​

Fucoidan của rong nâu - quà tặng sức khỏe từ biển cả

line
21 tháng 04 năm 2020
   Khoa Công nghệ Nông nghiệp - Viện NC Ứng dụng CN Sinh Học Hoàn Hảo - VHU
   Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine – algae, marine plant hay seaweed- là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước. Chúng có thể là đơn bào, đa bào sống thành quần thể. Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt.
   Rong biển có thế sống ở cả hai môi trường nước mặn và nước lợ. Chúng mọc trên các rạn san hô hoặc trên các vách đá, hoặc có thể mọc dưới tầng nước sâu với điều kiện có ánh sáng mặt trời chiếu tới để quang hợp. Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh sản mà rong biển được chia thành 9 ngành như rong Lục (Chlorophyta), rong Trần (Englenophyta), rong Giáp (Pyrophyta), rong Khuê (Bacillareonphyta), rong Kim (Chrysophyta), rong Vàng (Xantophyta), rong Nâu (Phaeophyta), rong Đỏ (Rhodophyta) và rong Lam (Cyanophyta). Trong đó, 3 ngành rong Lục, rong Đỏ và rong Nâu là có giá trị kinh tế cao, được nghiên cứu với sản lượng lớn và ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và đời sống.
   Ngoài việc được sử dụng như là loại thực phẩm nhiều dinh dưỡng từ hơn 10.000 năm trước, rong biển còn có lợi ích trong nhiều lĩnh vực khác. Chúng là nguồn nguyên liệu tự nhiên cho công nghiệp thực phẩm (Bột rong biển, chất tạo gel E400, E401 Alginate–Agar E406, E407, Carrageenan...), mỹ phẩm (chất tạo kết cấu và hoạt hóa), công nghiệp (Phycocolloids, hydrocolloids tạo độ sánh, gel hoặc chất ổn định), thức ăn gia súc, nông nghiệp, ... Qua các tài liệu tham khảo trong lịch sử và trong thời gian sử dụng lâu dài, không có nguy cơ gây hại sức khỏe nào được đề cập đến rong biển. Vì vậy, rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
   Rong Nâu đang được các nhà khoa học quan tâm đến vì tác dụng dược lý của thành phần chiết xuất từ rong Nâu là Fucoidan, một loại polysaccharide đã đem đến nhiều hơn niềm hy vọng đối với việc phòng và chống lại bệnh tật, đặc biệt là căn bệnh ung thư hiện nay. Bởi các nghiên cứu đã cho thấy rằng, Fucoidan chỉ có trong thành phần của ngành rong Nâu và không có trong thành phần của hai ngành rong Đỏ và rong Lục [1].
Hình ảnh. Ngành rong Lục, rong Đỏ, rong Nâu (từ trái sang phải).
Bảng. Thành phần hoá học (%) của một số loài rong biển

Ascophyllum

nodosum

Laminaria

digitata

Alaria

esculenta

Palmaria

palmata

Porphyra

sp.

Porphyra

yezoensis

Ulva

sp.

