CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN 1. Tổng quan về trùng thảo 1. Đặc điểm hình thái, phân loại, tác dụng Trùng thảo là một loại nấm dược liệu quý truyền thống nổi tiếng có nguồn gốc từ Trung Quốc, tên tiếng anh là Cordyceps. Không chỉ ở Trung Quốc, một số loài Cordyceps đã được sử dụng làm thuốc ở Nhật Bản, Hàn Quốc và một số nước Đông Á nhờ tác dụng của những thành phần như adenosine, cordycepin, exopolysacharide (EPS).
Người Tây Tạng gọi là yarsa gumba, người Trung Quốc gọi là dong chong xia cao, có nghĩa là mùa đông là sâu, mùa hè là cây cỏ. Loài nấm này còn được người Ấn Độ gọi là “Keera Jhar” (nghĩa là thảo mộc côn trùng)/ Keeda ghass/Jeevan buti/Chyou kira/Sanjeevani buti hay còn được ví như Viagra của dãy Himalaya [6]. Người Bhutia thường sử dụng 1 mẩu trùng thảo với cùng 1 cốc rượu, ngâm trong 1giờ sau đó uống mỗi buổi sáng để bồi bổ. Trùng thảo có tác dụng kéo dài tuổi thọ, rối loạn cương dương, cải thiện chứng suy nhược cơ thể, kháng khối u, tốt cho những người bệnh gan, thận,… [6].
Trùng thảo có thể được dùng đơn độc như một vị thuốc hoặc phối hợp với các loại thảo dược khác. Trùng thảo không phải sâu, cũng không phải cây cỏ. Bản chất của nó là dạng ký sinh của loài nấm Cordyceps sinensis thuộc nhóm nấm Ascomycetes trên cơ thể ấu trùng của một vài loài bướm thuộc chi Thitarodes. Loài nấm này nhiễm vào cơ thể sâu bướm qua đường miệng, bào tử của chúng nảy mầm và sử dụng cơ thể sâu bướm như là môi trường dinh dưỡng cho hệ sợi nấm phát triển.
Khi sợi nấm lan toàn cơ thể, con sâu bướm chết đi, và trùng thảo giữ nguyên hình dạng như một con sâu trong mùa đông. Mùa hè trên cao nguyên đến mang theo khí hâụ nóng ẩm, loài nấm này tiến hành phát tán bào tử sinh sản để phát triển nòi giống của chúng bằng cách mọc quả thể (quả thể được biết như là các mũ nấm để nấu ăn). Tuy nhiên quả thể của trùng thảo không có dạng tán hình nấm, mà quả thể của chúng là dạng sợi mảnh, hình trụ, trông giống như chiếc sừng. Hai loài Cordyceps được biết đến nhiều nhất là Cordyceps sinensis và Cordyceps militaris.
Cordyceps sinensis nổi tiếng hơn cả bởi nó đã được sử dụng khoảng 2000 năm ở Trung Quốc nhưng tài liệu đầu tiên ghi chép về C. sinensis được tìm thấy vào thời nhà Thanh (Trung Quốc) vào năm 1757. sinensis thường ký sinh trên vật chủ là ấu trùng thuộc họ Hepialidae và xác ấu trùng, cơ thể giống con tằm, dài từ 3 – 5cm với đường kính khoảng 3 – 8mm, 3 màu vàng đậm đến nâu vàng với khoảng 20 – 30 vằn khía, vằn khía ở gần đầu nhỏ hơn và có 8 đôi chân, nhưng 4 đôi ở trung tâm là rõ nhất. sinensis ký sinh vật chủ và phát triển một quả thể duy nhất mọc trên đầu vật chủ trông giống chiếc sừng, dài 4 – 7cm và đường kính khoảng 3mm.
militaris phát triển quả thể màu vàng cam đến màu đỏ cam, dài khoảng 5cm, dẹt và hơi cong. Vật chủ trong tự nhiên của C. militaris gồm ấu trùng (sâu bướm) và nhộng của lepidopteran (Euprepia caja, Bombyx mori, Cymatophora duplaris, Cocytodes coerulea,…), các loại côn trùng như coleoptera (Lachnosterna quercina, Ips sexdentatus, Tenebrio molitor), hymenoptera (Cimbex similis), diptera (Tipula paludosa). Nhờ khả năng ký sinh trên một phổ rộng vật chủ mà các vùng phân bố địa lý của C.
militaris rất đa dạng trên khắp thế giới. Người ta đã tìm thấy C. militaris từ các vùng có độ cao so với mặt nước biển từ 0 – 2000m. sinensis chỉ được tìm thấy ở những khu vực có độ cao từ 3540 – 5050m so với mặt nước biển (Nepal), từ 3200 – 4200m ở Ấn Độ, từ 4200 – 5200 ở Bhutan, từ 3000 – 5000m ở Tibet.
