môi trường sinh sống của rong Nâu.

 Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng cellulose trong rong Nâu nhiều hơn trong rong đỏ.

1.2.3.3. Protein

Protein của rong Nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hảo. do vậy rong Nâu có thể dùng làm thực phẩm. Protein của rong Nâu thường ở dạng kết hợp với Iot tạo nên i ot hữu cơ như: MonoIodInzodizin. Iot hữu cơ rất có giá trị

trong y học. Do vậy rong Nâu còn được dùng làm thuốc phòng chống bệnh bướu cổ.

Hàm lượng protein rong Nâu vùng biển Nha Trang dao động Từ 8,05- 21,11% so với trọng lượng rong khô.

1.2.3.4. Chất khoáng

Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong Nâu thường lớn hơn nước biển. Hàm lượng khoáng của các loài rong Nâu Nha Trang dao động từ 15,51- 46,30% phụ thuộc vào mùa vụ và thời kỳ sinh trưởng. Ngoài ra trong rong nâu còn có mặt các chất khác như acetogenin, polyphenolic, terpenoids, lipid… Rong nâu phân bố tại Việt Nam chủ yếu là rong mơ bao gồm các loài sargassum và turbinaria.

1.3. FUCOIDAN

1.3.1 Giới thiệu chung về fucoidan

Fucoidan lần đầu tiên được Kylin mô tả và đặt tên vào năm 1913. Sau đó tác giả đã tách chiết được fucoidin vào năm 1915 từ loài rong nâu

Laminaria digitata, cho thấy rằng methyl pentose có mặt trong dung dịch thuỷ phân fucoidin [30]. Percival và Ross vào năm 1950 đã xác định được trong dịch thuỷ phân fucoidin từ Fucus vesiculosus, F.spiralis, Himanthalia lorea, L.cloustoni, ngoài fucose còn có uronic acid, galactose, xylose. Hơn 40 năm sau Kylin, McNeely đổi tên fucoidin thành fucoidan vào năm 1959. Năm 1948 Vasseur tìm thấy methyl pentose sulfat cũng có trong các loài động vật nhuyễn thể dưới biển, mặc dù vậy cho mãi đến năm 1987 không có nghiên cứu cấu trúc nào cho dạng fucan sulfat của động vật này. Theo IUPAC định nghĩa: tên của polysacarit là tên của đường đơn được thay ‘-ose’ bằng ‘-an’. Vậy fucan sulfat là polymer của fucose sulfat, và thường chỉ dùng cho polysacarit có fucose trong động vật, còn fucoidan dùng để mô tả polysacarit sulfat tách chiết từ rong nâu trong đó fucose khoảng chừng 20- 60% [21], 18.6-32.8% [25], và đó cũng là từ mà nhiều tác giả khác dùng để chỉ sản phẩm polysacchrid sulfat tách từ rong nâu của mình bên cạnh các tên khác như fucogalactan sulfat, fucoglucuronomannan sulfat,

xylofucoglucuronan sulfat,… Howard C.Krivan có viết “fucan sulfat, fucoidin, dextran sulfat khối lượng thấp thì tác dụng ức chế yếu …”[14] có nghĩa fucoidan và fucan sulfat là hai hợp chất khác nhau. Vài tác giả đã dùng từ fucan sulfat cho một dạng của fucoidan vì trong đó thành phần đường gần như chỉ có fucose.

