3.1. Tổng quan về ủối tượng nghiờn cứu
3.1.3. Cây sâm Ngọc Linh ( Panax vietnamensis Ha et Grushv.) - Loài Nhân sõm ủặc hữu của Việt Nam
Cõy sõm Việt nam là cõy thuốc giấu của ủồng bào dõn tộc Xờ ðăng sống trờn vựng nỳi cao thuộc hai tỉnh Kon Tum và Quảng Nam: thõn thảo, sống ủan xen trong quần thể thực vật ủa dạng trờn vựng rừng nỳi hiểm trở, lạnh và mõy mự gần như quanh năm. Năm 1973, đồn ðiều tra dược liệu Ban Dân Y khu 5 do
một loài Panax mọc thành quần thể ở ủộ cao 1.800 m tại vựng Ngọc Lõy, huyện ðắc tụ, tỉnh Kon Tum, và ủặt tờn là “sõm ủốt trỳc” với tờn khoa học sơ bộ xỏc ủịnh là Panax articulatus L., họ Nhõn sõm (Araliaceae). Sau khi phỏt hiện sõm Ngọc Linh ở Quảng Nam và Kon Tum vào năm 1984, Nhà nước ủó quy hoạch vùng sâm Ngọc Linh nhằm bảo vệ và phát triển cây thuốc quý này. Sâm Ngọc Linh ủó ủược cỏc nhà khoa trong và ngoài nước nghiờn cứu về dược tớnh và tại hội nghị về sõm, sõm Ngọc Linh ủược xếp vào nhúm cỏc loài sõm quý trờn thế giới cùng với sâm Triều Tiên Panax ginseng C. A. Meyer, sâm Mỹ Panax quinqueflium. Hiện nay, sõm Ngọc Linh ủang nằm trong 250 loài quý hiếm, ủang cú nguy cơ tuyệt chủng trong Sỏch ủỏ Việt Nam (Dong và cộng sự, 2007).
3.1.3.1. Vị trí phân loại Giới : Plantae
Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Apiales
Họ : Araliaceae Chi : Panax
Loài : Panax vietnamensis Ha et Grushv.
Tên thường gọi: sâm Ngọc Linh, sâm Việt Nam, sâm Khu 5.
3.1.3.2.ðặc ủiểm hỡnh dạng của cõy sõm Ngọc Linh
Cõy thõn thảo, sống nhiều năm nhờ thõn rễ, cao khoảng 40 – 60 cm, ủụi khi trờn 1 m. Thõn rễ nạc, ủường kớnh 1 – 3,5 cm, chiều dài tựy theo số năm sinh trưởng, màu vàng nhạt hay màu vàng ủất, cú nhiều ủốm, mang những vết sẹo do thõn lụi hàng năm ủể lại, mỗi vết tương ủương với một năm tuổi. Thõn rễ mang nhiều rễ con và những vết nhăn dọc, dễ bẻ góy, mựi thơm nhẹ, vị ủắng hơi ngọt.
Ở cuối thõn rễ cú rễ củ thường ớt phỏt triển, cú dạng con quay, hỡnh trụ, ủụi khi cú dạng hình người, màu vàng nhạt, mang nhiều rễ con và có vân ngang. Thân rễ to nhất phát hiện năm 1978, dài 90 cm, có 62 vết sẹo và nặng 710 g.
Cây sâm trồng có rễ củ phát triển hơn và thường có ba dạng: dạng củ cà rốt, dạng con quay và phổ biến là dạng một bó củ.
Thõn mọc thẳng ủứng, màu xanh hoặc hơi tớm, ủường kớnh 5 – 8 mm, thường rụng hàng năm sau mựa sinh trưởng. Tuy vậy, ủụi khi cú 2 – 3 thõn vẫn tồn tại vài năm. Thân rễ có thể phân nhánh nhiều lần và hình thành một bụi sâm nhưng rất hiếm.
Lỏ kộp hỡnh chõn vịt, mọc ở ủỉnh thõn. Cuống lỏ kộp dài 2 – 12 cm, mỗi lỏ kép thường có 5 lá chét hình trứng ngược, hình mác hoặc bầu dục, mé khía răng cưa, ủầu lỏ nhọn, ủụi khi cú mũi nhọn, gốc lỏ hỡnh nờm. Lỏ chột ở giữa lớn nhất dài 15 cm, rộng 3 – 5 cm. Gân lá hình lông chim, thường có 10 cặp, gân phụ hình mạng. Phiến lá màu xanh lục, mảnh, dễ rách, có nhiều lông cứng dài 1 – 2 mm, mặt dưới ớt hơn. Cõy nảy mầm từ hạt chỉ cú 1 lỏ kộp với 5 lỏ chột, ủến năm thứ 3 ủa số hai lỏ kộp, năm thứ 4 ủa số 3 lỏ kộp, năm thứ năm và sỏu ủa số 4 – 5 lỏ kộp, rất hiếm gặp cây 6 lá kép. Cụm hoa thường xuất hiện ở cây có 3 lá kép trở lên.