Trong nuôi cấy, vật chủ thường được sử dụng cho C. militaris thường là tằm Bombyx mori, hoặc Antherea pernyi, Mamestra brassicae. Với tỷ lệ nuôi cấy thành công ở nhộng tằm cao hơn so với ấu trùng của nó. Tuy nhiên nhược điểm của việc sử dụng côn trùng là khó xử lý và dễ bị nhiễm vi sinh vật, do vậy mà ngày nay người ta đã sử dụng các giá thể hữu cơ như bột đậu, gạo,… để thay thế trong sản xuất thương mại.
Thành phần hóa học của trùng thảo 1. Nghiên cứu trên thế giới Theo số liệu nghiên cứu về thành phần hóa học của thể quả nấm C.militaris cho thấy loài nấm này chứa các thành phần như protein chiếm 40,69%; các loại vitamin: vitamin A (34,7 mg/gam), vitamin B1 (13,0 mg/gam), vitamin B6 (62,2 mg/gam), vitamin B12 (70,3 mg/gam), vitamin B3 (42,9 mg/gam); các nguyên tố khoáng: Se (0,44 ppm), Zn (130,0 ppm), Cu (29,15 ppm); hợp chất hóa học chất quan trọng [7]. Acid amin Năm 2008, một nghiên cứu của Huyn cho thấy trong quả thể nấm C.militaris có chứa lượng acid amin tổng số cao hơn trong sinh khối nấm (69,32 mg/g trong quả thể 4 và 14,03 mg/g trong sinh khối nấm). Khối lượng acid amin mỗi loại trong quả thể và sinh khối nấm cũng có sự chênh lệch, dao động từ 1,15 - 15,06 mg/g (đối với quả thể) và 0,36 - 2,99 mg/g (đối với sinh khối).
Thành phần acid amin của mỗi loại trong quả thể bao gồm: lysine (15,06 mg/g), acid glutamic (8,79 mg/g), proline (6,68 mg/g), threonine (5,99 mg/g), arginine (5,29 mg/g), và alanine (5,18 mg/g) [8]. Nghiên cứu của Chang và cộng sự thực hiện năm 2001 cho thấy phần lớn trong sinh khối nấm chứa acid aspartic (2,66 mg/g), valine (2,21 mg/g) và tyrosine (1,57 mg/g) [9]. Acid béo Năm 2008, Hur đã thực hiện một nghiên cứu và cho thấy rằng quả thể nấm C. militaris chứa nhiều acid béo không no, chiếm 70% tổng số acid béo, trong đó lượng acid linoleic chiếm đến 61,3% trong quả thể và 21,5% trong sinh khối.
Lượng acid béo no chủ yếu là acid palmitic, chiếm 24,5% trong quả thể và 33,0% trong sinh khối [10]. Adenosine và cordycepin Adenosine và cordycepin được biết đến là hai hợp chất có giá trị dược liệu cao trong trùng thảo. Hoạt chất chính trong C.sinensis là adenosine trong khi hoạt chất chính trong C.militaris là cordycepin. Báo cáo của nhóm nghiên cứu của Liu năm 2015 cho biết C.sinensis khi nuôi trồng nhân tạo có thành phần cordycepin thấp dưới ngưỡng phát hiện [11].
Năm 2017, nghiên cứu của Xia và cộng sự chỉ ra rằng gen tổng hợp cordycepin có tên Cns1-Cns4 không có ở C.sinensis nhưng có ở C. Trên cây phát sinh chủng loại, 2 loài này thuộc hai nhánh khác nhau. Polysaccharide Các polysaccharide CPS-1 và CPS-2 được tách chiết nấm Cordyceps militaris cho thấy chúng có thành phần từ các đơn phân là các đường monosaccharide: mannose và galactose. Kết quả nghiên cứu cho thấy hai loại polysaccharide này có khả năng phục hồi các tổn thương gan do ethanol, và tác dụng này tăng lên khi tăng liều dùng chiết xuất.