Ngành rong

Nâu

Nâu

Nâu

Đỏ

Đỏ

Đỏ

Lục

Nước

70-85

73-90

73-86

79-88

86

Nd

78

Tro

15-25

73-90

73-86

15-30

8-16

7,8

13-22

Alginic axít

15-30

20-45

21-42

0

0

0

0

Xylan

0

0

0

29-45

0

0

0

Laminaran

0-10

0-18

0-34

0

0

0

0

Mannitol

5-10

4-16

4-13

0

0

0

0

Fucoidan

4-10

2-4

nd

0

0

0

0

Floridosid

0

0

0

2-20

nd

nd

0

Protein

5-10

8-15

9-18

8-25

33-47

43,6

15-25

Chất béo

2-7

1-2

1-2

0,3-0,8

0,7

2,1

0,6-0,7

Tannin

2-10

0,1

0,5-6,0

nd

nd

nd

nd

Kali

2-3

1,3-3,8

nd

7-9

3,3

2,4

0,7

Natri

3-4

0,9-2,2

nd

2,0-2,5

Nd

0,6

3,3

Magie

0,5-0,9

0,5-0,8

nd

0,4-0,5

2,0

nd

nd

Iod

0,01-0,1

0,3-1,1

0,05

0,01-0,1

0,0005

nd

nd
 
   Năm 1913, giáo sư HZ Kylin của Đại học Uppsala, Thụy Điển lần đầu tiên phân lập thành công Fucoidin [4], sau này được gọi là Fucoidan (các polysacarit sunphat hóa rong Nâu). Năm 1996, tại hội nghị Hiệp hội ung thư Nhật Bản lần thứ 55, các báo cáo về kết quả nghiên cứu các tác dụng chống ung thư của Fucoidan đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt. Thông điệp chính của báo cáo tại hội nghị là Fucoidan gây ra Apoptosis (quá trình tự chết theo chu trình) lên các tế bào ung thư một cách chọn lọc mà không ảnh hưởng đến các tế bào bình thường. Sau sự kiện đó, Fucoidan được các bác sĩ ở các bệnh viện tại Nhật Bản sử dụng rộng rãi, kết hợp cùng với các phương pháp điều trị ung thư truyền thống cho các bệnh nhân ung thư và đã thu được những kết quả thật ấn tượng. Nhờ vậy, Fucoidan đã trở thành đối tượng thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới với tiềm năng ứng dụng rất lớn trong các lĩnh vực như thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ dưỡng và dược liệu. Cùng với đó, số lượng các công trình nghiên cứu về Fucoidan đã tăng vọt trong khoảng 10 năm trở lại đây [27].
Hình 2. Các công trình công bố có liên quan đến Fucoidan từ năm 1959-2019 
   Fucoidan là gì?
   Fucoidan là tên được đặt cho một dạng anion polysaccharide chỉ có trong rong Nâu [4] (một số động vật thân mềm sử dụng rong Nâu làm thức ăn có thành phần sulfate fucan trong cơ thể chúng, tuy nhiên cấu trúc những sulfate fucan này đơn giản, là mạch thẳng và chỉ có fucose trong thành phần đường). Fucoidan là polysaccharide có chứa tỷ lệ phần trăm đáng kể của L-Fucose và nhóm ester sulfate. Fucoidan có mặt trong thành tế bào của các loài rong Nâu chủ yếu thuộc Bộ Laminariales và Bộ Fucales của lớp Phaeophyceae. 
Hình ảnh. Một số loại rong Nâu có hàm lượng Fucoidan cao. 
   Cấu trúc của Fucoidan giống như cấu trúc của chondroitin sulfate, có mạch thẳng với đơn cấu trúc 1,2 b - D-Galactose hoặc 1,2 b - D-Mannose, có phân nhánh tại vị trí 1,2 hoặc 1,4 a -L-Fucose, 1,4 a -D-Glucuronic acid,  b - d-Xylose đầu cuối và đôi khi 1,4 a -D-Glucose. Các dạng cấu trúc điển hình với liên kết 1,3 của Fucoidan được trình bày như hình bên dưới [5].
Hình ảnh. Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3

