1.3. CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC CAO TRONG RONG MƠ
1.3.1.4. Hoạt tính sinh học của fucoidan
a) Hoạt tính kháng đông tụ máu và kháng huyết khối
Fucoidan có rất nhiều hoạt tính sinh học, nhưng hoạt tính chống đông máu được nghiên cứu sớm nhất. Theo Nishino và cộng sự, đã thử nghiệm hoạt tính chống đông máu của fucoidan được phân lập từ các loài rong E. Kurome, H.fusiforme, L.angustata var. longissima kết quả cho thấy chúng có hoạt tính kháng đông tụ máu cao hơn so với Heparin. Hàm lượng sulfate có ảnh hưởng lớn đến hoạt tính kháng đông tụ máu của fucoidan từ một số loài rong (E.kurome, H.fusiforme, vv…), hàm lượng sulfate càng cao thì hoạt tính kháng đông tụ càng lớn. Vị trí của các nhóm sulfate trên các gốc đường cũng rất quan trọng với hoạt tính kháng đông tụ của fucoidan. Fucoidan sulfate hóa ở vị trí C-2 hoặc C-2, C-3 thể hiện hoạt tính kháng đông tụ, trong khi đó nhóm sulfate ở vị trí C-4 không thể hiện hoạt tính này. [10]
Trọng lượng phân tử fucoidan cũng có ảnh hưởng lên hoạt tính kháng đông tụ máu của chúng. Fucoidan tự nhiên từ Lessonia vadosa (Phaeophyta) có khối lượng phân tử lớn (320.000 Da) có hoạt tính chống đông máu tốt hơn, trong khi các fucoidan đề polymer hóa có khối lượng phân tử nhỏ (32.000 Da) thể hiện hoạt động chống đông tụ máu yếu. [10]
Như vậy, fucoidan có thể có nhiều ứng dụng tiềm năng như thuốc chống đông máu, thuốc chống huyết khối hoặc thực phẩm chức năng và nguyên liệu sinh học, y học ít có tác dụng phụ.
b) Hoạt tính chống ung thư và điều hòa miễn dịch
Hoạt tính chống khối u của nhiều polysaccharides đã được báo cáo trong những năm gần đây. Fucoidan của L. japonica có thể ức chế tế bào gan QGY7703 vào giai đoạn logarit, phù hợp kiềm chế tăng trưởng của khối u. [10] Fucoidan được phát hiện
16
có khả năng ức chế sự phát triển và gây chết tế bào trong dòng tế bào u lympho HS- Sultan của người.[13] Fucoidan từ các loài rong L. saccharina, L. digitata, F. serratus, F. distichus và F. vesiculosus có tác dụng khóa chặt tế bào ung thư vú MDAMB-231 ngăn kết dính với các tiểu cầu, tác dụng này có ý nghĩa quan trọng trong quá trình di căn khối u.
Fucoidan từ rong L. japonica có khả năng thúc đẩy sự phục hồi chức năng miễn dịch trên các con chuột bị chiếu xạ. Bên cạnh trực tiếp ức chế sự tăng trưởng của tế bào ung thư, fucoidan cũng có thể kiềm chế sự phát triển và sự khuếch tán của các tế bào khối u thông qua tăng cường hoạt động miễn dịch của cơ thể. Fucoidan có thể trực tiếp giết chết các tế bào khối u, nó có tác dụng chống ung thư trực tiếp lên nhân tế bào HS- Sultan.[13] Fucoidan tăng số lượng đại thực bào, và làm trung gian khối u phá hủy thông qua tế bào T-helper loại 1 (Th1) và tế bào NK.
c) 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.[10] Fucoidan từ các loài rong 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. 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 virus cytomegalo (CMV).
Không có sự tương quan giữa virus và các đặc tính chống đông máu.[10] Một số fucoidans có hoạt tính chống virus nhưng không có hoạt động chống đông máu.
d) Hoạt tính chống oxy hóa
Rất nhiều công bố cho thấy rằng fucoidan thể hiện hoạt tính 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.[10] 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
17
quả cho thấy fucan có hoạt tính chống oxy hóa thấp so với fucoidan.[14]
e) Chống viêm
Năm 2007, Cumashi và cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống viêm của fucoidan thu nhận được từ chín loài 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 mô hình chuột bị viêm, hiệu quả chống viêm của fucoidan trong mô hình này không bị ảnh hưởng nhiều bởi hàm lượng của gốc fucose và sulfate cũng như các đặc tính cấu trúc khác của bộ khung mạch polysacarit của chúng.[15]
f) Giảm lipid trong 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 thấy fucoidan từ rong L. japonica giảm đáng kể cholesterol toàn phần, triglyceride và LDL- C mà không 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.[6]
g) Bảo vệ 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. Một số nghiên cứu cho thấy fucoidan có thể là một chất chống xơ rất tốt 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.
h) 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). 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.[10]
i) Tiềm năng điều trị trong phẫu thuật
Các đặc điểm về cấu trúc và anion của fucoidan là tương tự như của heparin.
Heparin kích thích sản xuất các yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF), trong đó có vai
18
trò quan trọng trong việc tái tạo mô. Fucoidan và oligosaccharide fucoidan có khả năng tương tự để kích thích sản xuất HGF như heparin và oligosaccharide heparin. Do đó Fucoidan có thể hữu ích để bảo vệ các mô và nội tạng từ chấn thương khác nhau và các bệnh, thông qua cơ chế liên quan đến HGF. Fucoidan đã được chứng minh để điều chỉnh những tác động của một loạt các yếu tố tăng trưởng thông qua các cơ chế được cho là tương tự như tác dụng của heparin. Nó có các tính chất mà có thể mang lại lợi ích trong việc điều trị chữa lành vết thương.
j) Bảo vệ thận
Oxalate, một trong những thành phần chủ yếu gây sỏi thận, được biết là gây ra các gốc tự do làm hỏng màng thận. Fucoidan từ F. vesiculosus có thể làm giảm oxalat.
Fucoidan có thể cải thiện quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô và xơ hóa thận trong adenine gây ra ở chuột suy thận mãn tính. Các cao niệu bài tiết protein và plasma creatinine do cảm ứng của Heymann viêm thận đã được giảm đáng kể bởi fucoidan từ L. japonica bằng cách đặt nội khí quản. Điều này chỉ ra rằng fucoidan có tác dụng bảo vệ thận về hoạt động Heymann viêm thận và là một tác nhân điều trị đầy hứa hẹn cho viêm thận.
k) Fucoidan với bệnh khớp
Trong năm 1995, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng fucoidan giúp đẩy mạnh việc tạo ra một chất được gọi là fibronectin có vai trò quan trọng trong việc giữ các khớp được bôi trơn và linh động. Nghiên cứu phát hiện ra rằng sự có mặt của fucoidan đã góp phần cho việc sản xuất bình thường chất này gợi ý rằng việc bổ sung fucoidan có thể có tác dụng hữu ích trong việc tái tạo sụn cho các khớp đau.