Một số monosaccharide có trong nấm đông trùng hạ thảo như rhamnose, ribose, arabinose, glucose, mannitol, fructose… Các nucleotide Nucleotide là một trong những thành phần có hoạt tính trong nấm trùng thảo, trong đó các hoạt chất adenosine, cordycepin được sử dụng là các hoạt chất để đánh giá chất lượng của trùng thảo. Ngoài ra trong trùng thảo còn nhiều loại nucleotide khác như uridin, 2’-3’ – dideoxyadenosine (cấu trúc này được đưa vào các hợp chất 5 có hoạt tính antiretrovirus điều trị cho bệnh nhân đã bị nhiễm HIV như didanosin, hydroxyethyladenosin, guanidin, deoxyguanidin…, những hoạt chất này chưa tìm thấy được ở trong các dược liệu khác trong tự nhiên. Công thức hóa học của cordycepin Công thức hóa học của adenosine Công thức hóa học của guanosine Công thức hóa học của cytidine Công thức hóa học của thymidine Công thức hóa học của uridine Hình 1. Công thức hóa học của một số nucleotide trong trùng thảo Các sterol Các phytosterol trong trùng thảo (cholesterol, campesterol, β sitosterol) đóng vai trò quan trọng trong điều trị, phòng chống ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư trực tràng [13].
Các nhóm hoạt chất khác Trùng thảo có chứa các loại acid amin thiết yếu như acid glutamic, acid aspartic, arginine…và các hợp chất kiểu polyamine là cadaverine, spermidine, spermine…, các 6 cyclodipeptide như cordycedipeptide A. Các hợp chất này có hoạt tính chống viêm, chống nhiễm khuẩn, kháng virus và vi khuẩn. Theo kết quả nghiên cứu của Filipa và các cộng sự vào năm 2013, chiết xuất methanol của C. militaris đã được thử nghiệm về tính chất chống oxy hoá, kháng khuẩn, chống nấm và chống tăng sinh ở các dòng tế bào khối u ở người [14].
Mannitol (2,01 g/100 g) và trehalose (24,71g/100g) là các loại đường tự do trong C. Các acid béo không bão hòa (68,87%) chiếm ưu thế hơn các acid béo bão hòa (23,40%) và δ-tocopherol là dạng duy nhất của vitamin E được phát hiện (55,86 μg/100 g). Các acid hữu cơ được tìm thấy trong nấm này là acid oxalic, citric và fumaric (lần lượt là 0,33, 7,97 và 0,13 g/100 g). Chiết xuất methanol của C.
militaris đã ức chế lipid peroxidation, làm giảm sự phát triển của các gốc tự do. Chiết xuất này cũng cho thấy tính kháng khuẩn và chống nấm mạnh. Cuối cùng, chất chiết xuất từ C. militaris có thể ức chế sự gia tăng các tế bào ung thư biểu mô tế bào ung thư người (MCF-7, ung thư vú), NCI-H460 (non-small lung), HCT-15 (đại tràng) và heLa (cổ tử cung).
Tại Việt Nam Theo Đỗ Tất Lợi, trùng thảo chứa 25-32% chất protide. Khi thủy phân bởi các enzym trong cơ thể sẽ cho ra các loại acid amin khác nhau như glutamic, proline, histidine, valine, oxyvaline, arginine, phenyllalanine, analine,. Ngoài ra, còn có 8,4% chất béo trong đó acid béo no chiếm 13%, axit không no chiếm 82,2%. Người ta còn chiết được acid cordycepic chứng minh là có D-mannitol.
Từ Cordyceps militaris (ĐTHT nuôi dưỡng trong môi trường), người ta còn chiết được cordycepin 3’ deoxyadenosine (C10H13O3N5) [15]. Theo Đái Duy Ban và Lưu Tham Mưu, hoạt chất sinh học 2’- 3’deoxyadenosin có vai trò tương tự như thuốc tổng hợp hóa học acryclorvir trong điều trị các bệnh virus, nhiễm khuẩn và ung thư [16]. Các phân tích hóa học cũng cho thấy trong sinh khối của trùng thảo có 17 acid amin khác nhau, có D-mannitol, có lipid, có nhiều nguyên tố vi lượng (Al, Si, K, Na…). Quan trọng hơn là trong sinh khối trùng thảo có nhiều hoạt chất sinh học có giá trị dược liệu thần kỳ, trong đó phải kể đến acid cordiceptic, cordycepin, adenosine, hydroxyethyl-adenosine, đáng chú ý hơn là nhóm hoạt chất HEAA (Hydroxy-Ethyl-Adenosine-Analogs).