Đông trùng hạ thảo (ĐTHT) thuộc giống Cordyceps là loại nấm ký sinh trên côn trùng được sử dụng như dược liệu chống ung thư, chống viêm, chống oxy hoá, tăng cường sinh lực, cải thiện sức khỏe,… trong y học cổ truyền của Trung Quốc từ cách đây hơn 2000 năm. Cordyceps được gọi là DongChongXiaCao ở Trung Quốc và Yartsa Gunbu ở Tây Tạng, có nghĩa là sâu vào mùa đông - cỏ vào mùa hè hay nói cách khác là “Đông trùng hạ thảo”.
Có hai loài thuộc giống Cordyceps hiện nay đang được nghiên cứu nhiều để nuôi trồng và chiết xuất các hoạt chất sinh học do có giá trị dược liệu cao (Li & cs., 2006). Đó là loài Cordyceps sinensis và loài Cordyceps militaris. Loài C. sinensis phát triển và phân bố rất hạn chế trong tự nhiên, hiện chưa được nuôi thành công trong môi trường nhân tạo (Li & cs., 2006; Stone 2008; Zhang & cs., 2012). Loài C. militaris (thường còn được gọi là nấm cam sâu bướm) hiện được nuôi trong môi trường nhân tạo ở quy mô lớn đảm bảo có dược tính tốt (Dong & cs., 2012; Li & cs., 1995). Mới đây, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Thẩm Dương (Trung Quốc) đã phân tích và so sánh thành phần hoạt chất của C. sinensis khai thác trên cao nguyên Tây Tạng và C. militaris nuôi nhân tạo trên nhộng. Kết quả cho thấy 65 hoạt chất được tìm thấy cả trong hai loại nấm. Trong số đó, 25 hợp chất bao gồm cả cordycepin (hoạt chất chính quyết định giá trị của ĐTHT) có hàm lượng cao hơn trong nấm nuôi trồng. Kết quả này cho thấy ĐTHT nuôi trồng ít nhất có giá trị tương đương ĐTHT tự nhiên và có thể thay thế ĐTHT tự nhiên trong bồi bổ cơ thể và tăng cường sức khỏe (Liu & cs., 2021).
1. Đặc điểm sinh học
Nấm C. militaris là loài nấm ký sinh trên bướm và sâu bướm, có màu cam, chiều dài 8-10 cm. Đầu quả thể nấm có các đốm màu cam sáng. Vào mùa đông, sâu non, sâu trưởng thành của một số loài nằm dưới đất hoặc ở trên mặt đất, bị dính các bào tử nấm trong gió. Sau đó từ bào tử hình thành các ống nảy mầm có các thể bám. Các ống này tiết ra các enzyme như lipase, chitinase, protease thủy phân vỏ ngoài của sâu ký chủ và xâm nhập vào bên trong cơ thể sâu ký chủ. Hệ sợi nấm hút chất dinh dưỡng của ký chủ, sinh trưởng mạnh mẽ chiếm toàn bộ cơ thể và gây chết ký chủ. Giai đoạn này nhiệt độ và ẩm độ không khí thấp, nấm ký sinh ở dạng hệ sợi. Đến mùa hè, nhiệt độ và ẩm độ không khí cao, nấm chuyển giai đoạn, hình thành quả thể và nhú lên khỏi mặt đất phát triển, khi già tạo bào tử và phát tán bào tử vào không khí (Kamble & cs., 2012).
2. Thành phần hóa học
Theo số liệu của Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc, thành phần hóa học của thể quả nấm C. militaris gồm: Protein (40,69%); Các loại vitamin: vitamin A (34,7 mg/gam), vitamin B1 (13,0 mg/gam); Các nguyên tố khoáng: Se (0,44 ppm), Zn (130,0 ppm), Cu (29,15 ppm); cordycepin (1,52%); cordycepic acid (11,8%); polysaccharide (30%). Các hợp chất này góp phần tạo nên giá trị dinh dưỡng và giá trị dược liệu của nấm C. militaris.
Thành phần hóa học cụ thể của nấm C. militaris bao gồm:
Aminoacid:
Tham gia cấu tạo nên protein của C. militaris có 18 amino acid: aspartic acid (4,75 mg/g chất khô), serine (3,13 mg/g chất khô), glutamic acid (8,79 mg/g chất khô), glycine (1,84 mg/g chất khô), histidine (1,84 mg/g chất khô), arginine (5,29 mg/g chất khô), threonine (5,99 mg/g chất khô), alanine (5,18 mg/g chất khô), prolin (6,68 mg/g chất khô), tyrosine (2,29 mg/g chất khô), valine (3,46 mg/g chất khô), methionine (0,18 mg/g chất khô), lysine (15,06 mg/g chất khô), isoleucine (1,16 mg/g chất khô), leucine (1,43 mg/g chất khô) và phenylalanine (1,15 mg/g chất khô). Tổng hàm lượng amino acid trong quả thể nấm (69,32 mg/g) cao hơn trong sợi nấm (14,03 mg/g) (Hur, 2008).