   Các nghiên cứu về hoạt tính của Fucoidan 

Hình 5. Các tác dụng của Fucoidan đối với sức khỏe [28]
⦁ Kích hoạt và tăng cường miễn dịch:
   Nghiên cứu mở rộng đã chỉ ra thuộc tính miễn dịch của Fucoidan, bao gồm giảm các phản ứng dị ứng và kích hoạt các tế bào đuôi gai, tế bào NK và tế bào T, tăng cường các phản ứng chống virut và chống khối u quan trọng [9,10]; tăng cường hoạt động miễn dịch, sản xuất kháng thể; giảm các phản ứng dị ứng của cơ thể; kích thích sản sinh tế bào gốc [11] và hoạt tính chống vi-rút, tăng sinh thực bào.
⦁ Kháng viêm:
   Fucoidan có khả năng rất hiệu quả trong việc giải quyết tình trạng viêm toàn thân, cũng như viêm cục bộ. Các cơ chế hoạt động bao gồm ức chế các enzyme gây viêm và tăng tính toàn vẹn của các mối nối tế bào [12,13];  ức chế trực tiếp liên kết thụ thể; ngăn ngừa tích tụ tế bào viêm; ức chế các enzyme gây viêm COX-1, COX-2 và LOX-15 và giảm viêm do dị ứng và tia cực tím.
⦁ Làm giảm cholesterol và phòng chống cao huyết áp:
   Việc uống Fucoidan đã được chứng minh là điều chỉnh lipid huyết thanh và cholesterol, là những yếu tố quan trọng trong sự phát triển của các bệnh mạch máu. Nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng Fucoidan có tác dụng có lợi đối với huyết áp, đông máu và mạch máu mô [14,15,16]; cải thiện lipid huyết thanh; giảm quá trình viêm; cải thiện mạch máu mô; điều chế đông máu không đều và điều hòa huyết áp không ổn định. 
⦁ Hỗ trợ điều trị ung thư:
   Fucoidan được biết đến rộng rãi và được sử dụng trong việc hỗ trợ điều trị bởi các đặc tính chống ung thư vượt trội của nó [17,18,19,20]. Một số lượng lớn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như trên động vật sống (in vivo và in vitro) đã được thực hiện trong lĩnh vực này. Theo báo cáo, Fucoidan có những đặc tính như bắt các tế bào ung thư quay lại chu kỳ tế bào (Apoptosis), tăng số lượng tế bào miễn dịch đến các tế bào ung thư, giảm và làm chậm quá trinh di căn của khối u và ức chế sự hình thành mạch máu nuôi tế nào ung thư.
Hình ảnh. Cơ chế chống hình thành mạch máu nuôi khối [28].
⦁ Các vấn đề về tiêu hóa:
   Nghiên cứu được công bố đã báo cáo các tác dụng có lợi của Fucoidan đối với chức năng tiêu hóa, bao gồm cả việc cải thiện các tình trạng suy nhược như viêm đại tràng [21] và loét dạ dày [22] khiến cho vấn đề này nhận được rất nhiều sự quan tâm. Fucoidan cũng có đặc tính chống mầm bệnh có thể có lợi cho chức năng dạ dày, cũng như một hồ sơ nghiên cứu mạnh mẽ về sức khỏe gan và thận; phòng chống vi khuẩn gây bệnh và virus; cải thiện cân bằng vi khuẩn trong đường ruột; giảm và kiểm soát quá trình viêm; điều chế men gan và ức chế vi khuẩn Helicobacter pylori (H. pylori) [22].
⦁ Chống lão hóa da:
   Nghiên cứu về Fucoidan đã cho thấy hiệu quả rõ rệt đối với các quá trình liên quan đến lão hóa [23]. Fucoidan có khả năng đảo ngược sự lão hóa trong các tế bào gốc nội mô. Nó cũng đã được chứng minh là thể hiện tính chất bảo vệ thần kinh trong các mô động vật [24]; Ngăn ngừa tổn thương tế bào thần kinh và ức chế enzyme phân hủy – enzym lão hóa [25].
   Cho đến nay, đã có rất nhiều chế phẩm chứa Fucoidan đã được bán ra thị trường với nhiều loại mẫu mã khác nhau. Những sản phẩm Fucoidan đầu tiên là của Nhật Bản. Là một quốc đảo, từ lâu, Nhật Bản đã hình thành ngành công nghiệp nuôi trồng rong biển quy mô lớn với sản lượng hàng năm lên đến hàng triệu tấn. Nhờ lợi thế công nghiệp, quốc gia này nhanh chóng dẫn đầu trong việc sử dụng Fucoidan từ rong biển để chăm sóc sức khỏe. Sản phẩm Fucoidan của Nhật hiện có tại hơn 20 quốc gia trên thế giới như: Mỹ, Canada, Hàn Quốc,…