Cuống cụm hoa dài 10 – 12 cm mang một tỏn ủơn ở tận cựng, ủụi khi cú thờm 1 – 4 tỏn phụ hay một hoa ủơn ở phớa dưới tỏn chớnh. Mỗi cụm hoa cú 50 – 120 hoa, cuống dài 1 – 1,5 cm. Phan Văn ðệ, Grushvitsky và Skortsova (1987) cũng ủó quan sỏt thấy 2 kiểu cụm hoa bất thường trong vườn trồng bằng ủoạn thõn rễ ở ủộ cao 1800 m.
Hoa màu vàng lục nhạt, ủường kớnh 3 – 4 mm, gồm 5 lỏ ủài hợp thành hỡnh chuông hoặc hình tên chia thành 5 răng nhỏ, hình tam giác, dài 1 – 1,5 mm, 5 cỏnh hoa, 5 nhị màu trắng, dài 1,5 – 2 mm. Bao phấn hỡnh xoan, ủớnh lưng, ủĩa hoa hơi lồi. Bầu cao 1 – 1,5 mm, có 2 lá noãn, nhưng thường chỉ có một lá noãn phỏt triển. Hoa thường nở vào buổi sỏng từ 9 giờ ủến 11 giờ. Lỳc này nhiệt ủộ khụng khớ khoảng 18 – 200C và ủộ ẩm 85 – 95%. Hoa nở dần từ ngoài vào và từ dưới lên. đài hoa rụng 1 Ờ 2 ngày sau khi nở và tán bắt ựầu kết quả. Mùa hoa thay ủổi tựy theo vựng nhưng thường bắt ủầu từ thỏng 4 ủến thỏng 6. Mựa hoa nở từ thỏng 4 ủến thỏng 7, mựa ra quả từ thỏng 9 ủến thỏng 10 hàng năm.
Quả mọng, khi chớn màu ủỏ tươi, cú chấm ủen ở ủỉnh. Quả chủ yếu cú 1 hạt dạng hình thận, một số ít quả hình cầu dẹt chứa 2 hạt. Thỉnh thoảng gặp quả khi chớn khụng cú chấm ủen giống như quả của Nhõn sõm. Hạt màu trắng hay màu vàng nhạt, dài 6 – 8 mm, rộng 5 – 6 mm, dày 2 mm, bề mặt cú nhiều chỗ lồi lừm.
Trọng lượng trung bình của một quả là 275 mg và một hạt là 75 mg (Dong và cộng sự, 2007).
3.1.3.3.Giá trị của cây Sâm Ngọc Linh Giá trị kinh tế
Từ hàng ngàn năm nay, Nhõn sõm luụn là cõy thuốc cổ truyền hàng ủầu của phương đông. Nhân sâm có giá trị rất cao, trong những giai ựoạn thị trường phát triển, chỉ một mỡnh Trung Quốc ủó thu trờn 12 triệu USD một năm. Thị trường của Nhõn sõm ủang mở rộng về phớa tõy và hứa hẹn một nguồn lợi lớn hơn nữa.
Năm 1993, hội ủồng thực vật Mỹ (American Botanical Council) ủó thống kờ cú trên khoảng 500 sản phẩm Nhân sâm thương mại lưu hành ở thị trường Bắc Mỹ (internet 4).
Châu Á cũng nhập khẩu sâm Mỹ với số lượng lớn. Năm 1997, Mỹ xuất khẩu hợp pháp sang Châu Á 527.547 pound sâm trồng và 22.929 pound sâm hoang dó. ðến năm 1998, Mỹ ủó xuất khẩu gần 2 triệu pound. Lượng sõm Mỹ sản xuất tổng cộng của Canada cũng lờn ủến 4.615.000 pound. Giỏ của rễ sõm Mỹ ở thị trường là 20 – 45 USD/pound (internet 5, 6).
Giá trị y học cổ truyền
Nhõn sõm dựng làm thuốc bổ, dựng làm thuốc giải ủộc, dựng ủể ủiều trị bệnh tim, mạch mỏu, ủiều trị bệnh hụ hấp, bệnh gan, bệnh ủường tiờu húa, bệnh tiết liệu sinh dục, bệnh thấp khớp, cơ xương, bệnh tai mũi họng (ðỗ Hữu Bích, 2003).
Nhõn sõm trong y học hiện ủại
Dược chất chính của Nhân sâm Panax ginseng C. A. meyer là ginsenosid (triterpenic dammaranic saponin).