Acid béo:
C. militaris là nguồn quan trọng acid béo, đặc biệt là acid béo không no chứa nhiều nối đôi. Sáu acid béo đã được xác định trong quả thể và sợi nấm C. militaris bao gồm palmitic acid (C16:0), palmitoeic acid (C16:1), stearic acid (C18:0), oleic acid (C18:1), linoleic acid (C18:2) và linolenic acid (C18:3) trong đó hơn 75% là các acid béo chưa no (Hur, 2008). Tỷ lệ acid béo no/không no (= 0,25) đáp ứng hoàn toàn khuyến cáo của FAO về tỷ lệ các acid no/không no đối với người trưởng thành (FAO, 2008). Linoleic acid, một acid béo thiết yếu đối với con người là acid béo chính của C. militaris với hàm lượng lên đến 61,3% tổng lượng acid béo trong quả thể.
Adenosine và cordycepin:
Đây là hai chất có hoạt tính dược học cao có trong thể quả và hệ sợi của nấm C. militaris. Adenosine chiếm 0,18% trong quả thể và 0,06% trong sinh khối sợi nấm. Hàm lượng chất cordycepin trong quả thể nấm cao gấp 3 lần so với trong sinh khối (tương ứng là 0,97% và 0,36%) (Hur, 2008).
Cordycepin (3′-deoxyadenosine) là hợp chất thể hiện dược tính quan trọng của nấm C. militaris. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng cordycepin có khả năng kháng oxi hóa, kháng ung thư, chống nôn, điều hòa miễn dịch và kháng khuẩn. Đây là một trong những hợp chất kháng ung thư chủ đạo của nấm Cordyceps (Patel & Ingalhalli, 2013).
Adenosine là chất chuyển năng lượng và tín hiệu trong tế bào. Hợp chất này thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quan trọng bao gồm hạn chế sự tổn thương tế bào, kháng viêm, kháng ung thư và chống co giật (Liu & cs., 2015).
Polysaccharide:
Nấm Cordyceps chứa polysaccharide với hàm lượng 3-8% khối lượng bao gồm các polysaccharide nội bào và ngoại bào. Các thí nghiệm khoa học cho thấy polysaccharide nấm thể hiện một loạt hoạt tính sinh học bao gồm chống xơ gan, kháng khối u, kháng virus, tăng cường miễn dịch, hạ đường huyết, hạ cholesterol máu và kháng oxi hóa (Liu & cs., 2015; Yan & cs., 2008).
Thành phần đường của các polysaccharide phụ thuộc loài nấm. Yoo & cs. (2004) đã tách chiết được 3 loại polysaccharide từ C. militaris trong đó loại thứ nhất chứa rhamnose, xylose, mannose, glucose và galactose với tỷ lệ 1:6,43:25,6:16.0:13.8, loại thứ hai chứa rhamnose, glucose và galactose với tỷ lệ 1:4,46:2,43 còn loại thứ ba chỉ chứa đường glucose. Yan & cs. (2008) đã chiết và xác định thành phần hai polysaccharide của C. militaris. Các polysaccharid này đều chứa mannose và galactose với tỷ lệ lần lượt là 0,96:1 (polysaccharide thứ nhất) và 1,04:1 (polysaccharide thứ hai). Các polysaccharide này có khả năng phục hồi các tổn thương gan do rượu, tác dụng này tăng lên khi tăng liều lượng sử dụng chất (Yan & cs., 2008).
3. Tác dụng sinh học
Các tác dụng sinh học của nấm Cordyceps nói chung được giới thiệu ở Hình 1. Một số kết quả nghiên cứu về tác dụng của C. militaris trong phòng ngừa và điều trị một số bệnh gây gánh nặng bệnh tật lớn và chiếm tỷ lệ tử vong cao hiện nay được giới thiệu sau đây.
    |
 |
| Hình 1. Tác dụng sinh học của nấm Cordyceps (Ashraf & cs., 2020). |
Cordyceps militaris và bệnh tiểu đường
Tiểu đường được đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết mạn tính do khiếm khuyết trong bài tiết hoặc hoạt động của insulin. Bệnh nhân tiểu đường mắc hàng loạt rối loạn chuyển hóa rối loạn về glucide, chất béo và protein. Nhiều biến chứng khác bao gồm bệnh tim mạch, bệnh thận, bệnh thần kinh, bệnh võng mạc và tăng lipid máu được quan sát thấy ở hầu hết bệnh nhân tiểu đường. Theo Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế (IDF), ước tính có khoảng 629 triệu người sẽ mắc bệnh tiểu đường trên toàn cầu vào năm 2045.