   Tại Việt Nam, năm 2010, Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã nghiên cứu thành công công nghệ và thiết bị sản xuất Fucoidan theo định hướng dược liệu, đồng thời xác định được 10 loại rong có hàm lượng Fuicoidan cao với trữ lượng đáng kể và nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất Fucoidan và công nghệ sản xuất alginate từ bã thải rong nâu.
Hiện nay, sản phẩm có chứa Fucoidan trên thị trường rất đa dạng, giá cả khác nhau tùy hàm lượng Fucoidan có trong sản phẩm. Ngoài dạng thô như rong biển (tươi, khô), còn có các sản phẩm bổ sung dinh dưỡng chứa chiết xuất Fucoidan thơm ngon (dạng bột, viên nang hoặc chất lỏng) như sữa chua yến sào Fucoidan, nước yến Fucoidan, sản phẩm hỗ trợ điều trị ung thư,… Do vậy, các nghiên cứu Fucoidan trong rong Nâu Việt Nam đã và đang là việc làm rất cần thiết có ý nghĩa khoa học và có tính thực tiễn cao.
-----------------
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Duy Nhứt. Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của polysaccharide từ một số loài rong nâu ở tỉnh Khánh Hòa. Luận án tiến sỹ Hóa học, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2008. Hà Nội.
2. Nguyễn Duy Nhứt, Bùi Minh Lý, Thành Thị Thu Thủy, Nguyễn Mạnh Cường, Trần Văn Sung. Nghiên cứu fucoidan có hoạt tính gây độc tế bào tách từ rong nâu Sargasum swartzii bằng phương pháp phổ khối nhiều lần. Tạp chí Hóa học, 2009, T. 47 (3), Tr. 300 - 307.
3. Trần Thị Thanh Vân, Võ Mai Như Hiếu và Bui Minh Lý. Phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan chiết từ loài rong nâu Turbinaria ornata. Tạp chí Hóa học, 2009, T.47 (4A), 483-487.
4. Kylin, H. Zur biochemie der Meersalgen. Z. Physiol. Chem. 1913, 83, 171 - 197.
5. Chevolot, L.; Mulloy, B.; Racqueline, J. A disaccharide repeat unit is the structure structure in fucoidans from two species of brown algae. Carbohydr. Res. 2001, 330, 529-535.
6. Anastyuk, S.D., Imbs, T.I., Dmitrenok, P.S., and Zvyagintseva, T.N. Rapid Mass Spectrometric Analysis of a Novel Fucoidan, Extracted from the Brown Alga Coccophora langsdorfii. The ScientificWorld Journal. 2014, ID 972450, 9 pages.
7. Andriy Synytsya, Woo-Jung Kim, Sung-Min Kim, Radek Pohl, Alla Synytsya, František Kvasnicˇka Jana Copíková, Yong Il Park. Structure and antitumour activity of fucoidan isolated from sporophyll of Korean brown seaweed Undaria pinnatifida. Carbohydrate Polymers. 2010, 81, 41-48.
8. Wu, X.W.; Yang, M.L.; Huang, X.L.; Yan, J.; Luo, Q. Effect of Laminaria japonica polysaccharides on radioprotection and splenic lymphocyte apoptosis. Med. J. Wuhan Univ. 2004, 25, 239-241.
Negishi H, 9. Mori M, 9. Mori H, 9. Yamori Y. Supplementation of elderly Japanese men and women with fucoidan from seaweed increases immune responses to seasonal influenza vaccination. 2013, 143, 1794–1798.
Wei Zhang, 10. Tatsuya Oda, 10. Qing Yu, 10. Jun-O Jin. Fucoidan from Macrocystis pyrifera Has Powerful Immune-Modulatory Effects Compared to Three Other Fucoidans. 2015, 13, 1084–1104.
Irhimeh MR, 11. Fitton JH, 11. Lowenthal RM. Fucoidan ingestion increases the expression of CXCR4 on human CD34+ cells. 2007, 35, 989-999.