Tác dụng với thần kinh trung ương
Nhõn sõm làm tăng cường hưng phấn vỏ ủại nóo, ủồng thời cú thể tăng cường quỏ trỡnh ức chế, cải thiện tớnh linh hoạt của hoạt ủộng thần kinh (ðỗ Hữu Bích, 2003).
Tác dụng với chức năng phản ứng của cơ thể.
Nhõn sõm cú tỏc dụng sinh thớch nghi nghĩa là cú khả năng gia tăng sức ủề khỏng khụng ủặc hiệu của cơ thể ủối với cỏc yếu tố gõy ủộc hại. Nhõn sõm tăng cường sức chống ủỡ của ủộng vật ủối với tỏc nhõn gõy tổn hại như: strees vậtlý,
húa học, sinh học, trường hợp nhiễm ủộc do chiếu xạ, lõy nhiễm virus, ung thư, nhiễm ủộc rượu, carbon tetrachloride, thiếu oxy, ỏp lực giảm, strees tinh thần, sốc ủiện hoặc cử ủộng gũ bú (ðỗ Hữu Bớch, 2003).
Tỏc dụng ủối với hệ nội tiết
Với trục tuyến yờn – vỏ thượng thận cỏc ginsenoid ủều cú tỏc dụng khỏng kớch ứng, ức chế rừ rệt những thay ủổi về trọng lượng của tuyến thượng thận, tuyến ức, lách và tuyến giáp trạng trong quá trình phản ứng kích thích (ðỗ Hữu Bích, 2003).
Với tuyến sinh dục: Nhân sâm không có tác dụng kiểu nội tiết sinh dục, nhưng có tác dụng kích thích tuyến yên phân tiết các hormone hướng sinh dục (hormone gonadotrophe) làm tăng quá trình trưởng thành giới tính, kéo dài thời gian ủộng dục của ủộng vật thớ nghiệm (ðỗ Hữu Bớch, 2003).
Với các tuyến nội tiết khác: Nhân sâm dùng liều lớn trong thời gian ngắn tăng cường hoạt ủộng tuyến giỏp trạng nhỏ. Rễ, thõn, lỏ của Nhõn sõm cú tỏc dụng kháng lợi liệu (ðỗ Hữu Bích, 2003).
Tác dụng với hệ tuần hoàn: Nhân sâm có tác dụng làm tăng cường sức co bóp của tim, làm giảm rối loạn nhịp tim.
Với huyết áp: Nhân sâm dùng liều nhỏ gây tăng huyết áp nhẹ, liều lớn có tỏc dụng hạ huyết ỏp. ðối với ủộng mạch vành, mạch nóo và ủỏy mắt, Nhõn sõm ủều cú tỏc dụng gión mạch.
Với chuyển húa ủường: Nhõn sõm cú tỏc dụng làm hạ ủường huyết, nhưng khụng thể thay thế insulin giải quyết rối loạn chuyển húa ủường. Nhõn sõm tăng cường hụ hấp tế bào, thỳc ủẩy quỏ trỡnh phõn hủy ủường, tăng cường chuyển húa năng lượng.
Với cỏc chuyển húa khỏc nhõn sõm thỳc ủẩy quỏ trỡnh sinh tổng hợp acid nucleic, acid ribonucleic. Adenosin ủược chiết ủược từ Nhõn sõm cú tỏc dụng tăng cường quá trình hình thành lipid và tích lũy AMP vòng ở tế bào mỡ.
Sở dĩ cây sâm Ngọc Linh có giá trị trong kinh tế cũng như trong y học là do sự hiện diện của hợp chất saponin chứa trong nó.
Tên gọi saponin hay saponid là một nhóm glycosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật. Saponin cú một số tớnh chất ủặc biệt như:
− Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hóa và tẩy sạch.
− Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng ủộ rất loóng.
− ðộc với cỏ và ủộng vật mỏu lạnh, cú tỏc dụng diệt những loài thõn mềm như giun, sán, ốc sên.
− Kớch ứng niờm mạc, gõy hắt hơi, ủỏ mắt.
− Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3-β-hydroxysteroid khác (Hùng, 2004).
Cấu trúc hóa học
Về mặt phân loại, dựa theo cấu trúc hóa học có thể chia thành saponin triterpenoid và saponin steroid.
Saponin triterpenoid
Cấu trúc phần genin của saponin triterpenoid có 30 carbon, cấu tạo bởi 6 ủơn vị hemiterpene. Cỏc saponin này ủược chia thành hai loại: saponin triterpenoid pentacyclic có cấu trúc 5 vòng và saponin triterpenoid tetracyclic có 4 vòng.
Saponin triterpenoid pentacyclic gồm có nhóm olean, ursan, lupan và hopan. Nhóm olean chứa phần lớn các saponin triterpenoid trong tự nhiên, phần aglycol thường là β-amyrin, ít gặp hơn nhóm olean. Nhóm lupan có vòng E là vũng 5 cạnh, thường cú nối ủụi ở vị trớ 20 – 29. Nhúm hopan gần giống lupan, chỉ khác methyl ở C18 có hướng α.