Do tỷ lệ mắc bệnh và biến chứng cao nên tiểu đường được coi là “kẻ giết người” thứ ba trên thế giới. Việc tìm kiếm các loại thuốc trị tiểu đường từ thảo dược hoặc nấm thay thế các thuốc hóa học là phương án điều trị an toàn, giúp tránh được các tác dụng phụ của thuốc hóa học điều trị tiểu đường.
Một số báo cáo cho thấy C. militaris và hoạt chất chính của nó là cordycepin có tác dụng rất tiềm năng trở thành một dược phẩm chống tiểu đường an toàn. Mặc dù cơ chế hoạt động điều trị đái tháo đường chưa được hiểu đầy đủ, nhưng một số nghiên cứu đã chỉ ra những con đường có thể. Theo Dong & cs. (2014), chiết xuất C. militaris có tác dụng hạn chế tiểu đường và các bệnh liện quan với các cơ chế hoạt động: (i) giảm đường huyết bằng cách thúc đẩy sự chuyển hóa glucose; (ii) giảm mạnh nồng độ cholesterol toàn phần và chất béo trung tính trong huyết thanh nhờ đó làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch; (iii) giảm nồng độ nitơ urê, creatinine, uric acid và protein trong máu cho thấy tác dụng bảo vệ của nó chống lại bệnh thận biến chứng do tiểu đường. Ma & cs. (2015) chứng minh chiết xuất C. militaris giảm bớt các triệu chứng tiểu đường ở chuột bao gồm giảm đường huyết, tăng hàm lượng glycogen ở gan, tăng khả năng dung nạp glucose. Hơn nữa, chiết xuất có tác dụng bảo vệ chống lại tổn thương thận và lá lách liên quan đến bệnh tiểu đường. Cordycepin, hoạt chất chính của C. militaris được chứng minh đóng góp cho khả năng kháng tiểu đường của C. militaris trong nghiên cứu của Cao & cs. (2019). Theo đó, cordycepin có khả năng giảm đường huyết; hàm lượng cholesterol và chất béo trung tính trong máu; creatinine và protein trong nước tiểu.
Cordyceps militaris và các bệnh tim mạch
Bệnh tim mạch đã trở thành một trong những nguyên nhân chính gây tử vong trên toàn thế giới ở các nước phát triển cũng như đang phát triển. Theo thống kê của WHO, năm 2015, khoảng 17,7 triệu người chết vì bệnh tim mạch, chiếm 31% tổng số ca tử vong trên toàn cầu. Dự đoán đến năm 2030 số ca tử vong hàng năm do bệnh tim mạch sẽ tăng lên gần 23,6 triệu người.
Chất chiết C. militaris và các hợp chất adenosine, deoxy-adenosine… trong C. militaris có khả năng giảm hàm lượng lipid máu, giảm cholesterol tổng và LDL-cholesterol, hạ huyết áp và chống rối loạn nhịp tim (Ashraf & cs., 2020). Trong các nghiên cứu trên bệnh nhân bị suy tim mãn tính, việc sử dụng lâu dài ĐTHT kết hợp với phương pháp điều trị thông thường làm gia tăng chất lượng cuộc sống tổng thể (Panicker & cs., 2017). Đối với các bệnh nhân rối loạn nhịp tim, viên nang đông trùng hạ thảo Ningxinbao cải thiện đáng kể nhịp tim ở cả hai nhóm bệnh nhân rối loạn nhịp tim chậm và nhanh, đồng thời không gây ra tác dụng phụ trong nghiên cứu của Wang & cs. (2022). Cơ chế được xác định có thể do tác động điều hòa quá trình truyền tín hiệu thần kinh của ĐTHT đến các tế bào cơ tim.