Lim JD, 12. Lee SR, 12. Kim T, 12. Jang SA, 12. Kang SC, 12. Koo HJ, 12. Sohn E, 12. Bak JP, 12. Namkoong S, 12. Kim HK, 12. Song IS, 12. Kim N, 12. Sohn EH, 12. Han J. Fucoidan from Fucus vesiculosus protects against alcohol-induced liver damage by modulating inflammatory mediators in mice and HepG2 cells. 2015, 13, 1051-1067.
Maruyama H, 13. Tamauchi H, 13. Kawakami F, 13. Yoshinaga K, 13. Nakano T. Suppressive Effect of Dietary Fucoidan on Proinflammatory Immune Response and MMP-1 Expression in UVB-Irradiated Mouse Skin. 2015, 81, 1370-1374.
Zhang Z, 14. Till S, 14. Jiang C, 14. Knappe S, 14. Reutterer S, 14. Scheiflinger F, 14. Szabo CM, 14. Dockal M. Structure-activity relationship of the pro- and anticoagulant effects of Fucus vesiculosus fucoidan. 2014, 111, 429-437.
Hernández-Corona DM, 15. Martínez-Abundis E, 15. González-Ortiz M. Effect of fucoidan administration on insulin secretion and insulin resistance in overweight or obese adults. 2014, 17, 830-832.
Lee JH, 16. Lee SH, 16. Choi SH, 16. Asahara T, 16. Kwon SM. The sulfated polysaccharide fucoidan rescues senescence of endothelial colony-forming cells for ischemic repair. 2015, 33, 1939-1951.
17. Aisa, Y.; Miyakawa, Y.; Nakazato, T.; Shibata, H.; Saito, K.; Ikeda, Y.; Kizaki, M. Fucoidan induces apoptosis of human HS-Sultan cells accompanied by activation of caspase-3 and down-regulation of ERK pathways. Am. J. Hematol. 2004, 78, 7-14.
18. Cumashi, A.; Ushakova, N.A.; Preobrazhenskaya, M.E.; D'Incecco, A.; Piccoli, A.; Totani, L.; Tinari, N.; Morozevich, G.E.; Berman, A.E.; Bilan, M.I.; Usov, A.I.; Nadezhda E.; Grachev, A.A.; Sanderson, C.J.; Kelly, M.; Rabinovich, G.A.; Iacobelli, S. A comparative study of the anti-inflammatory, anticoagulant, antiangiogenic, and antiadhesive activities of nine different fucoidans from brown seaweeds. Glycobiology 2007, 17, 541-552.
19. Haneji, K.; Matsuda, T.; Tomita, M.; Kawakami, H.; Ohshiro, K.; Uchihara, J.; Masuda, M.; Takasu, N.; Tanaka, Y.; Ohta, T.; Mori, N. Fucoidan extracted from Cladosiphon okamuranus Tokida induces apoptosis of human T-Cell leukemia virus type 1-infected T-Cell lines and primary adult T-Cell leukemia cells. Nutrit. Cancer 2005, 52, 189-201.
20. Maruyamaa, H.; Tamauchib, H.; Iizuka, M.; Nakano, T. The role of NK cells in antitumor activity of dietary fucoidan from Undaria pinnatifida Sporophylls (Mekabu). Planta Med. 2006, 72, 1415-1417.
Lean QY, 21. Eri RD, 21. Fitton JH, 21. Patel RP, 21. Gueven N. Fucoidan Extracts Ameliorate Acute Colitis, 2015.
Chua EG, 22. Verbrugghe P, 22. Perkins TT, 22. Tay CY. Fucoidans Disrupt Adherence of Helicobacter pylori to AGS Cells In Vitro, 2015.
23. Zhang, Q.B.; Yu, P.Z.; Zhou, G.F.; Li, Z.E.; Xu, Z.H. Studies on antioxidant activities of fucoidan from Laminaria japonica. Chin. Trad. Herbal Drugs. 2003, 34, 824-826.
Li Y, 24. Liu L, 24. Liu D, 24. Woodward S, 24. Barger SW, 24. Mrak RE, 24. Griffin WS. Microglial activation by uptake of fDNA via a scavenger receptor. 2004, 147, 50-55.
J. Helen Fitton, 25. Giorgio Dell'Acqua, 25. Vicki-Anne Gardiner, 25. Samuel S. Karpiniec, 25. Damien N. Stringer, 25. Emma Davis. Topical Benefits of Two Fucoidan-Rich Extracts from Marine Macroalgae. 2015, 2, 66-81.
26. Yang, X.L.; Sun, J.Y.; Xu, H.N. An experimental study on immunoregulatory effect of fucoidan. Chin. J. Marine Drugs 1995, 9-13.
27. https://www.miraclefucoidan.com/
28. https://doshinvina.com/