Cấu trúc của fucoidan chiết từ Fucus vesiculosus được Percival và Ross mô tả vào năm 1950 (hình 2.1), đó là fucan polysulfat, với liên kết 12 glycosit và sulfat ở vị trí C-4, cấu trúc này được khẳng định lại một lần nữa bởi O Neill (1954), Côte (1959) và nó tồn tại đến 40 năm sau [16]. Một số nghiên cứu gần đây cho các dạng khác của fucoidan đã được công bố, nói chung các cấu trúc đó bao gồm mạch chính có L-fucose liên kết ở các vị trí 12, 13, 14, và nhóm sulfat ở các vị trí C-2, C-3, C-4, thay đổi theo các loài khác nhau. Với các fucan sulfat ở động vật nhuyễn thể, cấu trúc cũng được tiếp tục nghiên cứu vào năm 1987 (Mourao và Basto), 1994(Ribeiro et al), 1997(Alves et al), 1999, 2002(Vilela-Silva et al). Đặc điểm phân biệt các cấu trúc của fucoidan và fucan sulfat từ động vật là fucan sulfat có dạng mạch thẳng được tạo thành do những đơn vị cấu trúc lặp đi lặp lại, có thể được xác định chính xác bởi phổ cộng hưởng từ hạt nhân, và quan hệ hoạt tính cấu trúc có thể được thành lập. Fucoidan của rong biển có thể là mạch nhánh, trong phân tử có thể có sự hiện diện của một số các gốc đường khác nhau và có thể có các gốc acetyl cũng như sulfat phân bố không theo một qui luật nào[20] kết quả của phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cũng chỉ cho biết một phần thông tin về cấu trúc của chúng mà thôi. Vì vậy, cho đến nay việc mô tả hoàn chỉnh cấu trúc của fucoidan rong biển là việc vô cùng khó khăn.

Sau gần 100 năm kể từ khi được Kyllin phát hiện ra (1913), cấu trúc của fucoidan chỉ được mô tả trong từng trường hợp tách chiết riêng biệt của từng loài rong khác nhau và chỉ là cấu trúc cho những đoạn mạch rất ngắn, nhiều nghiên cứu khác nhau đưa ra những cấu trúc khác nhau trên cùng một loài rong.

1.3.2 Đặc điểm, cấu trúc và các tính chất của fucoidan

Fucoidan là một polysacarit sulfat được tách chiết từ rong nâu, có cấu tạo gồm mạch chính có mặt -L-Fucose sulfat, ngoài ra có thể có D- Galactose, D-Mannose, D-Xylose, L-Rhamnose, D-Glucose, D-Uronic axít và có thể có phân bố ngẫu nhiên của các gốc acetyl [23],[37]. Fucoidan trong rong nâu chiếm hàm lượng rất lớn khoảng 4-8% trọng lượng khô.

Cấu trúc đầu tiên của fucoidan

Năm1937 Lunde, Heen và Oy phát hiện được fucoidin kết tủa trong alcohol và họ xác định được công thức phân tử của fucoidin là: (R.R1.O.SO2.OM)n .

Trong đó R là fucose M có thể là Na, K, Ca, Mg, R1 không rõ là gì [16]. Dưới đây là một số ví dụ về cấu trúc của fucoidan được phân lập từ rong biển:

-L-fucp-4(SO3-) s 

3

2)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12) 4 4 4 4     SO3 - SO3 - SO3 - SO3 -

Cấu trúc từ Fucus anescens [21].

CÊu tróc fucoidan tõ Fucus distichus L[29].

SO3- SO3- SO3- SO3-

   

2 2 2 3

4)--L-fucp-(13)--L-fucp-(1 4)--L-fucp-(12)--L-fucp-(

4 4  

1.2.3 Công dụng sinh học của fucoidan 1. Một số tác dụng chữa bệnh của fucoidan

Từ rất lâu người dân vùng ven biển và vùng đảo đã biết sử dụng rong nâu làm thuốc để duy trì sinh lực, tăng cường sức khoẻ. Cũng chính vì thực tế có nhiều người sống thọ trên 100 tuổi ở vùng đảo Tonga (nam Thái Bình Dương) mà các nhà khoa học đã tìm đến nghiên cứu và phát hiện ra fucoidan.