Các hợp chất adenosine, deoxy-adenosine trong ĐTHT ngăn cản kết tụ tiểu cầu, sự tạo thành huyết khối, làm tan huyết khối. Trên thực tế, enzyme tiêu sợi huyết tách chiết từ nấm C. militaris có hoạt tính gắn fibrin do đó xúc tiến việc phân hủy fibrin. Enzyme này có khả năng sử dụng trong điều trị tan huyết khối tương tự như các enzym fibrinolytic mạnh khác như nattokinase cho bệnh tim lão hóa ở người (Jae-Sung & cs., 2006). Bên cạnh đó, chất chiết C. militaris thể hiện tác dụng ức chế đáng kể chống lại sự kết tập tiểu cầu do ADP và collagen gây ra từ đó hạn chế chứng huyết khối động mạch, một bệnh lý thường gặp và là nguyên nhân gây ra các bệnh tim mạch như xơ vữa động mạch và nhồi máu cơ tim (Choi & cs., 2020).
Cordyceps militaris và bệnh ung thư
Tác dụng chống ung thư của đông trùng hạ thảo được đề cập đến trong nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Dịch chiết từ thể quả C. militaris có tác dụng chống ung thư, hiệu quả đối với hai loại tế bào màng trong tĩnh mạch rốn là HT1080 và B16-F10 do có khả năng chống lại sự tạo thành các mạch máu mới bằng cách giảm sự biểu hiện của bFGF, một trong những nhân tố kích thích quá trình này (Yoo & cs., 2004). Dịch chiết bằng nước ấm từ nấm C. militaris có tác dụng kìm hãm sự phát triển của dòng tế bào ung thư máu ở người bằng cách gây ra hiện tượng tự chết của các tế bào thông qua sự hoạt hóa enzyme caspase-3 (Lee & cs., 2006). Trong thí nghiệm của Kim & cs. (2006), các nhà khoa học đã thử nghiệm tác dụng dịch chiết từ nấm C. militaris trên các dòng tế bào bình thường và các dòng tế bào ung thư. Kết quả cho thấy hai dòng tế bào K562 (tế bào ung thư máu-leukemia) và Du145 (tế bào ung thư tuyến tiền liệt - prostate carcinoma) bị ức chế mạnh với dịch chiết bằng dung môi butanol. Dịch chiết C. militaris có khả năng kháng oxi hóa mạnh và gây độc tế bào ung thư đại trực tràng HT-29 (Awang & cs., 2021) và ức chế đáng kể sự tăng trưởng của khối u ung thư đại trực tràng (Seo & cs., 2019). Đáng lưu ý, tác dụng kháng ung thư đại trực tràng của dịch chiết nấm ĐTHT C. militaris nuôi trồng cao hơn cetuximab, một loại thuốc được chỉ định điều trị ung thư đại trực tràng.
Các thành phần hoạt tính sinh học có tác động chống ung thư chủ yếu từ nấm C. militaris là polysaccharide, sterol, adenosine và đặc biệt cordycepin. Cơ chế kháng ung thư có thể bao gồm: (i) tăng cường chức năng của hệ thống miễn dịch và miễn dịch tự nhiên; (ii) ức chế có chọn lọc tổng hợp RNA, từ đó ảnh hưởng tới tổng hợp protein; (iii) hoạt động chống oxy hóa và chống các gốc tự do; (iv) chống đột biến; (v) làm nhiễu quá trình sao chép của virus cảm ứng khối u; (vi) cảm ứng methyl hóa nucleic acid (Xuanwei & cs., 2009).
Hiện nay nấm đông trùng hạ thảo C. militaris được nuôi trồng thành công ở quy mô lớn, cung cấp nguồn nguyên liệu quan trọng cho phát triển dược phẩm, thực phẩm chức năng phục vụ nhu cầu tăng cường sức khỏe, phòng ngừa bệnh tật của người tiêu dùng. Tuy nhiên, việc chọn giống có chất lượng cao, tối ưu hóa quá trình sản xuất, hạ giá thành sản phẩm để nhiều hơn nữa người tiêu dùng có khả năng sử dụng là các yêu cầu trước mắt của ngành sản xuất này.
Lại Thị Ngọc Hà
Khoa Công nghệ thực phẩm
Tài liệu tham khảo
1. Awang M. A., Daud N., Ismail N., Cheng P. G., Ismail M. F., Ramaiya S. D., 2021. Antioxidant and cytotoxicity activity of Cordyceps militaris extracts against human colorectal cancer cell line. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 11(07), 105-109.
2. Ashraf S. A., Elkhalifa A. E. O., Siddiqui A. J., Patel M., Awadelkareem A. M., Snoussi M., … Hadi S. (2020). Cordycepin for Health and Wellbeing: A Potent Bioactive Metabolite of an Entomopathogenic Medicinal Fungus Cordyceps with Its Nutraceutical and Therapeutic Potential. Molecules, 25(12), 2735.