Saponin triterpenoid tetracyclic gồm 3 nhóm chính là dammaran, lanosan và cucurbitan. Nhóm dammaran có phần aglycol có 4 vòng: A, B, C có 6 cạnh và D có 5 cạnh và một mạch nhánh 8 carbon. Nhóm lanosan khác với nhóm dammaran do có nhóm methyl gắn vào C13 thay vì C8. Nhóm cucurbitan có nhóm methyl gắn ở vị trí C10 thay vì C9 và có hướng β, phần lớn cucurbitan gặp trong họ Cucurbiaceae (Hùng, 2004).
Saponin steroid
Saponin steroid có cấu trúc gồm 27 carbon giống như cholesterol, nhưng mạch nhánh từ C20 – C27 tạo thành 2 vòng có oxy là hydrofuran (vòng E) và hydropyran (vòng F). Hai vòng này nối với nhau bởi 1 carbon chung ở C22 kiểu spiran và cú hai cầu epoxy 16 – 22 và 22 – 26 là kiểu acetal do ủú mạch nhỏnh này ủược gọi là mạch nhỏnh spiroacetal.
Saponin steroid gồm 5 nhóm là spirostan, furostan, aminofurostan, solanidan và spirosolan. Những saponin thuộc 3 nhóm aminofurostan, solanidan và spirosolan ủều cú chứa nitơ nờn vừa mang tớnh ankalod vừ mang tớnh glycosid, chỳng ủược gọi là những glycoalcaloid (Hựng, 2004).
3.1.3.4. Một số nghiên cứu in vitro trên cây Nhân sâm Panax ginseng C. A.
Meyer
Nuụi cấy mụ tế bào Nhõn sõm tạo mụ sẹo và tạo huyền phự tế bào ủó ủược thiết lập. Mẫu mụ dựng nuụi cấy ủược lấy từ rễ (Choi và cộng sự, 1982), và từ cuống hoa (Jhang và cộng sự, 1974).
Butenko và cộng sự, vào năm 1968 ủầu tiờn tỡm ủược mụi trường thớch hợp cho rễ Nhõn sõm phỏt triển trong ủiều kiện nuụi cấy ủặc và lỏng trong ủiều kiện có và không có ánh sáng (Butenko và cộng sự, 1968). Tuy nhiên sự biệt hóa cấu trúc từ mô sẹo chỉ giới hạn trong sự phát triển thành rễ, phôi và cây con (Choi và cộng sự, 1982; Jhang và cộng sự, 1974).
Lee nghiên cứu nuôi cấy Nhân sâm từ các nguồn mô khác nhau vào năm 1990. Từ ủú, mụ sẹo, chồi, phụi và cõy con ủược tạo thành từ rễ (Jiu, 1992), hạt tế bào trần và nụ hoa của Nhân sâm (Arya và cộng sự 1991; 1993).
Choi và cộng sự ủó thiết lập hệ thống thớ nghiệm ủể nghiờn cứu sự phỏt sinh phụi trực tiếp và nghiờn cứu nhõn giống Nhõn sõm. Mẫu lỏ mầm Nhõn sõm ủó phỏt sinh phụi soma trực tiếp trờn mụi trường MS khụng bổ sung chất ủiều hũa sinh trưởng. Phụi soma chỉ tạo thành ở vựng ủỉnh của lỏ mầm. Quan sỏt mụ cho thấy tiền xử lý co nguyờn sinh phỏ vỡ cỏc sợi liờn bào. Khi tế bào phụi bắt ủầu phân chia các sợi liên bào rất khó tìm thấy trừ ở các vách tế bào mới tạo thành.
Nhõn giống nhõn sõm ủó ủược tiến hành thành cụng bằng kỹ thuật phỏt sinh phụi
Việc nghiờn cứu tỏi sinh cõy sõm Ngọc Linh từ mụ sẹo ủó thành cụng (Nguyễn Ngọc Dung, 1995). Nguyễn Ngọc Dung, Ngô Kế Sương và Phạm Khỏnh Phong Lan ủó xỏc ủịnh ủược số nhiễm sắc thể của cõy sõm Ngọc Linh mọc tự nhiờn và cõy tạo bằng ủường sinh học là ngang nhau (Nguyễn Ngọc Dung, 1995). Do ủú cú thể tiến hành nhõn nhanh cõy sõm Ngọc Linh từ mụ sẹo, ủảm bảo duy trỡ nguồn gene quý giỏ và cú thể mở rộng trồng trọt theo quy mụ công nghiệp cây sâm Ngọc Linh (Hoàng Minh Tấn và cộng sự, 1994).