Các hoạt tính sinh học của fucoidan được tác gỉa Rita Elkins M.H., [17] tổng kết dựa trên nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, các ứng dụng chữa bệnh của fucoidan có thể kể ra như sau:

Cấu trúc fucoidan từ Ascophyllum nodosum [22]

3)--L-fucp(2R1,4R2)-(14)--L-fucp(2SO3-)-(1

(a)(~50%): R1 = SO3-, R2 = H

(b)(~50%): R1 = H, R2 = -L-fucp-(14)--L-fucp(2SO3-)-(13)-L-fucp(2SO3-)-(1

1. Sự hớt da, sự mài mòn, vết da bong 2. Xơ vữa động mạch 3. Viêm (nhiễm trùng) bàng quang 4. Bỏng

5. Tuần hoàn máu kém 6. Sự xung huyết (huyết khối)

7. Bệnh đái tháo đường 8. Sốt

9. Đau đầu 10.Huyết áp cao 11.Giảm đường huyết 12.Sự khó tiêu

13.Cơn đau thắt lúc có kinh

14.Chứng béo phì 15.Viêm phúc mạc

16.Viêm nhiễm đương hô hấp

17.Họng loét đau phía sau miệng 18.Đau răng 19.Vết thương 20.Dị ứng 21.Các bệnh miễn dịch 22.Nhọt 23.Ung thư 24.Cúm và cảm lạnh 25.Bệnh táo bón 26.Đau tai 27.U xơ

28.Chứng đau cơ do xơ hóa

29.Bệnh tim

30.Cholesterol cao 31.Mất ngủ

32.Giảm chức năng tuyến giáp

33.Rối loạn thần kinh 34.Đau

35.Bệnh tiền liệt 36.Viêm xoang

37.Viêm nhiễm khuẩn 38.Viêm nhiễm do nấm 39.Viêm khớp

40.Đau lưng

41.Rối loạn đường ruột 42.Mệt mãn tính

43.Đau kết tràng 44.Trầm cảm 45.Viêm mắt

46.Viên nướu (thường do các mảng ở bề mặt răng và cổ tay)

47.Lậu

49.Rối loạn miễn dịch 50.Rối loạn gan

51.Mụn, lở, loét miệng 52.Ký sinh trùng 53.Bệnh phát ban 54.Rối loạn da 55.Đột quỵ Loét [74]

1.1.Các nghiên cứu về hoạt tính của fucoidan

* Chất kích hoạt và tăng cường miễn dịch

Các hệ thống miễn dịch của chúng ta nằm dưới sự tấn công không ngừng và các rối loạn miễn dịch leo thang ở một mức độ lo ngại khác nhau. Trong các nghiên cứu mới đây liên tục xuất hiện quan điểm cho rằng sự trục trặc miễn dịch là nguyên nhân thật sự tạo điều kiện gây ra các bệnh tim, béo phì và nhiều loại xơ cứng mô . Ngăn chặn bệnh bằng điều chỉnh nhẹ nhàng và hỗ trợ hệ thống miễn dịch là sự đầu tư tốt nhất chúng ta cần làm để kéo dài tuổi thọ và tăng cường sức khỏe.

Fucoidan, một hợp chất thiên nhiên có tính chất kháng u, kháng ung thư. Nó được so sánh với sữa mẹ do sự hỗ trợ chống miễn dịch siêu đẳng của nó. Fucoidan kích thích sự sản xuất tế bào miễn dịch cần cho sự sống, giúp cho cơ thể có được vũ khí tốt hơn có khả năng chống lại những kẻ thù chết người như vi khuẩn, virut, nấm, ký sinh trùng và ngay cả các tế bào ung thư.

Fucoidan chứa các đường đặc biệt được gọi là gluconutrients thúc đẩy các tế bào diệt tự nhiên (natural killer - NK) chống tất cả các bệnh. Phòng tuyến bảo vệ hệ miễn dịch đầu tiên của chúng ta là các tế bào NK. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi những người sức khỏe yếu tăng mức sử dụng glyconutrients, số tế bào NK tăng lên đáng kể làm cho họ có khả năng tự bảo vệ bản thân nhiều hơn khỏi sự suy nhược của các mô mà nó đi kèm với bệnh tật, thoái hóa. Tập hợp cân bằng các glyconutrients của fucoidan làm tăng sự tái tạo tế bào

NK và tế bào B, nhờ vậy làm tăng tốc độ miễn dịch của cơ thể, chống lại sự xâm nhập bên ngoài.