3. Cao T., Xu R., Xu Y., Liu Y., Qi D., & Wan Q. (2019). The protective effect of Cordycepin on diabetic nephropathy through autophagy induction in vivo and in vitro. International Urology and Nephrology.
4. World Health Organization. Cardiovascular Diseases (CVDs). Fact Sheet no. 317. Geneva: WHO; 2015.
5. Choi E., Oh J., & Sung G.-H. (2020). Antithrombotic and Antiplatelet Effects of Cordyceps militaris. Mycobiology, 48(3), 228–232.
6. Dong Y., Jing T., Meng Q., Liu C., Hu S., M Y., … Teng, L. (2014). Studies on the Antidiabetic Activities ofCordyceps militarisExtract in Diet-Streptozotocin-Induced Diabetic Sprague-Dawley Rats. BioMed Research International, 2014, 1–11. doi:10.1155/2014/160980.
7. Dong J.Z., Lei C., Ai X.R. & cs., 2012. Selenium enrichment on Cordyceps militaris Link and analysis on its main active components. Applied Biochemistry and Biotechnology, 166, 1215–1224.
8. FAO, 2008. Fats and fatty acids in human nutrition, FAO Food and Nutrition paper No 91. Geneva.
9. Hur H., 2008. Chemical Ingredients of Cordyceps militaris. Mycobiology, 36(4), 233-235.
10. Kamble V.R. and Agre D.G., 2012. Reinvestigation of insect parasite fungus Cordyceps militaris from Maharashtra. Bionano Frontier, 5(2), 224-225.
11. Liu Y., Xiao K., Wang Z., Wang S., & Xu F. (2021). Comparison of metabolism substances in Cordyceps sinensis and Cordyceps militaris cultivated with tussah pupa based on LC‐MS. Journal of Food Biochemistry, 45(6). doi:10.1111/jfbc.13735.
12. Li C.R., Nam S.H., Geng D.G., 2006. Artificial culture of seventeen Cordyceps spp. Mycosystema, 25, 639-645.
13. Li N., Song J.G., Liu J.Y., Zhang H., 1995. Compared chemical composition between Cordyceps militaris and Cordyceps sinensis. Journal of Jilin Agriculture University, 17, 80–3.
14. Liu Y., Wang J., Wang W., Zhang H., Zhang X. & Han C., 2015. The Chemical Constituents and Pharmacological Actions of Cordyceps sinensis. Hindawi Publishing Corporation, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2015, Article ID 575063, 12 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2015/575063.
15. Ma L., Zhang S., & Du M. (2015). Cordycepin from Cordyceps militaris prevents hyperglycemia in alloxan-induced diabetic mice. Nutrition Research, 35(5), 431–439.
16. Patel K.J. & Ingalhalli R.S, 2013. Cordyceps militaris (L.: Fr.) Link – An Important Medicinal Mushroom. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 2(1), 315-349.
17. Seo H., Song J., Kim M., Han D.-W., Park H.-J., & Song M. (2018). Cordyceps militaris Grown on Germinated Soybean Suppresses KRAS-Driven Colorectal Cancer by Inhibiting the RAS/ERK Pathway. Nutrients, 11(1), 20.
18. Stone R., 2008. Last stand for the body snatcher of the Himalayas? Science, 322(5905), 1182-.
19. Wang L, Sun H, Yang M, Xu Y, Hou L, Yu H, Wang X, Zhang Z, Han J. Bidirectional regulatory effects of Cordyceps on arrhythmia: Clinical evaluations and network pharmacology. Front Pharmacol. 2022 Aug 19; 13:948173
20. Zhang Y.J., Li E., Wang C.S., 2012. Ophiocordyceps sinensis, the flagship fungus of China: terminology, life strategy and ecology. Mycology, 3, 2–10.
21. Zheng P., Xia Y.L., Xiao Ch.H., 2011. Genome sequence of the insect pathogenic fungus Cordyceps militaris, a valued traditional Chinese medicine. Genome Biology, 23, 12-.
22. Yan H., Zhu D., Xu D., Wu J. & Bian X., 2008. A study on Cordyceps militaris polysaccharide purification, composition and activity analysis. African Journal of Biotechnology, 7 (22), 4004-4009.
23. Yoo H.S., Shin J.W., Cho J.H., Son C.G., Lee Y.W., Park S.Y. &Cho C.K., 2004. Effects of Cordyceps militaris extract on angiogenesis and tumor growth. Acta Pharmacologica Sinica, 25(5), 657-665.