Trong một nghiên cứu được tiến hành ở phòng thí nghiệm nông học trường đại học Kagoshima, fucoidan chứa trong rong biển được cho chuột ăn trong 20 ngày. Qua xét nghiệm, các tế bào diệt tự nhiên và các đại thực bào của động vật thử nghiệm đã tăng lên hai lần [9], [31].

* Fucoidan kháng khuẩn và kháng virus

Năm 1995, các nhà khoa học Rumani đã công bố rằng fucoidan có khả năng ức chế đáng kể sự phát triển của các vi khuẩn gram dương (Gr(+)) và vi khuẩn gram âm (Gr(-)), trong khi đó lại kích thích hệ thống miễn dịch bằng cách tăng cường thực bào (một tế bào nuốt và tiêu hóa các vi khuẩn và các hạt lạ).

Hơn thế nữa, fucoidan được công bố ngăn chặn loại viêm nguy hiểm xuất hiện trong viêm màng não một biến chứng của viêm do virut và vi khuẩn. Phát hiện này cùng những phát hiện khác đã chỉ ra rằng fucoidan làm được những việc mà ít thuốc nào có thể làm, đó là diệt vi khuẩn trong khi đó lại tăng cường hệ miễn dịch [20].

Tiềm năng của fucoidan chống lại các virút như HIV [5] có lẽ là còn hấp dẫn hơn khả năng kháng vi khuẩn của nó. Fucoidan được liệt kê là một hợp chất dùng điều trị HIV [7], fucoidan làm tăng khả năng sản xuất các dạng interleukin và interferon được tiết ra nhờ các tế bào miễn dịch giống tế bào T. Nói cách khác, fucoidan tăng cường việc sản xuất interleukins và interferons kích hoạt các tế bào miễn dịch khác nhau (T cells, NK cells và macrophage- đại thực bào) cần thiết để đề phòng nhiễm trùng và bệnh tật. Nhờ hiệu ứng này, các nhà khoa học tin rằng fucoidan có thể cung cấp một sự điều trị rất hiệu quả chống lại các virút gây ra viêm gan, mệt mãn tính và ngay cả AIDS [31].

Các nghiên cứu còn đề xuất rằng uống fucoidan bằng đường miệng có thể là hữu ích đối với những người bị nhiễm trùng virút mãn tính ví dụ như herpes và cytomegalovirus-một loại virút có thể gây ra các dị tật khi sinh và sẩy thai [20]. Fucoidan còn thể hiện khả năng liên kết với các virut cản trở khả năng tấn công vào tế bào chủ của chúng. Nếu một virut không thể tấn công vào tế bào chủ, nó sẽ không thể sao chép.

* Fucoidan, cholesterol và cao huyết áp

Mặc dù fucoidan được biết đến bởi sự hỗ trợ hệ miễn dịch của nó, đồng thời nó còn có tác dụng dương tính lên các hệ cơ thể khác. Thực ra, số liệu từ phòng thí nghiệm cho thấy rằng, những con chuột ăn rong nâu có mức mỡ máu thấp hơn đáng kể so với những con không ăn rong. Sau 21 ngày thử rong biển các nhà khoa học đã kết luận rằng các hợp chất rong nâu làm thay đổi hoạt tính của các enzym trong gan, kiểm soát cách các axít béo được chuyển hóa, dẫn đến mức cholesterol thấp hơn trong máu.

Các nhà nghiên cứu của Nhật Bản đã tiến hành một nghiên cứu mà trong đó các đối tượng kiểm tra được cho ăn 5g rong biển (có chứa fucoidan)/ngày trong 3 tuần. Kết quả, huyết áp và mức cholesterol cao của họ được cải thiện đáng kể. Các kết quả như vậy đã được công bố bởi tổ chức y tế thế giới (WHO) và họ khẳng định rằng thành phần fucoidan của một số thực vật biển xúc tiến việc đốt chất béo trong gan-một tác động hỗ trợ và bảo vệ hệ tim mạch. Fucoidan đồng thời còn tối ưu hóa các mức của men HGF trong gan mà ở đó cholesterol được tạo ra và các axit béo được tổng hợp. Hơn nữa, rõ ràng là fucoidan có thể ngăn chặn sự tạo thành các cục máu đông, làm giảm